노이즈 억제 필터 가이드

소음 대책의 기본 [9강] 마이크로파 흡수 시트

09/14/2012

이번 레슨에서는 마이크로파 흡수 시트에 대해 설명합니다. 여러 회사에서 다양한 종류의 마이크로파 흡수 시트를 개발해 왔는데, 여기서는 무라타제작소에서 공급하는 마이크로파 흡수 시트를 소개합니다.

<두 가지 원리에 기반한 마이크로파 흡수 시트>

마이크로파 흡수 시트는 두 가지 원리를 사용하여 마이크로파를 흡수합니다.

그림 2의 왼쪽은 이전 글에서 소개한 페라이트 코어와 같은 방식으로 재료의 자기 손실을 이용해 마이크로파 에너지를 흡수하는 유형을 보여줍니다. 이러한 유형은 실리콘 또는 기타 고무 소재로 만든 시트에 자성 분말(센더스트 또는 페라이트)이 혼합된 구조로 되어 있습니다. 이러한 시트에 마이크로파가 들어가면 자성 재료 내에서 자기장이 생성되고, 이 자기장이 마이크로파 에너지로 되돌아갈 때 에너지의 일부가 손실되거나 흡수됩니다. 이러한 이유로 영향을 받는 주파수는 사용되는 자성 재료에 따라 다르지만 이러한 유형은 수백MHz에서 수GHz의 넓은 주파수 범위에서 효과적입니다.

그림 2의 오른쪽에 표시된 유형은 다른 원리를 사용하여 마이크로파를 흡수합니다. 이 시트는 그림 3과 같이 시트의 앞면과 뒷면 모두에서 마이크로파를 반사합니다. 두 개의 반사파는 흡수체를 떠날 때 서로 겹치지만 각 파가 이동하는 거리의 차이로 인해 위상차가 발생합니다. 특정 주파수(흡수체 두께의 4배에 해당하는 파장을 가진 주파수)에서는 앞면과 뒷면에 반사된 마이크로파의 위상이 180° 상쇄되어 두 파가 서로 상쇄되고 마이크로파가 제거됩니다. 실제 사용 시에는 반사된 파의 진폭이 정확히 같지 않기 때문에 마이크로파 에너지의 일부가 남아 있지만 상당 부분이 제거됩니다. 결과적으로 이러한 유형의 마이크로파 흡수기는 특정 주파수의 마이크로파는 크게 흡수하지만 다른 주파수는 효과적으로 흡수하지 못합니다. 또한 파장과 시트 두께의 관계로 인해 이러한 유형은 수 GHz에서 수십 GHz의 주파수 대역에 효과적입니다.

그림 3. 반사파의 위상차를 이용해 마이크로파를 흡수하는 마이크로파 흡수제의 메커니즘

<전자파 흡수 시트 사용 방법>

페라이트 코어와 마찬가지로 자기 손실에 의해 흡수하는 유형의 마이크로파 흡수 시트가 EMI 대책으로 사용됩니다. 이러한 유형은 일반적으로 시트 모양이므로 케이블을 감싸는 경우도 있지만 보드나 세트 캐비닛 내부에 부착하는 경우가 더 많습니다(그림 4). 이러한 시트를 부착할 때는 사용자가 직접 접착 재료를 준비할 수 있지만, 일반적으로 시트 뒷면에 밀봉형 접착제가 미리 도포된 상태로 구매됩니다. 또한 열전도율이 높은 소재를 사용하는 시트도 있어 방열재로서의 효과도 기대할 수 있습니다.

그림 4. 자기 손실을 통해 마이크로파를 흡수하는 마이크로파 흡수기의 유형 예시

반면 반사파의 위상차를 이용해 흡수하는 방식은 제한된 주파수에 효과적이기 때문에 특정 주파수의 마이크로파를 흡수하는 데 사용됩니다. 그림 5는 CS 컨버터 내에서 마이크로파 간섭을 방지하기 위해 사용하는 예를 보여줍니다. 또한 이 유형의 흡수 시트는 마이크로파가 인접 차선으로 점프하는 것을 방지하기 위해 ETC 게이트 안테나에도 사용됩니다.