基于分形图案蚀刻屏蔽金属提高磁耦合能量传输效率

2016年第17卷第1期

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《信息与电子工程前沿（英文）》 >> 2016年第17卷第1期 doi: 10.1631/FITEE.1500114

基于分形图案蚀刻屏蔽金属提高磁耦合能量传输效率

1. School of Aerospace, Tsinghua University, Beijing 100084, China
2. National Engineering Laboratory for Neuromodulation, Beijing 100084, China
3. Center of Epilepsy, Beijing Institute for Brain Disorders, Beijing 100084, China

收稿日期： 2015-04-09 录用日期： 2016-01-05 发布日期： 2016-01-11

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摘要

薄金属板通常位于磁耦合能量传输（MCET）系统的耦合路径中。金属中的涡流会降低能量传输效率，甚至可能带来安全隐患。本文介绍了在金属中使用蚀刻的分形图案来抑制涡流并提高效率。仿真和实验结果表明该方法非常有效。分形图案应满足三个特征，即，破坏金属边缘，在高强度磁场区域中进行蚀刻以及在厚度方向上贯穿金属进行蚀刻。不同的分形模式导致不同的结果。通过改变涡流分布，当金属表现出电阻效应时，分形图案槽可减少涡流损耗，而当金属表现出电感效应时，分形图案槽可抑制金属中的感应磁场。多层高电导率金属（例如Cu）中的分形图案缝隙显着降低了感应磁场强度。此外，随着蚀刻层数的增加，传递功率，传递效率，接收效率和涡流损耗都增加。这些结果可通过有效的能量传输和在金属屏蔽设备中的安全使用而使MCET受益。

关键词

分形几何 ; 层状金属屏蔽 ; 涡流效应 ; 磁耦合能量传输