第三章 編織形式碳纖維複合材料與電磁屏蔽效率
3.4 實驗結果
本研究在對於以編織形式碳纖維複合材料的電磁屏蔽效率的量 測分析中,由屏蔽外殼的製作到電磁屏蔽效率的量測,接著將量測結 果分為兩部分,第一個部分為三種編織結構在單層時,SE 對於不同 頻率1GHz 到 3GHz 的變化,使用的電磁波輻射源有電單極天線與環 形天線兩種;第二個部分為三種編織結構在頻率2.5GHz 時,SE 對於 不同層數一到三層的變化,使用的電磁波輻射源有電單極天線、環形 天線與2.5Gb/s 光收發模組三種。
(一)電磁屏蔽效率對頻率的變化
針對電磁屏蔽效率對於頻率變化範圍在1GHz 到 3GHz 的量測結 果,如圖 3.11 所示,斜織結構由於編織方式與單位面積碳纖維含量 較高的因素,電磁屏蔽效率在三種結構中為最高,約為 25dB 到 35dB。平織結構在各頻段上約相差斜織結構 3dB 到 5dB 左右。另一 方面,對於這些SE 變化的趨勢,另外增加了一個量測結構來與此作 分析比較,將單一方向兩層結構的屏蔽外殼,量測其SE 對於頻率的 變化,如此做的原因是由於單一方向雙層結構與斜織和平織結構同樣 都具有兩個互相垂直的導電方向,這樣一來便能多一項研究數據來做
織結構大致相同的 SE 變化趨勢,如圖 3.12 所示,因此 SE 對於頻率 的變化趨勢應為材料的因素所導致,而由於網眼數量、大小與分佈情 形等的不同,則會造成其他較細微部分的改變[11]。
(二)電磁屏蔽效率對層數的變化
針對電磁屏蔽效率對於不同層數一到三層的量測結果中,如圖 3.13 所示,在頻率固定為 2.5GHz 時,斜織結構的 SE 在三種結構中 仍為最高,平織結構則同樣相差斜織結構約 3dB。在單一方向的單層 結構中,由於屏蔽外殼的導電方向僅侷限在單一方向上,整體的導電 性比起斜織與平織結構具有二維的導電平面相差很多,因此電磁屏蔽 效率相對較低。當層數增加到兩層的結構時,由於多了一個垂直方向 的導電平面,並且這兩層彼此間有互相的接觸,如此一來整體的導電 性較單層的結構有大幅的提升,電磁屏蔽效率也隨之提升。
此外在光收發模組的部分,由於光收發模組是一種電子電路元 件,電磁波輻射形式較為複雜,並且接地不如電單極天線與環形天線 來的良好,因此電磁屏蔽效率相較於電單極天線與環形天線為低。另 一方面由於編織形式碳纖維複合材料是屬於網狀屏蔽材料,其電磁屏 蔽效率自然會受到頻率與網眼等因素的影響。
0
0 1000 2000 3000 4000
Frequency(MHz)
Shielding Effectiveness(dB) Balanced Twill Weave
Plain Weave
0 1000 2000 3000 4000
Frequency(MHz)
Shielding Effectiveness(dB)
Balanced Twill Weave Plain Weave
Uni-direction
0
0 1000 2000 3000 4000
Frequency(MHz)
Shielding Effectiveness(dB) Balanced Twill Weave
Plain Weave
0 1000 2000 3000 4000
Frequency(MHz)
0
0 10 20 30 40 50
0 1 2 3 4
Layers
Shielding Effectiveness(dB)
Balanced Twill Weave Plain Weave
Uni-direction
圖3.13(c) 不同層數碳纖維試片使用光收發模組之電磁屏蔽效率