EMV-gerechte Schirmung (eBook)

Ass. Prof.(BG)  Dr.-Ing. Frank Gräbner ist Leiter des Bereiches EMV/Umwelt/Nanotechnik an der IMG Electronic & Power Systems GmbH in Nordhausen und hält Vorlesungen zur Elektromagnetischen Verträglichkeit an der Universität Rousse in Bulgarien.

Vorwort zur dritten Auflage 5
Vorwort zur zweiten Auflage 6
Vorwort zur ersten Auflage 7
Formelzeichen und Abkürzungen 8
Inhaltsverzeichnis 11
1 Einleitung 16
1.1 EMV-Gesetz-Normung 17
Teil I Grundlagen 18
2 Volumenmaterialien 19
2.1 Einleitung 19
2.2 Mikroskopische und Makroskopische Eigenschaften von Spinellferriten 22
2.3 Modelle der klassischen Feldtheorie (Maxwell) im Vergleich zur Landau-Lifschitz-Theorie 28
2.4 Betrachtungen zu HF-Verlusten in Ferrit Compounds und Ferritschichten 30
2.5 Dielektrische Messungen an Magnetmaterialien 38
2.6 Relaxation in Ferritvolumenmaterialien 41
2.7 Textur in Ferritvolumenmaterialien 43
2.8 Füllgrad von Ferrit in Volumenmaterial 47
2.9 Feldanpassung des Volumenmaterials 49
2.10 Das Spinellsystem NiZn-Ferrit 54
3 Nanomaterialien 61
3.1 Schichtanalyse, Anisotropiekonstante und Korngröße von ferrimagnetischen Schichten 61
3.2 Spinwellenverluste in Ferritschichten 63
3.3 Einfluss der Anisotropiekonstanten auf den HF-Verlust der NiZn-Ferritschicht 67
3.4 Schichtanalyse, Anisotropiekonstante und Korngröße von ferrimagnetischen Schichten 70
3.5 Wirbelstromeffekte in metallischen Magnetfilmen: Snoeklimit für Schichtsysteme/Einzelschichten 72
3.6 Höchstfrequenzdämpfungsversuche, HF-Materialbewertung 77
3.7 Relaxationseffekte von Magnetmaterialien im kHz-Bereich 80
3.8 NF-Verluste 82
3.9 Abscheidung von ultradünnen Hematitschichten 84
3.10 Magnetspektroskopische Analyse 85
3.11 Hohlleitermessplatz 89
3.12 Röntgendiffraktometrische Analyse 90
3.13 RF-Analyse bis 20.000MHz 90
3.14 Verhältnis der Granülengröße zur Schichtdicke einer Fe-Nanoschicht 90
3.15 Mehrfachschichtsysteme 97
3.16 Kittelfrequenz 97
3.17 Wolmannfrequenz 100
3.18 Snoekfrequenz 100
3.19 Radareffekte 101
3.20 Magnetische Nanopartikel 102
Teil II Praxisbeispiele 108
4 Schirmung mittels Nanomaterialien 109
4.1 Messung der komplexen Permeabilität von Nanoschichten mit einem Permeameter 110
5 NF-Schirmung 113
6 Doppelschirm 115
6.1 Doppelschirm 116
7 Polymergehäuse 117
7.1 Bisherige Materialergebnisse 121
7.2 Gehäuseergebnisse 123
7.3 Zusammenfassung 123
8 Schirmbeispiel: Innenauskleidung eines 2,4-GHz-Low-Noise-Verstärker-Gehäuses zur Unterdrückung höherer Moden 124
9 Metallgehäuse mit Magnetmaterialien 127
9.1 Dämpfung der Hohlraumresonanzen mit Hilfe absorbierender Magnetlaminate 131
9.2 Hohlraumresonanzen 132
9.3 Beschichtete Gehäuse 133
9.4 Absorbierendes Material als Einschub 135
9.5 Ferrithaltige Dickschichten für neue EMV-Metallgehäuse 136
9.6 Ferritvolumengehäuse 139
9.7 Ergebnisse der Schirmdämpfungsmessungen 145
10 Leiterplattenschirmung 152
10.1 Technischer Aufbau der Teststrukturen/neuartigen EMV-Höchstleiterplatten 152
10.2 Elektromagnetische Störaussendung (EMV) mit alter und neuartiger Leiterplatte 152
10.3 Auswertung 160
10.4 Zusammenfassung 160
11 Schirmdämpfung an Schichten für Leitungen 168
11.1 Messung mit Stripline 168
11.2 Anwendung: Flachbandkabel 170
11.3 Zusammenfassung 171
12 Textilschirmmaterial 173
12.1 Zusammenfassung/Ausblick 175
13 Schirmdämpfung eines Drahtgeflechtes 177
Teil III Neuartige Zukunftsferrite – hexagonale Volumenmaterialien 179
14 Grundproblem der heutigen EMV-Ferrit-Entstörmaterialien 180
14.1 Einleitung 182
14.2 Theoretische Betrachtungen 183
14.3 Experimentelle Untersuchung 184
14.4 Zusammenfassung neuartige Hexaferrite der Zukunft 187
15 Anhang: Formelwerk Schirmung 188
15.1 Grundgesetz der elektromagnetischen Schirmung nach Schelkunov 188
15.2 Schirmung gegen magnetostatische Felder 188
15.3 Schirmung gegen elektrostatische Felder 189
15.4 Schirmung gegen quasistatische Magnetfelder 189
15.5 Schirmung gegen magnetische Wechselfelder (Skineffekt) 190
15.6 Erweitertes Schirmungsgesetz nach Schwab 190
15.7 Absorptionsdämpfung 190
15.8 Multiple Reflektionsdämpfung 191
15.9 Schirmungdämpfung in Abhängigkeit von der Oberflächenleitfähigkeit 191
15.10 Erweitertes Schirmdämpfungsgesetz nach Perumalraj und Dasaradan [58] unter Beachtung realer Aperturen von Drahtaufbauten realer Schirme mit Löchern 191
15.11 Schirmdämpfung von Löchern und Aperturen 193
15.12 Nahfeldreflektionsdämpfung R an einer ebenen Platte 193
15.13 Schirmdämpfungsgesetz unter Beachtung des Wellenleitereffektes und Aperturen nach Tee Tang [61], Nahfelder, Fernfelder 194
15.14 Cut-off-Frequenz von Länge und Tiefe von Rechteckstrukturen (wellenleiterähnlich) 195
15.15 Eckeneffekt 196
15.16 Transiente Schirmdämpfung 196
15.17 Schirmregeln 197
Literatur 199
Sachverzeichnis 203