无线融合加速吸波材料在电子设备中的应用

无线技术对人类文明的影响不断深化，诸如笔记本电脑、Netbook、PDA等设备中集成的无线应用正不断增多，它们包括WLAN/Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、NFC、蜂窝通信、FM等等。这些无线信号源产生的干扰通常会使系统性能大打折扣，甚至无法正常工作。因此，解决设备内部以及设备之间越来越多的信号干扰和电磁冲突成为EMI工程人员兹待解决的首要任务和挑战。基于此，开发阶段工程师一般都需要考虑对多个无线信号的干扰加以控制，而结构工程师则需要在上市前通过修改布局、增加滤波和采取屏蔽等手段减少EMI干扰以通过EMC测试。但干扰总是难以避免的，也不能据此就可保证认证测试的一次通过，而重新设计、反复测试所消耗的时间和成本却是不可忽略的。因此，对快捷的干扰控制手段的需求是非常迫切的，而使用吸波材料成为当前一种可选的有效方法。

吸波材料的原理是将入射的电磁能转换成热能消耗掉，因此具有抗电磁波和抗射频干扰的特性。据爱默生·康明(Emerson & Cuming)微波产品公司的运营经理吴景华介绍，吸波材料主要用来解决空腔谐振(cavity resonance)问题，适用频率范围可从600MHz到70GHz，理论上甚至可以适用于高达90GHz的频率。在消费电子、笔记本电脑、WLAN设备和基站等无线应用中，都会碰到空腔谐振问题，它会令电路阻抗发生变化，严重时会导致电路无法正常工作。工程人员传统上可通过重新进行机械改造等方法减少谐波影响，但外形结构的改变也有可能引入新的能量反射，因此对于高频应用来说采用吸波材料则显得更加高效。

吸波材料的应用类型主要分为片材和无回波暗室。由于不同厚度材料在不同频段内对空腔谐振的衰减作用是不一样的，因此可针对不同的应用选用不同厚度的吸波材料。一般而言，吸波材料的有效厚度跟目标应用的波长成正比，或者说是跟频率成反比。无回波暗室一个主要应用就是EMC测试，其中最常用的是汽车、微波天线、雷达、航天航天等领域的无回波暗室测试，而所有的电子产品(比如电子元器件、医疗成像设备、通讯设备、数码相机、手机)也都需要进行相关的暗室测试。同时，暗室测试的各项参数标准会根据测试目标的不同而有所区别。

吴景华介绍说，提供吸波材料的厂商为了提升暗室材料的吸波效率，通常会做成各种形状的吸波材料，常见的有角锥形。爱默生·康明公司的ECCOSORB VHP-NRL就是一种高性能实心角锥形加碳聚氨酯泡沫型吸波材料，它在法线入射和大角度入射中均具有最高的宽带性能，NRL的后缀则表明它符合美国海军研究实验室8093测试标准的阻燃规格。

目前来看，通讯设备依然是应用吸波材料最广泛的领域之一。基于对谐振及其处理方法的认知，美国的工程师已很习惯采用吸波材料处理相关问题，而中国的通讯设备OEM厂商也开始尝试采用。吴景华表示，爱默生·康明公司吸波材料目前已被一些国产品牌厂商design-in到其3G基站中去，爱默生·康明吸波材料目前主要的营收就来自通讯设备应用，而汽车雷达将会是吸波材料下一个重点目标应用。另据吴景华透露，目前该公司ECCOSORB MCS产品已有被应用到手机，他相信随着无线应用的不断融合，以及手持无线设备的不断推陈出新，吸波材料的应用机会将会逐渐凸现出来。

此外，RFID市场也是爱默生·康明微波产品公司看好的市场。其ECCOPAD方案是用来进行诸如仪器、电脑或者是名酒等贵重物品的追踪。我们知道RFID标签是无源的，其内部芯片需依靠通过电磁耦合获取能量以使标签能被读取。而当被识别物件为金属或液体表面时，标签天线将可能与读取器频率发生失谐，从而使标签无法被正确读取。因此，该公司的ECCOPAD系列产品可通过使用隔离体或隔离体加Gen2 UHF标签来解决金属或液体表面物体的RFID识别难题。

苏宇