Поглотитель ЭМС

Поглотитель ЭМС представляет собой материал, который может эффективно поглощать электромагнитные волны. Его можно использовать в конструкции ЭМС электронных продуктов для устранения электромагнитных помех и уменьшения электромагнитного излучения. Материал поглотителя ЭМС обычно состоит из одного или нескольких видов поглотителей электромагнитных волн и основного материала, где поглотитель электромагнитных волн является ключом к поглощению электромагнитных волн. Обычные поглотители ЭМС включают магнитомягкие материалы, нанопоглощающие материалы, пористые поглотители и т. д.

Поглотитель ЭМС включает в себя два аспекта требований:

1. С одной стороны, это относится к оборудованию при нормальной эксплуатации в среде, где электромагнитные помехи не могут превышать определенного предельного значения (EMI);
2. С другой стороны, это означает, что аппарат обладает определенной степенью невосприимчивости к электромагнитным помехам, присутствующим в окружающей среде, то есть электромагнитной чувствительностью (ЭМЧ).

С развитием современной науки и техники увеличивается излучение электромагнитных волн в окружающую среду. В аэропорту самолеты не могут взлететь из-за электромагнитных помех и пропускаются; в больницах сотовые телефоны часто мешают нормальной работе различных электронных медицинских инструментов. Таким образом, управление электромагнитным загрязнением, поиск материала, который может противостоять и ослаблять излучение электромагнитных волн - материалов, поглощающих ЭМС, стал серьезной проблемой материаловедения.

Электромагнитное излучение посредством теплового воздействия, нетеплового воздействия и кумулятивного воздействия на организм человека вызывает прямой и косвенный вред. Исследования подтверждают, что ферритовый материал, поглощающий волны, имеет наилучшие характеристики, он обладает характеристиками высокой полосы поглощения, высокой скоростью поглощения и тонкой соответствующей толщиной. Применение этого материала в электронном оборудовании может поглощать утечку электромагнитного излучения и устранять электромагнитные помехи. В соответствии с законом распространения электромагнитных волн в среде от низкой магнитной ориентации к направлению высокой магнитной проницаемости, использование феррита с высокой проницаемостью для направления электромагнитных волн через резонанс, большое количество поглощения энергии излучения электромагнитных волн, а затем через преобразование энергии электромагнитных волн в тепловую энергию.

Поглотители ЭМС разработаны с учетом двух факторов.

1. Электромагнитные волны сталкиваются с поверхностью поглощающего материала, по возможности полностью через поверхность, чтобы уменьшить отражение;
2. Электромагнитная волна проникает внутрь поглощающего материала, чтобы максимально увеличить потери энергии электромагнитной волны.

Во все более важной технологии скрытности и электромагнитной совместимости (ЭМС) роль и статус поглощающих материалов ЭМС очень важны, и они стали современными военными электронными средствами противодействия и «секретным оружием». Их инженерное применение в основном находится в следующих областях.

1. Стелс-технологии

В самолетах, ракетах, танках, кораблях, складах и других вооружениях и технике и военных объектах, покрытых поглощающими материалами, можно поглощать волны разведки и ослаблять отраженный сигнал, чтобы прорвать зону радиолокационной защиты противника, которая является Мощные средства противорадиолокационной разведки, средства поражения системы вооружения понесли ракеты с инфракрасным наведением и лазерный метод атаки оружием.

2. Улучшить характеристики электромагнитной совместимости самолета.

Ложные сигналы, генерируемые отражением электромагнитных волн от фюзеляжа самолета, могут привести к ложному перехвату или ложному сопровождению высокочувствительных бортовых РЛС; при одновременной работе нескольких РЛС на самолете или корабле перекрестные помехи между антеннами приемопередатчиков РЛС иногда бывают очень серьезными, а машина помех на борту или на корабле также будет мешать работе РЛС или аппаратуры связи, идущей с ней. Чтобы уменьшить такие помехи, зарубежные страны обычно используют для поглощения материала отличное магнитное экранирование для улучшения работы радара или оборудования связи. Например, корпус радара или оборудования связи, антенна и все вокруг помех, покрытых поглощающими материалами, могут сделать их более чувствительными и более точными для обнаружения целей противника. В радиолокационной параболической антенне, открывающейся на окружающей стене, покрытой поглощающим материалом, можно уменьшить вторичную заслонку до помех основной заслонки и увеличить расстояние роли передающей антенны, а приемная антенна уменьшить ложное отражение помех от цели; в системе спутниковой связи применение поглощающего материала EMC позволит избежать помех между линиями связи, улучшить чувствительность бортовой машины связи и наземной станции, тем самым улучшив качество связи.

