电磁屏蔽材料的制备和性能研究
电磁辐射屏蔽材料的研究进展综述
Ａ —吸收损耗； — Ｂ ——电磁波在屏蔽材料内部的多重反射损耗； Ｒ ——为电磁波的单 次反射衰减。
图 １ 电磁 屏 蔽 能 量 消耗 图 ２电磁屏蔽材料研 究和开发的国 内外现状 ． 根据电磁波屏蔽 的机制 可以把 电磁屏蔽 材料分为三类 ： 射型 、 反 反 射吸收型和吸收型 ， 按应用形式可分为涂敷型和结构复合型一类 。 ２１电磁 屏 蔽 涂料 ． 将金 、 、 、 、 、 银 铜 镍 碳 石墨等导电微粒掺入 到高分子聚合物 中就 制 成了掺合 型导电涂料 ， 相对 于原 高分 子聚合 物 ， 其导电性大大增强。掺 合型导 电过程机理较复杂 ，导 电效果 同填料种 类以及填料 在聚合 物中 的分散程度有关。实验发现填料的浓度存 在一 “ 渗滤 阈值” 低于临界点 ， 时为绝缘体 ， 达到临界浓度时 ， 系的电阻急剧 下降直 至能稳定传 导电 体 流， 超过临界点后 ， 系电阻变化不大［ 体 ６ １ 。 导 电涂料的成本低 、 生产工艺简单 ， 施工方便 ， 得到广 泛应用 ， 根据 掺合物 的不同 ， 可分为银系 、 碳系 、 铜系 、 系等 。 镍 银 系导 电涂料导 电性高 ， 具有优 良的屏蔽性能（ 可达 ６ ｄ ） ５Ｂ， 但价 格 昂贵限制了使用 范同， 主要用在某些特殊领域 。碳系涂料是上世纪 ７ ０ 年代 由美 国作为军用开发 ， 密度小 、 成本低 ， 电性相对较差 ， 导 电磁屏 蔽 效果不是很理想 ， 一般用作防静电涂层 。 铜系涂料 的电阻率低 导电性好 ， 缺点是易 氧化 、 密度较大 易下沉 ， 在聚合物基体中分散不好 。为防止铜粉氧化 ， 常用机化合物 、 不活泼金
效果 ， 是极具发展前景的一类 包装材料。 目前我 国在 电磁屏蔽材料领域 同国际水平 差距较 大， 当加 强电磁 屏蔽材料的研 究与 开 应 发， 不断提 高产品的竞争能力。 ［ 关键 词 ］ 电磁屏蔽 电磁 兼容 包装
材料的电磁辐射特性与屏蔽性能
材料的电磁辐射特性与屏蔽性能电磁辐射是指电磁波在空间中传播的过程，它是由电场和磁场的变化联合作用所产生的。
在现代社会中，电磁辐射已经成为不可避免的环境因素之一。
人们对电磁辐射的研究越来越深入，其中电磁辐射的特性与屏蔽性能一直是热门话题。
一、电磁辐射特性材料在电磁辐射过程中的表现可以通过其电磁波的吸收、反射和透射来描述。
吸收是指电磁波在材料中转化为热能的过程；反射是指电磁波从材料表面反射回去的过程；透射是指电磁波通过材料并从另一侧出射的过程。
材料对电磁辐射的吸收、反射和透射特性与材料的组成、结构、形态等因素有关。
一般来说，导电性较好的金属材料对电磁波有较强的反射能力，可以将电磁波反射回去，起到屏蔽的作用。
而对于非金属材料，它们对电磁波的吸收和透射性能较强。
二、电磁辐射屏蔽性能电磁辐射屏蔽性能是指材料抵御电磁辐射的能力。
电磁辐射屏蔽性能的好坏取决于材料本身的物理和化学特性，以及材料的结构和形态。
常见用于电磁辐射屏蔽的材料主要有导电材料和吸波材料。
导电材料如金属材料可以通过其导电性，使电磁波发生反射，达到屏蔽的作用。
吸波材料则可以通过其吸收电磁波的能力，将电磁辐射转化为其他形式的能量而起到屏蔽的作用。
在工程中，常见的电磁辐射屏蔽材料有金属屏蔽罩、金属屏蔽网、金属屏蔽涂料等。
这些材料可以根据具体的应用需求进行选择，以达到对电磁辐射的屏蔽效果。
三、材料的选择与设计在实际应用中，选择合适的材料对于电磁辐射的控制至关重要。
不同的电磁辐射源和受体对材料的特性有不同的要求。
对于较低频率的电磁辐射源，如电力设备和高压输电线路，常见的防护材料包括金属屏蔽罩和金属屏蔽网。
这些材料具有优良的导电性能，可以有效地反射电磁波，保护周围的设备和人员。
而对于高频率的电磁辐射源，如无线通信设备和雷达系统，需要选择具有良好吸波性能的材料。
吸波材料可以吸收电磁波，并将其转化为其他形式的能量，起到屏蔽的作用。
这样可以减少电磁辐射对周围电子设备和人体的影响。
什么材料可以屏蔽电磁波
什么材料可以屏蔽电磁波电磁波是指具有电场和磁场振荡的电磁波，它们在真空中传播并能够在空间中传递能量。
在现代社会中，我们无时无刻不受到各种电磁波的辐射，比如手机、微波炉、电视、无线网络等设备都会产生电磁波。
然而，长期暴露在电磁辐射下可能会对人体健康产生一定的影响，因此人们对于电磁波的屏蔽问题一直备受关注。
那么，什么材料可以屏蔽电磁波呢？首先，我们需要了解电磁波的特性。
电磁波的频率范围非常广泛，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
