วัสดุป้องกันทั่วไปคืออะไร?
การป้องกันเป็นเทคโนโลยีที่ใช้การป้องกันเพื่อป้องกันหรือลดการส่งผ่านของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า และเป็นหนึ่งในวิธีสำคัญในการยับยั้งการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: การป้องกันไฟฟ้าสถิต การป้องกันสนามแม่เหล็ก และการป้องกันสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง จุดประสงค์ของการป้องกันทั้งสามประเภทคือเพื่อป้องกันไม่ให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกเข้าสู่พื้นที่ที่ต้องการป้องกัน หลักการคือการใช้ผลของการบังการเหนี่ยวนำของสนามภายนอกเพื่อชดเชยอิทธิพลของสนามภายนอก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะที่แตกต่างกันของสนามที่จะป้องกัน ข้อกำหนดสำหรับวัสดุเปลือกป้องกันและผลการป้องกันจึงแตกต่างกันด้วย
วัสดุที่แตกต่างกันและความหนาของวัสดุที่แตกต่างกันมีผลต่อการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แตกต่างกัน
อะลูมิเนียมฟอยล์ Mylar: อะลูมิเนียมฟอยล์ Mylar ใช้อะลูมิเนียมฟอยล์แบบอ่อนและฟิล์มโพลีเอสเตอร์เป็นวัตถุดิบ และผสมด้วยการเคลือบกราเวียร์ หลังจากอลูมิเนียมฟอยล์ Mylar สุกแล้วจะถูกตัดและม้วน สามารถขึ้นรูปและติดกาวได้ และสามารถใช้ Mylar อะลูมิเนียมฟอยล์ในการประกอบแผ่นป้องกันและต่อสายดินหลังการตัดไดคัท เทปอลูมิเนียมฟอยล์ Mylar ส่วนใหญ่จะใช้ในหน้าจอสัญญาณรบกวนของสายสื่อสาร อะลูมิเนียมฟอยล์ Mylar ประกอบด้วย: อะลูมิเนียมฟอยล์ด้านเดียว, อะลูมิเนียมฟอยล์สองหน้า, อะลูมิเนียมฟอยล์แบบมีปีก, อะลูมิเนียมฟอยล์แบบหลอมร้อน, เทปอะลูมิเนียมฟอยล์, เทปคอมโพสิตอะลูมิเนียมพลาสติก; ชั้นอะลูมิเนียมนำไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม ประสิทธิภาพการป้องกันและความต้านทานการกัดกร่อนสามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดต่างๆ ได้ ช่วงของการป้องกันคือ 100K-3GHz เป็นหลัก จากนั้น Mylar ฟอยล์อลูมิเนียมหลอมร้อนจะเคลือบด้วยกาวร้อนละลายอีกชั้นหนึ่ง บนพื้นผิวที่สัมผัสอลูมิเนียมฟอยล์และสายเคเบิล ในกรณีของการอุ่นที่อุณหภูมิสูง กาวร้อนละลายสามารถพันให้แน่นด้วยฉนวนแกนของสายเคเบิล ซึ่งมีประโยชน์สำหรับประสิทธิภาพการป้องกันของสายเคเบิล ในขณะที่ฟอยล์อลูมิเนียมธรรมดาไม่เหนียวเหนอะหนะ แต่จะพันไว้บนแกนของสายเคเบิล ฉนวน, สายเคเบิล ประสิทธิภาพการป้องกันไม่ดี
คุณสมบัติและฟิลด์แอ็พพลิเคชัน:
อะลูมิเนียมฟอยล์ Mylar ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง ป้องกันไม่ให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงสัมผัสกับตัวนำของสายเคเบิล จากนั้นสร้างกระแสเหนี่ยวนำและเพิ่มครอสทอล์ค เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงสัมผัสกับอลูมิเนียมฟอยล์ ตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะโน้มไปที่พื้นผิวของอลูมิเนียมฟอยล์และทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำขึ้น