Dans la conception d'un matériau absorbant les ondes, il existe une loi qui a été vérifiée à plusieurs reprises: plus le matériau diffère de l'impédance de l'espace libre, plus il est difficile pour les ondes électromagnétiques de pénétrer à l'intérieur du matériau.

Les matériaux absorbants traditionnels utilisent plus de ferrite à haute Perméabilité magnétique ou de micropoudres métalliques magnétiques comme absorbant – plus la Perméabilité magnétique est élevée, plus la capacité de « capture» des ondes électromagnétiques est forte. Cette logique est établie dans la bande basse (classe MHz): un μ 'élevé permet aux lignes de champ magnétique d'être dirigées efficacement à l'intérieur du matériau, puis consommées par pertes magnétiques.

Mais à la bande haute au - dessus de la classe GHz, les choses ont changé. La réponse magnétique des matériaux à haute perméabilité diminue rapidement avec l'augmentation de la fréquence - μ 'baisse, μ "augmente et la capacité de perte magnétique diminue considérablement. Plus important encore, une Perméabilité magnétique élevée tend à signifier que l'impédance caractéristique du matériau est mal adaptée à l'espace libre (environ 377 Ω). Les ondes électromagnétiques sont réfléchies en grand nombre sur la surface du matériau, ne peuvent pas entrer du tout, parler de l'absorption?

II. Adaptation d'impédance: la « première porte» des matériaux à faible perméabilité magnétique

L'adaptation d'impédance est une condition préalable pour que les ondes électromagnétiques puissent entrer à l'intérieur du matériau. Selon la théorie des lignes de transmission, l'impédance d'entrée normalisée Zin du matériau = √ (µr / εr).Tanh [J (2πft / C) √ (µrεr)]. Si l'impédance de surface est mal adaptée à l'espace libre, même si la capacité de perte du matériau est extrêmement forte, les ondes électromagnétiques seront réfléchies à l'interface.

Les matériaux à faible perméabilité magnétique ont naturellement un meilleur potentiel d'adaptation d'impédance - moins μ 'affaiblit la réponse magnétique du matériau, ce qui équivaut à réduire l'impédance caractéristique globale du matériau, le rapprochant du niveau d'impédance de l'espace libre. Mais "potentiel" n'est pas égal à "réalité". Si la constante diélectrique est trop élevée, l'impédance du matériau peut encore être désadaptée.

La technologie de l'Académie avancée réalise l'adaptation d'impédance à large fréquence par la régulation du gradient de constante diélectrique. La partie réelle ε 'de la constante diélectrique superficielle est contrôlée à 3,5 - 6,0 (@ 10 GHz) et la partie imaginaire ε "est contrôlée à 0,3 - 0,8, de sorte que le coefficient de réflexion de surface | Γ | < 0,15; La couche inférieure ε′ est portée à 15 - 25 et ε″ à 4 - 8, formant une structure à gradient d’impédance de « couche diélectrique basse – couche diélectrique haute ». Cette conception en gradient est équivalente à un convertisseur quart de longueur d'onde multicouche, permettant aux ondes électromagnétiques de s'adapter progressivement aux variations d'impédance lors de leur entrée couche par couche dans le matériau, plutôt que de subir des mutations sur une seule interface. Le matériau mesuré est dans la gamme 8 - 18 GHz avec une proportion de plus de 85% de bandes de fréquences avec une réflectivité en incidence verticale supérieure à - 12 db.

Iii. Pertes diélectriques: le « moteur de force principale» qui assume plus de 70% de l'atténuation de l'énergie

Dans les matériaux à faible perméabilité, la contribution des pertes magnétiques est relativement limitée, les pertes diélectriques assumant plus de 70% des tâches d'atténuation de l'énergie. Par le biais de l'ingénierie de défauts Multi - échelle, la technologie de la maison de pointe a activé quatre types de mécanismes de polarisation pour construire un « réseau de feu» de pertes diélectriques:

Les quatre classes de mécanismes de polarisation sont articulées en fréquence les unes avec les autres et réparties spatialement entre les différentes couches du matériau, formant ensemble un système de pertes diélectriques couvrant 2 à 40 GHz.