不同频率的电磁波对应着不同的波长，因此需要不同材料来进行屏蔽。
以下是一些常见的用于屏蔽电磁波的材料：1. 金属材料，金属是一种常见的用于屏蔽电磁波的材料，因为金属具有良好的导电性和反射性。
常见的金属材料包括铝、铜、铁等，它们可以有效地反射和吸收电磁波。
在电子设备中，常常会采用金属外壳来屏蔽内部的电磁辐射。
2. 金属纤维材料，金属纤维材料是一种新型的电磁波屏蔽材料，它将金属纤维与织物结合在一起，具有良好的柔韧性和透气性。
金属纤维材料不仅可以有效地屏蔽电磁波，还可以用于制作防辐射服、防辐射窗帘等产品。
3. 碳纳米管材料，碳纳米管是一种新型的碳材料，具有优异的导电性和机械性能。
碳纳米管材料可以在较宽的频率范围内有效地吸收电磁波，因此被广泛应用于电磁波屏蔽材料的研究和开发中。
4. 铁氧体材料，铁氧体是一种具有磁性的陶瓷材料，它具有良好的磁导率和磁饱和度，可以有效地吸收电磁波。
铁氧体材料通常被用于制作电磁波屏蔽材料和天线。
5. 金属氧化物材料，金属氧化物材料具有良好的绝缘性能和高频损耗特性，可以有效地吸收电磁波。
常见的金属氧化物材料包括氧化铁、氧化铜等。
总的来说，电磁波的屏蔽材料种类繁多，每种材料都有其特定的应用领域和屏蔽效果。
在实际应用中，我们需要根据具体的电磁波频率和屏蔽要求来选择合适的材料，以确保有效地屏蔽电磁波的辐射。
希望本文所介绍的材料能够为电磁波屏蔽领域的研究和应用提供一定的参考价值。
电磁屏蔽陶瓷材料
电磁屏蔽陶瓷材料是一种专为防止或减少电磁场干扰和辐射而设计的新型功能材料。
这种材料主要应用于需要控制、抑制或者阻挡电磁波传播的场合，比如在电子设备、通信设备、军事装备、医疗设备以及航天航空等领域。
电磁屏蔽陶瓷材料的特点包括：
1. 高导电性：通过在陶瓷中添加特定类型的金属或合金粉体（如银、镍、铜等），使材料具有良好的导电性能，能够有效地反射或吸收电磁波。
2. 宽频带屏蔽效能：优秀的电磁屏蔽陶瓷材料能够在较宽的频率范围内提供高效的电磁屏蔽效果，覆盖从低频到微波甚至更高频段。
3. 耐高温稳定性：陶瓷材料通常具有较高的熔点和优良的热稳定性，因此适合于在高温环境下工作的电子器件和系统中使用。
4. 抗腐蚀与环境适应性：由于陶瓷材料本身的化学稳定性较高，电磁屏蔽陶瓷可以在恶劣环境中保持其屏蔽效能不变，具有较好的耐候性和抗腐蚀能力。
5. 结构多样性：可以制成薄膜、片状、块状等各种形式，以满足不同应用场景的需求，例如用于制作电磁屏蔽窗、封装材料、电路板基材等。
中国科学院上海硅酸盐研究所研制出的高效屏蔽和吸收电磁波的复合陶瓷材料，就是该领域的一个重要研究进展，这类材料不仅具有良好的电磁屏蔽效果，还可能因为成本合理和工艺适应性强而具有
广泛的应用前景。
新型三频段FSS_夹层玻璃的设计与电磁屏蔽性能研究
第42卷第9期2023年9月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.9September,2023新型三频段FSS 夹层玻璃的设计与电磁屏蔽性能研究谭㊀天,陈睿哲,张㊀泽,侯新宇(上海大学材料科学与工程学院,上海㊀200444)摘要:本文介绍了用于全球移动通信系统(GSM)屏蔽和无线局域网(WLAN)隔离的夹层玻璃,在两层玻璃中间夹嵌了一层由圆环和三极子缝隙单元组成的频率选择表面(FSS),能够抑制1.94㊁3.55和4.98GHz 频段的传输㊂采用等效电路模型对FSS 夹层玻璃的结构参数进行分析,2GHz 频点会随着圆环半径的增加而前移,三极子在镂空成为三级子缝隙后,产生两个阻带,并且三极子长度会对频点产生影响,对线宽和三级子缝隙宽度则影响不大㊂本文介绍了等效电路元件参数的提取计算过程,采用电磁仿真软件对FSS 结构的传输响应进行仿真,分析了结构的几何参数和入射角度对结构传输特性的影响㊂在入射角达到60ʎ时FSS 夹层玻璃仍具有良好的屏蔽效果㊂采用丝网印刷方法制作了实验样件,并进行了透波率和透光率测试㊂测试结果与软件仿真结果一致性良好,因此本文所设计的夹层玻璃在电磁辐射防护㊁GSM 屏蔽和WLAN 隔离等方面具有良好的应用潜力㊂关键词:频率选择表面;夹层玻璃;角度稳定性;三频段;导电银浆;电磁屏蔽中图分类号:TQ171㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)09-3359-08Design and Electromagnetic Shielding Performance of New Triple-Band FSS Laminated GlassTAN Tian ,CHEN Ruizhe ,ZHANG