ASTM D4935 Pengukuran Efektivitas Perisai Elektromagnetik Material Planar

Metode Uji Standar ASTM D4935 untuk Mengukur Efektivitas Perisai Elektromagnetik Material Planar, yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM), menjelaskan metode uji untuk mengukur efektivitas perisai elektromagnetik material planar terhadap gelombang elektromagnetik planar medan jauh. Dari data yang diukur, nilai efektivitas perisai medan dekat (SE) untuk sumber magnetik (H) dapat dihitung untuk sampel yang tipis secara elektrik. Nilai SE medan listrik juga dapat dihitung dari data medan jauh yang sama, tetapi validitas dan penerapannya belum ditentukan.

Metode pengukuran ini berlaku dalam rentang frekuensi 30 MHz hingga 1,5 GHz. Batasan ini tidak tepat, tetapi didasarkan pada arus perpindahan yang berkurang karena penurunan kopling kapasitif pada frekuensi yang lebih rendah dan overmodulasi (eksitasi mode selain mode elektromagnetik transversal) pada frekuensi yang lebih tinggi untuk ukuran pemegang sampel yang dijelaskan dalam metode pengujian ini. Sejumlah frekuensi diskrit dapat dipilih dalam rentang ini. Untuk material isotropik yang tipis secara elektrik dengan sifat listrik yang tidak bergantung pada frekuensi seperti konduktivitas, konstanta dielektrik, dan permeabilitas magnetik, pengukuran kemungkinan hanya perlu dilakukan pada beberapa frekuensi, karena nilai SE medan jauh akan tidak bergantung pada frekuensi. Jika material tersebut tidak tipis secara elektrik, atau jika salah satu parameter bervariasi dengan frekuensi, pengukuran dilakukan pada beberapa frekuensi dalam pita yang relevan.

Metode pengujian ini tidak berlaku untuk kabel atau konektor.

Standar ASTM D4935 adalah metode pengujian yang digunakan untuk menentukan efektivitas perisai elektromagnetik (SE) dari material planar. Metode ini sangat berguna dalam mengevaluasi material yang dirancang untuk mengurangi transmisi energi elektromagnetik melalui suatu material, seperti polimer konduktif, lembaran logam, kain berlapis, komposit, dan material pelindung lainnya.

Metode yang dijelaskan menentukan seberapa efektif suatu material datar atau planar meredam gelombang elektromagnetik pada sudut datang normal, medan jauh, dan kondisi gelombang planar. Pengukuran ini pada dasarnya mewakili efek perisai gabungan yang dihasilkan dari refleksi dan penyerapan.

Sistem elektronik menghasilkan dan menerima energi elektromagnetik. Jika radiasi elektromagnetik tidak dikendalikan dengan baik, hal itu dapat menyebabkan hal-hal berikut:

• Interferensi antar perangkat elektronik
• Sinyal yang tidak diinginkan dalam rangkaian elektronik yang sensitif.
• Masalah komunikasi
• Kesalahan pada sensor dan sistem kontrol.
• Masalah kompatibilitas elektromagnetik (EMC).
• Menurunnya keandalan peralatan elektronik.

Material dengan perisai elektromagnetik yang baik dapat mengurangi jumlah energi elektromagnetik yang melewatinya. Hal ini sangat penting dalam aplikasi seperti elektronik otomotif, telekomunikasi, elektronik konsumen, peralatan kedirgantaraan, kotak listrik, peralatan medis, dan kemasan elektronik.

Efektivitas perisai, yang sering disingkat SE, mengacu pada pengurangan energi elektromagnetik yang dihasilkan oleh material perisai. Biasanya dinyatakan dalam desibel (dB). Secara umum,

• Nilai SE rendah: Redaman elektromagnetik yang relatif rendah.
• Nilai SE tinggi: Atenuasi energi elektromagnetik yang lebih besar.

Sebagai contoh, material dengan nilai SE 40 dB memberikan redaman yang jauh lebih besar daripada material dengan nilai SE 10 dB. Kinerja perisai yang terukur dipengaruhi oleh sifat-sifat seperti konduktivitas listrik material, permeabilitas, konstanta dielektrik, ketebalan, struktur, dan perilaku yang bergantung pada frekuensi.

Standar ASTM D4935 menggunakan susunan jalur transmisi koaksial untuk mengevaluasi sampel planar. Sampel ditempatkan dalam wadah yang dirancang khusus yang merupakan bagian dari jalur transmisi. Sinyal elektromagnetik diterapkan, dan jumlah energi yang ditransmisikan melalui sampel diukur. Perbedaan antara transmisi referensi dan transmisi melalui material digunakan untuk menentukan efektivitas perisai. Metode ini mengukur efektivitas perisai bersih yang dihasilkan dari refleksi dan absorpsi. Standar ini juga menjelaskan pengukuran daya yang dipantulkan dan diserap menggunakan coupler dua arah yang telah dikalibrasi.