3. Антиметаллическая изоляция RFID-антенны

В этом приложении в основном используется класс высокоскоростных поглощающих материалов с низкими потерями и характеристиками высокой скорости передачи. При использовании ЭМС абсорбирующий лист вставляется между обратной антенной 13,56 МГц и металлической подложкой, чтобы увеличить индуктивное магнитное поле через сам поглощающий материал и уменьшить вероятность прохождения через металлическую пластину, тем самым уменьшая индуктивные вихревые токи, генерируемые в металлической пластине, и, таким образом, уменьшая потери индуктивного магнитного поля. В то же время из-за вставки листа поглотителя ЭМС измеренная паразитная емкость будет уменьшена, сдвиг частоты будет уменьшен, а резонансная частота считывателя карт будет постоянной, чтобы улучшить расстояние считывания, конечно, степень улучшения зависит от отличной степени волнопоглощающих характеристик материала.

4. Защита безопасности

Из-за применения мощных радаров, средств связи, микроволнового нагрева и другого оборудования предотвращение электромагнитного излучения или утечки, а также защита здоровья оператора являются новой и сложной задачей, и поглощающие материалы могут достичь этой цели. Кроме того, современные бытовые приборы часто имеют проблемы с электромагнитным излучением, которые также можно эффективно подавить за счет рационального использования поглощающих ЭМС материалов и их компонентов.

5. Темная комната с микроволновой печью

Поглотители украшали пространство на стене, называемое темной комнатой для микроволновки. В фотолаборатории может образовываться эквивалентное неотражающее свободное пространство (бесшумная зона), отраженные от окружающих электромагнитные волны тогда прямая электромагнитная энергия намного меньше, и ею можно пренебречь. Микроволновая темная комната в основном используется для радиолокационных или коммуникационных антенн, ракет, самолетов, космических кораблей, спутников и других характеристик измерения импеданса и степени связи, космонавтов с измерением карты направления антенны на заднем плече и установкой, тестированием и настройкой космического корабля, который может устранить внешние помехи и повысить точность и эффективность измерений (всепогодная работа в помещении), но и сохранить секрет.

Определение

Электромагнитная совместимость (ЭМС) — это способность оборудования или системы работать в своей электромагнитной среде и не создавать недопустимых электромагнитных помех для любого оборудования в своей среде. Поэтому к поглотителю ЭМС предъявляются два требования: с одной стороны, электромагнитные помехи, создаваемые оборудованием в окружающую среду при нормальной работе, не могут превышать определенного предела; с другой стороны, прибор обладает определенной степенью устойчивости к электромагнитным помехам в окружении оборудования, то есть электромагнитной чувствительностью.

ЭМС (электромагнитная совместимость)
В стандарте IEC Международной электротехнической комиссии электромагнитная совместимость определяется как система или оборудование, нормально работающие в электромагнитной среде, не создавая помех другим системам и оборудованию.

Рисунок 1 Атлас концепций ЭМС

Поглотитель ЭМС включает ЭМП (электромагнитные помехи) и ЭМС (электромагнитную устойчивость), то есть электромагнитный шум, создаваемый самой машиной по отношению к другим системам; и EMS относится к машине, выполняющей функцию независимо от окружающей электромагнитной среды.
Электромагнитная совместимость (электромагнитная совместимость) различного электротехнического или электронного оборудования в общем пространстве сложной электромагнитной обстановки, при заданном коэффициенте запаса, должна удовлетворять конструктивным требованиям нормальной работоспособности. Также называется электромагнитной совместимостью. Его значения включают ① электронные системы или оборудование в электромагнитной среде; ② электронные системы или оборудование в естественной электромагнитной среде в соответствии с проектными требованиями. Если распространить на влияние электромагнитных полей на экологическую среду, то предмет электромагнитной совместимости можно назвать экологическим электромагнетизмом.
Исследования электромагнитной совместимости постепенно развиваются с учетом потребностей электронных технологий в высокой частоте, высокой скорости, высокой точности, высокой надежности, высокой чувствительности, высокой плотности (миниатюризация, крупномасштабная интеграция), высокой мощности, применении малых сигналов, сложности, и другие аспекты. Особенно после широкого использования современных электронных технологий в искусственных спутниках Земли, ракетах, компьютерах, средствах связи и подводных лодках проблема электромагнитной совместимости становится все более актуальной.

Все виды работающего энергетического оборудования используют электромагнитную проводимость, электромагнитную индукцию и электромагнитное излучение для путей и влияют друг на друга, что может вызвать помехи, влияние и вред для работающего оборудования и персонала при определенных условиях.

В 1980-х годах возникла дисциплина поглотителя ЭМС по электромагнитной совместимости с целью исследования и решения этой проблемы, в основном для изучения и решения помех механизма генерации, распространения, приема и подавления, а также соответствующих технологий измерения и измерения, и на этом основе в соответствии с наиболее разумным принципом технической экономии, уровень помех, уровень защиты от помех и меры по подавлению, чтобы сделать четкие положения, сделать оборудование в той же электромагнитной среде совместимым, в то же время ни один объект в окружающей среде не может допустить электромагнитное возмущение.

Испытательные и испытательные учреждения на электромагнитную совместимость (включая электромагнитные помехи и электромагнитную устойчивость) включают Сучжоуский научно-исследовательский институт электроприборов, Центр испытаний на надежность аэрокосмической окружающей среды, Центр испытаний на надежность окружающей среды и электромагнитную совместимость и другие лаборатории.

