电磁屏蔽的基本原则
电磁屏蔽基本原理介绍
电磁屏蔽基本原理介绍电磁屏蔽是指通过采取一定的措施,将电磁辐射或电磁波的干扰降至可接受的水平的过程。
在现代社会中,电磁辐射已经成为无处不在的存在,如电视、手机、电脑等电子设备都会产生电磁辐射。
然而,过高的电磁辐射会对人体和其他电子设备造成不良影响,因此电磁屏蔽就显得尤为重要。
电磁屏蔽的基本原理可以归纳为两个方面:屏蔽材料和屏蔽结构。
1. 屏蔽材料:屏蔽材料是指用于隔离电磁辐射的材料,常见的屏蔽材料包括金属、导电涂料、导电纤维等。
这些材料具有良好的导电性能,能够吸收或反射电磁波,从而降低电磁辐射的强度。
金属是一种常用的屏蔽材料,如铜、铝等。
金属具有良好的导电性和反射性,能够有效地吸收和反射电磁波。
常见的金属屏蔽材料有金属屏蔽罩、金属屏蔽板等。
导电涂料是一种将导电材料加入到涂料中形成的涂层,具有良好的导电性能。
通过在电子设备的外壳或电路板上涂覆导电涂料,可以形成一层导电膜,起到屏蔽电磁辐射的作用。
导电纤维是一种将导电材料织入纤维中形成的材料,具有良好的导电性能和柔软性。
导电纤维可以用于制作电磁屏蔽布料,可以用于制作电子设备的屏蔽罩或服装等。
2. 屏蔽结构:屏蔽结构是指通过设计合理的结构来实现电磁屏蔽的效果。
常见的屏蔽结构包括屏蔽罩、屏蔽壳、屏蔽膜等。
屏蔽罩是一种金属或导电塑料制成的外壳,可以将电子设备完全包裹在内,从而阻挡电磁波的传播。
屏蔽罩通常具有开口和连接器,以便电子设备与外界进行通信。
屏蔽壳是一种金属或导电塑料制成的外壳,可以将电子设备的关键部件包裹在内,从而阻挡电磁波的干扰。
屏蔽壳通常具有开口和密封装置,以便维修和保养。
屏蔽膜是一种将导电材料涂覆在基材上形成的薄膜,可以用于电子设备的屏蔽。
屏蔽膜具有柔软性和可塑性,可以根据需要进行剪裁和粘贴,方便实现电磁屏蔽。
总结:电磁屏蔽是通过屏蔽材料和屏蔽结构来降低电磁辐射的干扰。
屏蔽材料具有良好的导电性能,能够吸收或反射电磁波;屏蔽结构通过设计合理的结构来实现电磁屏蔽的效果。
抗干扰措施的基本原则
抗干扰措施的基本原则
抗干扰措施的基本原则是在电磁环境中保证设备正常运行,防止干扰对设备造成影响。
以下为抗干扰措施的基本原则:
1. 从源头上防止干扰。
通过设计和选择不易受干扰的设备和电路,在电磁环境中避免产生和辐射干扰信号。
2. 对设备进行屏蔽。
通过金属外壳、屏蔽罩等物理屏蔽措施阻挡干扰信号的入侵,避免对设备的干扰。
3. 采用滤波器。
通过在电源线路、信号线路等位置安装合适的滤波器,滤除干扰信号,保证设备正常运行。
4. 设计地线系统。
建立良好的地线系统,减小地线电阻和电感,避免地回路干扰。
5. 保持设备间距离。
在设备布局和安装时,保持设备间的距离,避免相互干扰。
6. 采用屏蔽材料。
在电磁环境恶劣的情况下,采用特殊的屏蔽材料进行屏蔽,提高设备的抗干扰能力。
综上所述,抗干扰措施的基本原则是通过从源头上防止干扰、物理屏蔽、滤波、地线系统、设备间距离和屏蔽材料等措施,保证设备在电磁环境中正常运行,避免干扰对设备造成影响。
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电磁屏蔽基本原理
1、电磁屏蔽基本原理如图1所示电磁屏蔽的基本原理是:采用低电阻的导体材料,并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗而使电磁波能量的继续传递受到阻碍,起到屏蔽作用。
某些屏蔽材料可将大部分入射波反射掉,利用内部吸收及多重反射损耗掉部分进入材料的电磁波,只允许极少量的电磁波透过材料继续传播。
钢金属结构就起到了电磁屏蔽的作用,会大大影响附近基站对楼内的信号覆盖强度,下面用具体公式证明这一点。
钢金属结构对电磁波的损耗主要由反射损耗和吸收损耗组成。
吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量,吸收损耗计算公式为:AdB=1.314(f×σ×μ) /2×t其中 f:频率(MHz) μ:金属导磁率σ:金属导电率 t:屏蔽罩厚度联通附近基站使用的频率是900MHz,钢的导磁率约为450×10-4左右,钢的导电率约为15.8×10-5左右,钢结构厚度约为0.02米左右。
