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Nas especificações do produto de materiais de absorção de folhas de estado sólido, a perda de reflexão máxima é frequentemente marcada como -30 dB ou ainda menor. Mas depois que os engenheiros recebem o objeto físico e o instalam no equipamento real, os resultados medidos geralmente variam apenas de -10 dB a -15 dB. Esta diferença não necessariamente significa que existe um problema com o próprio material - mais provável, existe uma diferença sistemática entre as condições de teste nas especificações e os cenários de aplicação reais.
Entender as fontes dessas diferenças é mais valiosa na engenharia do que simplesmente buscar valores nominais mais elevados.
O método de teste determina o significado dos dados: método de arco, método de guia de ondas e método de arco não podem ser misturados
Há pelo menos três métodos comumente utilizados na indústria para medir a reflexividade de materiais de absorção de folhas em estado sólido: método de arco, método de guia de ondas e método de arco. Cada um deles é aplicável a diferentes intervalos de frequência e formas de amostra, e os significados físicos dos dados medidos não são equivalentes.
Método ArchDe acordo com o padrão GJB 2038A-2011, é adequado para medir a reflexividade de materiais absortores planos, com uma faixa de frequência cobrindo 1-40 GHz. O requisito de teste é que a superfície plana da amostra testada não deve exceder 0,1 mm. Isto significa que se a folha tem desvio, espessura desigual ou superfície bruta, os próprios resultados de teste têm um alto grau de incerteza. A vantagem do método de arco é que pode ser testado em condições de espaço livre, que está mais próximo do estado de incidência de ondas eletromagnéticas em aplicações práticas; A limitação está no grande espaço de ensaio e tamanho de amostra necessário na faixa de frequência, o que limita a precisão de medição abaixo de 1 GHz.
Método WaveguideColoque a amostra num segmento padrão de guia de onda, medi sua complexa constante dielétrica e permeabilidade magnética complexa, e então calcula a reflexividade através da teoria da linha de transmissão. O método de guia de ondas tem alta controlabilidade das condições de teste e boa repetibilidade de dados, mas testa os parâmetros eletromagnéticos dos materiais em modos específicos de guia de ondas, em vez das características de reflexão no espaço livre. Quando o material é montado em equipamento real, o estado de polarização, ângulo de incidente e condições fronteiriças da onda de incidente são diferentes do ambiente de teste de guia de onda. Aplicando diretamente os dados de reflexividade medidos pelo método de guia de onda pode levar a um erro de julgamento.
Método de Reflexão do ArcoSimilar ao método do arco, mas com controle mais estrito sobre distância e ângulo de teste, é geralmente usado em cenários onde é necessária maior precisão de reflexividade. Se houver diferenças nos padrões de calibração, nos métodos de tratamento de ruído de fundo e nas condições de plano traseiro de metal adotados por diferentes laboratórios, os resultados dos testes do mesmo material em diferentes laboratórios podem ter um desvio de vários dB.
A tabela seguinte resume as diferenças chave entre três métodos de teste comumente utilizados:
GB/T 32596-2016 "Specification General for Electromagnetic Shielding Absorbing Plates" especifica a terminologia, classificação, requisitos técnicos e métodos de ensaio para materiais absorventes em estado sólido como folhas na faixa de frequência de 10 MHz a 40 GHz. Embora este padrão forneça um quadro unificado de testes para a indústria, não manda que todos os fornecedores utilizem o mesmo método de testes ou condições de preparação de amostras. Isso significa que os dados de perda de reflexão de diferentes fornecedores, mesmo que o intervalo de frequência seja o mesmo, podem não necessariamente ser comparados diretamente horizontalmente.
Variáveis invisíveis na preparação de amostras: tolerância de espessura e condição de superfície
Mesmo com o mesmo método de teste, diferenças na preparação de amostras ainda podem causar viés significativo de dados.
A espessura é um dos parâmetros mais sensíveis que afetam o pico da frequência e intensidade da perda de reflexão. De acordo com o princípio de correspondência do comprimento de onda trimestral, a espessura correspondente é inversamente proporcional à frequência alvo. Se houver um desvio de ± 10% entre a espessura real da folha e a espessura nominal, a frequência de correspondência pode mudar por várias centenas de MHz, e o valor de perda de reflexão medido em um ponto de frequência fixa pode diferir por vários dB. Para materiais absorventes de folhas com uma espessura de 1-2 mm, uma tolerância de espessura de ± 0,1 mm é suficiente para causar a perda de reflexão máxima desviar-se da faixa de frequência alvo.
