電磁波吸收的案例
青島大學《JMST》封面：復合材料設計實現高性能電磁波吸收性能！
研究表明，含Ni13.17%的Ni/NiO@C復合材料展現出優異的電磁波吸收性能，最小反射損耗值（RLmin）在2.4 mm時達到了-51.1 dB，同時在2.7 mm時最大吸收帶寬（EAB，RL≤-10 dB）達到5.12 GHz。
背景介紹
電子通信設備的日益發展所引起的電磁波干擾已成為當今世界亟需解決的難題。這些電磁波不僅會對人體健康造成危害，還會干擾正常的通訊交流。因此，探索并制備新型高性能電磁波吸收材料來降低電磁波的不利影響成為了當下研究熱點。
近年來，磁/介電損耗型復合材料由于兼具磁損耗以及介電損耗的優勢而被制備用于高性能電磁波吸收材料，同時異質界面的增加也會進一步增強材料體系的介電損耗能力。因此，對于復合材料各組分的合理設計對優化復合材料的電磁波吸收性能具有重要意義。
本文亮點
（1）通過不同的制備工藝調整復合材料的Ni與NiO的比例；
（2）不同組分的含量對電磁波吸收性能有顯著的影響；
（3）在Ni/NiO中Ni的比例為13.17%的復合材料表現出優異的反射損耗與吸收帶寬。
展開 哈工大張濤老師課題組Carbon：有機先驅體法制備超輕h-BCN陶瓷具備可調節性電磁波吸收性能
通過第一性原理預測并結合實驗對原料的調控，可以通過控制N原子摻雜從而調控h-BCN最小反射損失值，其優良的頻率可控的電磁波吸收特性可歸因于碳網絡中B和N摻雜劑導致的可調復介電常數和晶格極化的組合。
西工大《CEJ》：新一代穩定、輕質、高效電磁波吸收材料！
消除電磁污染、保護人體健康和設備完整性是幾十年來民用吸波材料的發展目標。然而，隨著通信設備的發展，廣泛用于傳輸信息的電磁波強度逐漸增加，頻率范圍逐漸擴大(從兆赫到千兆赫)，使得傳統的吸收材料難以滿足復雜電磁污染的消除要求。新一代高效吸收材料對候選材料提出了四大要求：涂層厚度更薄、重量更輕、吸收范圍更廣、吸收能力更強。對社會來說，這是發展的必然要求，對科研人員來說，這是新一輪的挑戰。
近日，西北工業大學Di Lan等人采用水熱法合成了新型硅酸鈷包覆的雙層中空玻璃微球（HGMs），并對其進行了煅燒。通過對樣品的物相、形貌和電磁波吸收特性的詳細表征，發現磁損耗成分Co2SiO4和介電損耗成分中空玻璃微球
HGMs
的結合在電磁波的引入和耗散中起著重要作用。在討論部分，作者重點比較了復合材料和單組分材料，并詳細說明了新型復合材料結構對材料穩定性和電磁波吸收性能的影響。當匹配厚度(d)為2.9毫米時，HGMs@Co2SiO4的最小反射損耗(RLmin)達到 -46.7分貝，相應的有效吸收帶寬(RL < 10分貝)為5.92 GHz。這種新型雙殼HGMs@ Co2SiO4將成為新一代穩定、輕質、高效電磁波吸收材料的優秀候選材料。這項研究工作以“Double-shellhollow glass microspheres@Co2SiO4 for lightweight andefficient electromagnetic wave absorption”為題發表在國際著名期刊《Chemical Engineering Journal》上。
展開 【科普系列】電磁波的“克星”—介電損耗型吸波材料
陶瓷作為一種潛在的電磁波吸收材料,也越來越受到人們的關注。科研人員對陶瓷進行了大量的研究，例如: SiC，SiCf，Al2O3， SiO2， SiOC，SiBCN等。Al2O3和 SiO2作為傳統的陶瓷材料，具有很高的耐磨性、耐高溫、耐腐蝕、硬度且高溫中化學穩定性強等優勢,使其廣泛應用于航空航天領域。但其作為吸波材料有著不可忽視的缺點，純的陶瓷材料在高溫下的吸波性能并不樂觀 (反射損耗值較高)。為此, 研究者通過引入碳材料、金屬氧化物 (Li2O) 等物質來調節其介電常數、熱膨脹系數以及阻抗匹配等特性，用以提高陶瓷材料在高溫下的吸波性能。
目前, 對于高溫下的吸波性能的測試手段并不健全，材料的電性能隨溫度的變化程度不可控且規律復雜。此外，陶瓷材料的元素種類較多、內部結構和機理也較為復雜。這些弊端均限制了陶瓷基吸波材料的發展。為此, 后續的工作將集中于更好地控制其形貌、物相和結構，調節其介電常數，改變其導電網絡，從而增強其電磁波吸收性能。同時，對陶瓷基材料的電磁波吸收機理進行更深入的探索,并且設計出可在高溫下測試材料吸波性能的平臺，以滿足復雜的電性能和機理分析。
LAS/RGO-KH-550的電磁波吸收機理
LUS R, XIA L, XU J M, et al. Permittivity-regulating strategy enabling superior electromagnetic wave absorption of lithium aluminum silicate/rGO nanocomposites[J].