Ze ,HOU Xinyu(School of Materials Science and Engineering,Shanghai University,Shanghai 200444,China)Abstract :This paper presents a laminated glass for GSM shielding and WLAN isolation,a frequency selective surface(FSS)with a layer of ring and tripole slot elements embedded in the middle,capable suppress transmission in the 1.94,3.55and 4.98GHz bands.The structural parameters of FSS laminated glass were analyzed by using the equivalent circuit model.The 2GHz frequency point will move forward with the increase of the radius of the ring.After the tripole is hollowed out to become a three-level sub-slit,two stop bands will be generated,and the length of the tripole will affect the frequency point.But the line width and the third-level sub-slot width have little effect.The extraction and calculation process of the parameters of the equivalent circuit components was introduced.The transmission response of the FSS structure was simulated by using electromagnetic simulation software,and the influence of the geometric parameters of the structure and the incident angle on the transmission characteristics of the structure were analyzed.It still has a good shielding effect when the incident angle reaches 60ʎ.The experimental samples were made by screen printing method,and the wave transmittance and light transmittance tests were carried out.The test results are in good agreement with the software simulation results,so it has good application potential in electromagnetic radiation protection,GSM shielding and WLAN isolation.Key words :frequency selective surface;laminated glass;angular stability;triple-band;conductive silver paste;electromagnetic shielding 收稿日期:2023-04-18;修订日期:2023-06-12作者简介:谭㊀天(1999 ),男,硕士研究生㊂主要从事频率选择表面㊁薄膜制备技术方面的研究㊂E-mail:1033758472@通信作者:侯新宇,博士,教授㊂E-mail:267275650@ 0㊀引㊀言随着无线通信系统的发展,智能手机㊁笔记本电脑和平板电脑等便携式设备已经成为人类生活的重要组成部分,特别是在未知频段内的无线应用,这对人类健康以及对各种电气/电子设备存在潜在威胁[1]㊂最近的研究表明,Wi-Fi /WLAN 信号是污染电磁环境的因素之一,而每个国家都有特定的全球移动通信系统3360㊀玻㊀璃硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷(global