Le « Rôle synergique» de la perte magnétique: non dominant, mais indispensable

Une faible perméabilité magnétique n'est pas égale à une Perméabilité magnétique nulle. Dans les matériaux à faible perméabilité magnétique, les pertes magnétiques, bien que non dominantes, fournissent des pertes supplémentaires critiques dans des bandes de fréquences spécifiques et participent au réglage fin de l'adaptation d'impédance.

Introduction de la phase fe₃siEst un cas typique. à SiC / fe₃ Si@rGO Dans l'aérogel composite, la phase fe₃si contribue au mécanisme de perte magnétique, créant une synergie avec les pertes de conduction et la polarisation interfaciale renforcées par le réseau conducteur tridimensionnel du graphène. Cette synergie Multi - pertes "où les pertes diélectriques sont dominantes et les pertes magnétiques sont complémentaires" permet au matériau d'atteindre une perte par réflexion minimale de - 46,68 dB à 3,0 mm d'épaisseur, en maintenant une absorption efficace dans toute la bande de fréquences de 4 à 18 GHz sur une épaisseur de 1,5 à 5,0 MM.

Dans le système composite ba₃co₂fe₂o₄o₄₁ @ CIP, la recombinaison du co2z avec la poudre de fer carbonylé réduit considérablement les pertes magnétiques et diélectriques tout en minimisant l'affaiblissement de la polarisation magnétique, ce qui favorise l'adaptation d'impédance. Le patch à base de résine avec un rapport co2z: CIP de 1: 1 atteint une bande passante d'absorption efficace de 5,6 GHz (7,4 - 13 GHz) à une épaisseur de 1,7 mm, couvrant toute la bande X.

V. Système de matériaux: chemin léger de la base de carbone à la base de céramique

Le choix du système de matériaux pour les matériaux absorbant les ondes à faible perméabilité magnétique, l'objectif principal est de réduire la densité tout en conservant la capacité de perte diélectrique.

Matériaux à base de carbone (nanotubes de carbone, graphène, fibre de carbone)Est le "squelette" d'un système à faible perméabilité magnétique. Ils ont une surface spécifique élevée, une excellente conductivité électrique et une densité extrêmement faible, ce qui permet de réguler la constante diélectrique grâce à l'ingénierie défectueuse et aux groupes fonctionnels de surface. Une conductivité électrique trop élevée d'un matériau carboné pur peut entraîner une désadaptation d'impédance, d'où la nécessité d'un composite avec un matériau diélectrique tel que le SIC pour équilibrer les paramètres électromagnétiques.

Carbure de silicium (sic)Est le matériau diélectrique céramique le plus largement utilisé parmi les matériaux absorbant les ondes à faible perméabilité magnétique. Les NANOFILS DE SiC ont une excellente stabilité à haute température et des propriétés diélectriques réglables, avec des lacunes de carbone et des défauts de dopage à l'azote dans leur réseau offrant des pertes diélectriques efficaces de 12 GHz à 40 GHz. La technologie Advanced House combine le SIC avec des matériaux en carbone, en utilisant les capacités de perte diélectrique du SIC pour former une complémentarité avec les pertes conductrices des matériaux en carbone.

MXeneEn tant que carbure / Nitrure de métal de transition bidimensionnel à haute conductivité et riche en groupes fonctionnels de surface, c'est un matériau idéal pour la construction de réseaux de polarisation d'interface et de pertes conductrices. Dans les systèmes à faible perméabilité magnétique, mxene est souvent utilisé en composite avec d'autres matériaux pour réguler la constante diélectrique en contrôlant la quantité de remplissage.