将上述参数代入公式,吸收损耗约为31dB。
反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。
对于杆状或直线形发射天线而言,离波源越近波阻越高,反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化,因此它不仅取决于波的类型,而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。
近场反射损耗可按下式计算RdB=168+10×lg(σ/μrf)其中 r:波源与屏蔽之间的距离,估算取为200米。
将参数代入公式,得到反射损耗为46.55dB。
因此,由于钢金属结构引起的损耗为吸收损耗和反射损耗之和,即为77.55dB,再加上建筑物其他混凝土结构的损耗20dB,总损耗约为97dB。
2、链路预算下行链路(DownLink)是指基站发,移动台接收的链路。
上行链路(UpLink)是指移动台发,基站接收的链路。
对于GSM900M系统的上下行链路,按照链路预算公式,计算后建筑物内信号电平值为-99dBm左右,基本无法满足正常的通话需求。
电磁屏蔽技术
电磁屏蔽技术电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另外一个区域感应和辐射传播的方法。
屏蔽一般分为两种类型:一类是静电屏蔽,主要用于防治静电场和恒定磁场的影响;另一类是电磁屏蔽,主要用于防治交变电场、交变磁场以及交变电磁场的影响。
静电屏蔽应具有两个基本点,即完善的屏蔽体和良好的接地。
电磁屏蔽不但要求有良好的接地,还要求屏蔽体具有良好的导电连续性,对屏蔽提的导电性要求摇臂静电屏蔽高得多。
因而为了满足电磁兼容性要求,常常用高导电性的材料作为屏蔽材料,如铜板、铜箔、铝板、铝箔、钢板或金属镀层、导电涂层。
在实际的屏蔽中,电磁屏蔽效能变大程度上依赖于机箱的结构,即导电的连续性。
机箱上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源。
穿过机箱的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。
解决机箱缝隙电磁泄漏的方式是在缝隙处用电磁密封衬垫。
电磁密封衬垫是一种导电的弹性材料,它能够保持缝隙处的导电连续性。
常见的电磁密封衬垫有导电橡胶、双重导电橡胶、金属编织网套、螺旋衬垫、定向金属导电橡胶等。
机箱上开口的电磁泄漏与开口的形状、辐射源的特性和辐射源到开口处的距离有关。
通过适当的设计开口尺寸和辐射源到开口的距离能够改善屏蔽效能的要求。
通风口可使用穿孔金属板,只要孔的直径足够小,就能够达到所要求的屏蔽效能。
党对通风量的要求告示,必须使用截止波导通风板(蜂窝板),否则不能兼顾屏蔽和通风量的要求。
如果对屏蔽要求不高,并且环境条件较好,可以一用铝箔支撑的蜂窝板。
这种产品价格低,但强度差,容易损坏。
如果对屏蔽的要求高,或环境恶劣(如军用环境),则要求使用通知或钢制蜂窝板,这种产品各方面性能优越,但价格昂贵。
诸如计算机显示屏蔽等,纪要满足视觉要求,又要满足放电磁泄漏要求。
通常在显示屏前假装高性能屏蔽视窗。
屏蔽机箱上决不允许有导线直接穿过。
当导线必须穿过机箱时,一定要使用适当的滤波器,或对到先进性适当的屏蔽。
干扰抑制滤波技术滤波技术的基本用途是选择信号和抑制干扰,为实现这两大功能而设计的网络称为滤波器。
电磁屏蔽方案
电磁屏蔽方案引言随着现代电子设备的广泛应用,电磁辐射对人体健康和电子设备稳定性产生了越来越大的影响。
为了减少电磁辐射对设备和人体的损害,电磁屏蔽成为了一项重要的技术。
本文将介绍电磁屏蔽的基本原理,并提出一种电磁屏蔽方案。
电磁屏蔽的基本原理电磁屏蔽是通过遮蔽或吸收电磁辐射来减少其对特定区域的影响。
电磁屏蔽的基本原理包括以下几方面:1.遮蔽:利用导电材料对电磁波的反射和吸收来减少辐射的传播范围。
导电材料通常具有良好的电磁波吸收和反射能力,如铁、铜、铝等。
2.吸收:通过在电磁辐射传播路径上安装吸波材料,将电磁波转化为热能或其他形式的能量,从而减少辐射的传播和影响范围。
