吸波材料简介

1.吸波机理

吸波材料通过电磁损耗将投射到表面的电磁波转化为热能或其他形式的能释放出去。因此，吸波材料的吸波机理建立在电磁波传播理论基础上，投射在材料表面的电磁波将会产生反射和折射现象，如下图所示。

优异的吸波材料需要同时满足阻抗匹配和最大衰减原则。首先，阻抗匹配原则是材料表面与自由空间的阻抗匹配，电磁波最大限度进入材料内部，减少波反射。依据电磁波传播原理推导出反射系数数学表达式：

上式中，R为反射系数；Z为界面处波阻抗；Z₀为空气波阻抗；E和H分别为电场强度和磁场强度；μ_rμ₀和ε_rε₀为两种介质磁化和极化程度变量。

依据上式，可以推导出阻抗匹配原则。即要使得电磁波达到最大限度的透射，Z与Z₀要最大程度地匹配，也就是μ_r≈ε_r。

其次，最大衰减原则指材料内部具备优秀的衰减性能，电磁波进入材料内部，能够最大限度被吸收。吸收衰减一般用损耗因子表示：

上式中：ε'为介电常数实部；ε"为介电常数虚部；u'为磁导率实部；u"为磁导率虚部；tanδ为损耗因子；tanδ_ε、tanδ_u分别为电损耗因子和磁损耗因子。

依据上式，tanδ_ε、tanδ_u越大，吸波材料的损耗因子越大，吸波效果越好。即ε"、u"越大，材料的吸波效果越好。

2.吸波材料的分类 

吸波材料种类繁多，主流分类方式分为4种。一是根据吸波机理，分为干涉型吸波材料和吸收型吸波材料；二是依据吸波材料对电磁波的损耗机理，分为电损耗型吸波材料和磁损耗型吸波材料，电损耗型吸波材料又分电阻损耗型吸波材料和介电损耗型吸波材料；三是按材料的成型工艺和承载能力，分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料；四是按研究时期，分为传统吸波材料和新型吸波材料。

3.吸波材料在PCB中的应用 

如图下图所示为吸波材料的两种放置结构，也就是我们称为的boundary-absorber和via-absorber。boundary-absorber结构中，我们将吸波材料放置在电源地平面的四周，如下图(a)(b)所示，吸波材料的高度和宽度分别为0.8mm和2mm；via-absorber结构中，吸波材料则被放置在通孔的周围，是一个与通孔同心同轴的圆环柱体，柱体吸波材料的高度和圆环宽度分别为0.8mm和2mm，如下图(c)(d)所示。