system for mobile communication,GSM)频段(例如GSM1900:1900MHz)和无线电功率额定值(2.4GHz/5GHz)的标准,因此解决建筑房间㊁重症监护病房(ICU)㊁研究中心等电磁干扰是当务之急[2-3]㊂频率选择表面(frequency selective surface,FSS)可实现选择性屏蔽,允许有用频带通过,反射无用频带,因此受到了广泛的关注㊂随着柔性电子制造技术的发展,如导电油墨的丝网印刷,FSS在其他方面的应用具备了灵活性[4-6],也为特殊电磁屏蔽和防护应用提供了新的思路㊂Bagci等[7]提出了一种用于WLAN屏蔽应用的双阻带FSS,通过在玻璃基板上集成两层FSS的方式实现,对WLAN信号提供25~30dB的测量抑制㊂但是一个单元的尺寸达到30mm,视觉透明度非常低㊂Dewani等[8]提出了一种基于PET薄膜的单频带方形环路带阻FSS,可用于屏蔽通用移动通信系统(universal mobile telecommunications system,UMTS)2.5~3.5GHz频段㊂该设计是用银油墨在PET基板上丝网印刷,然后粘在玻璃窗上㊂虽然该设计在期望的频带内显示出22dB的屏蔽特性,但是PET和玻璃窗之间的气泡或变形可能会降低FSS的性能㊂Farooq等[9]提出了一种新型的具有双阻滞特性的偏振无关FSS,用于抑制Wi-Fi和WLAN㊂在2.45和5.5GHz频段分别提供43和40dB的带阻响应两个波段的屏蔽,但其导电图案是覆铜刻蚀的,制作过程复杂,花费成本高㊂近年来要求电磁屏蔽的场所不断增加,除公共场所外,私人场所和军事设施等也同样需要[10-11],FSS玻璃材料也越来越朝着 低成本㊁制作简单㊁高性能 的方向发展㊂本文提出了一种用于GSM屏蔽和WLAN隔离的双层玻璃,其中间夹了一层频率选择表面,利用三维电磁仿真软件CST仿真分析了几何参数和入射角度对其传输响应的影响㊂本文所设计的夹层玻璃能够抑制1.94㊁3.55和4.98GHz频段的传输,在电磁辐射防护㊁GSM屏蔽和WLAN隔离等方面具有良好的应用潜力㊂1㊀FSS设计图1展示了提出的单元几何结构的示意图㊂该单元由一个半径R为9.5mm㊁线宽W为0.6mm的圆环和长度A1为6.9mm㊁宽度D1为1.8mm㊁线度为0.6mm的三极子缝隙组成㊂该单元是在透明玻璃上实现的,其透明玻璃的相对介电常数εr为6.7㊁厚度H为2mm㊂采用三维电磁场仿真软件CST对单元进行了仿真,该仿真器基于时域有限差分法求解了几何形状为的四面体网格单元的麦克斯韦方程组㊂图1㊀FSS几何结构示意图Fig.1㊀Schematic diagram of FSS geometryFSS的设计主要考虑两个因素:第一,在工作频段上的屏蔽性能及稳定性,第二,设计的美观与透明性能㊂虽然性能和外观的设计之间存在一些约束,但是可以通过采用简单而稳定的谐振单元来解决这些设计约束㊂图案演化步骤仿真如图2所示,通过CST仿真可以看出,普通的单圆环结构可以在低阻带(2GHz左右)产生一个阻带,这个频点对电磁波的吸收最高能达到50dB,单个三极子图案可以在5GHz产生一个阻带,这个频点对电磁波的吸收最高能达到30dB,将三极子图案镂空形成三极子缝隙后,由于图案内部电流发生变化,有相反的内部和外部边缘磁电流方向,导致磁场抵消,从而在低频产发生谐振,在3.3GHz额外产生一个阻带,这个频点对电磁波的吸收最高能达到40dB,并且导致5GHz频点向后漂移㊂将两个单元组合在一起后,就可以谐振产生两个阻带,且频点发生些许漂移,若将三极子图案镂空形成三极子缝隙,镂空使得第9期谭㊀天等:新型三频段FSS 夹层玻璃的设计与电磁屏蔽性能研究3361㊀阻带能够移到所需要的频率,且单元占据的空间很小,还会谐振产生额外一个阻带㊂该谐振单元由传统的单圆环和三极子演化而来,因此,本设计在保证屏蔽性能的前提下提供了足够的透明区域以保证足够的光线传输㊂这种结构不仅能美化玻璃表面,而且对入射角度不敏感㊂为了进一步了解该结构潜在的共振机制,并研究每个电流对FSS 性能的贡献,图3给出了三个频点1.94㊁3.55㊁4.98GHz 下两个单元上的感应表面电流分布(S 21表示从端口2到端口1的散射系数)㊂箭头表示电流的方向,颜色表示强度㊂图2㊀图案演化步骤仿真Fig.2㊀Simulation of performancesteps 图3㊀表面电流分布Fig.3㊀Surface current distribution 从图3(a)可以清楚地看出,1.94GHz 