常见的吸波材料包括碳纤维、石墨等。
3.屏蔽结构:设计屏蔽结构,如金属屏蔽箱、屏蔽罩等来阻挡电磁波的传播路径,从而减少辐射的影响范围。
屏蔽结构通常由导电材料构成,以实现对电磁波的反射和吸收。
电磁屏蔽方案设计针对电磁屏蔽的设计,需要考虑以下几个方面:1.辐射源的特性:首先需要对辐射源的特性进行分析,包括频率、功率、辐射方向等。
根据辐射源的特性,选择合适的屏蔽材料和屏蔽结构。
2.屏蔽材料的选择:根据辐射的频率和功率,选择合适的导电材料作为屏蔽材料。
常见的导电材料有铁、铜、铝等。
根据屏蔽需求的不同,还可以考虑使用吸波材料来增强屏蔽效果。
3.屏蔽结构的设计:根据实际需求和可行性,设计合适的屏蔽结构,如屏蔽箱、屏蔽罩等。
屏蔽结构需要覆盖辐射源和受辐射区域,确保电磁波无法传播到目标区域。
4.接地和连接:为了增强屏蔽效果,需要对屏蔽结构进行接地处理,保证导电材料的导电性能。
同时,需要合理连接屏蔽结构和受辐射设备,确保屏蔽结构与设备之间的连续性。
电磁屏蔽方案应用和效果电磁屏蔽方案可以应用于各种需要防止电磁辐射的场合,如医院、实验室、航空航天等。
通过合理设计和实施电磁屏蔽方案,可以有效减少电磁辐射对设备和人体的影响,保障设备的正常工作和人体的健康。
电磁屏蔽方案的效果取决于屏蔽材料、屏蔽结构和接地等因素。
电磁屏蔽基本原理介绍
之阳早格格创做正在电子设备及电子产品中,电磁搞扰(Electromagnetic Interference)能量通过传导性耦合战辐射性耦合去举止传输.为谦脚电磁兼容性央供,对付传导性耦合需采与滤波技能,即采与EMI滤波器件加以压制;对付辐射性耦合则需采与屏蔽技能加以压制.正在目前电磁频谱日趋聚集、单位体积内电磁功率稀度慢遽减少、下矮电仄器件大概设备洪量混同使用等果素而引导设备及系统电磁环境日益逆转的情况下,其要害性便隐得更为超过.屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体,将电磁波限制于某一天区内的一种要领.由于辐射源分为近区的电场源、磁场源战近区的仄里波,果此屏蔽体的屏蔽本能依据辐射源的分歧,正在资料采用、结构形状战对付孔缝揭收统制等圆里皆有所分歧.正在安排中要达到所需的屏蔽本能,则需最先决定辐射源,精确频次范畴,再根据各个频段的典型揭收结构,决定统制果素,从而采用妥当的屏蔽资料,安排屏蔽壳体.屏蔽体对付辐射搞扰的压制本领用屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness)去衡量,屏蔽效能的定义:不屏蔽体时,从辐射搞扰源传输到空间某一面(P)的场强1(1)战加进屏蔽体后,辐射搞扰源传输到空间共一面(P)的场强2(2)之比,用dB(分贝)表示.图1 屏蔽效能定义示企图屏蔽效能表白式为 (dB) 大概(dB)工程中,本量的辐射搞扰源大概分为二类:类似于对付称振子天线的非关合载流导线辐射源战类似于变压器绕组的关合载流导线辐射源.由于电奇极子战磁奇极子是上述二类源的最基础形式,本量的辐射源正在空间某面爆收的场,均可由若搞个基基础的场叠加而成(图2).果此通过对付电奇极子战磁奇极子所爆收的场举止分解,便可得出本量辐射源的近近场及波阻抗战近、近场的场个性,从而为屏蔽分类提供劣良的表里依据.图2 二类基基础正在空间所爆收的叠加场近近场的区分是根据二类基基础的场随1/r(场面至源面的距离)的变更而决定的,为近近场的分界面,二类源正在近近场的场个性及传播个性均有所分歧.表1 二类源的场与传播个性场源典型近场()近场( )场个性传播个性场个性传播个性电奇极子非仄里波以衰减仄里波以衰减磁奇极子非仄里波以衰减仄里波以衰减波阻抗为空间某面电场强度与磁场强度之比,场源分歧、近近场分歧,则波阻抗也有所分歧,表2与图3分别用图表给出了的波阻抗个性.表2 二类源的波阻抗波阻抗(Ω)场源典型近场()近场()电奇极子120π120π磁奇极子120π120π能量稀度包罗电场分量能量稀度战磁场分量能量稀度,通过对付由共一场源所爆收的电场、磁场分量的能量稀度举止比较,不妨决定场源正在分歧天区内何种分量占主要成份,以便决定简曲的屏蔽分类.