RU2688894C1 - Electromagnetic shield - Google Patents
Electromagnetic shield Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688894C1 RU2688894C1 RU2018122525A RU2018122525A RU2688894C1 RU 2688894 C1 RU2688894 C1 RU 2688894C1 RU 2018122525 A RU2018122525 A RU 2018122525A RU 2018122525 A RU2018122525 A RU 2018122525A RU 2688894 C1 RU2688894 C1 RU 2688894C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electromagnetic
- electromagnetic radiation
- gel
- particles
- screen
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G12—INSTRUMENT DETAILS
- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B17/00—Screening
- G12B17/02—Screening from electric or magnetic fields, e.g. radio waves
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, предназначено для экранирования электромагнитных полей и может применяться в различных отраслях промышленности. Широкое использование в промышленных и бытовых условиях источников электромагнитных волн радиочастотного диапазона, имеющих различные рабочие частоты, приводит к необходимости организации защиты технических и биологических объектов, расположенных в зонах распространения электромагнитных волн. Решение этой задачи основано на применении электромагнитных экранов.The invention relates to the field of electrical engineering, intended for shielding electromagnetic fields and can be used in various industries. The widespread use in industrial and domestic conditions of sources of electromagnetic waves of the radio frequency range having different operating frequencies leads to the need to organize the protection of technical and biological objects located in the areas of propagation of electromagnetic waves. The solution to this problem is based on the use of electromagnetic screens.
Известно техническое решение (патент US 6195267 «Gel structure for combined EMI shielding and thermal control of microelectronic assemblies)), МПК H01L 23/28; H01L 23/42; H01L 23/552; H05K 7/20; H05K 9/00, опубл. 27.02.2001), в котором экранирование электромагнитного излучения обеспечивается использованием внутри корпуса электропроводящего геля, содержащего частицы углерода или углеродные волокна. Электропроводящий гель образует электромагнитный экран между металлическим покрытием корпуса микроэлектронной сборки и печатными проводниками платы. Такая структура обеспечивает защиту от электромагнитного излучения за счет его отражения от поверхности экрана с высокой электропроводностью.Known technical solution (patent US 6195267 "Gel structure for combined EMI shielding and thermal control of microelectronic assemblies), IPC H01L 23/28; H01L 23/42; H01L 23/552;
Данное техническое решение основано на использовании материала с высокой электропроводностью, что приводит к отражению электромагнитного излучения и его воздействию на окружающие объекты, в том числе людей. Кроме того, поверхность электропроводящего геля не имеет герметичной оболочки, что способно привести к изменению технических характеристик геля с течением времени.This technical solution is based on the use of a material with high electrical conductivity, which leads to the reflection of electromagnetic radiation and its impact on the surrounding objects, including people. In addition, the surface of the electrically conductive gel does not have a sealed shell, which can lead to changes in the technical characteristics of the gel over time.
Известно устройство (патент BY 9096, «Устройство защиты организма человека от воздействия электромагнитного излучения мобильных радиотелефонов», МПК H01Q 17/00, опубл. 30.04.2013), состоящее из влагосодержащего материала - сшитого полимерного гидрогеля, пропитанного спиртовым раствором, закрепленного между двумя слоями полиамидной герметизирующей пленки, размещенного в декоративном корпусе. В растворе содержатся вода (свыше 70 об. %) и этиловый спирт для предотвращения развития плесневых грибков внутри влагосодержащего материала и обеспечения эксплуатации устройства при температуре ниже 0°С.A device is known (patent BY 9096, “Device for protecting the human body from the effects of electromagnetic radiation from mobile radiotelephones”, IPC H01Q 17/00, published on April 30, 2013), consisting of a moisture-containing material - a cross-linked polymer hydrogel impregnated with an alcohol solution fixed between two layers polyamide sealing film placed in a decorative case. The solution contains water (over 70 vol.%) And ethyl alcohol to prevent the development of mold fungi inside the moisture-containing material and to ensure the operation of the device at temperatures below 0 ° C.
Такое устройство не содержит в составе раствора частиц электропроводящих и/или полупроводниковых материалов, вследствие чего экранирование электромагнитного излучения обеспечивается только электропроводностью пропитывающего раствора, что приводит к повышению отражения энергии электромагнитного излучения и возможному его воздействию на окружающие объекты, в том числе людей. Кроме того, такое устройство не обладает механической гибкостью.Such a device does not contain particles of electrically conductive and / or semiconductor materials in the solution, as a result of which electromagnetic radiation is shielded only by the conductivity of the impregnating solution, which leads to an increase in reflection of the energy of electromagnetic radiation and its possible impact on surrounding objects, including people. In addition, such a device does not have mechanical flexibility.