时,电流主要分布在外部环形回路上,而内部三极子缝隙回路上的电流较弱㊂结果表明,此时的外部圆环为谐振单元㊂从图3(b)可以看出,感应电流分布在中间三极子缝隙回路上,其外部环形上的电流可以忽略不计㊂因此,3.55GHz 是由三极子缝隙共振决定的㊂同样,对于更高的频带,大量的感应表面电流集中在FSS 的外部圆环和三极子缝隙中㊂这种高电流密度验证了4.98GHz 的阻带由FSS 两个单元共同共振引起㊂3362㊀玻㊀璃硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷2㊀性能分析2.1㊀等效电路模型分析本文提出的带阻FSS的ECM(equivalent circuit model,ECM)是在全波单元仿真的基础上,利用电路理论与建立FSS的集总电路模型之间的关系建立的㊂一个周期单元由两个独立的单元(即外环状单元和内环三极子缝隙单元)组成㊂外环采用串联L C谐振器(L1,C1)建模,内环采用串联和并联L C谐振器建模㊂其中并联L C中的电感L B用于与三极子缝隙相关的电感,而C B代表与三极子缝隙宽度有关的电容㊂此外,L A和C A分别表示内外单元之间有关的电感和电容㊂衬底用传输线建模,而自由空间阻抗(377Ω)用Z0建模㊂由两个串联L C谐振器和一个并联L C谐振器所代表的最终等效电路模型及ADS仿真如图4所示㊂图4㊀等效电路模型(a)及ADS仿真(b)Fig.4㊀Equivalent circuit model(a)and ADS simulation(b)外环的表面阻抗可以表示为Z FSS1=jωL1+1jωC1=1-ω2L1C1jωC1(1)式中:Z表示阻抗,下标FSS1表示外环状单元,L1表示外环单元电容,C1表示外环单元电感,ω表示入射电磁波周期,j表示虚部㊂令其分子等于零,即可得到共振频率f1处的传输零点㊂同样,内部单元的表面阻抗也可以表示为Z FSS2=jωL A+1jωC A+jωL B 1jωC B(2)式中:下标FSS2表示内环三极子缝隙单元,电感L B表示与三极子缝隙相关的电感,C B表示与三极子缝隙宽度有关的电容,L A表示内外单元之间电感,C A表示内外单元之间电容㊂介质的等效特性阻抗为Z m=μ0μrε0εr =Z0εr(3)式中:Z m表示介质的等效特性阻抗,μ0表示真空磁导率,μr表示相对磁导率,ε0表示真空介电常数,εr表示相对介电常数,Z0表示自由空间阻抗㊂介质的传播常数为βm=εr2πλ(4)式中:βm表示介质的传播常数,λ表示波长㊂等效电路的负载阻抗为Z l=Z FSS Z inp=Zεr1+Zεr(5)第9期谭㊀天等:新型三频段FSS 夹层玻璃的设计与电磁屏蔽性能研究3363㊀式中:Z l 表示等效电路的负载阻抗㊂等效电路的输入阻抗为Z in =Z m Z l +Z m tan h (j βm W )Z m +Z l tan h (j βm W )(6)式中:Z in 表示等效电路的输入阻抗,W 表示线宽㊂从上述公式可以得出,等效电路的传输因子为:T trans =1-Z in -1Z in +1()2(7)式中:T trans 表示等效电路的传输因子㊂由上述公式可知,对于带阻频率,电感和电容可能存在多个值,经过计算提取出L 1=34.37nH,C 1=0.19pF,L A =7.93nH,C A =0.21pF,L B =0.64nH,C B =1.91pF,这些集总元件的值可以调谐到所需的谐振频率㊂图4(a)所示的最终电路的提取值在Advanced Design System (ADS)工具中进行了仿真㊂由图4(b)可知,电路仿真与全波电磁在1.94㊁3.55㊁4.98GHz 三个频点产生谐振,与CST 相比电路仿真在谐振处有轻微的偏移,吸收性能曲线基本重合,总体来说仿真吻合较好㊂2.2㊀几何参数分析探讨不同几何参数如圆环半径R ㊁三极子缝隙长度A ㊁三极子缝隙宽度D 和线宽W 的变化对所设计FSS的频率响应的影响,以及不同入射波偏振时的入射角㊂其中R =9.5mm㊁W =0.6mm㊁A =6.9mm,D =1.8mm,分别改变其中一个参数,其他参数保持不变,观察结果变化㊂首先,对圆环半径R 对带阻频率响应的影响进行了参数分析㊂图5(a)显示了谐振频率f1随参数R 的变化㊂随着R 从9.3mm 增加到9.7mm,f1从2.05GHz 减小到1.82GHz,反射率几乎不变,谐振频率f2和f3也略有下降,约小于1%㊂图5㊀频率随不同参数的变化Fig.5㊀Frequency variation with different