近年來,面對新一代輕量化、智能化、可穿戴化電子設(shè)備的電磁防護需求,導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料（conductive polymer composites,CPCs）用于電磁屏蔽得到了廣泛的關(guān)注和快速的發(fā)展。相比于傳統(tǒng)金屬材料,CPCs具有密度小、加工成型性好、電導(dǎo)率可調(diào)以及耐腐蝕等優(yōu)勢。根據(jù)阻抗不匹配原則,高電導(dǎo)率的CPCs基于強烈的表面電磁波反射能夠展現(xiàn)出優(yōu)異的電磁屏蔽性能。所以,目前電磁屏蔽材料的研究方向傾向于使用新型高導(dǎo)電材料或相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計來賦予材料優(yōu)異的導(dǎo)電性能。但是這種依靠強烈表面反射的電磁屏蔽材料并不能從根本上解決電磁危害問題,其反射率（R）往往超過90%,造成嚴重的二次電磁干擾。因此,利用磁性和介電材料對電磁波的磁損耗和介電損耗來降低電磁波反射正成為當前電磁屏蔽領(lǐng)域的研究熱點。然而,由于阻抗不匹配的限制,降低反射和提高電磁屏蔽性能相互制約。造成現(xiàn)有研究中低反射電磁屏蔽材料無法獲得高屏蔽性能,而高屏蔽性能材料又往往無法調(diào)節(jié)其過高的反射率。因此,本文以低反射、高屏蔽電磁屏蔽材料為研究目標,從CPCs的結(jié)構(gòu)控制出發(fā),實現(xiàn)了低反射電磁屏蔽網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和調(diào)控。解決了現(xiàn)有研究中降低反射率與提... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)電磁波頻譜,(b)電磁發(fā)射源和接受器之間的耦合模式

中北大學(xué)學(xué)位論文41.2.2電磁屏蔽原理材料的屏蔽效果用屏蔽效能(shieldingefficiency,SE)來衡量，指確定頻率范圍內(nèi)對電磁干擾能量的衰減。定義為屏蔽后透過的電磁波能量(Pt)與電磁波初始能量(Pi)與的比值，其單位為dB,用式1-1表示[14]：()=10()(1-1)SE數(shù)值越高意味著相應(yīng)材料的電磁屏蔽效果越好。當前電磁屏蔽材料的設(shè)計通常基于遠場電磁波平面波傳輸模型。圖1.3展示了基于該模型下的電磁波屏蔽機理。當電磁波傳輸?shù)狡帘尾牧衔恢脮r，一部分在表面被反射掉(SER)，剩余部分進入材料被吸收(SEA)以及在材料內(nèi)部發(fā)生多次反射(SEM)。所以材料的屏蔽效能最終取決于上述三種作用，即：=++(1-2)圖1.3電磁波屏蔽機理示意圖。Figure1.3Schematicdiagramofelectromagneticwaveshieldingmechanism.當屏蔽體的厚度大于屏蔽體將入射電磁波衰減到最初能量1/e所需的距離時SEM即可忽略，這一距離δ稱之為趨膚深度[15]。且：

中北大學(xué)學(xué)位論文6圖1.4(a)VNA同軸傳輸線測試系統(tǒng)，(b)空氣線夾具和(c)波導(dǎo)夾具，(d)S參數(shù)測試原理。Figure1.4(a)VNAcoaxialtransmissionlinetestsystem,(b)airlinefixtureand(c)waveguidefixture,(d)S-parametertestprinciple.利用同軸傳輸線進行電磁屏蔽性能測試時，夾具中的測試材料等效為雙端口網(wǎng)絡(luò)通過同軸線纜與VNA的兩端口連接。通過測試過程中兩端口獲得的散射參數(shù)(S參數(shù))來進行電磁屏蔽效能(EMISE)的計算。計算公式如下[18]：=|11|2(1-6)=|21|2(1-7)1=++(1-8)=10(1)(1-9)=10((1))(1-10)=++(1-11)其中R為反射功率系數(shù)，A為吸收功率系數(shù)，T為透過功率系數(shù)，SET為總電磁屏蔽效能，SER和SEA分別對應(yīng)反射損耗效能和吸收損耗效能，SEM為材料內(nèi)部的多重反射損耗效能，在SET>15dB時可以忽略不計。如圖1.4d所示，式1-6的S11指VNA端口1獲得的反射參數(shù)，式1-7中的S21為端口1到端口2的傳輸系數(shù)。另外，端口2獲得的反射參數(shù)為S22，端口2到端口1的傳輸系數(shù)為S12。當測試材料為結(jié)構(gòu)及性能均一的體系時，有S11=S22，S21=S12。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]電磁屏蔽材料的研究進展[J]. 戴玉婷,王莉莉,榮新山,邱鳳仙,余宗萍,楊鵬飛.  化工新型材料. 2015(10)
[2]電磁屏蔽材料的研究進展[J]. 劉琳,張東.  功能材料. 2015(03)
[3]電磁波的危害和防護[J]. 翁哲,鄒濤.  中國無線電. 2007(01)

博士論文
[1]聚合物電磁屏蔽復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究[D]. 許亞東.中北大學(xué) 2019



本文編號：3457204