Ослабить электромагнитное излучение сотовых телефонов предлагается при помощи устройства (патент BY 10080, «Устройство для ослабления электромагнитного излучения сотовых телефонов», МПК H01Q 17/00, опубл. 30.04.2014), выполненного в виде машинно-вязанной основы, плотно прилегающей к голове человека. В отдельных отсеках машинно-вязанной основы находятся сменные герметизированные поглощающие модули с коллоидной смесью, в состав которой входит порошок шунгита, гипса и насыщенный водный раствор хлорида кальция.It is proposed to weaken the electromagnetic radiation of cell phones using a device (patent BY 10080, “Device for attenuating electromagnetic radiation of cell phones”, IPC H01Q 17/00, publ. 04/30/2014), made in the form of a machine-knitted base tight to the human head . In separate compartments of the machine-knitted base there are replaceable sealed absorbing modules with a colloidal mixture, which consists of shungite powder, gypsum and a saturated aqueous solution of calcium chloride.
Такое устройство является сложным по причине использования нескольких разнородных функциональных наполнителей, которые необходимо стабилизировать в составе коллоидного раствора, что ограничивает максимальные размеры частиц наполнителей и их максимальную концентрацию в растворе. Кроме того, использование насыщенного раствора хлорида кальция (электропроводящего раствора) приводит к увеличению отражения энергии электромагнитного излучения, которая может воздействовать на объекты, находящиеся в зоне его распространения.Such a device is difficult because of the use of several dissimilar functional fillers that need to be stabilized as part of a colloidal solution, which limits the maximum particle sizes of the fillers and their maximum concentration in the solution. In addition, the use of a saturated solution of calcium chloride (electrically conductive solution) leads to an increase in the reflection of the energy of electromagnetic radiation, which can affect objects in the zone of its propagation.
Наиболее близким к заявляемому решению является техническое решение (патент CN 102349364, ((Electromagnetic wave shielding gel-like composition)), МПК H05K 9/00; C08F 20/20; H01F 1/147, опубл. 22.07.2010), из которого известна конструкция электромагнитного экрана, представляющего собой герметично закрытую гелеобразную композицию. Такое решение представляет герметичную оболочку, образованную двумя полимерными пленками, концы которых герметизированы. Внутри этой оболочки расположена гелеобразная композиция, состоящая из геля с полимерной структурной сеткой и дисперсионной средой в виде ионной жидкости с частицами материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением.The closest to the claimed solution is a technical solution (patent CN 102349364, ((Electromagnetic wave shielding gel-like composition)), IPC H05K 9/00;
Гибкие полимерные пленки могут быть изготовлены из полиэтилена, полипропилена, винилхлорида, поликарбоната, термопластичного полиуретана, целлофана, винилиденфторида, полиэтилентерефталата, полистирола, винилиденхлорид-акрила, полиуретана, полиолефина, смолы на основе фтора, полиимида, фенольной смолы, эпоксидной смолы, полиамида и полифениленового эфира. В вариантах исполнения используемая полимерная пленка может быть изготовлена из термостойкого материала, например, из поверхностно-обработанного полиэтилентерефталата.Flexible polymeric films can be made of polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, polycarbonate, thermoplastic polyurethane, cellophane, vinylidene fluoride, polyethylene terephthalate, polystyrene, vinylidenechloride-acryl, polyurethane, polyolefin, resin based on fluorine, polyimide, and non-pop-out. the ether. In versions of the polymer film used can be made of heat-resistant material, for example, from surface-treated polyethylene terephthalate.
Гелеобразная композиция включает в себя гель с распределенными в нем частицами материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением. В состав геля входят полимер и ионная жидкость, содержащаяся в сети полимера. Такая гелеобразная композиция обеспечивает экранирование электромагнитных волн, а также обладает теплопроводящими свойствами.The gel composition includes a gel with particles of materials distributed in it that interact with electromagnetic radiation. The gel contains a polymer and an ionic liquid contained in the polymer network. Such a gel-like composition provides shielding of electromagnetic waves, and also has heat-conducting properties.