展開 
西南交大孟凡彬團隊 CEJ ：通過諧振腔共振損耗和次序衰減策略實現核殼異質石墨烯基氣凝膠微球寬頻高效微波吸收
石墨烯氣凝膠的三維網絡結構可以作為骨架結構負載其他介電/磁損耗介質，以進一步提高微波吸收性能。然而，石墨烯基氣凝膠相關的結構控制技術仍然相對缺乏，特別是對于氣凝膠宏觀形狀和微觀結構的設計，不利于進一步優化石墨烯基氣凝膠的電磁波吸收性能。此外，石墨烯基氣凝膠還存在吸收頻帶單一、帶寬窄等問題。因此，設計基于石墨烯新型氣凝膠結構，探究新的電磁波損耗機制以實現寬頻高效微波吸收性能是研究的熱點和挑戰。通過氣凝膠形狀和結構的創新設計，引入更有效的電磁損耗和協同增強是實現寬帶高效電磁波吸收的有效途徑。
西南交通大學材料科學與工程學院孟凡彬“電磁功能材料”團隊近年來致力于電紡制備具有輕質寬頻高效吸波功能的石墨烯基氣凝膠微球研究（Nano Research, 2018, 11, 2847; Nano Research, 2020, 13, 477; Chemical Engineering Journal, 2020, 391, 123512；Chemical Engineering Journal, 2022, 427, 131746；材料工程，2021, 49 (11): 14-29.）。通過調控電紡過程中紡絲針頭結構和電紡參數，實現對微球內部結構和組分的可控制備，并根據對石墨烯基氣凝膠微球的結構/組分/形態的電磁仿真優化，實現石墨烯基氣凝膠微球對電磁波的高效寬頻吸收，并揭示多殼層氣凝膠微球對電磁波的多諧振協同響應和損耗機理。
在前期研究基礎上，孟凡彬團隊進一步提出利用同軸靜電紡絲結合冷凍干燥和熱還原技術制備了具有核殼異質結構的石墨烯基氣凝膠微球（圖1）。制備得到的氣凝膠微球具有獨特的微觀多孔結構，外殼層表現出三維有序多孔網絡結構，內核層呈現含有小孔結構的無序多孔碳形貌（圖2）。
展開 多層PCB如何定義疊層？
1.Signal 1 元件面、微帶走線層，好的走線層
2.Ground 地層，較好的電磁波吸收能力
3.Signal 2 帶狀線走線層，好的走線層
4.Power 電源層，與下面的地層構成優秀的電磁吸收 5.Ground 地層
6.Signal 3 帶狀線走線層，好的走線層
7.Ground 地層，較好的電磁波吸收能力
8.Signal 4 微帶走線層，好的走線層
對于如何選擇設計用幾層板和用什么方式的疊層，要根據板上信號網絡的數量，器件密度，PIN密度，信號的頻率，板的大小等許多因素。對于這些因素我們要綜 合考慮。對于信號網絡的數量越多，器件密度越大，PIN密度越大，信號的頻率越高的設計應盡量采用多層板設計。為得到好的EMI性能最好保證每個信號層都 有自己的參考層。
展開 導熱吸波材料研究進展
通常，設備廠商采用大量的導熱材料，例如石墨烯，來解決散熱問題；針對電子設備內電磁泄漏、電磁干擾等問題主要有 2種解決辦法：1）采用電磁屏蔽類材料和屏蔽結構對電子設備進行保護，但屏蔽罩應用場景有限、安裝工序復雜、需接地，易存在縫隙或接地不良造成屏蔽失效；2）采用吸波材料，即對需要保護的電子元器件覆蓋一層吸波材料，對電磁波進行吸收，進而達到降低或者消除電磁干擾的目的。
與采用電磁屏蔽罩相比，吸波材料具有使用方便、無需接地、適用范圍廣以及可以避免自我干擾等優點。
導熱材料與吸波材料已形成成熟的產業，并廣泛應用于解決電子設備的散熱以及電磁波吸收等領域。但是隨著 5G 技術的發展，電子設備集成度更高、芯片功率更大、電磁輻射污染頻率更復雜，而電子設備內部空間狹小，導熱墊片已經占據了器件表面縫隙空間導致無法疊加使用吸波材料。
