電磁波能量吸收網的製作方法

2023-06-05 05:09:11 1

本發明電磁波能量吸收網涉及的內容屬於電磁場技術領域，能夠減弱某一空間區域的電磁輻射強度。

背景技術：

高頻脈衝電路有較強的電磁輻射能力。包含電磁輻射體的高頻脈衝電路置於良導體製作的密閉箱體內，由於良導體基本不消耗能量，所輻射的電磁能量無法有效消耗，反過來會對電路產生強烈幹擾，破壞電路的正常工作狀態，損壞電路器件。尤其是矩形金屬密閉箱有三對尺寸不等的平行面，電磁波在其間多次反射容易形成駐波，在密閉腔體內產生電磁諧振，形成較強的破壞力。

因此，需要在密閉金屬箱體內設置電磁波能量吸收部件。最常用的辦法是採用吸波材料吸收電磁波能量，如吸波塗料、吸波貼膜等。金屬體的外表面基本依靠吸波塗料或吸波貼膜吸收電磁波能量，很難有其它措施替代。而對於金屬腔體的內部，除了採用吸波塗料或吸波貼膜外，還可以利用電磁感應的方式由電路來吸收電磁波能量。電路吸收電磁波能量後，理論上可以轉換為電能儲存，供給電路工作，也可以簡單地通過電阻消耗。對於高頻脈衝信號，前者的技術條件尚不成熟，無法採用；而後者可以被採用，要消除電路中的諧振問題就是利用電阻的耗能效果。

這裡採用閉環電路感應電磁信號，並且用電阻消耗其能量。由於多次反射造成金屬箱體內的電磁輻射方向十分混亂，為了有效吸收，在X、Y、Z三個方向都要設置感應環，並且必須讓感應電流均流經電阻後構成環路。

技術實現要素：

本實用新型電磁波能量吸收網主要包含金屬矩形立體框和電阻器，如附圖1所示，利用電磁感應的方式由電路中的電阻器來消耗電磁波能量，從技術層面上看，具有以下特徵：

從電路原理結構上看，電磁波能量吸收網由12條導電邊線和5個電阻器組成矩形立體框結構，矩形立體框有6個端面，其中的5個電阻器分別串聯於不同的5條邊線中，使得沿著邊線的任意一條閉合路徑必定包含至少1個電阻器，如附圖1所示；從裝配結構上看，底部4條邊線採用銅片或自粘性銅泊，固定於絕緣支承底板上，4個豎立邊線採用銅螺柱，頂部邊線在線路板上布線而成，除了底部邊線上的一個電阻器獨立安裝於底部之外，其它4個電阻器均集中安裝於頂部線路板上，並保持電路原理結構中的連接要求，如附圖2所示；各導電邊線之間用金屬螺絲固定，整個電磁波能量吸收網構成剛性結構，並且方便隨時拆卸與裝配，整體放置在金屬密閉箱體內部；從安置位置上看，電磁波能量吸收網可以放置於金屬箱體內部的一個獨立空間，也可包裹在受屏蔽電路部件的外部，與受屏蔽電路部件共用一個空間，並且與電磁波輻射源之間留出間距，如附圖3所示，使得電磁波輻射源的電磁輻射基本不受阻礙。

封閉金屬箱體內分作輻射區和吸收區。輻射區需要開放電磁輻射空間，假設電磁波輻射源是脈衝變壓器，脈衝變壓器的自身磁路空間基本不受阻礙。電磁波能量吸收網安置在吸收區，當脈衝磁場穿越旁邊的電磁波能量吸收網時，被消耗一部分能量，消除了產生駐波的可能性，即避免了腔體內電磁諧振。

電磁波能量吸收網以設置最少的電阻器數消耗每一個環路的感應能量。矩形立體框電路共有八個節點，每一個節點均有三條支路，只要三條支路中的二條串聯電阻器，則任意一條閉合路徑的電流就必定流過電阻器，從而消耗能量。為此，只要選其中四個節點各串聯兩個支路電阻器，即矩形框的邊線上至少串聯五個電阻器，使得任何方向的感應環流均流經電阻而消耗能量。從電路原理圖上看，電阻器的位置布置如圖1所示，所感應的環路電流流經的電阻器數量達到最少。

若耗能電阻器的阻值取得過大，感應電流及其微小，耗能量十分微弱；若電阻器的阻值取得過小，在有限電流下耗能也十分微弱，如阻值接近為零值的理想情況下幾乎不會消耗能量。參考高頻電路的阻抗設置規律，電阻器的阻值取為51Ω比較合適，也可以是接近50Ω的其它阻值。

電磁波能量吸收網的6個端面分別有2個端面對應X、Y、Z直角坐標的某一個方向，這樣，對於任意方向的電磁波輻射都存在相應的感應環路來消耗能量。底面和側面都是單匝環路，頂面可以是多匝環路。

附圖說明

附圖1是矩形電磁波能量吸收網的框架原理圖。

圖中1是耗能電阻器，2是連接導線。

附圖2是電磁波能量吸收網在應用實例中線路板部分的布線圖。

附圖3是電磁波能量吸收網在應用實例中布置圖。

圖中1是耗能電阻器，2是連接導線，3是導電銅帶，4是黃銅螺柱，5是能量吸收網頂部線路板，6是受保護電路的控制電路模塊，7是受保護電路的開關變壓器，8是安裝各類電路部件的絕緣承載板，9是電磁波主要輻射源。

具體實施方式

下面結合本實用新型的附圖3，對本實用新型的實施作進一步說明。

設置能量吸收網的目的是消耗電磁波能量，減少空間電磁波對受保護電路的幹擾。需要吸收的電磁波能量不會很高，矩形框的12條邊線載流能力並不強，結合部件安裝上的便捷性，可以採用銅螺柱、銅膜、薄銅片、敷銅板中的PCB布置線路等構成導電框，如附圖3所示。能量吸收網底部的4條導線採用薄銅片或自粘性銅膜，固定於絕緣承載板的上表面，形成導電良好的單匝環路。頂部採用PCB布線既能方便耗能電阻的安裝，隨意設置感應迴路的線圈匝數，加上四個黃銅螺柱固定，還能將電磁波能量吸收網設計成剛性結構，具有固定形狀，能夠承受一定的機械擠壓力。12條邊線構成6個相垂直或平等的面，任何方向的電磁波均會穿越相應感應環路。

電磁波能量吸收網安裝於全封閉的金屬箱內部，網面與箱體距離應該大於40mm以上，空間電磁波完全穿越網環路，從而感應產生環路電流。

能量吸收網是用於吸收金屬箱內部雜散電磁波。為了縮小安裝空間，將需要受保護的電路置於能量吸收網的內部，而電磁波輻射源只能置於能量吸收網的外部，如放置在附圖3中的部件9，並留出適當的磁場輻射空間間距。

電磁波能量吸收網只是吸收部分電磁波能量，不可能全部吸收。電磁輻射對電路的幹擾問題還需要有其它措施加以避免。