国产午夜免费网站_毛片不卡清高免费观看_宅男噜噜噜66在线播放_77788色淫网站女女免费视频_国产毛片无码在线_亚洲精品成人第一区_一级成人a做片日本_欧美自拍日韩高清_中文日本亚洲免费_一级特黄大片欧美在线

服務(wù)熱線: 13928420187

您好,歡迎訪問 東莞市森實(shí)新材料科技有限公司 官方網(wǎng)站!

聯(lián)系我們

東莞市森實(shí)新材料科技有限公司

聯(lián)系人:曾先生

電話:13928420187

地址:廣東省東莞市松山湖園區(qū)學(xué)府路1號9棟東莞華南設(shè)計(jì)創(chuàng)新院 814號


公司新聞
您當(dāng)前的位置是:首頁>>新聞中心>>公司新聞

吸波材料相關(guān)知識

發(fā)布時(shí)間:2021-10-21 18:06:00  瀏覽次數(shù):990

吸波材料
吸波材料在解決高頻電磁干擾技術(shù)上,完全采用屏蔽的解決方式越來越不能滿足規(guī)則了。因?yàn)橹T多設(shè)備中,端口的設(shè)置及通風(fēng)、視窗等的需求使得實(shí)際的屏蔽方法不可能形成像法拉第電籠那樣的全屏蔽電籠,端口尺寸技術(shù)是設(shè)備高頻化的一大威脅。另外,困擾人們的還有另外一個(gè)技術(shù),在設(shè)備實(shí)施了有效的屏蔽后,對外干擾技術(shù)雖然解決了,但電磁波干擾技術(shù)在屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部仍然存在,甚至因?yàn)槠帘螌?dǎo)致干擾加劇,甚至引發(fā)設(shè)備不能正常工作。這些都是屏蔽存在的技術(shù),也正是因?yàn)檫@些技術(shù)的存在,吸波材料有了用武之地。

    吸波材料是指能夠有效吸收入射電磁波并使其散射衰減的一類材料,它通過材料的各種不同的損耗機(jī)制將入射電磁波轉(zhuǎn)化成熱能或者是其它能量形式而達(dá)到吸收電磁波目的。不同于屏蔽解決方案,其功效性在于減少干擾電磁波的數(shù)量。既可以單獨(dú)使用吸收電磁波,也可以和屏蔽體系配合,提高設(shè)備高頻功效。 

    目前常用的吸波材料可以對付的電磁干擾頻段范圍從0.72GHz到40GHz。當(dāng)然應(yīng)用在更高和更低頻段上的吸波材料也是有的。吸波材料大體可以分成涂層型、板材型和結(jié)構(gòu)型;從吸波機(jī)理上可以分成電吸收型、磁吸收型;從結(jié)構(gòu)上可以分為吸收型、干涉型和諧振型等吸波結(jié)構(gòu)。吸波材料的吸波效果是由介質(zhì)內(nèi)部各種電磁機(jī)制來決定,如電介質(zhì)的德拜弛豫、共振吸收、界面弛豫磁介質(zhì)疇壁的共振弛豫、電子擴(kuò)散和微渦流等。 

    吸波材料的損耗機(jī)制大致可以分為以下幾類:其一,電阻型損耗,此類吸收機(jī)制和材料的導(dǎo)電率有關(guān)的電阻性損耗,即導(dǎo)電率越大,載流子引起的宏觀電流(包括電場變化引起的電流以及磁場變化引起的渦流)越大,從而有利于電磁能轉(zhuǎn)化成為熱能。其二,電介質(zhì)損耗,它是一類和電極有關(guān)的介質(zhì)損耗吸收機(jī)制,即通過介質(zhì)反復(fù)極化產(chǎn)生的“摩擦”作用將電磁能轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉。電介質(zhì)極化過程包括:電子云位移極化,極性介質(zhì)電矩轉(zhuǎn)向極化,電鐵體電疇轉(zhuǎn)向極化以及壁位移等。其三,磁損耗,此類吸收機(jī)制是一類和鐵磁性介質(zhì)的動(dòng)態(tài)磁化過程有關(guān)的磁損耗,此類損耗可以細(xì)化為:磁滯損耗,旋磁渦流、阻尼損耗以及磁后效效應(yīng)等,其主要來源是和磁滯機(jī)制相似的磁疇轉(zhuǎn)向、磁疇壁位移以及磁疇自然共振等。此外,最新的納米材料微波損耗機(jī)制是目前吸波材料分析的一大熱點(diǎn)。 

