EMC-absorber

EMC-absorbermateriaal is een materiaal dat elektromagnetische golven effectief kan absorberen. Het kan worden gebruikt in het EMC-ontwerp van elektronische producten om elektromagnetische interferentie te elimineren en elektromagnetische straling te verminderen. EMC-absorbermateriaal bestaat meestal uit een of meer soorten elektromagnetische golfabsorbers en een basismateriaal, waarbij de elektromagnetische golfabsorber de sleutel is tot het absorberen van elektromagnetische golven. Gebruikelijke materialen voor EMC-absorbers zijn zachtmagnetische materialen, nano-absorberende materialen, poreuze absorbers, enz.

EMC-absorber omvat twee aspecten van vereisten:

1. Enerzijds verwijst het naar de apparatuur in de normale werking van de omgeving waar de elektromagnetische interferentie een bepaalde grenswaarde (EMI) niet kan overschrijden;
2. Aan de andere kant betekent dit dat het apparaat een zekere mate van immuniteit heeft voor elektromagnetische interferentie in de omgeving, dat wil zeggen elektromagnetische gevoeligheid (EMS).

Met de ontwikkeling van moderne wetenschap en technologie neemt de straling van elektromagnetische golven op het milieu toe. Op de luchthaven kunnen vliegtuigvluchten niet opstijgen vanwege elektromagnetische interferentie en worden gemist; in ziekenhuizen verstoren mobiele telefoons vaak het normale werk van verschillende elektronische medische instrumenten. Daarom is het beheer van elektromagnetische vervuiling, het zoeken naar een materiaal dat elektromagnetische golfstraling kan weerstaan en verzwakken - EMC-absorberende materialen - een belangrijk onderwerp geworden van de materiaalkunde.

Elektromagnetische straling door het thermische effect, het niet-thermische effect en het cumulatieve effect op het menselijk lichaam veroorzaakt door directe en indirecte schade. Onderzoek bevestigt dat ferrietgolfabsorberend materiaal de beste prestaties levert, het heeft de kenmerken van een hoge absorptieband, een hoge absorptiesnelheid en een dunne bijpassende dikte. De toepassing van dit materiaal in elektronische apparatuur kan de gelekte elektromagnetische straling absorberen en kan het doel van het elimineren van elektromagnetische interferentie bereiken. Volgens de wet van elektromagnetische golfvoortplanting in het medium van lage magnetische oriëntatie naar hoge magnetische permeabiliteitsrichting, het gebruik van ferriet met hoge permeabiliteit om elektromagnetische golven te geleiden, door resonantie, een groot aantal absorptie van elektromagnetische golfstralingsenergie, en vervolgens door de koppeling van elektromagnetische golfenergie in thermische energie.

EMC-absorbermaterialen zijn ontworpen met twee zaken in gedachten.

1. Elektromagnetische golven komen het oppervlak van het absorberende materiaal zo ver mogelijk volledig door het oppervlak tegen om reflectie te verminderen;
2. De elektromagnetische golf in het absorberende materiaal binnenin, om het energieverlies van de elektromagnetische golf zoveel mogelijk te maken.

In de steeds belangrijker wordende stealth- en elektromagnetische compatibiliteitstechnologie (EMC), zijn de rol en status van EMC-absorbermaterialen zeer prominent aanwezig en zijn moderne militaire elektronische tegenmaatregelen en "geheime wapens" geworden. De technische toepassingen ervan liggen voornamelijk op de volgende gebieden.

1. Stealth-technologie

In vliegtuigen, raketten, tanks, schepen, magazijnen en andere wapens en uitrusting en militaire faciliteiten die zijn gecoat met absorberend materiaal, kunt u verkenningsgolven absorberen en het gereflecteerde signaal verzwakken, om zo door de radarverdedigingszone van de vijand te breken, wat een krachtige middelen van anti-radarverkenning, vermindering van het wapensysteem geleden infrarood geleide raketten en laserwapens aanval een methode.

