1. 插入损耗定义
插入损耗(Insertion Loss, IL)= 放置样品前后传输系数 S21 的差值(dB),正表示衰减。IL 直接反映材料近场抑制能力,是贴片/隔磁片关键指标。严格定义:IL(dB) = 20·log10(|S21_基准| / |S21_带样|),其中基准是同样夹具不含吸波样品(或含等效非吸波参考片)的传输。需注意 IL 同时含"吸收损耗"与"失配/反射引起的插损",对高 μ' 隔磁片,部分 IL 来自阻抗失配而非纯吸收,解读时要结合 S11/S22 看。对铁氧体吸波贴片,IL 即近场插入损耗,典型 ≥ 6 dB 为合格。
2. 同轴法(ASTM D4935)
把环形/垫片样品夹入同轴夹具,矢网测 S21,覆盖 10 MHz–1.5 GHz。样品需与夹具紧密接触、无间隙,否则结果偏低。ASTM D4935 是平板/环形材料插入损耗的权威同轴法:用 50 Ω 同轴夹具(常见 7 mm、14 mm 口径),样品做成与夹具同截面的环或垫片,矢网在校准后测 S21。该法对铁氧体吸波贴片、隔磁片特别合适,因为它直接给传输衰减而非反射,且频率覆盖铁氧体有效区。注意样品外径须填满夹具内径,否则边缘漏场使 IL 偏低——这是新手最常犯的错误。
3. 夹具校准
先测空夹具(thru)做校准基线,再测带样。定期用标准件校准,记录不确定度。边缘效应与样品厚度误差是主要偏差源。校准步骤:矢网 SOLT 校准到夹具参考面 → 测 thru(无样)得基线 S21_0 → 夹入样品测 S21_样 → IL = S21_0 - S21_样(dB)。夹具需定期用标准垫片/标准件验证,长期漂移大于 0.2 dB 应重新校准。样品厚度用千分尺多点测取平均(公差 ±0.02 mm),厚度误差 5% 可带来 IL 误差 0.3–0.5 dB。
4. 数据处理
给出全频段 IL 曲线,标注峰值频率与典型值(近场 ≥ 6 dB)。对比带/不带样品验证一致性。需要测试报告模板,联系 。数据处理要点:一是画 IL(f) 曲线而非单点,看峰值频率是否覆盖目标频段;二是标注"峰值 IL"与"目标频段内最小 IL",后者才是设计底线;三是扣除夹具与电缆损耗(用 thru 基线);四是多次测量取平均降噪。对隔磁片,还应换算成"耦合抑制 dB"(双端口法测线圈间耦合前后差)。
5. 报告与判读
报告含样品信息、夹具型号、校准、曲线、测试标准(ASTM D4935 / IEC 62333)、不确定度。隔磁片附 μ' / μ'' 与耦合抑制数据。注意 IL 随厚度增而增但有饱和,单点值不足以判定带宽。判读陷阱:供应商给"IL ≥ 10 dB@100 MHz"单点,但你的工作频段是 30–300 MHz,需确认该宽频内 IL 都大于 6 dB;另 IL 饱和现象意味着叠两层 0.3 mm 未必等于单层 0.6 mm 的两倍,需实测。IEC 62333 针对隔磁片磁屏蔽效能,可与 ASTM D4935 互补引用。
6. 样品制备要点
- 样品外径 = 夹具内径(满填,防边缘漏场),公差 -0.05 mm 内;
- 厚度均匀,多点测量取均值,写入报告;
- 背胶样品需确认胶层是否计入——通常测"含胶成品",与设计一致;
- 铁氧体片易碎,裁切用金刚石刀/水刀,避免边缘崩缺引入气隙;
- 同一批次取 3–5 片做代表,防单片偶然。
7. 误差来源与不确定度
| 误差源 | 典型影响 | 控制方法 |
|---|---|---|
| 夹具-样品间隙 | IL 偏低 1–3 dB | 满填、加压夹紧 |
| 厚度测量误差 | 0.3–0.5 dB | 千分尺多点均值 |
| 矢网校准漂移 | 0.2–0.5 dB | SOLT 校准 + 标准件复核 |
| 边缘漏场 | 0.5–2 dB | 外径满填、加扼流 |
| 温漂 | 小于 0.2 dB(室温) | 恒温测试 |
汇总不确定度通常按方和根合成,A 类(重复)+ B 类(系统),报告给出 k=2 扩展不确定度,典型 ±0.5–1.0 dB。要求供应商标注,否则数据不可比。
8. 插入损耗与反射率的区别
IL(ASTM D4935 传输法)测的是"穿过材料的衰减",对应近场抑制/隔磁;反射率(GJB 2038A 弓形法)测的是"表面反射",对应暗室墙面吸波。两者不互相等价:一块高 μ' 隔磁片 IL 很好(导磁抑耦合)但作为暗室瓦反射率未必达标;一块铁氧体瓦反射率低但作为近场贴片 IL 未必最优。选型时按用途选指标——暗室看反射率(GJB 2038A),贴片/隔磁看 IL(ASTM D4935 / IEC 62333)。可司咸波(CoaxWave)四条产品线均按对应标准出报告:瓦/橡胶板/涂料按 GJB 2038A 或 GB/T 26119,贴片/隔磁片按 ASTM D4935 与 IEC 62333。
9. 实测示例
| 样品 | 厚度 | 峰值 IL 频率 | 峰值 IL | 目标频段最小 IL |
|---|---|---|---|---|
| NiZn 吸波贴片 | 0.3 mm | 约 150 MHz | 9 dB | 6 dB(30 MHz–1 GHz) |
| MnZn 隔磁片 | 0.5 mm | 约 100 kHz | 12 dB(耦合抑制) | 8 dB(无线充电频段) |
| NiZn 隔磁片 | 0.2 mm | 13.56 MHz | 7 dB | 5 dB(NFC 频段) |
上表为典型量级的示意,说明 IL 峰值频率必须对齐应用频段,且"最小 IL"才是设计底线。
10. 小结
铁氧体插入损耗测试的核心是"满填夹具、SOLT 校准、全曲非单点、标不确定度":样品外径满填防漏场,矢网 SOLT 校准到夹具面,给全频段 IL 曲线看峰值与最小 IL,报告附 ASTM D4935 / IEC 62333 与扩展不确定度。记住 IL 与反射率不是一回事——贴片看 IL、暗室瓦看反射率。需要 ASTM D4935 测试报告模板或第三方复测对接,把样品规格与频段发到 ,可司咸波(CoaxWave)工程反馈实测数据与曲线。