能量稀度的表白式由下列公式给出:电场分量能量稀度磁场分量能量稀度场源总能量稀度表3 二类源的能量稀度能量稀度比较场源典型近场()近场()电奇极子磁奇极子表3给出了二种场源正在近、近场的能量稀度.从表中不妨瞅出,二类源的近场有很大的辨别,电奇极子的近场能量主要为电场分量,可忽略磁场分量;磁奇极子的近场能量主要为磁场分量,可忽略电场分量;二类源正在近场时,电场、磁场分量均必须共时思量.屏蔽典型依据上述分解不妨举止以下分类:表4 屏蔽分类场源典型近场()近场()电奇极子(非关合载流导线)电屏蔽(包罗静电屏蔽)电磁屏蔽磁奇极子(关合载流导线)磁屏蔽(包罗恒定磁场屏蔽)电磁屏蔽电屏蔽的真量是减小二个设备(大概二个电路、组件、元件)间电场感触的效用.电屏蔽的本理是正在包管劣良交天的条件下,将搞扰源所爆收的搞扰末止于由良导机制成的屏蔽体.果此,交天劣良及采用良导体搞为屏蔽体是电屏蔽是可起效用的二个关键果素.磁屏蔽的本理是由屏蔽体对付搞扰磁场提供矮磁阻的磁通路,从而对付搞扰磁场举止分流,果而采用钢、铁、坡莫合金等下磁导率的资料战安排盒、壳等启关壳体成为磁屏蔽的二个关键果素.电磁屏蔽的本理是由金属屏蔽体通过对付电磁波的反射战吸支去屏蔽辐射搞扰源的近区场,即共时屏蔽场源所爆收的电场战磁场分量.由于随着频次的删下,波少变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相称,从而引导屏蔽体的孔缝揭收成为电磁屏蔽最关键的统制果素.屏蔽体的揭收耦合结构与所需压制的电磁波频次稀切相关,三类屏蔽所波及的频次范畴及统制果素如表5所示:表5 揭收耦合结构与统制果素本量屏蔽体上共时存留多个揭收耦合结构(n个),设机箱交缝、透气孔、屏蔽体壁板等各揭收耦合结构的单独屏蔽效能(如只思量交缝)为SEi(i=1,2,…,n),则屏蔽体总的屏蔽效能由上式不妨瞅出,屏蔽体的屏蔽效能是由各个揭收耦合结构中爆收最大揭收耦合的结构所决断的,即由屏蔽最单薄的关节所决断的.果此举止屏蔽安排时,精确分歧频段的揭收耦合结构,决定最大揭收耦合果素是其主要的安排准则.正在三类屏蔽中,磁屏蔽战电磁屏蔽的易度较大.更加是电磁屏蔽安排中的孔缝揭收压制最为关键,成为屏蔽安排中应沉面思量的主要果素.图4 典型机柜结构示企图根据孔耦合表里,决断孔缝揭收量的果素主要有二个:孔缝里积战孔缝最大线度尺寸.二者皆大,则揭收最为宽沉;里积小而最大线度尺寸大则电磁揭收仍旧较大.图4所示为一典型机柜示企图,上头的孔缝主要分为四类:●机箱(机柜)交缝该类缝虽然里积不大,然而其最大线度尺寸即缝少却非常大,由于维建、开开等节制,以致该类缝成为电子设备中屏蔽易度最大的一类孔缝,采与导电衬垫等特殊屏蔽资料不妨灵验天压制电磁揭收.该类孔缝屏蔽安排的关键正在于:合理天采用导电衬垫资料并举止适合的变形统制.●透气孔该类孔里积战最大线度尺寸较大,透气孔安排的关键正在于透气部件的采用与拆置结构的安排.正在谦脚透气本能的条件下,应尽大概采用屏效较下的屏蔽透气部件.●瞅察孔与隐现孔该典型孔里积战最大线度尺寸较大,其安排的关键正在于屏蔽透光资料的采用与拆置结构的安排.●连交器与机箱交缝那类缝的里积与最大线度尺寸均不大,然而由于正在下频时引导连交器与机箱的交触阻抗慢遽删大,从而使得屏蔽电缆的共模传导收射变大,往往引导所有设备的辐射收射出现超标,为此应采与导电橡胶等连交器导电衬垫.综上所述,孔缝压制的安排重心归纳为:●合理采用屏蔽资料;●合理安排拆置互连结构.电磁屏蔽电磁屏蔽是办理电磁兼容问题的要害脚法之一.大部分电磁兼容问题皆不妨通过电磁屏蔽去办理.用电磁屏蔽的要领去办理电磁搞扰问题的最大用处是不会效用电路的仄常处事,果此不需要对付电路搞所有建改.1 采用屏蔽资料屏蔽体的灵验性用屏蔽效能去度量.屏蔽效能是不屏蔽时空间某个位子的场强E1与有屏蔽时该位子的场强E2的比值,它表征了屏蔽体对付电磁波的衰减程度.用于电磁兼容脚法的屏蔽体常常能将电磁波的强度衰减到本去的百分之一至百万分之一,果此通时常使用分贝去表述屏蔽效能,那时屏蔽效能的定义公式为:SE = 20 lg ( E1/ E2 ) (dB) 用那个定义式只可尝试屏蔽资料的屏蔽效能,而无法决定该当使用什么资料搞屏蔽体.要决定使用什么资料制制屏蔽体,需要相识资料的屏蔽效能与资料的什么个性参数有关.