2. Verbeter de elektromagnetische compatibiliteitsprestaties van het vliegtuig

Valse signalen die worden gegenereerd door de weerkaatsing van elektromagnetische golven van de vliegtuigromp kunnen leiden tot valse onderschepping of valse tracking van zeer gevoelige luchtradar; wanneer meerdere radars op een vliegtuig of een schip tegelijkertijd werken, is de overspraak tussen radarzendontvangerantennes soms zeer ernstig en zal de storingsmachine aan boord of op het schip ook interfereren met de radar of communicatieapparatuur die daarbij wordt geleverd. Om dergelijke interferentie te verminderen, gebruikt het buitenland gewoonlijk het materiaal om uitstekende magnetische afscherming te absorberen om de prestaties van de radar of communicatieapparatuur te verbeteren. Zoals in de radar- of communicatieapparatuur, de antenne en rondom de interferentie die is bedekt met absorberende materialen, kunnen ze ze gevoeliger en nauwkeuriger maken om vijandelijke doelen te detecteren. In radar parabolische antenneopening op de omringende muur bedekt met absorberend materiaal, kan de secundaire klep tot de hoofdklepinterferentie verminderen en de afstand van de rol van de zendantenne vergroten, en de ontvangende antenne om de valse doelreflectie van interferentie te verminderen; in de toepassing van het satellietcommunicatiesysteem zal EMC-absorbermateriaal interferentie tussen communicatielijnen voorkomen, de gevoeligheid van de ingebouwde communicatiemachine en het grondstation verbeteren, waardoor de kwaliteit van de communicatie wordt verbeterd.

3. Toepassing RFID-antenne anti-metaalisolatie

Deze toepassing maakt voornamelijk gebruik van een klasse van absorberend materiaal met een hoge kanaalsnelheid en een laag verliestype met kenmerken met een hoge kanaalsnelheid. Bij gebruik wordt de EMC absorberende plaat wordt tussen de 13,56 MHz-retourantenne en het metalen substraat geplaatst om het inductieve magnetische veld door het absorberende materiaal zelf te vergroten en de kans te verkleinen dat het door de metalen plaat gaat, waardoor de inductieve wervelstromen die in de metalen plaat worden gegenereerd worden verminderd en dus het verlies wordt verminderd van een inductief magnetisch veld. Tegelijkertijd, vanwege het inbrengen van het EMC-absorberende vel, zal de gemeten parasitaire capaciteit worden verminderd, zal de frequentieverschuiving worden verminderd en zal de resonantiefrequentie van de kaartlezer consistent zijn, om de leesafstand te verbeteren, natuurlijk hangt de mate van verbetering af van de uitstekende mate van golfabsorberende materiaaleigenschappen.

4. Beveiliging

Door de toepassing van krachtige radar, communicatiemachines, microgolfverwarming en andere apparatuur, is het voorkomen van elektromagnetische straling of lekkage en de bescherming van de gezondheid van de operator een nieuw en complex onderwerp, en absorberende materialen kunnen dit doel bereiken. Bovendien hebben hedendaagse huishoudelijke apparaten vaak problemen met elektromagnetische straling, die ook effectief kunnen worden onderdrukt door rationeel gebruik van EMC-absorberende materialen en hun componenten.

5. Magnetron donkere kamer

De absorbers sierden een muurruimte die een magnetron-donkere kamer wordt genoemd. In de donkere kamer kan een gelijkwaardige niet-reflecterende vrije ruimte (ruisloos gebied) worden gevormd, teruggekaatst van rond de elektromagnetische golven, dan is de directe elektromagnetische energie veel kleiner en kan verwaarloosbaar zijn. Magnetron donkere kamer wordt voornamelijk gebruikt voor radar- of communicatieantennes, raketten, vliegtuigen, ruimtevaartuigen, satellieten en andere kenmerken van impedantie en koppelingsgraad van meting, astronauten met rugschouderantenne directionele kaartmeting en installatie, testen en afstelling van ruimtevaartuigen, wat kan elimineer interferentie van buitenaf en verbeter de meetnauwkeurigheid en efficiëntie (binnenwerk voor alle weersomstandigheden), maar ook om het geheim te bewaren.

Definitie

Elektromagnetische compatibiliteit (EMC) is het vermogen van de apparatuur of het systeem om te werken in zijn elektromagnetische omgeving en geen onaanvaardbare elektromagnetische interferentie te produceren met apparatuur in zijn omgeving. Daarom heeft een EMC-absorber twee vereisten: aan de ene kant mag de elektromagnetische interferentie die door de apparatuur wordt gegenereerd in de omgeving tijdens normaal gebruik een bepaalde limiet niet overschrijden; aan de andere kant heeft het apparaat een zekere mate van weerstand tegen de elektromagnetische interferentie in de omgeving van de apparatuur, dat wil zeggen elektromagnetische gevoeligheid.

EMC (elektromagnetische compatibiliteit)
In de norm IEC van de Internationale Elektrotechnische Commissie wordt elektromagnetische compatibiliteit gedefinieerd als het systeem of de apparatuur die normaal werkt in de elektromagnetische omgeving zonder interferentie te veroorzaken met andere systemen en apparatuur.