Внутренние помехи относятся к взаимным помехам между различными компонентами электронного оборудования, включая следующие:

1. Помехи, вызванные утечкой через распределенную емкость и сопротивление изоляции рабочего источника питания; (относительно рабочей частоты)
2. Помехи, вызванные импедансной связью сигналов через заземляющий провод, источник питания и провода передачи или взаимное ощущение между проводами;
3. Помехи, вызванные нагревом некоторых компонентов внутри оборудования или системы, влияющие на стабильность самих компонентов или других компонентов;
4. Помехи, вызванные магнитным полем и электрическим полем, создаваемым мощными и высоковольтными компонентами, воздействующими на другие компоненты посредством связи.

Внешние помехи относятся к влиянию факторов, отличных от электронного оборудования или системы, на линию, оборудование или систему, включая следующее:

1. Внешнее высокое напряжение и источник питания создают помехи для электронных линий, оборудования или систем из-за утечки изоляции;
2. Внешнее мощное оборудование создает в космосе сильное магнитное поле, которое создает помехи электронным линиям, оборудованию или системам за счет взаимной индуктивной связи;
3. Интерференция пространственных электромагнитных волн с электронными линиями или системами;
4. Температура рабочей среды нестабильна, что вызывает помехи, вызванные изменением параметров электронных линий, оборудования или внутренних компонентов системы;
5. Помехи вызываются оборудованием, питаемым от промышленной электросети, и напряжением электросети, проходящим через силовой трансформатор.

Быстрое развитие технологии электромагнитной совместимости

От поверхности земли до спутниковой деятельности почти тысячи километров космического пространства везде электромагнитные волны, электричество и магнетизм всегда влияют на жизнь и производство людей, широкое применение электромагнитной энергии, так что развитие промышленных технологий с каждым проходом день. Электромагнитная энергия создает большое богатство для людей, но также приносит определенный вред, известный как электромагнитное загрязнение, изучение электромагнитного загрязнения является важной отраслью охраны окружающей среды. В прошлом люди называли помехи от устройств радиосвязи электромагнитными помехами, что указывает на то, что в устройство проникли внешние помехи. По сути, он также наносит вред другим внешним устройствам, то есть становится источником помех. Поэтому необходимо одновременно изучать помехи и помехи устройства и обращать внимание на совместимость организации внутри устройства и между устройствами в промежуточном времени. С развитием науки и техники все более широкое распространение технологии микроэлектроники и постепенная реализация электрификации сформировали сложную электромагнитную среду. Непрерывные исследования и решение проблем взаимосвязи оборудования и систем в электромагнитной среде способствовали быстрому развитию техники электромагнитной совместимости.

Требования к конструкции поглотителя ЭМС

Требования к электромагнитной совместимости:

1. Очистите индикаторы электромагнитной совместимости системы. Конструкция поглотителя ЭМС включает в себя среду электромагнитных помех, в которой система может нормально работать, и допустимые признаки того, что система может создавать помехи другим системам.
2. На основе понимания источников помех, объектов помех и каналов помех системы эти показатели присваиваются каждой подсистеме, подсистемам, цепям, компонентам и устройствам посредством теоретического анализа.
3. В соответствии с реальной ситуацией примите соответствующие меры для подавления источника помех, устранения помех и улучшения противопомеховой способности схемы.
4. С помощью эксперимента, чтобы проверить, соответствуют ли первоначальные требования к индексу, если нет, будут приняты дальнейшие меры, цикл много раз, пока не будет достигнут исходный индекс.

Источник электромагнитных помех

Бывают двух видов: натуральные и искусственные. Источниками естественных помех в основном являются различные явления в атмосфере, такие как гром, снег, ливень, град и шум песчаной бури. К естественным источникам помех относятся также космические шумы от Солнца и космоса, такие как солнечный шум, межзвездный шум, галактический шум и т. д. Источники помех человека разнообразны, например, различные передатчики сигналов, генераторы, двигатели, переключатели, реле, неоновые огни, люминесцентные лампы, системы зажигания двигателей, электрические звонки, электронагреватели, аппараты дуговой сварки, быстродействующие логические схемы, дверные цепи, кремниевый управляющий инвертор, газовый выпрямитель, коронный разряд, различное промышленное, научное и медицинское высокочастотное оборудование, городской шум, электрический шум железной дороги и ядерный электромагнитный импульс, создаваемый ядерным взрывом, и т. д.

Путь распространения электромагнитных помех

Их можно разделить на два вида: помехи проводимости и помехи излучения. Помехи, распространяющиеся вдоль проводника, называются кондуктивными помехами, и их виды распространения включают электрическую, магнитную и электромагнитную связь. Электромагнитные помехи, распространяющиеся в пространстве в виде электромагнитных волн, называются радиационными помехами, и их режим распространения включает индукционную связь ближнего поля и платформу связи излучения дальнего поля. Кроме того, интерференция проводимости и интерференция излучения могут существовать одновременно, образуя сложные интерференции.