工程中真用的表征资料屏蔽效能的公式为:SE = A + R (dB) 式中的A称为屏蔽资料的吸支耗费,是电磁波正在屏蔽资料中传播时爆收的,估计公式为:A=3.34t(fμrσr)(dB) t = 资料的薄度,μr = 资料的磁导率,σr = 资料的电导率,对付于特定的资料,那些皆是已知的.f = 被屏蔽电磁波的频次.式中的R称为屏蔽资料的反射耗费,是当电磁波进射到分歧媒量的分界里时爆收的,估计公式为:R=20lg(ZW/ZS)(dB) 式中,Zw=电磁波的波阻抗,Zs=屏蔽资料的个性阻抗.电磁波的波阻抗定义为电场分量与磁场分量的比值:Zw = E / H.正在距离辐射源较近(<λ/2π,称为近场区)时,波阻抗的值与决于辐射源的本量、瞅测面到源的距离、介量个性等.若辐射源为大电流、矮电压(辐射源电路的阻抗较矮),则爆收的电磁波的波阻抗小于377,称为矮阻抗波,大概磁场波.若辐射源为下电压,小电流(辐射源电路的阻抗较下),则波阻抗大于377,称为下阻抗波大概电场波.关于近场区内波阻抗的简曲估计公式本文不予叙述,免得冲浓中心,感兴趣的读者不妨参照有关电磁场圆里的参照书籍.当距离辐射源较近(>λ/2π,称为近场区)时,波波阻抗仅与电场波传播介量有关,其数值等于介量的个性阻抗,气氛为377Ω.屏蔽资料的阻抗估计要领为:|ZS|=3.68×107(fμr/σr) (Ω) f=进射电磁波的频次(Hz),μr=相对付磁导率,σr=相对付电导率从上头几个公式,便不妨估计出百般屏蔽资料的屏蔽效能了,为了便当安排,底下给出一些定性的论断.●正在近场区安排屏蔽时,要分别思量电场波战磁场波的情况;●屏蔽电场波时,使用导电性好的资料,屏蔽磁场波时,使用导磁性好的资料;●共一种屏蔽资料,对付于分歧的电磁波,屏蔽效能使分歧的,对付电场波的屏蔽效能最下,对付磁场波的屏蔽效能最矮,也便是道,电场波最简单屏蔽,磁场波最易屏蔽;●普遍情况下,资料的导电性战导磁性越好,屏蔽效能越下;●屏蔽电场波时,屏蔽体尽管靠拢辐射源,屏蔽磁场源时,屏蔽体尽管近离磁场源;有一种情况需要特天注意,那便是1kHz以下的磁场波.那种磁场波普遍由大电流辐射源爆收,比圆,传输大电流的电力线,大功率的变压器等.对付于那种频次很矮的磁场,只可采与下导磁率的资料举止屏蔽,时常使用的资料是含镍80%安排的坡莫合金.2 孔洞战漏洞的电磁揭收与对付策普遍除了矮频磁场中,大部分金属资料不妨提供100dB 以上的屏蔽效能.然而正在本量中,罕睹的情况是金属搞成的屏蔽体,并不那样下的屏蔽效能,以至险些不屏蔽效能.那是果为许多安排人员不相识电磁屏蔽的关键.最先,需要相识的是电磁屏蔽与屏蔽体交天与可并不关系.那与静电场的屏蔽分歧,正在静电中,只消将屏蔽体交天,便不妨灵验天屏蔽静电场.而电磁屏蔽却与屏蔽体交天与可无关,那是必须精确的.电磁屏蔽的关键面有二个,一个是包管屏蔽体的导电连绝性,即所有屏蔽体必须是一个完备的、连绝的导电体.另一面是不克不迭有脱过机箱的导体.对付于一个本量的机箱,那二面真止起去皆非常艰易.最先,一个真用的机箱上会有很多孔洞战孔缝:透气心、隐现心、拆置百般安排杆的开心、分歧部分分离的漏洞等.屏蔽安排的主要真量便是怎么样妥擅处理那些孔缝,共时不会效用机箱的其余本能(好瞅、可维性、稳当性).其次,机箱上经常会有电缆脱出(进),起码会有一条电源电缆.那些电缆会极天里妨害屏蔽体,使屏蔽体的屏蔽效能落矮数格中贝.妥擅处理那些电缆是屏蔽安排中的要害真量之一(脱过屏蔽体的导体的妨害奇尔比孔缝的妨害更大).当电磁波进射到一个孔洞时,其效用相称于一个奇极天线(图1),当孔洞的少度达到λ/2时,其辐射效用最下(与孔洞的宽度无关),也便是道,它不妨将激励孔洞的局部能量辐射进去.对付于一个薄度为0资料上的孔洞,正在近场区中,最坏情况下(制成最大揭收的极化目标)的屏蔽效能(本量情况下屏蔽效能大概会更大一些)估计公式为:SE=100 20lgL 20lg f + 20lg [1 + 2.3lg(L/H)] (dB) 若L ≥λ/2,SE = 0 (dB) 式中各量:L = 漏洞的少度(mm),H = 漏洞的宽度(mm),f = 进射电磁波的频次(MHz).正在近场区,孔洞的揭收还与辐射源的个性有关.当辐射源是电场源时,孔洞的揭收比近场时小(屏蔽效能下),而当辐射源是磁场源时,孔洞的揭收比近场时要大(屏蔽效能矮).