Гелеобразная композиция может включать один или несколько видов частиц, экранирующих электромагнитной волны. Частицы могут создаваться из материалов различных типов: электрических проводников, углеродных материалов, диэлектрических материалов и магнитных материалов. В качестве электрических проводников применяют Al, Fe, Ni, Cr, Cu, Au, Ag и их сплавы; в качестве углеродных материалов - сажу, углеродные волокна, углеродные нанотрубки, фуллерены и алмаз; в качестве диэлектрических материалов - SiO2, Al2O3, титанат бария и оксид титана; в качестве магнитных материалов - сплавы или оксиды, содержащие переходные элементы, такие как феррит, пермаллой (сплав на основе Fe-Ni) и альсифер (сплав на основе Al-Si-Fe).The gel composition may include one or more kinds of particles shielding an electromagnetic wave. Particles can be made from different types of materials: electrical conductors, carbon materials, dielectric materials, and magnetic materials. Al, Fe, Ni, Cr, Cu, Au, Ag and their alloys are used as electrical conductors; carbon materials include carbon black, carbon fibers, carbon nanotubes, fullerenes, and diamond; as dielectric materials - SiO 2 , Al 2 O 3 , barium titanate and titanium oxide; as magnetic materials - alloys or oxides containing transition elements, such as ferrite, permalloy (Fe – Ni based alloy) and alsifer (Al – Si – Fe based alloy).
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- недостаточная электромагнитная безопасность, обусловленная организацией защиты от воздействия электромагнитного излучения, основанной преимущественно на его отражении, что связано с использованием в гелеобразной композиции ионной жидкости, проводящей электрический ток; это приводит к возможности воздействия отраженных электромагнитных волн на технические и биологические объекты, находящиеся в зоне их распространения;- insufficient electromagnetic safety, due to the organization of protection from exposure to electromagnetic radiation, based mainly on its reflection, which is associated with the use in the gel-like composition of an ionic liquid that conducts electric current; this leads to the possibility of the impact of reflected electromagnetic waves on technical and biological objects located in the zone of their propagation;
- высокие затраты на изготовление такого экрана, обусловленные отсутствием диэлектрических потерь в ионной жидкости, приводящим к тому, что для достижения сравнимых значений эффективности экранирования электромагнитного излучения с соответствующими значениями, получаемыми при применении диэлектрической жидкости, необходимо или изготавливать экран значительно большей толщины, или увеличивать массовую долю частиц в гелеобразной композиции.- high costs for the manufacture of such a screen, due to the absence of dielectric losses in the ionic liquid, which leads to the fact that to achieve comparable values of shielding efficiency of electromagnetic radiation with the corresponding values obtained when using a dielectric fluid, you must either produce a screen of much greater thickness, or increase the mass the proportion of particles in the gel composition.
Задачей заявляемого изобретения является создание электромагнитного экрана, позволяющего обеспечить технический результат, заключающийся в повышении электромагнитной безопасности технических и биологических объектов в сокращении затрат на его изготовление.The task of the invention is the creation of an electromagnetic screen, allowing to provide a technical result, which consists in increasing the electromagnetic safety of technical and biological objects in reducing the cost of its manufacture.
Сущность изобретения состоит в том, что в электромагнитном экране, содержащем герметичную оболочку, внутри которой расположена гелеобразная композиция, образованная гелем с частицами материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, оболочка выполнена из материала с низкой паропроницаемостью, дисперсионная среда геля является диэлектрической жидкостью, при этом частицы материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, обладают минимальным отражением электромагнитного излучения и максимальным поглощением электромагнитного излучения, а содержание в гелеобразной композиции частиц материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, составляет не более 50 мас. %.The essence of the invention is that in an electromagnetic screen containing an airtight shell, inside of which is a gel-like composition formed by gel with particles of materials interacting with electromagnetic radiation, the shell is made of a material with low vapor permeability, the dispersion medium of the gel is a dielectric liquid, while the particles materials interacting with electromagnetic radiation, have a minimum reflection of electromagnetic radiation and maximum absorption e ektromagnitnogo radiation, and content in gel composition material particles interacting with electromagnetic radiation is not more than 50 wt. %
Материал с низкой паропроницаемостью, из которого выполнена оболочка, выбирают из ряда: полиэтилен низкого давления, полипропилен, целлофан, винилиденфторид, полиэтилентерефталат.The material with low vapor permeability, from which the shell is made, is chosen from the range: low-pressure polyethylene, polypropylene, cellophane, vinylidene fluoride, polyethylene terephthalate.
Дисперсионную среду геля выбирают из ряда диэлектрических жидкостей: деионизованная вода, трансформаторное масло, изопропиловый спирт.The dispersion medium of the gel is chosen from a number of dielectric liquids: deionized water, transformer oil, isopropyl alcohol.
Частицы материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, обладающие минимальным отражением электромагнитного излучения и максимальным поглощением электромагнитного излучения, могут быть магнитотвердыми ферритами или полупроводниковыми оксидами металлов.Particles of materials interacting with electromagnetic radiation, with minimal reflection of electromagnetic radiation and maximum absorption of electromagnetic radiation, can be hard magnetic ferrites or semiconductor metal oxides.