A superfície plana é outro fator facilmente esquecido. O método de arco exige que a superfície plana da amostra não seja superior a 0,1 mm. Materiales absorventes sólidos semelhantes a folhas podem ter ligeira distorção ou espessura desigual na superfície após moldagem ou vulcanização. Se a amostra não for planada durante os testes, a fase de reflexão da onda incidental na superfície da amostra será inconsistente, e a reflexividade medida será menor - is to é, pode parecer "absorver melhor", mas a razão real é a dispersão da superfície em vez da absorção material.
A condição da placa de trás metal é igualmente crítica. Os testes de reflexão geralmente utilizam uma placa de trás de metal como referência total de reflexão. Se a adesão entre a placa de trás e a amostra não estiver apertada e há uma lacuna de ar, ondas eletromagnéticas gerarão reflexão adicional e interferência na lacuna, resultando em distorção dos dados de teste. Mesmo que a espessura da lacuna de ar seja apenas algumas dezenas de micrometros, mudará significativamente a fase de reflexão na faixa de frequência GHz.
Estratégia de validação de dados na seleção de engenharia
Os engenheiros podem verificar e julgar os dados de perda de reflexão fornecidos pelos fornecedores das seguintes três dimensões.
Primeiro, confirmar o método de teste e as condições de amostra no relatório de teste
Requerem que os fornecedores forneçam relatórios completos de testes, em vez de apenas uma curva de perda de reflexão. O relatório deve incluir: número padrão de teste, intervalo de frequência de teste, espessura e tolerância da amostra, dados de superfície plana da amostra, tipo de placa de trás de metal e método de ligação. Se o fornecedor não é capaz de fornecer essa informação, seu valor nominal de perda de reflexão só pode ser usado como referência qualitativa e não pode ser usado como base de seleção quantitativa.
Em segundo lugar, priorizar fornecedores que fornecem dados sobre altas temperaturas ou condições de trabalho reais
Os dados de perda de reflexão na maioria das especificações são medidos à temperatura ambiente (23 °C) e em um ambiente seca. Para cenários como na eletrônica de carros e amplificadores da estação de base onde a temperatura de funcionamento real pode atingir 85 °C ou mais, os parâmetros eletromagnéticos de materiais em altas temperaturas podem diferir significativamente dos de temperatura ambiente. Após tratamento de alta temperatura a 450 ° C/1h, os parâmetros eletromagnéticos do material composto absorvente/poliímido resistente a alta temperatura com estrutura de folha orientada mostraram pouca mudança quando a relação de doping foi de 50% -60%. No entanto, quando a relação de doping aumentou para 70%, a parte real da constante dielétrica diminuiu de 36,91-52,74 para 18,29-31,52, e a amplitude de mudança aumentou significativamente. Esse conjunto de dados indica que a estabilidade de alta temperatura dos materiais está estreitamente relacionada à relação de doping dos preenchimentos, e os dados de temperatura ambiente não podem ser extrapolados diretamente para cenários de alta temperatura.
Em terceiro lugar, atenção se o fornecedor fornece dados consistentes em vários lotes
A consistência do desempenho de materiais absorventes em estado sólido é afetada pela estabilidade de lote do processo de preparação. Em processos como seca-congelação direcional, orientação de campo magnético, ou formação de rolamento, pequenas flutuações em gradiente de temperatura, uniformidade de campo magnético e pressão de rolamento podem causar mudanças na orientação de partículas como folhas, afetando assim a perda de reflexão. Se o fornecedor pode fornecer dados de perda contínua de reflexão para vários lotes, e o desvio máximo entre lotes é controlado dentro de um intervalo razoável (como ± 2 dB), indica que sua capacidade de controle do processo é relativamente confiável.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.Foi estabelecido um processo padronizado para a preparação e teste de materiais de absorção de folhas de estado sólido, cobrindo a banda de frequência 1-18 GHz e apoiando o design personalizado do ângulo de orientação de partículas de folha e a relação de preenchimento.
O relatório de teste do produto inclui informações completas como métodos de teste, espessura da amostra e condição de superfície, e pode fornecer dados de parâmetros eletromagnéticos em condições normais e altas de temperatura. O sistema de matriz pode ser feito de poliímide resistente a alta temperatura ou resina époxi, e o intervalo de resistência à temperatura pode ser ajustado dentro do intervalo de -40 °C a 200 °C de acordo com a seleção da matriz. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.