parameters3364㊀玻㊀璃硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷同样,谐振频率随三极子缝隙长度A 的变化如图5(b)所示㊂结果表明,A 从6.7mm 增加到7.1mm,f2从3.68GHz 减少到3.45GHz,f3从5.11GHz 减少到4.98GHz,且A =6.9mm 时,-10dB 以下的带宽最宽,f1基本不变,A 对谐振频率f2和f3的影响较大,这种变化是由于A 的增加使内部单元的电流增大㊂三极子缝隙宽度D 在1.6~2.0mm 变化时,频率变化情况如图5(c)所示,结果显示,三个频点随着D 的增加均变化不大,由此可分析出D 对频点影响不大㊂对线宽W 进行了研究,相应的频率响应如图5(d)所示㊂结果表明,当W 从0.4mm 增加到0.8mm 时,f3从5.05GHz 减少到4.98GHz,且反射率逐渐增大,f2处的带宽也随着W 的增大而增大,而f1频点没有受到影响,其谐振频率的减少归因于环形电感的减小,在高于自身谐振频率时(大于2GHz)电感与谐振频率成正比,W 对于性能的影响不大,但W 的增大也会带来FSS 图案面积的增大,从而影响透光率㊂2.3㊀角度敏感性分析在不同的入射角度下,对该设计进行了仿真,此时的结构参数为圆环半径R =9.5mm,线宽W =0.6mm㊁三极子缝隙长度A =6.9mm㊁三极子缝隙宽度D =1.8mm㊂不同入射角(0ʎ~60ʎ)下仿真结果如图6所示,本文提出的FSS 在1.94㊁3.55和4.98GHz 频段分别达到了-50㊁-44和-35dB 的屏蔽㊂由于磁场和电场分量随入射角的变化而变化,入射的无线电波在表面处具有不同的阻抗㊂因此,这种阻抗失配会导致倾斜角度下FSS 性能的轻微下降㊂对于TM 极化,由于三极子缝隙不完全对称,导致随着角度的增加,高频时出现谐振频率的分化与漂移㊂图6㊀频率随不同入射角的变化Fig.6㊀Frequency variation with different incident angles 3㊀实验验证所设计的FSS 夹嵌在玻璃中间,实际中对玻璃的透光性是有一定要求的㊂利用简单面积计算公式可以得到,圆环和三极子缝隙的总面积(S cell )为62.75mm 2,单元总面积L 2为400mm 2,且利用表面单元占空比可以计算得到所提出的结构具有84.3%的透光率T ㊂从而在保证所需频段有足够的屏蔽效果时,透光率满足一定的要求㊂T =L 2-S cell L 2(8)式中:T 表示透光率,L 2表示单元总面积,S cell 表示圆环和三极子缝隙的总面积㊂为了对仿真结果进行验证,制作了一个尺寸为200mm ˑ200mm 的样件,对其进行了透波率和透光率测试㊂样件制作过程如下:首先选取2块厚度为2mm 的透明玻璃,清洗㊁制备之前,使用丙酮㊁无水乙醇和去离子水依次对玻璃进行清洗,去除玻璃表面的污染物,保持洁净度㊂然后在干燥箱中升温至120ħ烘烤15min,使其表面水分完全蒸发㊂取其中一块玻璃,将丝网印刷网版置于其上,将导电银浆以线滴法滴至丝网印刷网版上,用刮刀以45ʎ第9期谭㊀天等:新型三频段FSS 夹层玻璃的设计与电磁屏蔽性能研究3365㊀恒速刮过丝印网版,在剪切力的作用下将导电银浆印刷到玻璃上,然后将带有印刷图案的玻璃放至真空干燥箱中退火以蒸发溶剂,最终获得与网版图案一致的透明导电玻璃㊂在将另外一块没有印刷图案的玻璃和印刷图案的玻璃(印有图案的玻璃面在中间)贴合前,首先要选择适合玻璃宽度的PVB 胶片,将PVB 胶片自然展平,对齐玻璃的内外片㊂在玻璃边角贴敷复合胶条,然后放入热压机,经过高温预热处理后,热压机施加压力使玻璃通过PVB 胶片黏合为一体,最后冷却得到样件㊂由一对宽带喇叭天线㊁一对聚焦透镜和一台矢量网络分析仪(安捷伦技术37369C)来搭建如图7(a)所示简易自由空间传输率测试系统㊂样件实物图如图7(b)所示㊂将样件置于聚焦透镜之间,可测得样件的随频率变化的传输系数曲线,测试结果如图7(c)所示㊂图7㊀自由空间传输率测试装置㊁样件实物图和测量结果曲线Fig.7㊀Free space transmission rate test device,sample picture and measurement result curves 用玻璃刀将FSS 夹层玻璃切出一个周期图案(尺寸大小为10mm ˑ10mm),使用图8(a)所示的UV2600紫外分光光度计对样件的透光率进行测量,测量结果如图8(b)所示㊂图8㊀透光率测试装置和测量结果曲线Fig.8㊀Transmittance test device and measurement result curve 测量结果表明,夹层玻璃样件在三个频点下都表现出低于-10dB 