Изготовление оболочки из материала с низкой паропроницаемостью обеспечивает сохранение свойств гелеобразной композиции в течение не менее шести месяцев, что позволяет применять в качестве дисперсионной среды геля жидкость. Использование в качестве дисперсионной среды геля диэлектрической жидкости позволяет повысить значение диэлектрической проницаемости гелеобразной композиции до 500 и более. Механизмы электрической поляризации в такой гелеобразной композиции являются релаксационными (замедленными), в связи с чем характеризуются высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь, что позволяет уменьшить концентрацию частиц материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, и, следовательно, сократить затраты на изготовление экрана. Кроме того, дисперсионная среда геля на основе диэлектрической жидкости не проводит электрической ток, вследствие чего возникновение в ней индукционных (вихревых) токов минимально, что обеспечивает минимальное отражение электромагнитного излучения от экрана и, таким образом, повышает его электромагнитную безопасность для технических и биологических объектов.The manufacture of the shell of a material with low vapor permeability ensures that the properties of the gel-like composition are preserved for at least six months, which makes it possible to use liquid as a gel dispersion medium. The use of a dielectric fluid as a gel dispersion medium makes it possible to increase the value of the dielectric constant of the gel composition to 500 or more. The mechanisms of electrical polarization in such a gel-like composition are relaxation (delayed), and therefore are characterized by a high value of the tangent of dielectric loss, which allows to reduce the concentration of particles of materials interacting with electromagnetic radiation, and, consequently, reduce the cost of manufacturing the screen. In addition, the dispersion medium of a gel based on a dielectric liquid does not conduct electrical current, as a result of which the induction (eddy) currents in it are minimal, which ensures minimal reflection of electromagnetic radiation from the screen and thus increases its electromagnetic safety for technical and biological objects.
Частицы материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, обладают минимальным отражением электромагнитного излучения и максимальным поглощением электромагнитного излучения за счет того, что их получают, например, из магнитотвердых ферритов или полупроводниковых оксидов металлов. Эти материалы обладают высоким удельным объемным электрическим сопротивлением, вследствие чего индукционные (вихревые) токи в частицах не возникают, что обеспечивает минимальное отражение электромагнитного излучения от экрана и, таким образом, повышает его электромагнитную безопасность для технических и биологических объектов. Кроме того, высокое значение удельного объемного электрического сопротивления обеспечивает резистивные потери энергии электромагнитного излучения и, тем самым, его максимальное поглощение при меньшей толщине экрана и, соответственно, меньших затратах на его изготовление.Particles of materials interacting with electromagnetic radiation, have a minimum reflection of electromagnetic radiation and maximum absorption of electromagnetic radiation due to the fact that they are obtained, for example, from magnetic hard ferrites or semiconductor metal oxides. These materials have a high specific volume electrical resistance, as a result of which induction (eddy) currents do not occur in the particles, which ensures minimal reflection of electromagnetic radiation from the screen and, thus, increases its electromagnetic safety for technical and biological objects. In addition, a high value of specific volume electrical resistance provides resistive energy losses of electromagnetic radiation and, thereby, its maximum absorption with a smaller screen thickness and, accordingly, lower costs for its manufacture.
За счет того, что содержание в гелеобразной композиции частиц материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, составляет не более 50 мас. %, эти частицы не способны сформировать в электромагнитном экране электропроводящую сетку, даже в случае использования частиц, полученных из металлических ферромагнетиков, например - аморфных магнитомягких сплавов или карбонильного железа. Это обеспечивает минимальное отражение электромагнитного излучения от экрана и, таким образом, повышает его электромагнитную безопасность для технических и биологических объектов. Кроме того, снижение содержания в гелеобразной композиции частиц материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, приводит к уменьшению затрат на изготовление экрана, так как материалы, из которых получают частицы, существенно дороже материалов, из которых получают гель.Due to the fact that the content in the gel composition of particles of materials interacting with electromagnetic radiation, is not more than 50 wt. %, these particles are not able to form an electrically conductive mesh in an electromagnetic screen, even in the case of using particles obtained from metallic ferromagnets, for example, amorphous magnetically soft alloys or carbonyl iron. This provides minimal reflection of electromagnetic radiation from the screen and, thus, increases its electromagnetic safety for technical and biological objects. In addition, reducing the content in the gel composition of particles of materials that interact with electromagnetic radiation, reduces the cost of manufacturing the screen, since the materials from which the particles are obtained are significantly more expensive than the materials from which the gel is obtained.
