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Na reunião de revisão EMC para telefones móveis, engenheiros apresentam muitas vezes uma list a de bandas de frequências: 2.4 GHz Wi-Fi、5 GHz Wi-Fi、6 GHz Wi-Fi 6E、n78（3.5 GHz）、n79（4.9 GHz）、24.25–27.5 GHz、37–43.5 GHz Onde milimétrica, UWB a 6,5/8 GHz, NFC a 13,56 MHz, carga inalámbrica a 110-205 kHz.
Então surge a pergunta: Existe um tipo de material absorvente que pode cobrir todas essas faixas de frequência?
A resposta é não. Não é que o fornecedor falte de capacidade, mas que a própria física material não o permite.
A faixa de frequência determina que um único material não pode cobrir
O mecanismo de perda de materiais absorventes tem seletividade de banda de frequência. Materiales de perda magnética dependem da ressonância natural e da perda de corrente de corrente de correntes de preenchimentos magnéticos suaves, e seus valores máximos aparecem perto de frequências específicas. A frequência de ressonância natural de ferrito é geralmente na faixa de várias centenas de MHz a vários GHz, enquanto a frequência de ressonância de materiais nanocristalinos está relacionada ao tamanho e composição de grãos. O pico de perda de carbonil ferro pó está na faixa de GHz. Uma vez que a frequência alvo se desvia do valor máximo em mais de uma octava, é difícil alcançar uma absorção efetiva mesmo com um aumento da espessura.
A situação é semelhante para materiais de perda dielétrica. O tempo de relaxamento polarizado dos materiais baseados em carbono e polímeros condutivos determina sua faixa de frequência efetiva de perda, enquanto o gradiente de impedância das estruturas porosas está relacionado ao tamanho e espessura de poros. Uma espuma de poro fina é efetiva na faixa de frequência de ondas de 24-43,5 GHz, mas se colocada a 2,4 GHz, uma espessura de 0,3-5 mm não pode formar profundidade de absorção suficiente em baixas frequências.
Ao colocar a lista de frequências e o espectro de perda de material juntos, a conclusão é clara: 2,4-6 GHz requer filmes finos do tipo de perda magnética, 24-43,5 GHz requer camadas de absorção porosas ou específicas de ondas de milímetros, e 13,56 MHz e 110-205 kHz requerem separadores magnéticos em vez de absorver placas. Esses tipos de materiais têm diferentes faixas de frequência operacional, mecanismos de perda e requisitos de espessura, e nenhum material pode satisfazer simultaneamente essas condições dentro do orçamento de espessura completa de um telefone móvel.
A banda múltipla "não é sobre montar materiais, mas segmentá-los de acordo com o caminho do ruído
Uma vez que um único material não pode cobrir isso, a abordagem de engenharia muda para "combinação segmentada". Mas a combinação segmentada não significa colocar vários materiais absorventes juntos - a combinação introduz novos problemas: descomparência de impedência entre camadas, espessura total superior ao orçamento de montagem, e materiais de baixa frequência aumentando reflexão na faixa de alta frequência.
Uma abordagem organizacional mais razoável é segmentar por caminho de ruído em vez de por lista de frequências.
A propagação de ruído dentro dos telefones móveis pode ser aproximadamente classificada em três tipos de caminhos:
O primeiro tipo é acoplamento próximo ao campo perto do chip e FPC
A harmonia das interfaces digitais de alta velocidade e o ruído de troca dos convertidores de DCDC são acoplados a antenas RF adjacentes ou circuitos sensíveis através de campos magnéticos próximos. A frequência principal deste tipo de ruído é geralmente entre várias centenas de MHz e 6 GHz, composta principalmente por componentes de campo magnético. É adequada para filmes finos de perda magnética com espessura de 0,1-0,5 mm, montados entre a fonte de ruído e o circuito sensível.
O segundo tipo é ressonância de cavidade dentro da cobertura de escudo
Os escudos metálicos de módulos de onda de milímetros e módulos Wi-Fi formam ondas de pé em frequências específicas, e os picos de ressonância são acoplados a antenas externas através de lacunas. A frequência principal deste tipo de problem a é acima de 24 GHz, e é adequada para espuma fina absorvente por poros ou camada absorvente dedicada a onda de milímetros com uma espessura de 1-3 mm, montada na parede interior da cavidade.
O terceiro tipo é o acoplamento de ondas de superfície em estruturas metálicas (quadros, quadros médios, decorações de câmara)
Ondas milimétricas formam ondas de superfície quando se propagam em superfícies metálicas, transmitindo ruído de um extremo para o outro. Esse tipo de problema requer absortores finos com espectro específico de perda dielétrica/magnética, tipicamente variando em espessura de 0,05 a 0,3 mm.
Três tipos de caminhos correspondem a três requisitos materiais. Um telefone móvel pode ter esses três tipos de problemas simultaneamente, mas suas posições espaciais, fontes de ruído e frequências são diferentes. O núcleo da correspondência segmentada é colocar cada material em seu caminho de ruído correspondente, em vez de tentar cobrir todos os caminhos com um material.
A tabela seguinte resume a relação entre três tipos de caminhos de ruído e sistemas materiais:
A zona de transição entre bandas de frequência é o ponto cego mais facilmente esquecido
A correspondência segmentada pode parecer clara, mas na engenharia prática, a área mais problemática é a zona de transição entre bandas de frequência.