Considérations de sélection: décisions d'ingénierie de la fréquence à l'adaptation d'impédance

Les ingénieurs lors du choix d'un matériau absorbant les ondes à faible perméabilité magnétique, les dimensions suivantes méritent une attention particulière:

• Adaptation de la fréquence cible au mécanisme de perte.Les bandes de contribution sont différentes pour les différents mécanismes de polarisation. La bande C et une partie de la bande X utilisent préférentiellement la polarisation dipolaire; Les bandes X à K utilisent la polarisation de l'interface; La bande millimétrique dépend de la polarisation par défaut. Le matériau absorbant les ondes à faible perméabilité magnétique de Advanced House Technology couvre les besoins en bande complète de 2 à 40 GHz grâce à une conception collaborative de quatre types de mécanismes de polarisation.
• Vérification de l'adaptation d'impédance.Lors de la sélection, vous ne pouvez pas vous concentrer uniquement sur la valeur de perte par réflexion du matériau, il est plus nécessaire de confirmer les caractéristiques d'adaptation d'impédance du matériau dans la bande de fréquence cible. La technologie de l'Académie avancée par la régulation du gradient de constante diélectrique, de sorte que le coefficient de réflexion de surface | Γ | < 0,15, assure que les ondes électromagnétiques peuvent entrer efficacement à l'intérieur du matériau.
• Le compromis entre épaisseur et densité.L'un des avantages des matériaux à faible perméabilité magnétique est d'obtenir une large absorption de fréquence à des épaisseurs plus minces. La bande passante d'absorption efficace des produits de technologie de la maison de pointe atteint ≥ 8 GHz dans la bande Ku / K / Ka, avec des densités aussi basses que 0,9 à 1,6 g / cm³, ce qui convient aux scénarios avec des contraintes strictes de poids et d'espace.
• Adaptabilité environnementale.Les matériaux à base de SIC et de carbone présentent une excellente stabilité à haute température et une inertie chimique. Le matériau absorbant les ondes à faible perméabilité magnétique de Advanced House Technology couvre une plage de température de fonctionnement allant de - 40 ° C à 150 ° C, adaptée aux besoins d'un large domaine de température, de l'électronique grand public aux environnements aérospatiaux.

Vii. Matériaux absorbant les ondes à faible perméabilité magnétique de la série xjy - D de l'Académie de technologie avancée

Advanced House Technology série xjy - D matériau absorbant les ondes à faible perméabilité magnétique avec des pertes diélectriques dominantes, une petite synergie de pertes magnétiques comme voie technique, les principaux paramètres sont les suivants:

Source des données:Technologie avancée

Les produits de la série xjy - D prennent en charge la découpe de précision et le composite de colle arrière, ce qui permet de personnaliser l'épaisseur, la taille et le traitement de surface en fonction des besoins des clients. Les matériaux conviennent à la suppression des interférences électromagnétiques des équipements de communication 5G, des radars à ondes millimétriques, de la furtivité CEM et de l'électronique de précision.

Viii. Conclusion

L'essence du matériau absorbant les ondes à faible perméabilité magnétique est un choix d'ingénierie effectué sous la contrainte physique de l'absorption électromagnétique dans les bandes de fréquences élevées - ne pas rechercher la maximisation de l'indicateur unique de « haute perméabilité magnétique», mais plutôt la solution optimale entre l'adaptation d'impédance, les pertes diélectriques, la densité et l'épaisseur. Il remplace les pertes magnétiques par des pertes diélectriques en tant que mécanisme de force principal, utilise l'adaptation d'impédance de gradient pour s'assurer que les ondes électromagnétiques "entrent", utilise la synergie multipolaire pour s'assurer que les ondes électromagnétiques "restent et sont consommées", et utilise un système de matériaux légers pour s'assurer qu'Elles "sont utilisées".

L'évolution des matériaux, de la ferrite aux systèmes composites à base de carbone / céramique, reflète la mise à niveau des besoins d'absorption d'ondes de la « classe MHz applicable» à la « stabilisation à large bande d'ondes millimétriques». Comprendre la relation d'ingénierie de μ 'avec l'adaptation d'impédance, le mécanisme de synergie multipolaire des pertes diélectriques, et le compromis entre la densité et les propriétés d'absorption - ce sont les clés pour améliorer un matériau absorbant les ondes à faible perméabilité magnétique d'un « matériau fonctionnel» à une « Décision d'ingénierie».