При повышении содержания в гелеобразной композиции частиц материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, до 50 мас. % и более, возможно формирование в экране электропроводящей сетки, вследствие чего происходит существенное возрастание отражения электромагнитного излучения от экрана и, следовательно, снижение его электромагнитной безопасности для технических и биологических объектов. При этом также увеличиваются затраты на изготовление экрана, связанные с повышением стоимости изготовления большего количества частиц.With increasing content in the gel composition of particles of materials interacting with electromagnetic radiation, up to 50 wt. % or more, it is possible to form an electrically conductive grid in the screen, as a result of which there is a significant increase in the reflection of electromagnetic radiation from the screen and, therefore, a decrease in its electromagnetic safety for technical and biological objects. This also increases the cost of manufacturing the screen associated with an increase in the cost of manufacturing a larger number of particles.
Заявляемый электромагнитный экран имеет меньшие массогабаритные характеристики, что позволяет его использовать в условиях ограниченного объема и высоких требований, предъявляемых к его массе.The inventive electromagnetic screen has a smaller weight and size characteristics, which allows it to be used in conditions of limited volume and high requirements for its mass.
В заявляемом электромагнитном экране возникновение индукционных (вихревых) токов минимально, поэтому он может использоваться в составе автоматизированных систем, основанных на слежении методами вихретокового зондирования за объектами, защищенными от воздействия электромагнитного излучения более высоких (по сравнению с применяемыми при вихретоковом зондировании) частот.In the inventive electromagnetic screen, the occurrence of induction (eddy) currents is minimal, so it can be used as part of automated systems based on tracking by eddy current sensing methods for objects protected from the effects of electromagnetic radiation at higher (compared to those used for eddy current sounding) frequencies.
Предлагаемое изобретение иллюстрируют следующие чертежи:The invention is illustrated by the following drawings:
Фиг. 1. Конструкция электромагнитного экрана.FIG. 1. The design of the electromagnetic screen.
Фиг. 2. Внешний вид электромагнитного экрана размерами 60×40×2 мм.FIG. 2. Appearance of the electromagnetic screen with dimensions of 60 × 40 × 2 mm.
Фиг. 3. Частотная зависимость коэффициента экранирования для электромагнитных экранов размерами 60×40×2 мм.FIG. 3. The frequency dependence of the shielding factor for electromagnetic shields with dimensions of 60 × 40 × 2 mm.
Фиг. 4. Внешний вид электромагнитного экрана размерами 170×170×6 мм.FIG. 4. The appearance of the electromagnetic screen with dimensions of 170 × 170 × 6 mm.
Фиг. 5. Частотная зависимость коэффициента экранирования для электромагнитного экрана размерами 170×170×6 мм с частицами феррита марки «ЗСЧ».FIG. 5. Frequency dependence of the shielding factor for an electromagnetic screen with dimensions of 170 × 170 × 6 mm with particles of ferrite brand “SSCH”.
Фиг. 6. Частотная зависимость коэффициента экранирования для электромагнитного экрана размерами 170×170×6 мм с частицами аморфного сплава марки «АМАГ 172».FIG. 6. The frequency dependence of the shielding factor for an electromagnetic screen measuring 170 × 170 × 6 mm with particles of amorphous alloy brand “AMAG 172”.
Электромагнитный экран (Фиг. 1) содержит:Electromagnetic screen (Fig. 1) contains:
1 - герметичная оболочка;1 - hermetic shell;
2 - гель;2 - gel;
3 - частицы материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением. Электромагнитный экран состоит из герметичной оболочки 1, изготовленной,3 - particles of materials interacting with electromagnetic radiation. The electromagnetic screen consists of a
например, из полиэтилена или полипропилена, с расположенной внутри гелеобразной композицией, на основе геля 2, например, полиметилсилоксана полигидрата, и частиц 3 материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, например, феррита, аморфного магнитомягкого сплава, карбонильного железа или другого аналогичного по магнитным свойствам материала.for example, from polyethylene or polypropylene, with a gel-like composition located on the basis of
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
При достижении электромагнитной волной электромагнитного экрана происходит ее отражение, обусловленное наличием границы раздела между средой распространения электромагнитной волны и гелеобразной композицией, и поглощение энергии электромагнитной волны за счет диэлектрических потерь в гелеобразной композиции с высокой диэлектрической проницаемостью, резистивных и магнитных потерь в частицах материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением. В результате этого уменьшается воздействие электромагнитной волны на защищаемый объект.When an electromagnetic wave reaches an electromagnetic screen, it is reflected due to the presence of an interface between the medium of propagation of an electromagnetic wave and a gel-like composition, and the absorption of the energy of an electromagnetic wave due to dielectric losses in a gel-like composition with a high dielectric constant, resistive and magnetic losses of particles interacting with electromagnetic radiation. As a result, the effect of an electromagnetic wave on the protected object is reduced.