Tomando 5-8 GHz como exemplo. 5 GHz Wi Fi (5,15-5,85 GHz), 6 GHz Wi Fi 6E (5,925-7,125 GHz), e UWB (6,5/8 GHz) são densamente distribuídos nesta faixa. Esta banda de frequência está localizada na "zona média" entre filmes finos tipo de perda magnética e camadas de absorção de ondas de milímetros: o μ "de materiais de perda magnética acima de 6 GHz geralmente começa a diminuir, e o foco de projeto das camadas de absorção de ondas de milímetros é acima de 24 GHz, o que pode não ter profundidade de absorção suficiente para 6-8 GHz.
Se os engenheiros usam a classificação de "folhas finas para baixas frequências e espuma para altas frequências", a gama de 5-8 GHz pode ter cobertura insuficiente em ambos os lados, manifestada como flutuações no flutuação de Wi Fi 6E em condições específicas de cavidade, ou uma diminuição da precisão de UWB entre as estruturas metálicas. A solução para este ponto cego não é encontrar for çadamente um "material universal", mas configurar separadamente materiais para a banda de frequência de transição no esquema segmentado. Por exemplo, selecionar uma folha de perda magnética com um pico sintonizado em cerca de 6 GHz, ou uma espuma de espessura média validada na faixa de frequência efetiva de 5-8 GHz. Ao selecionar, os fornecedores devem ser obrigados a fornecer dados de reflexividade ou atenuação na faixa de 5-8 GHz, em vez de apenas olhar para o desempenho dos dois pontos-final a 2,4 GHz e 24 GHz.
Allocação do orçamento de espessura: quem representa 0,1 mm, quem representa 3 mm
Outra restrição de concordância segmentada é a atribuição do orçamento de espessura. O espaço de montagem dentro do telefone varia muito em diferentes posições: o espaço acima do chip é geralmente apenas 0,1-0,3 mm, o espaço dentro do escudo pode ser 1-3 mm, e o lado interior do quadro metal está entre os dois.
Isso significa que a seleção de material não só deve focar em "qual faixa de frequência tem uma absorção mais forte", mas também em "quão espessura essa posição pode encaixar". Em um espaço de 0,1 mm, espuma de onda de milímetros não pode funcionar de nada; Cobrindo a ressonância da cavidade de ondas de milímetros com placas de perda magnética ultra finas em um espaço de 3 mm, a profundidade de absorção não é suficiente. A sequência de julgamento da engenharia deve ser: primeiro determinar o espaço disponível para cada caminho de ruído, e então selecionar o material com a melhor capacidade de absorção para a banda de frequência alvo sob as restrições desse espaço, em vez de selecionar o material primeiro e então encontrar um lugar para pegá-lo.
Juízo de seleção de absorção segmentada baseado no caminho de ruído
Primeiro, desenhar uma tabela tridimensional de "espaço de band a de rota de ruído" em vez de uma lista de frequências simples
Etiquetem cada problema de ruído com a frequência dominante, o caminho de propagação (próximo campo/cavidade/onda de superfície) e o espaço disponível, que juntos determinam o tipo e espessura do material. A lista de frequências só pode dizer a vocês "quais bandas de frequências estão disponíveis", não "quais materiais devem ser usados ou onde colocá-los".
Em segundo lugar, confirmar os dados materiais separadamente para a banda de frequência de transição (5-8 GHz)
Requerem que os fornecedores forneçam curvas de reflexão ou atenuação para esta gama, em vez de apenas dados máximos para 2,4 GHz e 24 GHz. A lacuna de desempenho nas faixas de frequência de transição muitas vezes não é exposta em testes de pontos de frequência únicos, mas é refletida em flutuações no rendimento geral ou na precisão de intervalo.
Em terceiro lugar, confirmar no esquema de segmentação que os limites entre camadas não introduzirão novas reflexões
Se materiais absorventes de diferentes faixas de frequência são adjacentes no espaço, mudanças súbitas de impedância no limite podem desencadear novos caminhos de reflexão. Ao selecionar, deve ser confirmado se o fornecedor fornece soluções compostas de várias camadas e dados de impedância correspondentes de materiais adjacentes na zona de transição.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produtos de materiais absorventes de telefones móveis cobre folhas finas de perda magnética, espuma fina absorvente de poros e absortores de ondas de milímetros finas de camada.
O filme fino tipo de perda magnética é projetado para acoplamento de campo próximo na faixa de frequência de várias centenas de MHz a 6 GHz, com espessura de 0,1-0,5 mm. O tamanho de poro da espuma absorvente de buraco fino pode ser personalizado a 80-300 μm, com espessura de 0,3-5,0 mm. A faixa de frequência efetiva cobre 1-40 GHz, com foco na ressonância de cavidade na faixa de frequência de 24-43,5 GHz; Superfície de absorção de camada fina acoplada com ondas de superfície de estrutura metal, com uma espessura que pode ser reduzida para a ordem de 0,05 mm.
O produto suporta a correspondência de materiais e o design composto de várias camadas para esquemas segmentados, e pode proporcionar suporte de seleção baseado em caminhos específicos de ruído, bandas de frequência e restrições espaciais. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.