    由于篇幅所限,本文對吸波材料的損耗機(jī)制僅做了最為簡約的敘述,對其詳述及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)對吸波效能的干擾等方面將在以后的文章中做出解釋。 

    總之,高速趨勢的新科技正引領(lǐng)著世界范圍內(nèi)的各行各類電氣、電子設(shè)備向高頻化、小型化方向趨勢,高頻電磁干擾技術(shù)必將越發(fā)突顯,吸波材料必然有越來越廣闊的應(yīng)用空間。 
 
 
吸波材料的損耗型吸波機(jī)制

上一篇文章,我們只是粗略地說明了一下吸波材料的類型和和吸波原理相關(guān)的知識。那么您可能會(huì)問:吸波材料為什么會(huì)吸收電磁波?在接下來的文章中,我們會(huì)向您較詳細(xì)地說明吸波材料的兩大類吸波機(jī)制。今天我們向您說明損耗型吸波機(jī)制。 
 
      材料損耗是指電磁波進(jìn)入吸波材料內(nèi)部,其能量被材料有效吸收,轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式能量而耗散掉。設(shè)計(jì)這種類型的吸波材料一般需要考慮兩個(gè)方面:阻抗匹配設(shè)計(jì)和衰減設(shè)計(jì)。阻抗匹配設(shè)計(jì)是指創(chuàng)造特殊的邊界條件使入射電磁波在材料介質(zhì)表面的反射系數(shù)R 最小(理想情況R = 0),從而使電磁波最大程度地進(jìn)入材料內(nèi)部。 
 
       根據(jù)電磁場理論[1] ,當(dāng)電磁波由阻抗為Z0 的自由空間垂直入射到阻抗為Z 的半無限介質(zhì)表面時(shí),其反射系數(shù)R 滿足: 
 
 ----------- (1) 
 
式中:  
為介質(zhì)波阻抗: , 為自由空間波阻抗。在使盡可能多的電磁波入射進(jìn)入吸波材料內(nèi)部,我們就是要盡可能降低反射系數(shù)R。
 
當(dāng)介質(zhì)有損耗時(shí),相對磁導(dǎo)率 和相對介電常數(shù) 表示為復(fù)數(shù): 
 , 
 

 
  
其中,實(shí)部 和 表征了材料的儲(chǔ)能容量,如磁化能和電容;而虛部 和 為極化損耗。由公式(1) 很容易推得,理想情況下的阻抗匹配公式: 
 --------(2) 
        然而,由于u和e都是和頻率 有關(guān)的函數(shù),同一介質(zhì)某個(gè)頻率 的 和 難以都滿足公式(2) ,因此該公式是相當(dāng)苛刻的。為此, 秦柏、秦汝虎等人提出說說更容易讓人接受的阻抗匹配公式: 
 
 
         即“廣義匹配定律”[2 ]:  
,并且指出該公式可以作為有效地選購材料和材料厚度的判據(jù), 利用該公式容易獲得展寬、減輕、減薄的吸收劑。 
 
衰減設(shè)計(jì)是指選用合理的損耗介質(zhì)(吸收劑)以及合理的材料結(jié)構(gòu)特征,以便使進(jìn)入材料內(nèi)部的電磁波迅速地最大限度地衰減掉。損耗介質(zhì)對電磁波的衰減能力常用電損耗角正切 
和磁損耗角正切 來表示,其值越大,衰減能力越強(qiáng)。從這一點(diǎn)來看, 似乎意味著介質(zhì)的 和 越

大,吸波能力越強(qiáng)。然而,損耗介質(zhì)的選用和材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往是緊密聯(lián)系在一起的。實(shí)際工作中,常常根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案來選用具有合適電磁參數(shù)的損耗介質(zhì)。因此,一心追求大的 或 的做法是不對的。 
 