Примеры реализации устройства Пример 1.Examples of the implementation of the device Example 1.
Электромагнитный экран размерами 60×40×2 мм изготавливали следующим образом.An electromagnetic screen with dimensions of 60 × 40 × 2 mm was made as follows.
Приготавливали навеску феррита марки «3СЧ» (ОАО «Завод «Магнетон», Россия) или феррита марки «2000НМ» (ОАО «Завод «Магнетон», Россия), или аморфного сплава марки «АМАГ 172» (ПАО «Мстатор», Россия) в количестве 7,5 г, добавляли гель полиметилсилоксана полигидрата (торговая марка «Энтеросгель», ООО «ТНК СИЛМА», Россия) в количестве 15 г. Перемешивали механически в течение 5 минут. Помещали в оболочку из полиэтилена низкого давления размерами в плоскости 60×40 мм и герметизировали запаиванием.We prepared a weight of 3СЧ ferrite (OJSC “Zavod“ Magneton ”, Russia) or a ferrite of the 2000HM grade (OJSC“ Zavod “Magneton”, Russia), or an amorphous alloy of the AMAG 172 grade (PJSC Mstator, Russia) in the amount of 7.5 g, polymethylsiloxane polyhydrate gel (Enterosgel trademark, TNK SILMA LLC, Russia) was added in an amount of 15 g. Mechanically mixed for 5 minutes. Placed in a sheath of low-pressure polyethylene with dimensions in the plane of 60 × 40 mm and sealed with soldering.
Внешний вид полученного электромагнитного экрана представлен на Фиг. 2. Испытания экранирующих свойств проводили с использованием векторного анализатора цепей ZVB-20 («Rhode&Schwarz», ФРГ) с частотным диапазоном от 10 МГц до 20 ГГц. При помощи векторного анализатора измерялись зависимости модуля комплексного коэффициента рассеяния S21. Результирующий спектр (в дБ) представляет собой арифметическую разность между спектром при отсутствии испытуемого образца |S21|пуст и спектром при его наличии |S21|обр: S=|S21|обр - |S21|пуст, что соответствует значению коэффициента экранирования электрического поля в дБ. Измерения производили с использованием копланарной измерительной ячейки в частотном диапазоне 50-2000 МГц. Полученные частотные зависимости коэффициента экранирования на Фиг. 3. Кривая 4 соответствует использованию феррита марки «3СЧ», кривая 5 - ферриту марки «2000НМ», кривая 6 - аморфному сплаву марки «АМАГ 172». Результаты испытаний электромагнитного экрана размерами 60×40×2 мм приведены в таблице 1.The appearance of the obtained electromagnetic screen is shown in FIG. 2. Testing of the shielding properties was performed using a ZVB-20 vector network analyzer (Rhode & Schwarz, Germany) with a frequency range from 10 MHz to 20 GHz. Using a vector analyzer, the dependences of the modulus of the complex scattering coefficient S 21 were measured. The resulting spectrum (in dB) is the arithmetic difference between the spectrum in the absence of the test sample | S 21 | empty and spectrum when present | S 21 | arr : s = | s 21 | arr - | S 21 | empty , which corresponds to the value of the electric field shielding factor in dB. Measurements were made using a coplanar measuring cell in the
В результате был получен электромагнитный экран размерами 60×40×2 мм.As a result, an electromagnetic screen with dimensions of 60 × 40 × 2 mm was obtained.
Как видно из таблицы 1, полученный электромагнитный экран с малым отражением электромагнитного излучения может обеспечивать его экранирование на уровне до 5,5 дБ (в 3,5 раза по мощности) в диапазоне частот 0,5-2,0 ГГц при толщине 2 мм. Таким образом, полученный экран обеспечивает повышение электромагнитной безопасности при малой толщине экрана, что приводит к сокращению затрат на его изготовление.As can be seen from table 1, the resulting electromagnetic screen with low reflection of electromagnetic radiation can provide its shielding at a level of up to 5.5 dB (3.5 times in power) in the frequency range 0.5-2.0 GHz with a thickness of 2 mm. Thus, the resulting screen provides increased electromagnetic safety with a small thickness of the screen, which leads to a reduction in the cost of its manufacture.
Пример 2.Example 2
Электромагнитный экран размерами 170×170×6 мм изготавливали следующим образом.An electromagnetic screen with dimensions of 170 × 170 × 6 mm was manufactured as follows.