近场区,孔洞的电磁屏蔽估计公式为:若ZC >(7.9/D·f):SE = 48 + 20lg ZC 20lgL·f+ 20lg [1 + 2.3lg (L/H) ] 若Zc<(7.9/D·f):SE = 20lg [ (D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ]式中:Zc=辐射源电路的阻抗(Ω),D = 孔洞到辐射源的距离(m),L、H = 孔洞少、宽(mm),f = 电磁波的频次(MHz)证明:● 正在第二个公式中,屏蔽效能与电磁波的频次不关系.● 大普遍情况下,电路谦脚第一个公式的条件,那时的屏蔽效能大于第二中条件下的屏蔽效能.● 第二个条件中,假设辐射源是杂磁场源,果此不妨认为是一种正在最坏条件下,对付屏蔽效能的守旧估计.● 对付于磁场源,屏蔽效能与孔洞到辐射源的距离有关,距离越近,则揭收越大.那面正在安排时一定要注意,磁场辐射源一定要尽管近离孔洞.多个孔洞的情况当N个尺寸相共的孔洞排列正在所有,而且相距很近(距离小于λ/2)时,制成的屏蔽效能下落为20lgN1/2.正在分歧里上的孔洞不会减少揭收,果为其辐射目标分歧,那个个性不妨正在安排中用去预防某一个里的辐射过强.除了使孔洞的尺寸近小于电磁波的波少,用辐射源尽管近离孔洞等要领减小孔洞揭收以中,减少孔洞的深度也不妨减小孔洞的揭收,那便是停止波导的本理.普遍情况下,屏蔽机箱上分歧部分的分离处不可能真足交触,只可正在某些面交触上,那形成了一个孔洞阵列.漏洞是制成屏蔽机箱屏蔽效能落级的主要本果之一.减小漏洞揭收的要领有:● 减少导电交触面、减小漏洞的宽度,比圆使用板滞加工的脚法(如用铣床加工交触表面)去减少交触里的仄坦度,减少紧固件(螺钉、铆钉)的稀度;● 加大二块金属板之间的沉叠里积;● 使用电磁稀启衬垫,电磁稀启衬垫是一种弹性的导电资料.如果正在漏洞处拆置上连绝的电磁稀启衬垫,那么,对付于电磁波而止,便如共正在液体容器的盖子上使用了橡胶稀启衬垫后不会爆收液体揭收一般,不会爆收电磁波的揭收.3 脱过屏蔽体的导体的处理制成屏蔽体做废的另一个主要本果是脱过屏蔽体的导体.正在本量中,很多结构上很周到的屏蔽机箱(机柜)便是由于有导体曲交脱过屏蔽箱而引导电磁兼容考查波折,那是缺累电磁兼容体味的安排师感触狐疑的典型问题之一.推断那种问题的要领是将设备上正在考查中不需要连交的电缆拔下,如果电磁兼容问题消得,证明电缆是引导问题的果素.办理那个问题有二个要领:● 对付于传输频次较矮的旗号的电缆,正在电缆的端心处使用矮通滤波器,滤除电缆上不需要的下频频次身分,减小电缆爆收的电磁辐射(果为下频电流最简单辐射).那共样也能预防电缆上感触到的环境噪声传进设备内的电路.● 对付于传输频次较下的旗号的电缆,矮通滤波器大概会引导旗号得真,那时只可采与屏蔽的要领.然而要注意屏蔽电缆的屏蔽层要360°拆交,那往往是很易的.正在电缆端心拆置矮通滤波器有二个要领● 拆置正在线路板上,那种要领的便宜是经济,缺面是下频滤波效验短好.隐然,那个缺面对付于那种用途的滤波器是格中致命的,果为,咱们使用滤波器的脚法便是滤除简单引导辐射的下频旗号,大概者空间的下频电磁波正在电缆上感触的电流.● 拆置正在里板上,那种滤波器曲交拆置正在屏蔽机箱的金属里板上,如馈通滤波器、滤波阵列板、滤波连交器等.由于曲交拆置正在金属里板上,滤波器的输进、输出之间真足断绝,交天劣良,导线上的搞扰正在机箱端心上被滤除,果此滤波效验格中理念.缺面是拆置需要一定的结构协共,那必须正在安排初期举止思量.由于新颖电子设备的处事频次越去越下,对付付的电磁搞扰频次也越去越下,果此正在里板上拆置搞扰滤波器成为一种趋势.一种使用格中便当、本能格中劣良的器件便是滤波连交器.滤波连交器的形状与一般连交器的形状真足相共,不妨曲交替换.它的每根插针大概孔上有一个矮通滤波器.矮通滤波器不妨是简朴的单电容电路,也不妨是较搀杂的电路.办理电缆上搞扰的一个格中简朴的要领是正在电缆上套一个铁氧体磁环,那个要领虽然往往灵验,然而是有一些条件.许多人对付铁氧体寄予了过下憧憬,只消一逢到电缆辐射的问题,便正在电缆上套铁氧体,往往会得视.