阻抗表面在電磁干擾抑制中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-13 19:35
5G通信、人工智能、高性能計(jì)算等的快速發(fā)展,使得高速、高密度電路廣泛地應(yīng)用在電子設(shè)備中,在造福人類的同時(shí),也引入了不可忽視的電磁干擾（Electromagnetic Interference,EMI）問(wèn)題。電磁環(huán)境的惡化對(duì)器件工作、人員安全和軍事作戰(zhàn)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),常規(guī)的電磁吸波、濾波、屏蔽手段已經(jīng)不再適用,急需尋找新型的EMI抑制方法。與此同時(shí),以新型二維材料和人工超表面為代表的阻抗表面,以其獨(dú)特的電磁性能,正帶給電子領(lǐng)域多方面的應(yīng)用革命。本論文針對(duì)電磁干擾抑制面臨的新挑戰(zhàn),基于石墨烯薄膜和人工超表面這兩種阻抗表面,結(jié)合實(shí)際工程需求分別設(shè)計(jì)了新型的電磁吸波、濾波、屏蔽等電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)。最后,將所設(shè)計(jì)的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)應(yīng)用于相關(guān)企業(yè)的“散熱器+芯片封裝”產(chǎn)品中。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1、設(shè)計(jì)了光學(xué)透明的石墨烯微波吸波體。我們制備的圖案化石墨烯樣品克服了石墨烯在GHz頻段主要呈現(xiàn)電阻、電抗較小的弱點(diǎn),突破了 Salisbury型吸波體的介質(zhì)厚度須為四分之一波長(zhǎng)的限制,并取得了 80%左右透光率和90%以上的峰值吸波率。同時(shí)我們發(fā)展了增強(qiáng)其工作帶寬和吸波率的方法,其工作帶寬可增大3 G...
【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：147 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１?（ａ）生活環(huán)境中的ＥＭＩ問(wèn)題；（ｂ）器件工作環(huán)境中的ＥＭＩ問(wèn)題；（ｃ）??軍事戰(zhàn)機(jī)和車輛中的ＥＭＩ問(wèn)題
石墨烯在ＥＭＩ抑制的應(yīng)用方面，主要包括電磁屏蔽和吸波。??韓國(guó)的Ｊｏｕｎｇｈｏ?Ｋｉｍ教授團(tuán)隊(duì)首次用實(shí)驗(yàn)探索了單層石墨烯的屏蔽效能??（Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ?Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ，ＳＥ）?［４３］，如圖１．２所示。單層的無(wú)缺陷石墨稀表面阻??抗在６００歐姆左右，屏蔽效能為２．２７?ｄＢ，當(dāng)石墨烯層數(shù)增加為兩層和三層時(shí)，屏??蔽效能增加為４．１３?ｄＢ和６．９１?ｄＢ，單位厚度（ｎｍ－１）石墨烯的屏蔽效能為金箱的??七倍�；冢郏矗担葜械墓ぷ�，該課題組將石墨烯應(yīng)用在三維混合信號(hào)系統(tǒng)中，用于??屏蔽垂直方向的噪聲耦合。實(shí)測(cè)垂直方向的噪聲稱合下降了?１０?ｄＢ到１７?ｄＢ，如??圖１．３所示。該課題組在后續(xù)的工作中探索了石墨烯在器件級(jí)電磁屏蔽領(lǐng)域??中的應(yīng)用，文中討論了兩條微帶線之間用石墨烯進(jìn)行屏蔽的情形，取得了最高達(dá)??４６?ｄＢ的屏蔽效能，如圖１．４所示。??８，???（ａ）?（ｂ）?Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ?Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ??＼?｜?６??＼?Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ?ｗａｖｅ?（Ｒ）?＂５??Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?ｗａｖｅ?ｃ??ｉ??Ｉ?２?０＾?廿妝哪她??、４）?君?－〇－?Ｈｏｒｎ?ａｎｔｅｎｎａ??Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ?ｗａｖｅ?（ｔ）?０?ｔ?２?３??ＮｉＯＴｂｅｒ?ｏ？?ｙａｐｈ？ｉｅ?ｌａｙｅｒ??２５｛??ｎｒ－￣…．：．一．一人??ｆ
Ｏｎ－ｃｈｉｐ?ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ?０Ｃ＜ＤＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（Ｈｚ）??圖１．３文獻(xiàn)［４５］中的實(shí)驗(yàn)示意圖以及實(shí)測(cè)石墨烯對(duì)噪聲耦合的屏蔽效果。??＞〇?????＿?４６．０?ｄＢ??ｉ?＊ｓ?＂Ａ??，４０?ｖ??、１，ｃｒ，?！：＂?＼??ｉ：??Ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｓｈｅｅｔ?＃?Ｉ?１?＼??＿｜?，?２０９〇＾??Ｓ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?［ＧＵｚＪ??圖１．４文獻(xiàn)［４６］中兩條微帶線之間用石墨烯薄膜做屏蔽的示意圖及實(shí)測(cè)結(jié)果。??意大利ＥＴ?ａｍｏｒｅ教授課題組在石墨烯屏蔽方面做了大量的理論研究，他們?cè)??ＴＨｚ頻段和低ＴＨｚ頻段均對(duì)多層石墨烯膜的可調(diào)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探索［４７］［４８］，理論發(fā)??現(xiàn)堆疊１９層１微米厚的“石墨烯＋硅襯底”，可以在ＴＨｚ頻段獲得３５?ｄＢ的屏蔽??效能。??除了屏蔽效能以外