Приготавливали навеску феррита марки «3СЧ» (ОАО «Завод «Магнетон», Россия) или аморфного сплава марки «АМАГ 172» (ПАО «Мстатор», Россия) в количестве 90 г, добавляли полиметилсилоксана полигидрат (торговая марка «Энтеросгель», ООО «ТНК СИЛМА», Россия) в количестве 185 г. Перемешивали механически в течение 15 минут.A weight of 3СЧ ferrite (OJSC “Zavod“ Magneton ”, Russia) or an amorphous alloy of the AMAG 172 grade (Mstator PJSC, Russia) was prepared in an amount of 90 g, polymethylsiloxane polyhydrate was added (Enterosgel trademark, LLC TNK SILMA ”, Russia) in the amount of 185 g. Mixed mechanically for 15 minutes.
Помещали в оболочку из полиэтилена низкого давления размерами в плоскости 170×170 мм и герметизировали запаиванием.Placed in a shell of low-pressure polyethylene with dimensions in the plane 170 × 170 mm and sealed with soldering.
Внешний вид полученного образца представлен на Фиг. 4. Испытания экранирующих свойств проводили с использованием векторного анализатора цепей ZVB-20 («Rhode&Schwarz», ФРГ) с частотным диапазоном от 10 МГц до 20 ГГц. При помощи векторного анализатора измерялись зависимости модуля комплексного коэффициента рассеяния S21. Результирующий спектр (в дБ) представляет собой арифметическую разность между спектром при отсутствии испытуемого образца |S21|пуст и спектром при его наличии |S21|обр: S=|S21|обр - |S21|пуст, что соответствует значению коэффициента экранирования электрического поля в дБ. Измерения производили с использованием рупорной измерительной ячейке на основе антенн П6-124 (ЗАО «СКАРД-Электроникс», Россия) в частотном диапазоне 2-18 ГГц. Полученная частотная зависимость коэффициента экранирования в случае использования феррита марки «3СЧ» приведена на Фиг. 5, в случае использования аморфного сплава марки «АМАГ 172» - на Фиг. 6. Результаты испытаний электромагнитного экрана размерами 170×170×6 мм приведены в таблице 2.The appearance of the obtained sample is shown in FIG. 4. Testing of the shielding properties was performed using a vector network analyzer ZVB-20 (Rhode & Schwarz, Germany) with a frequency range from 10 MHz to 20 GHz. Using a vector analyzer, the dependences of the modulus of the complex scattering coefficient S21 were measured. The resulting spectrum (in dB) is the arithmetic difference between the spectrum in the absence of the test sample | S 21 | empty and spectrum when present | S 21 | arr : s = | s 21 | arr - | S 21 | empty , which corresponds to the value of the electric field shielding factor in dB. Measurements were made using a horn measuring cell based on antennas P6-124 (CJSC “SCARD Electronics”, Russia) in the frequency range 2-18 GHz. The resulting frequency dependence of the shielding factor in the case of using a 3СЧ brand ferrite is shown in FIG. 5, in the case of using an amorphous alloy brand "AMAG 172" - in FIG. 6. The test results of the electromagnetic screen with dimensions of 170 × 170 × 6 mm are shown in Table 2.
В результате был получен электромагнитный экран размерами 170×170×6 мм.As a result, an electromagnetic screen with dimensions of 170 × 170 × 6 mm was obtained.
Как видно из таблицы 2, полученный электромагнитный экран с малым отражением электромагнитного излучения может обеспечивать его экранирование на уровне не менее 12 дБ (в 16 раз по мощности) в диапазоне частот 2,0-18,0 ГГц при толщине 6 мм. Несмотря на увеличение толщины экрана, низкая концентрация частиц, взаимодействующих с электромагнитным излучением позволяет снизить затраты на изготовление экрана и при этом обеспечить существенное повышение электромагнитной безопасности технических и биологических объектов.As can be seen from Table 2, the resulting electromagnetic screen with low reflection of electromagnetic radiation can provide its shielding at a level of at least 12 dB (16 times in power) in the frequency range 2.0-18.0 GHz with a thickness of 6 mm. Despite the increase in the thickness of the screen, the low concentration of particles interacting with electromagnetic radiation reduces the cost of manufacturing the screen and at the same time provides a significant increase in the electromagnetic safety of technical and biological objects.