ในเวลานี้ จำเป็นต้องมีตัวนำเพื่อนำกระแสเหนี่ยวนำลงดิน เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้กระแสเหนี่ยวนำรบกวนสัญญาณที่ส่ง สายไฟที่ใช้อะลูมิเนียมฟอยล์เป็นชั้นป้องกันโดยทั่วไปกำหนดให้อัตราการเกิดซ้ำของอะลูมิเนียมฟอยล์ไม่ควรต่ำกว่า 25 เปอร์เซ็นต์ แอปพลิเคชั่นจำนวนมากที่สุดอยู่ในการเดินสายเครือข่าย สายเคเบิลเครือข่ายประเภทนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในโรงพยาบาล โรงงาน และสถานที่อื่นๆ ที่มีรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงจำนวนมาก นอกจากนี้ยังใช้ในหน่วยงานราชการและพื้นที่อื่น ๆ ที่มีความต้องการความปลอดภัยเครือข่ายสูง
ลวดทองทองแดง/อะลูมิเนียม-แมกนีเซียม และตาข่ายถักอื่นๆ (เกราะป้องกันโลหะ): เกราะป้องกันโลหะทำโดยการถักลวดโลหะในโครงสร้างการถักทอบางอย่างผ่านอุปกรณ์ถักเปีย วัสดุป้องกันโดยทั่วไปคือลวดทองแดง (ลวดทองแดงกระป๋อง), ลวดอลูมิเนียมอัลลอยด์ , อลูมิเนียมหุ้มทองแดง, เทปทองแดง (เทปพลาสติกทองแดง), เทปอลูมิเนียม (เทปอลูมิเนียม - พลาสติก), เทปเหล็กและวัสดุอื่น ๆ ที่สอดคล้องกับการถักเปียโลหะ พารามิเตอร์โครงสร้างที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติในการป้องกันที่แตกต่างกัน และประสิทธิภาพการป้องกันของชั้นถักไม่เพียงแต่แตกต่างจากของโลหะเท่านั้น การนำไฟฟ้าและการซึมผ่านของแม่เหล็กเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์โครงสร้าง เช่น และยิ่งมีเลเยอร์มาก ความครอบคลุมก็ยิ่งมากขึ้น มุมถักเปียยิ่งเล็กลง ประสิทธิภาพการป้องกันของชั้นถักเปียก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น มุมถักเปียควรควบคุมระหว่าง {{4} } องศา สำหรับการทอแบบชั้นเดียว อัตราการครอบคลุมควรจะสูงกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ เพื่อให้สามารถแปลงเป็นพลังงานความร้อน พลังงานศักย์ และพลังงานรูปแบบอื่นๆ ผ่านกลไกต่างๆ เช่น การสูญเสียฮิสเทรีซิส การสูญเสียอิเล็กทริก การสูญเสียความต้านทาน ฯลฯ ใช้พลังงานที่ไม่จำเป็นและบรรลุผลในการป้องกันและดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้วตาข่ายทอจะทอด้วยลวดทองแดงกลมหรือลวดอลูมิเนียมแมกนีเซียมทอง ส่วนใหญ่เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำ และหลักการทำงานก็เหมือนกับอลูมิเนียมฟอยล์ สายเคเบิลเครือข่ายที่มีการป้องกันโดยใช้ตาข่ายแบบถักนั้นจำเป็นต้องมีความหนาแน่นของตาข่ายแบบถักโดยทั่วไปมากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์เป็นอย่างน้อย ตาข่ายถักประเภทนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในสถานที่ที่มีการวางสายเคเบิลเครือข่ายจำนวนมากในช่องเดียวกัน ซึ่งสามารถลดสัญญาณรบกวนภายนอกที่เกิดขึ้นระหว่างสายเคเบิลเครือข่ายจำนวนมากได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับป้องกันระหว่างสายคู่ เพื่อเพิ่มความยาวการบิดของสายคู่ และลดข้อกำหนดในการบิดสายยาว
