8月25日,松下工业株式会社宣布,与日本宇宙航空研究开发机构、国家研究开发机构(JAXA)共同启动超轻EMC屏蔽材料技术联合研究项目。

目前正在进行研究,目标是通过无线飞行中的通信和电源来减轻用于太空探索的卫星的重量,这些卫星通常占卫星质量的很大比例。为了实现这一目标,需要先进的电磁屏蔽技术来确保电磁兼容性(EMC)。对环境影响较小的电动飞机,例如在地面附近飞行的无人机和 eVTOL 车辆,也需要减轻重量并防止电磁干扰。此外,随着 5G 和 6G 等无线通信变得更快并使用更高的频率,预计对既轻便又适用于毫米波至太赫兹波段的电磁屏蔽材料的需求将会增加。

图 铝与新材料的体积密度比较

据介绍,这些新型电磁屏蔽材料是通过将使用名古屋大学开发的碳纳米管技术和松下工业拥有的热固性聚合物配方的超轻材料结合在一起而开发的。材料体积密度约为 0.01 g/cm³,仅为铝的1/270(铝的体积密度为 2.7 g/c m³),在5~110 GHz的宽频带内具有超过30 dB的高电磁屏蔽性能,在更高频段表现出更高的电磁屏蔽性能。可帮助卫星和探测器等航天器以及包括无人机和 eVTOL 车辆在内的电动飞机减轻重量并延长飞行距离。

图 新材料的电磁屏蔽性能

此外,可以根据器件频率,新材料通过修改这些新材料的成分调整屏蔽性能,方便EMC设计,有助于提高通信质量。新材料在日益多样化的电磁环境中实现了高效的电磁屏蔽,防止设备因噪声而发生故障,便于EMC设计。

表 铝材与新材料适用频段对比

与铝不同,新材料具有特定的电磁吸收能力,可以防止包括 CPU 在内的设备本身产生的反射噪声,并减少由于噪声叠加而导致的设备特性劣化的恶化。除了这些功能外,新材料还可以在广泛的频段上发挥作用,从而促进下一代无线通信技术的普及。此外,使用松下工业的热固性树脂配方技术和冷冻干燥制造方法可以创建3D结构,使这些新材料可以形成为每个设备定制的形状。

这种新型的超轻电磁屏蔽材料技术有望在未来广泛应用于航天器(卫星、探测器等)、电动飞机(无人机、eVTOL 车辆等)、5G/6G 应用设备(移动基站等)、工业设备(机器人、AGV 等)、车载设备(毫米波雷达、各种传感器等)、VR/AR设备等领域。松下工业将经过多年改进的独特树脂配方技术与环境测试能力和专有技术相结合,可预测各种实地使用案例,其目标是在 2024 年实现超轻 EMC 屏蔽材料技术的商业化。

作者 gan, lanjie