因此，兼具高效導熱與高性能電磁波吸收雙功能的材料顯得至關重要。而在電子設備內部，導熱吸波材料不僅要考慮自身的散熱與電磁波吸收性能，更要注意自身的柔性、導電性、力學性等以防在使用過程中導致材料自身失效或者造成電子設備的損壞。
目前，市場上已有一些導熱吸波產品，如導熱吸波貼片、導熱吸波涂層等。該類產品兼具一定的導熱與電磁雜波吸收功能，可以解決一定程度上的散熱和電磁干擾的問題。
但總體上是導熱和吸波材料的簡單混合，對導熱和吸波性能都進行了較大程度的妥協，從而影響其在實際中的使用效果和應用范圍。
而從該領域的研究情況來看，大部分仍然集中在 2 種功能填料的共混填充方面，對于新方法、新機理和新材料的探索仍然較為缺乏。
展開 "波"與"力"的特殊關系，電磁波或是純粹的"力"！
聲波是高頻“力”的傳播或許不足為奇，但電磁波也有相似的傳播特征，這卻有重大的意義。
二、電磁波 (Electromagnetic wave)又稱電磁輻射、電子煙霧
1865年，James clerk maxwell 創立了經典電磁理論，并預言了電磁波的存在，且通過麥克斯韋方程計算出光速。1887年，赫茲用實驗證明了電磁波的存在。其后，電磁理論逐步完善。
電磁理論認為電磁波是變化電場周圍激發出磁場，變化磁場周圍再激發出電場,空間電場、磁場的相互激變使電磁波實現傳播。然而，進一步研究發現，磁場、電場的本質是“力”。
磁場的定義是，對放入其中的磁體有磁力作用的物質叫磁場。當一個磁針受力偏轉時，就可斷定周圍有磁場。反過來說，如果磁場對任何物質都不產生作用力，就不能稱為磁場，因此磁場的本質是磁力，“磁力”是磁場唯一標志。
同理，電場的本質是電荷對電荷的作用“力”，當電子在某一區域受到力時，就斷定周圍有電場。相反，如果電場中不產生任何力，也就不成為其電場，因此電場就是電荷力的作用場，“力”是電場的唯一標志。
磁場是“磁力”，電場是“電荷力”，那么，電場、磁場的相互激變，必然是電荷力與磁力的激變，因此，電磁波的傳播本質是傳播“電磁力”。
再從電磁波傳播的效果看，在電磁波接收器中，接收到的電磁信號本質是什么？其實是導體獲得微小高頻電流，而電流是電子的流動，但是電子只有受到電磁力作用才會移動，電磁力從何而來呢？是電磁波發射器傳送來的，因此電磁信號的傳遞就是傳遞“電磁力”。
電磁波的本質是傳播高頻的“電磁力”。這似乎難以讓人接受，但電磁波在客觀中的表現卻與此很吻合。
展開 國內新型碳基吸波材料新進展
作者研究了不同的反應溫度下ZSO @ CNT復合材料的復介電常數特性以優化復合材料形貌來增強微波吸收性能。研究結果表明，ZSO @ CNT-130°C復合材料在13.5 GHz時，最大反射損耗可達-52.1 dB，并在厚度僅為1.6mm時，吸收帶寬可達3.9GHz。從1至5 mm調整模擬厚度，ZSO @ CNT復合材料的有效吸收帶寬（RL <-10 dB）可達到14.16 GHz（2-18 GHz的88.8％）。研究發現，優異的微波吸收性能歸因于極化，傳導損耗和特殊空心籠結構之間的協同效應。本文提出的特殊可控結構為實現高性能微波吸收劑提供有效途徑。
圖3. ZSO @ CNTs復合材料微波損耗機制
3.多孔碳基復合吸波材料
納米多孔碳材料因其豐富的空隙、大比表面積及易于設計等特點在工業上展現出巨大的應用潛力,而通過調控其組成結構以獲得更優的性能并實現制備成本的控制一直是研究的重點。有序介孔碳材料擁有大的表面積、高孔隙率、統一可調的孔徑大小、具有催化、吸收、分散、儲存和超級電容器的功能。有序介孔碳作為吸波材料主要的優勢有以下兩點：（1）多孔結構有利于降低密度和復介電常數，導致大多數電磁波可以進入有序介孔碳；（2）有序和平行的孔壁引起電磁波散射，進一步增加了對電磁波的吸收。但是，有序介孔碳是一個典型的介電損耗材料，沒有磁損耗，進一步限制了其在吸波材料領域中的應用。