Figuur 1 Conceptenatlas van EMC

EMC-absorber omvat EMI (elektromagnetische interferentie) en EMS (elektromagnetische tolerantie), de elektromagnetische ruis die door de machine zelf wordt gegenereerd tegen andere systemen; en EMS verwijst naar de machine die de functie uitvoert onafhankelijk van de omringende elektromagnetische omgeving.
Elektromagnetische compatibiliteit (elektromagnetische compatibiliteit) van verschillende elektrische of elektronische apparatuur in de gemeenschappelijke ruimte van de complexe elektromagnetische omgeving, met de gespecificeerde veiligheidsfactor om te voldoen aan de ontwerpvereisten van de normale werkcapaciteit. Ook wel elektromagnetische compatibiliteit genoemd. De betekenissen omvatten ① elektronische systemen of apparatuur in de elektromagnetische omgeving; ② elektronische systemen of apparatuur in de natuurlijke elektromagnetische omgeving in overeenstemming met de ontwerpvereisten. Indien uitgebreid naar de invloed van elektromagnetische velden op de ecologische omgeving, kan het onderwerp elektromagnetische compatibiliteit omgevingselektromagnetisme worden genoemd.
Het onderzoek naar elektromagnetische compatibiliteit wordt geleidelijk ontwikkeld met de behoeften van elektronische technologie aan hoge frequentie, hoge snelheid, hoge precisie, hoge betrouwbaarheid, hoge gevoeligheid, hoge dichtheid (miniaturisatie, grootschalige integratie), hoog vermogen, kleine signaaltoepassing, complexiteit, en andere aspecten. Vooral na het uitgebreide gebruik van moderne elektronische technologie in kunstmatige aardsatellieten, raketten, computers, communicatieapparatuur en onderzeeërs, wordt het probleem van de elektromagnetische compatibiliteit meer op de voorgrond geplaatst.

Alle soorten werkende stroomapparatuur gebruiken elektromagnetische geleiding, elektromagnetische inductie en elektromagnetische straling om elkaar te beïnvloeden en te beïnvloeden, wat onder bepaalde omstandigheden interferentie, invloed en schade aan de werkende apparatuur en het personeel zal veroorzaken.

In de jaren 1980 de opkomst van elektromagnetische compatibiliteit EMC-absorber-discipline met als doel onderzoek en het oplossen van dit probleem, voornamelijk om de interferentie van het opwekkings-, voortplantings-, ontvangst- en remmingsmechanisme en de bijbehorende meet- en meettechnologie te bestuderen en op te lossen, en hierop basis volgens het meest redelijke principe van de technische economie, het interferentieniveau, anti-interferentieniveau en remmingsmaatregelen om duidelijke bepalingen te maken, apparatuur in dezelfde elektromagnetische omgeving compatibel te maken, tegelijkertijd niet aan een entiteit in de omgeving kan niet toestaan elektromagnetische storing.

De test- en testinstellingen voor elektromagnetische compatibiliteit (inclusief elektromagnetische interferentie en elektromagnetische tolerantie) omvatten het Suzhou Electrical Appliance Research Institute, het Aerospace Environmental Reliability Test Center, het Environmental Reliability and Electromagnetic Compatibility Test Center en andere laboratoria.

Interne interferentie verwijst naar de wederzijdse interferentie tussen verschillende componenten van de elektronische apparatuur, waaronder de volgende:

1. Interferentie veroorzaakt door lekkage door de verdeelde capaciteit en isolatieweerstand van de werkende voeding; (gerelateerd aan de werkfrequentie)
2. Interferentie veroorzaakt door de impedantiekoppeling van de signalen via de aardedraad, de voeding en de transmissiedraden, of het onderlinge gevoel tussen de draden;
3. De interferentie veroorzaakt door de verwarming van sommige componenten in de apparatuur of het systeem, waardoor de stabiliteit van de componenten zelf of andere componenten wordt aangetast;
4. Interferentie veroorzaakt door het magnetische veld en het elektrische veld dat wordt gegenereerd door hoogvermogen- en hoogspanningscomponenten die via koppeling andere componenten beïnvloeden.

Externe interferentie verwijst naar de interferentie van andere factoren dan de elektronische apparatuur of het systeem op de lijn, apparatuur of het systeem, waaronder de volgende:

1. Externe hoogspanning en voeding interfereren met elektronische lijnen, apparatuur of systemen door lekkage van isolatie;
2. Externe krachtige apparatuur genereert een sterk magnetisch veld in de ruimte, dat interfereert met elektronische lijnen, apparatuur of systemen door wederzijdse inductieve koppeling;
3. Interferentie van ruimtelijke elektromagnetische golven op elektronische lijnen of systemen;
4. De temperatuur van de werkomgeving is onstabiel, waardoor interferentie wordt veroorzaakt door de parameterwijziging van elektronische lijnen, apparatuur of interne componenten van het systeem;
5. De interferentie wordt veroorzaakt door de apparatuur die wordt gevoed door het industriële elektriciteitsnet en door de spanning van het elektriciteitsnet die door de voedingstransformator gaat.