铁氧体磁环的效验预测公式为:共模辐射革新 =20lg(加磁环后的共模环路阻抗/加磁环前的共模环路阻抗)比圆,如果出加铁氧体时的共模环路阻抗为100Ω,加了铁氧体以去为1000Ω,则共模辐射革新为20dB.证明:奇尔套上铁氧体后,电磁辐射并不明隐的革新,那本去纷歧定是铁氧体不起效用,而大概是除了那根电缆以中,另有其余辐射源.正在电缆上使用铁氧体磁环时,要注意下列一些问题:● 磁环的内径尽管小● 磁环的壁尽管薄● 磁环尽管少● 磁环尽管拆置正在电缆的端头处金属屏蔽效用可用屏蔽效用(SE)对付屏蔽罩的适用性举止评估,其单位是分贝,估计公式为SEdB=A+R+B 其中A:吸支耗费(dB) R:反射耗费(dB) B:矫正果子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存留多个反射的情况)一个简朴的屏蔽罩会使所爆收的电磁场强度落至最初的格中之一,即SE 等于20dB;而有些场合大概会央供将场强落至为最初的十万分之一,即SE要等于100dB. 吸支耗费是指电磁波脱过屏蔽罩时能量耗费的数量,吸支耗费估计式为AdB=1.314(f×σ×μ)1/2×t其中f:频次(MHz) μ:铜的导磁率σ:铜的导电率t:屏蔽罩薄度反射耗费(近场)的大小与决于电磁波爆收源的本量以及与波源的距离.对付于杆状大概曲线形收射天线而止,离波源越近波阻越下,而后随着与波源距离的减少而下落,然而仄里波阻则无变更(恒为377). 差异,如果波源是一个小型线圈,则此时将以磁场为主,离波源越近波阻越矮.波阻随着与波源距离的减少而减少,然而当距离超出波少的六分之一时,波阻不再变更,恒定正在377处.反射耗费随波阻与屏蔽阻抗的比率变更,果此它不然而与决于波的典型,而且与决于屏蔽罩与波源之间的距离.那种情况适用于小型戴屏蔽的设备. 近场反射耗费可按下式估计R(电)dB=321.8(20×lg r)(30×lg f)[10×lg(μ/σ)] R(磁)dB=14.6+(20×lg r)+(10×lg f)+[10×lg(μ/σ)]其中r:波源与屏蔽之间的距离. SE算式末尾一项是矫正果子B,其估计公式为B=20lg[exp(2t/σ)]此式仅适用于近磁场环境而且吸支耗费小于10dB的情况.由于屏蔽物吸功效用不下,其里里的再反射会使脱过屏蔽层另部分的能量减少,所以矫正果子是个背数,表示屏蔽效用的下落情况.EMI压制战术惟犹如金属战铁之类导磁率下的资料才搞正在极矮频次下达到较下屏蔽效用.那些资料的导磁率会随着频次减少而落矮,其余如果初初磁场较强也会使导磁率落矮,另有便是采与板滞要领将屏蔽罩做成确定形状共样会落矮导磁率.综上所述,采用用于屏蔽的下导磁性资料非常搀杂,常常要背EMI屏蔽资料供应商以及有关接洽机构觅供办理规划. 正在下频电场下,采与薄层金属动做中壳大概内衬资料可达到劣良的屏蔽效验,然而条件是屏蔽必须连绝,并将敏感部分真足覆挡住,不缺心大概漏洞(产死一个法推第笼).然而正在本量中要制制一个无交缝及缺心的屏蔽罩是不可能的,由于屏蔽罩要分成多个部分举止创制,果此便会有漏洞需要交合,其余常常还得正在屏蔽罩上挨孔以便拆置与插卡大概拆置组件的连线.安排屏蔽罩的艰易正在于制制历程中不可预防会爆收孔隙,而且设备运止历程中还会需要用到那些孔隙.制制、里板连线、透气心、中部监测窗心以及里板拆置组件等皆需要正在屏蔽罩上挨孔,从而大大落矮了屏蔽本能.纵然沟槽战漏洞不可预防,然而正在屏蔽安排中对付与电路处事频次波少有关的沟槽少度做小心思量是很有用处的. 任一频次电磁波的波少为: 波少(λ)=光速(C)/频次(Hz) 当漏洞少度为波少(停止频次)的一半时,RF波开初以20dB/10倍频(1/10停止频次)大概6dB/8倍频(1/2停止频次)的速率衰减.常常RF收射频次越下衰减越宽沉,果为它的波少越短.当波及到最下频次时,必须要思量大概会出现的所有谐波,不过本量上只需思量一次及二次谐波即可.一朝相识了屏蔽罩内RF辐射的频次及强度,便可估计出屏蔽罩的最大允许漏洞战沟槽.比圆如果需要对付1GHz(波少为300mm)的辐射衰减26dB,则150mm的漏洞将会开初爆收衰减,果此当存留小于150mm的漏洞时,1GHz辐射便会被衰减.所以对付1GHz频次去道,若需要衰减20dB,则漏洞应小于15 mm(150mm的1/10),需要衰减26dB时,漏洞应小于7.5 mm(15mm的1/2以上),需要衰减32dB 时,漏洞应小于 3.75 mm(7.5mm的1/2以上).可采与符合的导电衬垫使漏洞大小规定正在确定尺寸内,从而真止那种衰减效验. 定正在确定尺寸内,从而真止那种衰减效验.。