【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]三維封裝電磁干擾的分析與防護(hù)設(shè)計(jì)[D]. 李軍.浙江大學(xué) 2017
本文編號(hào)：2915067
【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：147 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１?（ａ）生活環(huán)境中的ＥＭＩ問(wèn)題；（ｂ）器件工作環(huán)境中的ＥＭＩ問(wèn)題；（ｃ）??軍事戰(zhàn)機(jī)和車輛中的ＥＭＩ問(wèn)題
石墨烯在ＥＭＩ抑制的應(yīng)用方面，主要包括電磁屏蔽和吸波。??韓國(guó)的Ｊｏｕｎｇｈｏ?Ｋｉｍ教授團(tuán)隊(duì)首次用實(shí)驗(yàn)探索了單層石墨烯的屏蔽效能??（Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ?Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ，ＳＥ）?［４３］，如圖１．２所示。單層的無(wú)缺陷石墨稀表面阻??抗在６００歐姆左右，屏蔽效能為２．２７?ｄＢ，當(dāng)石墨烯層數(shù)增加為兩層和三層時(shí)，屏??蔽效能增加為４．１３?ｄＢ和６．９１?ｄＢ，單位厚度（ｎｍ－１）石墨烯的屏蔽效能為金箱的??七倍�；冢郏矗担葜械墓ぷ�，該課題組將石墨烯應(yīng)用在三維混合信號(hào)系統(tǒng)中，用于??屏蔽垂直方向的噪聲耦合。實(shí)測(cè)垂直方向的噪聲稱合下降了?１０?ｄＢ到１７?ｄＢ，如??圖１．３所示。該課題組在后續(xù)的工作中探索了石墨烯在器件級(jí)電磁屏蔽領(lǐng)域??中的應(yīng)用，文中討論了兩條微帶線之間用石墨烯進(jìn)行屏蔽的情形，取得了最高達(dá)??４６?ｄＢ的屏蔽效能，如圖１．４所示。??８，???（ａ）?（ｂ）?Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ?Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ??＼?｜?６??＼?Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ?ｗａｖｅ?（Ｒ）?＂５??Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?ｗａｖｅ?ｃ??ｉ??Ｉ?２?０＾?廿妝哪她??、４）?君?－〇－?Ｈｏｒｎ?ａｎｔｅｎｎａ??Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ?ｗａｖｅ?（ｔ）?０?ｔ?２?３??ＮｉＯＴｂｅｒ?ｏ？?ｙａｐｈ？ｉｅ?ｌａｙｅｒ??２５｛??ｎｒ－￣…．：．一．一人??ｆ
Ｏｎ－ｃｈｉｐ?ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ?０Ｃ＜ＤＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（Ｈｚ）??圖１．３文獻(xiàn)［４５］中的實(shí)驗(yàn)示意圖以及實(shí)測(cè)石墨烯對(duì)噪聲耦合的屏蔽效果。??＞〇?????＿?４６．０?ｄＢ??ｉ?＊ｓ?＂Ａ??，４０?ｖ??、１，ｃｒ，?！：＂?＼??ｉ：??Ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｓｈｅｅｔ?＃?Ｉ?１?＼??＿｜?，?２０９〇＾??Ｓ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?［ＧＵｚＪ??圖１．４文獻(xiàn)［４６］中兩條微帶線之間用石墨烯薄膜做屏蔽的示意圖及實(shí)測(cè)結(jié)果。??意大利ＥＴ?ａｍｏｒｅ教授課題組在石墨烯屏蔽方面做了大量的理論研究，他們?cè)??ＴＨｚ頻段和低ＴＨｚ頻段均對(duì)多層石墨烯膜的可調(diào)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探索［４７］［４８］，理論發(fā)??現(xiàn)堆疊１９層１微米厚的“石墨烯＋硅襯底”，可以在ＴＨｚ頻段獲得３５?ｄＢ的屏蔽??效能。??除了屏蔽效能以外
【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]三維封裝電磁干擾的分析與防護(hù)設(shè)計(jì)[D]. 李軍.浙江大學(xué) 2017
本文編號(hào)：2915067
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