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高磁導率吸波材料淺述

2014-08-11 來源:微波射頻網編輯整理 字號:

高磁導率吸波材料系指在10MHz左右具有較高磁導率實部u′(一般≥50)為特性的一類吸波材料。高磁導率吸波材料就其磁導率特性而言,因其應用領域,即所解決問題的不同又大體分為兩類:

1、用于提供EMC/EMI解決方案的高磁導率吸波材料,不但需要較高的磁導率實部u′,同時希望具有較高的磁導率虛部u″(俗稱“高磁損”)。淺析原理:較高的磁導率實部可以更多的集束干擾源的磁通量,較高的磁導率虛部可以有效的將所集束磁通量轉換為潛熱消耗掉,從而減少或消除干擾源的電磁輻射干擾危害。從市場營銷人員目前所掌握的資料分析,符合本特性的吸波材料的磁導率實部愈高,其相對低頻的吸收效果愈好,且有效吸收頻率愈寬。

2、用于提供13.56MHz及以下頻率RFID/NFC抗金屬干擾解決方案的高磁導率吸波材料,在需要較高的磁導率實部u′的同時,希望具有較低的磁導率虛部u″(俗稱“低磁損”),即希望有較高的品質因素(u′/u″)。淺析原理:較高的磁導率實部可以更多的集束通信天線信號的磁通量,從而有效減少或消除當天線緊貼金屬時產生的“金屬渦流”現象,同時較低的磁導率虛部u″又不會過多的損耗所通過的通信信號能量,保證通信識別的響應和有效的識別距離。目前在RFID/NFC抗金屬干擾的應用上,吸波材料僅能為13.56MHz及以下頻率的RFID/NFC提供解決方案,其原由:一般吸波材料的磁導率在10多MHz以上時,其磁導率實部u′將迅速衰減,而磁導率虛部u″會迅速上升。

具有高磁導率實部u′、低磁導率虛部u″特性的吸波材料在為13.56MHz及以下頻率的RFID/NFC抗金屬干擾提供解決方案的同時,由于吸波材料的插入改變了天線的線間電容、阻抗及天線與金屬底板之間的距離(增大)和介電常數,這些都可能導致讀卡器或標簽天線的共振頻率發生偏移而影響實際通信效果,因而公司技術人員必須了解自身吸波材料體系的相關特性,以指導客戶正確的調節天線共振頻率以達到最佳的通信效果。由此可見,吸波材料不論在EMC/EMI方面、還是在RFID/NFC方面的應用,都會對應用對象整個系統產生或多或少的其他影響,為提高市場競爭力,除產品自身品質外,還必須加強相關應用研究,為客戶提供“貼身”服務。

此外,在WPC(無線充電聯盟)采用Qi標準的電磁感應無線充電器中的應用中,其對吸波材料的要求和原理與上述類似。

目前該應用領域的吸波材料主要有兩個品種:鐵氧體硬片吸波材料和軟磁合金柔性吸波材料。從市場應用看,幾乎各占半壁江山。

鐵氧體硬片吸波材料具有相對更高的磁導率實部u′(可達200左右)、較小的磁導率虛部u″,應用性能優越。目前只能采用燒結工藝制備以達到優越的磁導率性能,而為減小該工藝對其力學性能的負面影響,產品尺寸受到限制(一般不超過125mm×125mm),故加工制品時損耗大。同時,因其脆性高,對加工制備的設備要求高,廢品率也較高,此外,加工和儲運過程中產品或制品易產生裂隙,造成漏磁,實際性能也受影響,故市場接受程度并不太高。

軟磁合金柔性吸波材料的磁導率性能相比鐵氧體硬片為弱,但其靈活的尺寸可滿足制品加工的低損耗,良好的制品加工性能可降低廢品率和加工費用,故市場需求也不低。
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