Hailong Xu等[4]采用熱解和蝕刻法合成具有獨特內部空隙和介孔殼的類紅細胞結構-介孔碳中空微球（RBC-PCHMs）。以酚醛樹脂作為基體，填充10wt％的RBC-PCHM，當樣品厚度<2mm，溫度為300至523 K時，在X波段表現出的有效吸收帶寬（反射損耗小于-10dB）大于3GHz。
展開 工廠人員定位系統 uwb定位基站安裝注意事項
電磁波通過金屬面反射會造成非常強的多徑效應，從而影響uwb基站的定位精度。
3.基站不要靠近高功率設備，比如的無線電，大型機械日光燈等。由于uwb的信號接近噪聲水平，任何高功率多次諧波對它都會帶來影響。
4.基站遠離液體安裝，液體對該頻段的電磁波吸收非常明顯。
二、uwb定位基站安裝高度要求
為了讓uwb基站的信號輻射覆蓋性能更好，基站安裝高度建議離地3 ~8 米。
基站在安裝的時候，對布局有一定的要求，在只有三個基站的時候，盡可能安裝成銳角三角形
三、uwb定位基站和墻體間隔30cm的距離
uwb基站安裝的位置要適度離開墻體，建議和墻體保持30cm 的距離，避免在識別的時候，造成多徑的誤識別。
云酷科技建議通過配套的固定支架來安裝uwb基站，確保基站和墻體的保持一定的間隔。
四、uwb定位基站工作溫度要求
一般uwb基站的工作溫度范圍是-30 ℃ ~ 70 ℃或-20 ℃ ~ 70 ℃。所以uwb基站的工作環境溫度建議在-20 ℃ ~ 70 ℃ 。具體工作溫度范圍可參考每一款uwb基站的規格說明書。
五、uwb基站的布局要求
uwb基站在安裝部署的時候，對布局有一定的要求。在定位區域內，如果只部署3個uwb基站的話，我們一般采用銳角三角形形式的部署，如下圖左邊所示，確保所有uwb基站之間的間隔距離適中。避免按鈍角三角形的形式來安裝部署，如下圖右邊所示，這樣的布局形式會對系統的定位精度造成不良的影響。
六、uwb基站安裝配套的POE網線要求
如果您選用的uwb基站采用POE網線供電和傳輸數據，一般網線的長度不宜超過100米，且需要選用超五類以上的網線。如果品質不好或者過長 ，會導致uwb基站設備的供電電壓不夠，導致uwb基站無法正常工作。
以上就是幾點uwb基站安裝布局的注意事項。
展開 通過仿真分析電磁表面波
人們對被限制在沿表面傳播的電磁波，例如表面等離激元(SPPs)，有很大的研究興趣，因為它在納米級光控制中有著潛在應用。在這篇文章中，我們將討論如何設置一個仿真來可視化表面等離激元的傳播以及頻率-波矢量色散關系。
表面等離激元簡介
電磁學的控制方程，也就是麥克斯韋方程組，可能看起來很簡單，但它們的含義卻極為廣泛和深刻。因此，傳播的電磁波可以以各種眾所周知的形式存在，如平面波、球面波、高斯波束，以及一些鮮為人知的形式，包括貝塞爾波束、艾里波束和渦旋波束。還有一些被限制在空間內傳播的電磁波，例如在金屬或介電波導中傳播的波導模式。
此外，還有一種特殊類型的被限制在平面上的電磁波。這種類型的波沿切向表面傳播，并在垂直方向上呈指數衰減。與相同頻率的自由空間波長相比，它的波長通常更小。因此，這種類型的波為光子的納米級控制和操作提供了一個潛在的技術平臺，從光通信和信息處理到太陽能收集和數字顯示，這在許多應用中都是需要的。這種類型的波是在金屬-介電界面上發現的，現在被稱為表面等離激元(SSP)。等離激元是指金屬中電荷的集體振蕩。自發現以來，人們已經了解到許多材料系統都支持這種類型的表面波，例如接近其聲子共振頻率的極性介電材料和接近其激子頻率的半導體材料。相應的表面波分別稱為表面聲子偏振子和表面激子偏振子。