的抑制效果,在可见光范围内透光率维持在70%以上,模拟结果与实测值吻合较好㊂但由于加工公差和测量缺陷等原因,中心频点出现了小偏差,透光率低于理论设计值㊂最后,将本文的结果与现有文献中进行了比较,结果如表1所示㊂表1㊀样件主要性能对比Table 1㊀Main performance comparison of samplesRef.Unit size λ0Working frequency /GHz Angle stability /(ʎ)Band width less than -10dB /GHz [7]0.24Dual band(2.4/5.5)300.95[8]0.10Single band (2)6013366㊀玻㊀璃硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷续表Ref.Unit sizeλ0Working frequency/GHz Angle stability/(ʎ)Band width less than-10dB/GHz[9]0.16Dual band(2.45/5.5)45 2.06[12]0.34Dual band(2.45/5.25) 0.80[13]0.18Dual band(0.9/1.9)60 1.75This paper0.16Triple-band(1.94/3.55/4.98)60 1.784㊀结㊀论1)本文研究了一种具有三带阻特性㊁角度敏感性低的新型频率选择玻璃,用于抑制GSM和WLAN㊂2)制作了实验样件,通过自由空间透波率实验和UV2600紫外分光光度计透光率实验,在三个工作频点均实现了-10dB以下的带阻传输响应,且保持70%以上的光学透光率㊂3)仿真和实验结果进一步证实本文所给出的结构具有良好的角度稳定性,在GSM抑制㊁屏蔽无线接入点,以及在室内环境的安全方面具有潜在的应用价值㊂参考文献[1]㊀SYED I S,RANGA Y,MATEKOVITS L,et al.A single-layer frequency-selective surface for ultrawideband electromagnetic shielding[J].IEEETransactions on Electromagnetic Compatibility,2014,56(6):1404-1411.[2]㊀BILAL M,SALEEM R,SHABBIR T,et al.A novel miniaturized FSS based electromagnetic shield for SATCOM applications[J].Microwaveand Optical Technology Letters,2017,59(9):2107-2112.[3]㊀ALI H,RIAZ 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电磁屏蔽高分子材料简介(扫盲贴)
电磁屏蔽及微波吸收高分子材料的原理、研究进展及其应用前景牙齿晒太阳（QQ240942134）1.1课题研究背景及意义近年来，随着科学技术和电子工业的高速发展，各种数字化、高频化的电子电器设备如计算机、无线电通讯设备等不断的普及应用，它们在工作时电压迅速变化，向空间辐射了大量不同波长和频率的电磁波，由此而引起的电磁干扰，也称作电磁污染(Electro-Magnetic Interference, EMI)问题越来越严重，电磁辐射已成为继大气污染、水污染后的又一大严重污染[1,2]。
首先，与人们日常工作和生活密切相关的电磁辐射源如移动电话、计算机、微波炉、电视机等由于距离人体甚近，产生的强辐射会对人体健康构成威胁。
最新的研究发现，电磁波对人体的影响而产生的症状包括失眠、神经过敏、头痛、褪黑激素分泌减少以及脉搏减慢等，同时电磁波还会引起白血癌、脑癌、中枢神经癌以及痴呆等疾病的发生。
其次，电磁波容易影响精密电子仪器的正常工作，如导致误动、图像或声音障碍等，降低设备使用寿命。
据估计，全世界电子电气设备由于电磁干扰发生故障，每年造成的经济损失高达5亿美元。
再者，电磁波会导致信息泄漏，使计算机等设备无信息安全保障，直接危害国家信息安全。
有资料表明，在1000m范围内，普通计算机辐射带信息的电磁波可以被窃取并复原[3-6]。
使用屏蔽材料是一种简便、有效的抑制EMI的方法，传统的屏蔽材料通常使用标准金属及其复合材料，它们存在着缺乏机械加工性、价格昂贵、重量大、易腐蚀及屏蔽波段不易变换等缺点。