Заявляемый электромагнитный экран повышает электромагнитную безопасность технических и биологических объектов и позволяет сократить затраты на его изготовление.The inventive electromagnetic screen increases the electromagnetic safety of technical and biological objects and reduces the cost of its manufacture.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122525A RU2688894C1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Electromagnetic shield |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122525A RU2688894C1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Electromagnetic shield |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688894C1 true RU2688894C1 (en) | 2019-05-22 |
Family
ID=66636634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018122525A RU2688894C1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Electromagnetic shield |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688894C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070252771A1 (en) * | 2004-12-03 | 2007-11-01 | Makoto Maezawa | Electromagnetic Interference Suppressor, Antenna Device and Electronic Information Transmitting Apparatus |
| RU2400953C1 (en) * | 2007-03-22 | 2010-09-27 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Material and sheet for screening electromagnetic waves |
| CN102349364A (en) * | 2009-01-15 | 2012-02-08 | 3M创新有限公司 | Electromagnetic wave shielding gel-like composition |
| RU2442233C1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-02-10 | Алексей Петрович Смирнов | The electromagnetic screen |
| RU2529494C2 (en) * | 2012-11-29 | 2014-09-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Multi-layered composite material for protection against electromagnetic radiation |
| KR101457582B1 (en) * | 2013-09-04 | 2014-11-03 | 인지전기공업 주식회사 | Electromagnetic wave shielding resin composition and electromagnetic wave absorber |
-
2018
- 2018-06-20 RU RU2018122525A patent/RU2688894C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070252771A1 (en) * | 2004-12-03 | 2007-11-01 | Makoto Maezawa | Electromagnetic Interference Suppressor, Antenna Device and Electronic Information Transmitting Apparatus |
| RU2400953C1 (en) * | 2007-03-22 | 2010-09-27 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Material and sheet for screening electromagnetic waves |
| CN102349364A (en) * | 2009-01-15 | 2012-02-08 | 3M创新有限公司 | Electromagnetic wave shielding gel-like composition |
| RU2442233C1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-02-10 | Алексей Петрович Смирнов | The electromagnetic screen |
| RU2529494C2 (en) * | 2012-11-29 | 2014-09-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Multi-layered composite material for protection against electromagnetic radiation |
| KR101457582B1 (en) * | 2013-09-04 | 2014-11-03 | 인지전기공업 주식회사 | Electromagnetic wave shielding resin composition and electromagnetic wave absorber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Feng et al. | Electromagnetic and absorption properties of carbonyl iron/rubber radar absorbing materials | |
| US7959821B2 (en) | Electromagnetism suppressing material, electromagnetism suppressing device, and electronic appliance | |
| US20100059243A1 (en) | Anti-electromagnetic interference material arrangement | |
| Baskey et al. | Design of flexible hybrid nanocomposite structure based on frequency selective surface for wideband radar cross section reduction | |
| CN109642938A (en) | Millimetre-wave radar cover | |
| KR102147185B1 (en) | Electromagnetic-wave-absorbing composite sheet | |
| Lim et al. | Electromagnetic wave absorption properties of amorphous alloy-ferrite-epoxy composites in quasi-microwave band | |
| KR102359198B1 (en) | noise suppression assembly | |
| Dosoudil et al. | Electromagnetic wave absorption performances of metal alloy/spinel ferrite/polymer composites | |
| Saini et al. | Electrostatic charge dissipation and electromagnetic interference shielding response of polyaniline based conducting fabrics | |
| Adi et al. | Metamaterial: Smart magnetic material for microwave absorbing material | |
| KR101342660B1 (en) | Shield film of electromagnetic wave | |
| RU2688894C1 (en) | Electromagnetic shield | |
| Dishovsky | Rubber based composites with active behavior to microwaves | |
| RU2380867C1 (en) | Composite radar absorbent material | |
| JP2007201113A (en) | High intensity wave absorber | |
| JP2013042026A (en) | Electromagnetic wave-absorbing thermally conductive sheet and electronic device | |
| KR20130014702A (en) | Shield for electromagnetic wave and shielding method therefor in mobile station | |
| CN110527224B (en) | Polyvinylidene fluoride-based wave-absorbing material and preparation method thereof | |
| Lee et al. | Prediction of electromagnetic properties of MnZn ferrite-silicone rubber composites in wide frequency range | |
| Lisý et al. | Measurement and evaluation of dielectric, magnetic and microwave absorbing properties of carbonyl iron loaded polymer composites | |
| Moon et al. | Ferrite polymer composite for improving the electromagnetic compatibility of semiconductor packaging | |
| Chakraborty et al. | Single layered wide bandwidth nanosized strontium hexa-ferrite filled LLDPE absorber in X-band | |
| KR102495696B1 (en) | Electromagnetic wave shielding sheet and electronic device comprising the same | |
| Naresh et al. | Advanced Ceramics for Effective Electromagnetic Interference Shields |