無論支持的介質和微觀細節如何，不同類型的表面波背后的宏觀物理學是相似的。在下面的章節中，我們將重點討論介電和金屬界面之間的等離激元建模。然而，需要注意的是，本文所涉及的建模技術也可以通過一些適當的修改，以類似的方式應用在其他表面波，如 Sommerfeld-Zenneck 波和 Dyakonov 波。
最簡單的等離激元色散的推導
為了清楚地了解什么是表面等離激元，讓我們研究一下支持表面等離激元的最簡單的系統，即體金屬-介電界面。
展開 
安徽理工《Comp Sci Tech》：復合氣凝膠，優異的吸波性能！
然而，電磁輻射對人類健康和環境的危害越來越嚴重，甚至給國家和個人的電子信息安全帶來了一些問題。因此，迫切需要制備低密度、強吸收、薄厚度和寬帶寬的優異的電磁波(EMW)吸收劑來消除不利的電磁波。
還原氧化石墨烯(RGO)，一種二維(2D)碳材料，具有低密度、大比表面積、高縱橫比和高電荷載流子遷移率，已被廣泛應用于EMW吸收領域。此外，在RGO表面或邊緣有幾個含氧官能團和缺陷，在交變電磁場下會引起介電損耗。高電導率引起的阻抗失配導致的單RGO具有較差的EMW吸收能力，這是不令人滿意的。
氣凝膠是一種合成多孔材料，其中凝膠的液體成分被氣體替代。通常，氣凝膠顯示獨特的三維(3D)開放多孔網絡，相當高的比表面積和相當低的表觀密度。眾所周知，多孔結構不僅可以大大降低堆積密度，而且可以顯著提高EMW吸收劑和空氣之間的阻抗匹配程度。因此，RGO氣凝膠或基于RGO的復合氣凝膠將是有希望的輕質EMW吸收劑。
安徽理工大學等單位的研究人員采用水熱法和冷凍干燥兩步法制備了超輕氮摻雜還原氧化石墨烯/多壁碳納米管復合氣凝膠。所制備的氮摻雜還原氧化石墨烯/多壁碳納米管復合氣凝膠有望成為輕質、高性能的EMW吸收材料。這項研究工作發表在國際著名期刊《Composites Science and Technology》上。
原文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353821001743
形貌分析結果表明，合成的二元復合氣凝膠呈現出獨特的三維多孔網狀結構，孔徑約為幾十微米，由相鄰的多孔RGO片通過一些微小的多壁碳納米管連接而成。此外，作者研究了多壁碳納米管的絡合、多壁碳納米管的長度和填料含量對復合氣凝膠的電磁波(EMW)吸收性能的影響。
展開 電磁波時域有限差分方法
電磁波時域有限差分方法 /葛德彪, 閆玉波 .--西安 :西安電子科技大學出版社 ,2002
246頁, [4] 頁圖版 :圖 (部分彩圖) ;26cm .--(研究生系列教材 ),圖 (部分彩圖) ;圖 (部分彩圖)
西安電子科技大學研究生教材建設基金資助
ISBN:7-5606-1059-5 :CNY20.00
本書共有11章, 討論FDTD基本原理, 介紹Yee元胞及FDTD基本方程, 數值穩定性, 吸收邊界條件, 常用入射波形式及其引進方法等。
Ⅱ.①葛德彪 閆玉波 Ⅲ.①電磁波 Ⅳ.①O441.4 /22
展開 在電磁波仿真中定義材料屬性的 3 種方法
結合我們之前發布的關于模擬開放邊界條件及模擬端口的文章，我們已經基本掌握了電磁波模擬的所有相關基礎知識。
本文來自： COMSOL 博客
[VirtualLab] 平面電磁波散射中麥克斯韋方程組的米氏解
摘要
平面波對于任意半徑和折射率的球形粒子的吸收和散射問題，米氏解是嚴格的麥克斯韋求解器。其得到的散射效應十分依賴于粒子的大小。根據其特性，散射可以分為瑞利散射、米氏散射和幾何光學散射。VirtualLab Fusion中包含了完整的米氏解。該案例研究了不同半徑的球形粒子散射。
模擬任務
散射分類
非吸收球形的散射（摻雜硅）
吸收球形的散射（金）
在VirtualLab Fusion中查看
VirtualLab Fusion技術
文件信息