其屏蔽作用主要来自于反射损耗，金属的高反射虽然达到了屏蔽效果，但反射回来的高能量会对仪器本身造成一定的干扰，尤其在屏蔽阵地武器装备上仪器的电磁辐射时，更要考虑这种负效应，限制了它们在某些要求以吸收为主的领域内的应用。
随着高分子材料的不断开发和树脂成型工艺的日益完善，工程树脂制件以其价廉、质轻、加工性好、生产效率高等独特的优势在电子工业中倍受青睐，正在愈来愈多的取代原来的金属材料，作为电子电气设备的壳体、底板等结构件。
电磁屏蔽材料
电磁屏蔽材料电磁屏蔽材料是一种具有抑制电磁辐射的性能材料，可以有效地隔离电磁波，保护周围设备免受电磁干扰。
电磁辐射是现代社会普遍存在的问题，对人体健康和电子设备的正常运行都会产生不可忽视的影响。
因此，开发出高效的电磁屏蔽材料对于保护人体健康和设备安全具有重要意义。
电磁屏蔽材料的主要功能就是通过反射、吸收和导波三种方式抑制电磁辐射。
反射是指当电磁波达到该材料表面时，部分电磁波会被反射回去，减少电磁波进一步传播的能量。
吸收是指通过材料自身的特性，将电磁波能量转化为其他形式的能量而吸收掉，使得电磁波不能继续传播。
导波是指当电磁波进入材料后，被导波材料引导，将能量在材料内部传输，减少电磁辐射对外部环境的影响。
常见的电磁屏蔽材料有金属屏蔽材料、金属复合屏蔽材料和导电聚合物屏蔽材料等。
金属屏蔽材料是由纯金属制成的，例如铝、铜、锡等。
金属具有良好的导电性能，可以将电磁波转化为热能或电能而吸收。
金属复合屏蔽材料是由金属和非金属的复合材料制成，比如金属纤维混合材料、金属表面涂覆材料等。
金属复合材料不仅具有金属的导电性能，还具有非金属的其他特性，如轻质、柔软等。
导电聚合物屏蔽材料是一种特殊的聚合物材料，其中含有导电性能较好的填料，如碳纳米管、铜粉等。
导电聚合物材料能够有效吸收电磁波，将其能量转化为其他形式的能量。
电磁屏蔽材料的应用范围非常广泛，主要用于电子设备、通信设备、军事设备以及医疗设备等领域。
电子设备中的芯片、电路板等元件都需要进行电磁屏蔽，以确保其正常的工作。
通信设备中的天线、收发器等也需要使用电磁屏蔽材料进行隔离，以提高通信质量。
军事设备则更加需要电磁屏蔽材料，以保护其对敌方指令的保密性和抗干扰能力。
医疗设备中的X光机、核磁共振仪等对电磁干扰非常敏感，因此需要使用电磁屏蔽材料进行保护。
总之，电磁屏蔽材料的研发和应用对于保护人体健康和设备安全具有重要意义。
随着科技的不断进步，电磁辐射问题也日益凸显，因此对于电磁屏蔽材料的研究和开发具有重要的现实意义和市场需求。
低频磁屏蔽涂层材料的研究介绍
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电磁屏蔽材料的制备和性能研究
随着电子设备的普及和使用，电磁波的污染逐渐成为心病，特
别是在一些需要高精度和高可靠性的地方，电磁辐射会对设备起
到影响。
电磁屏蔽技术就是为了解决这个问题而生的。
电磁屏蔽
材料是电磁屏蔽技术的重要组成部分，这种材料能够吸收和反射
电磁波，从而达到屏蔽的目的。
电磁屏蔽材料的制备方法有很多种，如热压、注塑、挤出和贴
合等。
其中，热压法是一种效果较好的制备方法。
其步骤包括将
金属粉末或金属细丝与聚合物混合，将混合物热压成薄片，最后
再进行表面处理。
这样制备出来的材料不仅起到了屏蔽电磁波的
功能，还可以提高材料的耐热性和耐寒性。
在电磁屏蔽材料的制备过程中，材料的性能也是需要考虑的内
容之一。
电磁屏蔽材料的性能是指材料在电磁波频率范围内的反射、吸收和透射等特性。
这些特性的大小往往受到电磁波频率、
材料的厚度和成分等因素的影响。
电磁屏蔽材料的性能研究是电磁屏蔽技术的重要研究方向之一。
这项研究可以帮助我们更好地了解电磁波在材料中的行为，从而
为材料的制备和使用提供更好的指导。
目前，关于电磁屏蔽材料
的性能研究已经有了很多的成果。
其中，电磁波吸收材料是电磁屏蔽材料中的一个重要分支。
电磁波吸收材料的作用是将电磁波转化为热能，从而进行吸收。
这种材料通常由导电和磁性材料组成。
实验结果表明，电磁波吸收材料的吸波效果与材料的结构和成分密切相关。
除了电磁波吸收材料外，电磁屏蔽材料还包括电磁波反射材料和电磁波透射材料。
电磁波反射材料的作用是将电磁波反射回原来的方向，从而达到屏蔽的目的。
这种材料的反射率是其性能的重要指标。
电磁波透射材料则可以将电磁波透过材料，但是对其进行了削弱。
这种材料的性能主要取决于其透过率和透射损失。
总的来说，电磁屏蔽材料是屏蔽电磁波的重要手段之一。
其制备方法和性能研究已经有了很多的进展。
然而，随着电子设备的不断更新，电磁屏蔽材料的研究与改进也需要不断推进。
只有持续的探索和研究，才能够更好地满足生产和生活中对电磁屏蔽的需求。