ประเภทและแนวโน้มการใช้งานของวัสดุป้องกันสายเคเบิล
วัสดุป้องกันสายเคเบิลมีสองประเภทหลัก หนึ่งคือเรามักจะเรียกวัสดุที่มีประสิทธิภาพการป้องกันในระดับหนึ่งภายในช่วงความต้านทานที่กำหนดว่าวัสดุโพลิเมอร์กึ่งตัวนำ มาตรฐานการจำแนกประเภทคือหลักการนำไฟฟ้าของวัสดุภายใน วัสดุที่นำไฟฟ้าได้เองเรียกว่าประเภทโครงสร้าง ในขณะที่การป้องกันการรบกวนเรียกว่าประเภทคอมโพสิตผ่านทางฟิลเลอร์ วัสดุโพลิเมอร์กึ่งตัวนำทั้งโครงสร้างและคอมโพสิตเป็นวัสดุป้องกันที่สำคัญที่สุดที่ใช้ในโครงสร้างสายเคเบิล ทั้งนี้เนื่องจากวัสดุโพลิเมอร์กึ่งตัวนำไม่เพียงแต่สามารถป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังมีความต้านทานที่แข็งแกร่งต่อความเสียหายตามธรรมชาติอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความสามารถในการต้านทานฟ้าผ่าทำให้สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์การใช้งานพิเศษ เช่น สายเคเบิลบนเครื่องบิน กระบวนการผลิตวัสดุโพลิเมอร์กึ่งตัวนำค่อนข้างซับซ้อนและต้นทุนค่อนข้างสูง ดังนั้นวัสดุพอลิเมอร์กึ่งตัวนำจึงต้องมีต้นทุนสูง ประเภทที่สองคือการทอลวดโลหะซึ่งส่วนใหญ่หมายถึงการใช้ลวดโลหะเป็นวัสดุหลักในการสร้างตาข่ายป้องกัน วัสดุป้องกันสายเคเบิลเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนจากสนามแม่เหล็ก ในสายเคเบิล เช่น HDMI2.1 และ USB4 ที่ต้องมีการหุ้ม ลวดโลหะที่ใช้สำหรับวัสดุป้องกันแบบถักนั้นส่วนใหญ่จะเป็นสายทองแดงกระป๋อง วิธีการเลือกวัสดุนี้มีไว้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันของสายเคเบิลเป็นหลัก ในขณะเดียวกัน สายเคเบิลสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน อัตราการทอโครงสร้างการออกแบบของการทอลวดที่ใช้ก็แตกต่างกันเช่นกัน โดยทั่วไปแล้ว ผลของการทอแบบหลายชั้นจะดีกว่าการทอแบบชั้นเดียว และพื้นที่ครอบคลุมจะแปรผกผันกับมุมการทอ กล่าวคือ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกัน เราต้องลดมุมการทอและเพิ่มพื้นที่ครอบคลุม กล่าวโดยย่อ การประยุกต์ใช้การป้องกันสายไฟอย่างมีประสิทธิภาพสามารถมีบทบาทที่ดีในการป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
สายเคเบิลความถี่ต่ำมีสัดส่วนสูงสุดในการผลิตสายเคเบิล หากสายเคเบิลที่มีความถี่ต่างกันพบจุดต่อลงดินหลายจุด กระแสสัญญาณรบกวนจะถูกสร้างขึ้นมากขึ้น ซึ่งไม่เอื้อต่อการป้องกันสัญญาณรบกวนที่ดีของชั้นป้องกันทั้งหมด หากนำวิธีการป้องกันของการต่อสายดินแบบจุดเดียวมาใช้ ต้องแน่ใจว่ากระแสสามารถถูกยกเลิกได้ด้วยตัวเองในชั้นป้องกัน เพื่อให้กระแสรบกวนยังคงอยู่ในชั้นป้องกัน ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ . เนื่องจากอิทธิพลของวิธีการต่อลงดินภายนอกของส่วนประกอบแอปพลิเคชัน วิธีการป้องกันภายในของสายเคเบิลบางประเภทมักจะใช้วิธีการต่อลงดินแบบสองจุด