Hexaferritmaterial für die EMV Schirmung

F. GRÄBNERb), D. HOLZa)
Hexaferritmaterial für die EMV Schirmung im
Frequenzbereich größer 1000 MHz
I. EINLEITUNG
In der heutigen Zeit der Einführung neuer Technologien der Funkübertragung, der Mobilfunkkommunikation (D-Netz, E-Netz, UMTS), der Netzwerke, Bussysteme (CAN, LON, INTERBUS), und Video/ Audio Anwendungen werden neue Übertragungsraten und hohe Taktfrequenzen genutzt. Für bisherige technische Anwendungen mit Frequenzobergrenzen bis 1.000
MHz [1] waren HF-Materialien mit Arbeitsbereichen der oben genannten Frequenzobergrenze
ausreichend entwickelt und einsetzbar. Diese Materialien genügen aber nicht mehr den neuen
Technologien. In Zukunft werden neuartige HF-Materialien als Absorbermaterialen, Entstörmaterialien, Materialien für Gehäusemodule und Höchstfrequenzleiterplatten und Koaxialleitungen zwingend für Frequenzen > 1000 MHz zu entwickeln sein.
Dies kann durch den Einsatz hochfrequenzabsorbierender Materialien erfolgen. Welche die
Betriebssicherheit erhöhen und die Gefahr einer bewussten oder unbewussten Beeinflussung
(EMV) notwendiger Komponenten reduzieren. Die an metallischen Oberflächen vorkommenden
HF-Reflexionen werden durch den Einsatz von neuen Materialien in Plattenform reduziert.
Hierdurch wird die Funkstörfeldstärke an modernen Informationsgeräten (PC mit CPU 3 GHz,
Industrie PC mit 2 GHz, GPS, Tablet, …) bei Frequenzen von 6 bis 9 GHz liegen. Am Markt
vorhandene Ferrit-Entstörmaterialien weisen Endfrequenzen von maximal 2 GHz auf.
II ABSORBIERENDE Hexaferritmaterialien für die Schirmung
Messgegenstand waren gesinterte Ferritplatten der Größe 80 x 80 mm2 der Zusammensetzung
BaCo1-xFe12O22 und BaCu1-xFe12O22 .
Die Proben lagen jeweils in den Materialstärken 1 mm, 2 mm, 3 mm und 4 mm vor.
Jeweils eine Platte wurde zur Messung in der Zweikammermesszelle verwendet.
Weitere 5 Platten wurden zusammen mit einer sechsten, die mittig ein Loch von 9,5 mm Ø für
die HF-Sonde enthielt, mit Silikon zu einem Würfel verklebt.
Die Materialien wurden mittels einer Messanordnung nach dem ASTM-ES 7/83 Verfahren und
dem Schirmdämpfungsverfahren nach VG 95373 analysiert, die in den Abbildungen 1 und 2
gezeigt sind.
Abb. 1: Messung nach ASTM – ES 7/83 [2]
Abb. 2: Messung nach VG 95373 [2]
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III Schirmdämpfungsmessergebnisse
Gegenstand der Untersuchungen war die Herstellung und Charakterisierung neuer Werkstoffe,
technologischer Verfahren und Schirmkonfigurationen aus hexagonalen Ferriten mit elektromagnetischen Abschirmeigenschaften.
Die Untersuchungen zeigten, dass eine hohe Schirmdämpfung möglich ist, welche in den Abbildungen 3 und 4 dargestellt ist.
Abb. 3: Schirmdämpfung des BaCo1-xFe12O22
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Abb. 4: Schirmdämpfung des BaCu1-xFe12O22
VI. DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG
Es ist gelungen mittels neuartiger hexaferritischer Materialien der Firma FERROXCUBE eine
Abschirmung für Frequenzen > 1.000 MHz aufzubauen.
Die Materialien ermöglichen eine Schirmdämpfung von 10 dB – 20 dB im Frequenzbereich
1.000 bis 2.000 MHz, wodurch der EMV Tests für das CE Zeichen in verschiedenen Bereichen
der Industrie, Medizintechnik, Bahntechnik, Kfz-Technik und IT-Technik bestanden werden
kann.
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Literaturverzeichnis
[1] L. Michalowsky, Ferritwerkstoffe, Akademie-Verlag, Berlin, 1985
[2] Hungsberg , Axel, Laborunterlagen IMG Nordhausen, 2014
Adressen
a)
Dr.-Ing. Dietmar Holz
Ferroxcube Polska sp. z.o.o.
ul. Zwierzyniecka 2
96-100 Skierniewice, Polska
Email: [email protected]
b)
Ass.Prof.(BG) Dr.-Ing. F. Gräbner
IMG Elektronic & Power Systems GmbH
EMV Labor
An der Salza 8a,
99734 Nordhausen, Germany
Email: [email protected]
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