屏蔽技术1电磁屏蔽原理屏蔽的定义利用磁性材料或者低阻

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屏蔽效能用下述方式来定义： (1)用相应的磁场比； (2)用相应的电场比； (3)用场内所讨论的点在屏蔽插入前、后的功 率密度比； • (4)屏蔽前表面入射波场强与这表面辐射出场 强之比，于是 • 屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness)为
影响屏蔽效果的大小的因素：
3. 电磁屏蔽
电磁屏蔽 用金属和磁性材料对电场和磁场即 电磁波进行隔离称之为电磁屏蔽。（这种屏蔽
通常用在10kHz以上高频段中）
• 1．屏蔽原理 ：
• （１)传输线理论：将屏蔽壳体比作为传输线，并认 为辐射场通过金属时，在外表面被反射一部分，部分 在金属内传播：被吸收而受到衰减。（这一理论与行波
在传输线上传播的理论类似，而且计算也方便，精度也高，是 当前广泛采用的一种分析方法。）
金属板的屏蔽效能SE(dB)为SE=A1+A2+A3
A1—吸收损耗(dB)； A2—第一内边界、第二边界的反射功率损耗之和(dB)，A 2=R1+R2； A3—屏蔽的内表面之间的多次反射的因素(dB)。若A1＞15dB时, A3可忽略。
r—干扰源离金属板的距离(m)。
当Al＜10 时，A3可 以直接从 图—37中 查得。
不同电磁波的反射损耗
远场: 377 R ＝ 20 lg 4 Zs
电场:
磁场:
4500 R ＝ 20 lg D f Zs
2 D f R ＝ 20 lg Zs
dB
Zs = 屏蔽体阻抗， D = 屏蔽体到源的距离（m） f = 电磁波的频率（MHz）
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能 （dB） 250
第二章 屏蔽技术
• ２．１电磁屏蔽原理 屏蔽的定义 利用磁性材料或者低阻金属材 料（铝、铜）等制成容器将需要隔离的设备、 装置、电路全部包起来称之为屏蔽。 屏蔽的作用：其一是将容器里的设备、装置、 电路不去干扰容器外边的接收器， 其二是容器外边的电磁干扰源对容器里 边的接收器不构成干扰。 屏蔽的分类：
平面波
150
高频时 电磁波种类 的影响很小
0
0.1k
1k
10k
100k
1M
10M 频率
怎样屏蔽低频磁场？
低频 低频磁场 吸收损耗小 反射损耗小
磁场
高导电材料 高导电材料
高导磁材料
4.非实心型屏蔽
• 应用场合包括： • (1)需要带眼的屏蔽 • (2)需要设置通风孔、电缆或导线的进出孔、 照明孔、照伤孔、加水孔和电表的安装孔等； (3)为便于人们查看而留且的屏蔽不连续。这 种不连续包括紧密连接的两金属面间的接缝 (如两金属板用铆接或螺钉紧固时残留的缝隙) 和两金属扳间置入金属衬垫后形成的开口和 缝隙。
• 1.与屏蔽材料的性能有关， • 2.与辐射频率、屏蔽体与辐射源的距离、以及 壳体上可能存在的各种不连续的形状和数量 有关。 • 在进行屏蔽设计时，应先了解待屏蔽区域屏 蔽前的场强及屏蔽以后允许的场强分别是多 少，两者的差值即为所需的屏蔽效果。
3．Biblioteka Baidu匀屏蔽(金属板屏蔽体)
• 在均匀屏蔽理论中是把金属板屏蔽体看成是 无洞、无孔、无缝隙、地为无限大的均匀平 面，屏蔽效能主要是由屏蔽方式和屏蔽材料 决定的。 • 目前，供评定屏蔽材料用的屏蔽效能计算公 式，常用的是谢昆诺夫公式。它是利用传输 线原理，在屏蔽板是薄的无限大平面和入射 波为垂直入射的横电磁波条件下成立时，用 一段长度为屏蔽板厚度ｔ，特性阻抗为屏蔽 本征阻抗的有损耗传输线代替金属屏蔽板，
要达到静电屏蔽的目的， 一定要将屏蔽壳体接地
要求屏蔽外壳接地电阻愈低愈好。一般设计在1欧以下
2低频磁场屏蔽
从狭义角度，是指甚低频(VLF)和极低频(ELF)的磁场屏 蔽。 主要屏蔽机理是利用高导磁材料具有低磁阻的特性，使 磁场尽可能通过磁阻很小的屏蔽壳体，而尽量不扩散到 外部空间。屏蔽壳体对磁场起磁分路作用。其屏蔽效能 主要取决于屏蔽 材料的磁导率μ；
屏蔽 静电屏蔽：主要防止静电藕合干扰； 磁屏蔽：主要防止低频磁场干扰； 电磁屏蔽：主要防止高频场的干扰。
１．静电屏蔽
• 消除两个设备、装置及电路之间由于分布电 容藕合所产生的静电场干扰称之为静电屏蔽。 • 屏蔽的机理：利用低阻金属材料制成容器使 其内部的电力线不传到外部，而外部的电力 线也不影响到内部，把电场终止在屏蔽壳体 接地来实现 • 由电磁场理论可知，导体在电场中要产生静 电平衡，导体是个等位体，导体表面是个等 位面，即导体内部的静电场为零．也就是说 导体不让电力线通过。
在一定条件下，金属箔越薄， 屏蔽效能越高
• 有人对0.036ｍｍ、0.107ｍｍ和0.249mm三种 不同厚度的电解铜箔屏蔽效能进行实测，结 果表明0.036ｍｍ厚的电解铜箔材料屏蔽效能 最好。由实测可以看出．谢昆诺夫公式在高 频和屏蔽体厚度很薄的情况下是不适用的。 （见课本P５０表２－１） • 频率和厚度又是有关的：由电磁场理论可知， 电磁波在良导体中的衰减很快，用集肤深度δ 表示：
集肤深度δ控制理论
频率高则集肤深度小，就是说屏蔽效果相同时，频 率高，则屏蔽体厚度就小。
趋肤深度举例
反射损耗
R ＝ 20 lg
ZW 4 Zs
同一种材料的阻 抗随频率变
远场：377
近场：取决于源的阻抗
ZS = 3.68 10-7 f r/r
反射损耗与波阻抗有关，波阻抗越高，则反射损耗 越大。
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(2)涡流效应：电磁波在金属壳体上产生感应涡流， 而这些涡流又产生了与原磁场反相的磁场，抵消削弱 了原磁场而达到屏蔽作用。（这种方法忽略磁导率的因子，
误差大，应用受到局限）
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(3)电磁矢量分析：用电磁失量方程来分析，精确度 很高。（由于计算复杂也受到一定限制）
2.2 屏蔽效能
• 屏蔽壳体可以做成金属隔板式、盒式， 也可以作成电缆屏蔽和连接器屏蔽。 • 屏蔽的壳体一般有实芯型、非实芯型(如 金属网)和金属编织带几种类型，后者主 要用作电线的屏蔽。 • 各种屏蔽体的性能，均用该屏蔽体的屏 蔽效果来表示。
随着频率增加，
材料的电导率σ 也起一定作用。 图中A是磁场源，B是接受设备，C是磁场屏蔽体
低频磁场屏蔽材料选择原则：
• (1)屏蔽层的开口或缝隙处不能切断磁力 线（见课本P44图２－７） • (2)屏蔽材料的磁导率要足够高； • (3)屏蔽层数要满足要求； • (4)屏蔽层厚度要厚。 • 不能用于高频，否则，由于磁性损耗导 至导磁率明显下降。