高導磁合金在無人機應用上的解決方案

一、無人機面臨的電磁問題

• 感測器易受干擾：IMU、磁力計（Compass）靠近馬達/ESC，磁場偏移導致姿態漂移
• 通訊不穩定：GPS、遙控、圖傳在高電流切換下產生雜訊
• 電源噪聲大：BLDC 馬達、ESC 產生寬頻 EMI
• 空間與重量受限：傳統屏蔽材料太厚、太重

二、高導磁合金的關鍵價值

高導磁合金（如 Mu-metal、坡莫合金、奈米晶軟磁合金）具備：

• 極高磁導率 μr → 導引並「吸收」低頻磁場
• 對低頻磁場有效（直流～kHz），這正是無人機馬達與電源的主要干擾頻段
• 可做薄片、箔片、複合結構，利於輕量化

三、重點應用解決方案

1.  IMU / 磁力計屏蔽（最優先）

問題：磁力計被馬達磁場拉偏
作法：

• IMU 外殼加 0.1–0.3 mm 高導磁合金罩
• 與電路板保留 1–2 mm 間隙，避免飽和
  效果：磁偏角誤差可降低 60–90%

2.  馬達與 ESC 局部磁屏蔽

問題：高電流切換造成磁雜訊
作法：

• 在 ESC 與控制板之間加 高導磁片 + 銅箔複合層
• 馬達線束加導磁環（磁通集中）
  效果：降低對 GPS、IMU 的間接干擾

3.  GPS / 通訊模組 EMI 改善

問題：GPS 易受低頻磁場與電源噪聲影響
作法：

• GPS 底部（非天線面）貼 超薄導磁片
• 搭配吸波材（>100 MHz）做頻段分工
  效果：Fix Time 下降、衛星鎖定更穩定

4.  電源模組（PDB / BEC）磁雜訊控制

問題：DC-DC 轉換器磁場外洩
作法：

• 電感外圍包覆導磁合金薄片
• 電源區與感測區物理隔離
  效果：整機 EMI 底噪下降

四、材料選型建議（工程導向）

五、設計關鍵原則

• ❌ 不是越厚越好：過厚易磁飽和、增重
• ✅ 導磁 ≠ 導電：低頻磁場要靠高 μ 材料
• ✅ 分區屏蔽：馬達區、電源區、感測區分離
• ⚠️ 避免彎折與應力：會降低磁導率

六、適用無人機類型

• 工業巡檢 UAV（高可靠姿態）
• 軍警偵察 UAV（抗干擾）
• 物流無人機（GPS 穩定）
• 研究型/ROS UAV（IMU 精度需求高）
  
  

  總結

  高導磁合金是解決無人機「低頻磁干擾」最有效的材料，特別適合 IMU、磁力計、電源與 ESC 的局部精準屏蔽，在不大幅增加重量的前提下，能顯著提升飛控與導航穩定度。