        簡而言之,損耗型吸波機(jī)制就是盡可能增大入射電磁波量,盡可能加強(qiáng)熱轉(zhuǎn)換率,從而達(dá)到盡可能大的電磁波吸收功效。 

吸波材料的結(jié)構(gòu)型吸波機(jī)制
    結(jié)構(gòu)型吸波材料主要是依靠相消原理【1】來吸收電磁波的。相位相消型吸波材料是按照電磁波的干涉原理來設(shè)計(jì)的?,F(xiàn)以單層吸波材料為例加以說明。把吸波材料放置在金屬基體上,當(dāng)厚度和入射電磁波長的關(guān)系滿足:時(shí),我們參看下圖: 
 
 
 

    這 列平行的電磁波入射到吸波材料表面時(shí),發(fā)生折射和反射。入射部分電磁波經(jīng)底部金屬板反射,再從吸波材料的表面形成出射波,且傳播方向不發(fā)生變化。由于吸波材料的厚度是四分之一波長,所以出射波將和入射波的相位差正好是180度,波的干涉原理告訴我們此刻它們會(huì)發(fā)生完全相消,從而使得總反射波的發(fā)生大大衰減。這便是吸波材料的四分之一波長吸波原理。 
 
    吸波原理是說說很有效的微波吸收理論,利用這一原理,我們可以設(shè)計(jì)出任一頻率電磁波的吸收材料。但事實(shí)上,我們還需考慮更深層次的技術(shù),因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)單憑這一原理是很難制造出實(shí)用的吸波材料。原因很簡單,假設(shè)入射電磁波是1GHz頻率的電磁波,根據(jù)公式,我們不難得到其波長為300mm,其四分之一是75mm,對于這么厚的吸波材料在絕大多數(shù)場合我們是很難應(yīng)用的,且價(jià)格也是接受不了的。 
 
    這時(shí)我們不得不更深層次地討論技術(shù)。 
 
    根據(jù)波的折射、反射原理,我們發(fā)現(xiàn)波的折射和反射系數(shù)跟空氣和入射材料介質(zhì)的性質(zhì)有很大關(guān)系。假定空氣的介電常數(shù) 和磁導(dǎo)率 為1,則可以得到1式: 
 
                  
 --------------------(1) 
 
    這時(shí)的 就是電磁波在介質(zhì)中的實(shí)際傳播波長。因此我們只需要控制材料的介電常數(shù) 和磁導(dǎo)率 ,使其乘積值大于1,就可以減少材料的厚度,制成我們實(shí)際可以應(yīng)用的吸波材料。因而真正的吸波材料技術(shù)也就成了控制材料介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的技術(shù)。 
 
    當(dāng)吸波材料的有效厚度d 一定時(shí), 則一定能吸收一定頻率的波長,然而人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)波長發(fā)生變化時(shí),吸波材料的總反射率就會(huì)急速上升, 使得這種吸波材料工作頻帶很窄。如“Salisbury screen”,這是說說單波段吸波材料,其吸波特點(diǎn)是在某一對應(yīng)的中心頻率有一強(qiáng)吸收峰,而這個(gè)有效吸波頻帶的寬度是很窄的。許多薄層吸波涂層以公式(1) 進(jìn)行設(shè)計(jì),同樣干涉原理也可以在結(jié)構(gòu)吸波材料的設(shè)計(jì)。例如,在幾層夾芯結(jié)構(gòu)吸波材料(由復(fù)合面板、夾芯和衰減片組成) 中,控制衰減片(起主要的吸波作用) 的阻抗和衰減片之間的距離,使各次反射波相位相反,就可以產(chǎn)生相消干涉,從而衰減反射波的能量。 
 
    最后,我們不妨指明一下,對于任何材料的可應(yīng)用性還包裹材料的物理和機(jī)械性能,吸波材料也不例外。對于這種有效性,人們的常用辦法是在不同基體材料添加有效粒子成份的辦法來制造吸波材料,因而吸波材料制造技術(shù)的分析實(shí)際上在分析填充粒子的種類、密度同使用電磁波頻段的關(guān)系,輔以結(jié)構(gòu)性和基材的分析以及在窄頻和寬頻應(yīng)用時(shí)吸收能效考慮的綜合的實(shí)驗(yàn)型技術(shù)。


在線客服
聯(lián)系方式

熱線電話

13928420187

二維碼