Snelle ontwikkeling in elektromagnetische compatibiliteitstechnologie

Van het aardoppervlak tot de satellietactiviteiten van bijna duizenden kilometers ruimte, overal zijn elektromagnetische golven, elektriciteit en magnetisme altijd van invloed op het leven en de productie van mensen, de brede toepassing van elektromagnetische energie, zodat de ontwikkeling van industriële technologie met elk voorbijgaand dag. Elektromagnetische energie bij het creëren van grote rijkdom voor mensen, maar brengt ook een zekere schade met zich mee, bekend als elektromagnetische vervuiling, de studie van elektromagnetische vervuiling is een belangrijke tak van milieubescherming. In het verleden noemden mensen de interferentie van radiocommunicatieapparatuur elektromagnetische interferentie, wat aangeeft dat het apparaat is binnengevallen door externe interferentie. In feite veroorzaakt het ook schade aan andere externe apparaten, dat wil zeggen dat het een bron van interferentie wordt. Daarom is het noodzakelijk om de interferentie en interferentie van het apparaat tegelijkertijd te bestuderen en aandacht te besteden aan de compatibiliteit van de organisatie binnen het apparaat en tussen het apparaat in de tussentijd. Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie hebben de steeds wijdverspreider toegepaste micro-elektronicatechnologie en de geleidelijke realisatie van elektrificatie een complexe elektromagnetische omgeving gevormd. Het voortdurende onderzoek en de oplossing van de problemen van de onderlinge relatie tussen apparatuur en systemen in de elektromagnetische omgeving hebben de snelle ontwikkeling van elektromagnetische compatibiliteitstechnologie bevorderd.

Ontwerpvereisten voor EMC-absorbers

In de ontwerpvereisten voor elektromagnetische compatibiliteit:

1. Wis de elektromagnetische compatibiliteitsindicatoren van het systeem. Het ontwerp van de EMC-absorber omvat de elektromagnetische interferentieomgeving waar het systeem normaal kan werken en de toegestane indicatoren voor het systeem om andere systemen te storen.
2. Op basis van inzicht in de storingsbronnen, storingsobjecten en storingskanalen van het systeem, worden deze indicatoren door middel van theoretische analyse toegewezen aan elk subsysteem, subsystemen, circuits, componenten en apparaten.
3. Neem overeenkomstig de werkelijke situatie overeenkomstige maatregelen om de interferentiebron te onderdrukken, de interferentieweg te elimineren en het anti-interferentievermogen van het circuit te verbeteren.
4. Door het experiment te verifiëren of de oorspronkelijke indexvereisten worden nageleefd, zo niet, zullen verdere maatregelen worden genomen, vele malen fietsen, totdat de oorspronkelijke index is bereikt.

EMI-bron

Er zijn twee soorten: natuurlijk en kunstmatig. Natuurlijke interferentiebronnen omvatten voornamelijk verschillende verschijnselen in de atmosfeer, zoals geluid van onweer, sneeuw, regen-, hagel- en zandstormen. Natuurlijke interferentiebronnen omvatten ook kosmische ruis van de zon en de ruimte, zoals zonneruis, interstellaire ruis, galactische ruis, enz. Menselijke interferentiebronnen zijn divers, zoals verschillende signaalzenders, oscillatoren, motoren, schakelaars, relais, neonlichten, fluorescentielampen, motorontstekingssystemen, elektrische bellen, elektrische verwarmers, booglasmachines, snelle logische circuits, deurcircuits, siliciumbesturingsomvormer, gasgelijkrichter, corona-ontlading, diverse industriële, wetenschappelijke en medische hoogfrequente apparatuur, stadslawaai, elektrisch spoorweglawaai en nucleaire elektromagnetische puls geproduceerd door een nucleaire explosie, enz.

EMI-voortplantingsroute

Het kan in twee soorten worden verdeeld: geleidingsinterferentie en stralingsinterferentie. De interferentie die zich langs de geleider voortplant, wordt geleidingsinterferentie genoemd en de voortplantingsmodi omvatten elektrische, magnetische en elektromagnetische koppeling. De elektromagnetische interferentie die zich in de ruimte voortplant in de vorm van elektromagnetische golven wordt stralingsinterferentie genoemd en de voortplantingsmodus omvat inductiekoppeling in het nabije veld en een koppelingsplatform voor verre veldstraling. Bovendien kunnen geleidingsinterferentie en stralingsinterferentie tegelijkertijd bestaan, waardoor samengestelde interferentie wordt gevormd.