Salah satu fitur utama standar ASTM D4935 adalah rentang frekuensi yang ditentukan. Metode ini secara umum dapat diterapkan dalam rentang ini: 30 MHz hingga 1,5 GHz. Batasannya bergantung pada karakteristik pengaturan pengujian dan kondisi transmisi elektromagnetik. Untuk material yang sifat listriknya bervariasi dengan frekuensi, pengukuran pada beberapa frekuensi mungkin diperlukan untuk mengkarakterisasi kinerja perisainya secara memadai.

Standar ASTM D4935 dirancang untuk material planar. Contohnya meliputi:

• Lembaran polimer konduktif
• Lembaran logam
• Lapisan konduktif
• Kain konduktif
• Polimer berisi karbon
• Plastik berisi logam
• Bahan komposit
• Film pelindung elektromagnetik
• Bahan pelindung berlaminasi
• Pelat penghantar listrik

Metode ini tidak dirancang untuk kabel atau konektor.

Beberapa faktor dapat memengaruhi efektivitas perlindungan yang diukur:

• Frekuensi: Efektivitas perlindungan dapat sangat bervariasi tergantung frekuensi. Suatu material mungkin bekerja dengan baik pada satu frekuensi tetapi memberikan perlindungan yang lebih rendah pada frekuensi lainnya.
• Ketebalan material: Ketebalan dapat memengaruhi penyerapan dan pelemahan elektromagnetik keseluruhan suatu material.
• Konduktivitas listrik: Material konduktif umumnya memungkinkan pemantulan energi elektromagnetik yang kuat. Oleh karena itu, logam dan komposit konduktif listrik sering digunakan untuk aplikasi pelindung.
• Struktur material: Porositas, serat, pengisi, pelapis, antarmuka, dan struktur multilapisan semuanya dapat memengaruhi perilaku elektromagnetik.
• Peralatan dan sambungan pengujian: Akurasi pengukuran tidak hanya bergantung pada material, tetapi juga pada sistem saluran transmisi, peralatan, perlengkapan, dan sambungan.

Ketidakpastian pengukuran dapat dipengaruhi oleh sifat material, ketidakkonsistenan saluran transmisi, rentang dinamis sistem pengukuran, dan akurasi peralatan bantu. Penyimpangan dari prosedur yang ditentukan dapat meningkatkan ketidakpastian.

Secara umum, proses ini mengikuti langkah-langkah berikut:

• Sampel planar disiapkan sesuai dengan dimensi yang dibutuhkan.
• Sampel dikondisikan ketika program pengujian yang layak membutuhkannya.
• Sistem pengukuran telah disiapkan dan dikalibrasi.
• Sampel ditempatkan di dalam alat uji koaksial.
• Sinyal elektromagnetik diterapkan pada frekuensi yang dipilih.
• Sinyal yang ditransmisikan diukur.
• Transmisi yang terukur dibandingkan dengan pengukuran referensi.
• Efektivitas perlindungan dihitung dalam desibel.
• Kinerja perlindungan yang bergantung pada frekuensi dicatat.
• Ketidakpastian pengukuran dinilai dan hasilnya dilaporkan.

Persiapan sampel, konfigurasi perlengkapan, kalibrasi, urutan pengukuran, dan persyaratan pelaporan harus sesuai dengan standar ini.

Perisai elektromagnetik, dalam hal refleksi dan absorpsi, umumnya melibatkan beberapa mekanisme. Refleksi terjadi ketika energi elektromagnetik bertemu dengan material dengan sifat listrik yang sesuai, terutama konduktivitas tinggi. Absorpsi terjadi ketika energi elektromagnetik hilang di dalam material. Dalam aplikasi perisai praktis, kinerja perisai secara keseluruhan dapat dipengaruhi oleh kedua mekanisme tersebut. Alih-alih memperlakukan perisai hanya sebagai ukuran konduktivitas material, standar ASTM D4935 menetapkan efektivitas perisai bersih yang terkait dengan refleksi dan absorpsi.

ASTM D4935 mungkin dapat diterapkan pada material otomotif di mana perisai elektromagnetik sangat penting. Aplikasi potensial meliputi:

• komponen plastik konduktif
• Rumah unit kontrol elektronik
• Komponen baterai dan sistem kelistrikan
• Rumah sensor
• Film dan foil pelindung
• Komponen internal konduktif
• Komposit pelindung elektromagnetik
• Bahan-bahan yang digunakan di sekitar peralatan elektronik sensitif.

Seiring dengan semakin banyaknya kendaraan yang dilengkapi radar, komunikasi nirkabel, sensor, kamera, sistem tegangan tinggi, dan unit kontrol elektronik, kompatibilitas elektromagnetik menjadi semakin penting. Oleh karena itu, standar ASTM D4935 dapat berfungsi sebagai metode karakterisasi tingkat material yang berguna selama pemilihan dan pengembangan material.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan tim yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan klien, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu mereka dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan standar ASTM D4935.