EMI/RF吸波材料性能分析

作者：時(shí)間：2012-05-04 來源：網(wǎng)絡(luò)

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構(gòu)建測(cè)試裝置過程中最困難的一步就是調(diào)整天線之間的相對(duì)位置以獲得兩天線之間的最小耦合。首先，我們可以將某個(gè)探頭粘附在支撐平臺(tái)上。然后，在支撐平臺(tái)的二維面上仔細(xì)調(diào)整第二個(gè)探頭的位置從而使得兩探頭之間的耦合最小。當(dāng)?shù)诙€(gè)探頭的大致位置確定以后，我們可以對(duì)第二個(gè)探頭采用施加高溫、快速定型熱熔膠的方法來進(jìn)行固定。因?yàn)閯倓偸┘拥臒崛勰z還沒有凝固，所以我們可以繼續(xù)手動(dòng)微調(diào)第二個(gè)探頭的位置;當(dāng)熱熔膠凝固之后，第二個(gè)探頭就可以被精確地放置在耦合度最小的位置上了。經(jīng)過一個(gè)小時(shí)仔細(xì)的試錯(cuò)和調(diào)整，我們可以用熱熔膠的方法在兩個(gè)十倍頻程的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)80dB的隔離度。另外，在測(cè)試裝置的同軸線上加入一個(gè)或若干個(gè)夾扣磁環(huán)會(huì)有助于我們?cè)诟蟮念l率范圍內(nèi)達(dá)到試驗(yàn)所需的至少70dB的隔離度。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/190427.htm

　　兩環(huán)天線之間相隔最近的兩點(diǎn)間距離的大小并不是特別重要，相隔距離為環(huán)天線直徑的二分之一或者一個(gè)直徑都可以獲得很好的性能。一旦確定了兩環(huán)天線之間的間距，而且暫時(shí)固定在測(cè)試平臺(tái)上的兩環(huán)天線之間的隔離度也大于70dB，那么我們就可以根據(jù)吸波材料將要附著的表面選擇一塊材料類似的金屬板，并將其靠近兩個(gè)環(huán)天線，如圖3所示。使得兩環(huán)天線之間耦合最強(qiáng)的位置就是金屬板的最佳位置。由此造成的兩環(huán)天線之間耦合度的提高如果能夠達(dá)到20dB甚至更大，那么它對(duì)提高整體的測(cè)量精度就非常有利，尤其是對(duì)于那些高性能的待測(cè)吸波材料更是如此。

　　圖3.導(dǎo)體板上的表面電流將耦合度提高了20-30dB

　　測(cè)試

　　為了測(cè)量某給定材料的吸波性能，需要將其附著在SCRF裝置的金屬板上。通過和沒有附著吸波材料情況下測(cè)試裝置測(cè)量得到的數(shù)值相比，我們可以利用接收機(jī)直接測(cè)量到EMI反射的減小量。

　　盡管可以同時(shí)提供RF掃頻源和接收機(jī)功能的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種理想的測(cè)試儀器，但覆蓋所需頻率范圍的標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀也是一個(gè)很好的解決方案。如果缺乏上述測(cè)試設(shè)備，我們也可以利用更廉價(jià)的頻譜分析儀及其跟蹤源來完成EMI吸波材料性能的比較。上面介紹的這三種測(cè)試儀器都可以在環(huán)形磁場(chǎng)天線所覆蓋的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)掃頻測(cè)量。另外，如果干擾僅僅出現(xiàn)在個(gè)別頻率點(diǎn)上，那么即使缺乏相關(guān)的掃頻設(shè)備，我們也可以用信號(hào)發(fā)生器和某些測(cè)試接收機(jī)來完成相關(guān)的測(cè)試任務(wù)。

　　測(cè)試結(jié)果

　　利用表面電流減少裝置，我們對(duì)來自BrigitflexInc和ARCTechnologies的不同EMI吸波材料樣品的性能進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。測(cè)試所選擇的金屬面是單面或者雙面覆銅的FR-4型印刷電路板(PCB)。覆銅PCB板每面的尺寸約為環(huán)形天線直徑的三到五倍。PCB板覆銅的一側(cè)朝向環(huán)形天線。通過與無吸波材料的情況進(jìn)行對(duì)比，SCRF裝置中材料A所帶來的覆銅FR-4印刷電路板反射的減少量如圖4所示。圖中稍高的那條曲線是參考曲線，而稍低的一條曲線則是加入了待測(cè)吸波材料引起的損耗之后的曲線。與此類似，將材料B在如圖4所示的測(cè)試裝置中進(jìn)行測(cè)量可以得到如圖5所示的更大的衰減損耗。

　　圖4.材料A顯示出了4-6dB的表面電流減少量

　　圖5.材料B顯示出了6-9dB的表面電流減少量

　　本文設(shè)計(jì)加工了一種簡(jiǎn)單的表面電流減少測(cè)試裝置，通過它可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下對(duì)不同EMI吸波材料的吸波性能進(jìn)行相對(duì)的比較。盡管吸波材料所引起的表面電流的減少量并不完全等于預(yù)期的EMI減少量的測(cè)量值，但該方法可以很快的確定在特定頻率范圍內(nèi)具備最佳吸波性能的材料。