นี่เป็นสาเหตุหลักเนื่องจากวิธีการป้องกันสายดินแบบสองจุดสามารถส่งออกกระแสที่ส่งคืนโดยสนามแม่เหล็กภายในสายเคเบิล ซึ่งจะช่วยลดกระแสได้ ความแรงของการรบกวน. โดยทั่วไปแล้วความจุไฟฟ้าจรจัดมักจะเกิดขึ้นในสายเคเบิลความถี่สูง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อการส่งผ่านกระแสปกติในสายเคเบิลความถี่สูง และวิธีการต่อสายดินแบบจุดเดียวและแบบสองจุดไม่สามารถแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นในสายเคเบิลความถี่สูง ควรนำวิธีการป้องกันของการต่อลงดินแบบหลายจุดมาใช้ในระบบ ในสายเคเบิลความถี่สูง กระแสรบกวนภายในสายมีหลายความถี่และมีลักษณะของความเข้มข้นของพื้นผิว ซึ่งเพิ่มผลของการรบกวนโดยตรงเป็นสองเท่า และไม่เอื้อต่อการทำงานปกติของทั้งสาย วิธีการต่อสายดินแบบหลายจุดสามารถลดอิมพีแดนซ์ในชั้นป้องกัน ลดการรบกวนของกระแสเสียงรบกวน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงผลการป้องกันโดยรวม
ชั้นป้องกันของสายข้อมูลส่วนใหญ่ทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก เช่น ทองแดงและอลูมิเนียม ตาข่ายทองแดงถักโดยทั่วไป (ตาข่ายถักอลูมิเนียมแมกนีเซียม) หรือที่จอดเรือทองแดง (ที่จอดเรืออลูมิเนียม ฯลฯ ) และความหนาของพวกมันบางมาก น้อยกว่าวัสดุโลหะมากตามความถี่ในการใช้งาน ความลึกของผิว จุดหนึ่งที่ต้องอธิบายคือปลายด้านหนึ่งต้องเชื่อมต่อกับสัญญาณกราวด์ของวงจร เนื่องจากผลกระทบของชั้นป้องกันไม่ได้เกิดจากการสะท้อนและการดูดกลืนของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กโดยโลหะเป็นหลัก ตัวเอง แต่เนื่องจากการต่อลงดินของชั้นป้องกัน รูปแบบที่แตกต่างกันจะส่งผลโดยตรงต่อเอฟเฟกต์การป้องกัน แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของวัสดุป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าจะพัฒนาไปในทิศทางของประสิทธิภาพการป้องกันที่สูงขึ้น ความถี่การป้องกันที่กว้างขึ้น และประสิทธิภาพที่ครอบคลุมมากขึ้น การประยุกต์ใช้นวัตกรรมของวัสดุใหม่ ๆ ในการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าจะได้รับการพัฒนามากขึ้น ในการพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคต การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าจะพัฒนาในแง่ของการนำไฟฟ้าที่ดี เทคโนโลยีการประมวลผลอย่างง่าย ประสิทธิภาพต้นทุนสูง และเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก ปัจจัยสี่ประการที่ควรพิจารณาในการเลือกประเภทของวัสดุป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าที่จะใช้: ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพการป้องกัน และกำหนดว่าจะมีข้อกำหนดการปิดผนึกด้านสิ่งแวดล้อมหรือไม่ ข้อกำหนดโครงสร้างการติดตั้ง ข้อกำหนดด้านต้นทุน ตามกลไกสามารถแบ่งออกเป็นการป้องกันสนามไฟฟ้า, การป้องกันสนามแม่เหล็ก และการป้องกันสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