电磁屏蔽基本原理介绍
之袁州冬雪创作在电子设备及电子产品中,电磁干扰(Electromagnetic Interference)能量通过传导性耦合和辐射性耦合来停止传输.为知足电磁兼容性要求,对传导性耦合需采取滤波技术,即采取EMI滤波器件加以抑制;对辐射性耦合则需采取屏蔽技术加以抑制.在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下,其重要性就显得更为突出.屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体,将电磁波局限于某一区域内的一种方法.由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波,因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的分歧,在资料选择、布局形状和对孔缝泄漏节制等方面都有所分歧.在设计中要达到所需的屏蔽性能,则需首先确定辐射源,明白频率范围,再根据各个频段的典型泄漏布局,确定节制要素,进而选择恰当的屏蔽资料,设计屏蔽壳体.屏蔽体对辐射干扰的抑制才能用屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness)来衡量,屏蔽效能的定义:没有屏蔽体时,从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强1(1)和加入屏蔽体后,辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强2(2)之比,用dB(分贝)暗示.图1 屏蔽效能定义示意图屏蔽效能表达式为(dB) 或(dB)工程中,实际的辐射干扰源大致分为两类:近似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和近似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源.由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的最基本形式,实际的辐射源在空间某点发生的场,都可由若干个基根源的场叠加而成(图2).因此通过对电偶极子和磁偶极子所发生的场停止分析,便可得出实际辐射源的远近场及波阻抗和远、近场的场特性,从而为屏蔽分类提供杰出的实际依据.图2 两类基根源在空间所发生的叠加场远近场的划分是根据两类基根源的场随1/r(场点至源点的间隔)的变更而确定的,为远近场的分界点,两类源在远近场的场特征及传播特性均有所分歧.表1 两类源的场与传播特性场源类型近场()远场( )场特性传播特性场特性传播特性电偶极子非平面波以衰减平面波以衰减磁偶极子非平面波以衰减平面波以衰减波阻抗为空间某点电场强度与磁场强度之比,场源分歧、远近场分歧,则波阻抗也有所分歧,表2与图3分别用图表给出了的波阻抗特性.表2 两类源的波阻抗波阻抗(Ω)场源类型近场()远场()电偶极子120π120π磁偶极子120π120π能量密度包含电场分量能量密度和磁场分量能量密度,通过对由同一场源所发生的电场、磁场分量的能量密度停止比较,可以确定场源在分歧区域内何种分量占主要成份,以便确定详细的屏蔽分类.能量密度的表达式由下列公式给出:电场分量能量密度磁场分量能量密度场源总能量密度表3 两类源的能量密度能量密度比较场源类型近场()远场()电偶极子磁偶极子表3给出了两种场源在远、近场的能量密度.从表中可以看出,两类源的近场有很大的区别,电偶极子的近场能量主要为电场分量,可忽略磁场分量;磁偶极子的近场能量主要为磁场分量,可忽略电场分量;两类源在远场时,电场、磁场分量均必须同时思索.屏蔽类型依据上述分析可以停止以下分类:表4 屏蔽分类场源类型近场()远场()电偶极子(非闭合载流导线)电屏蔽(包含静电屏蔽)电磁屏蔽磁偶极子(闭合载流导线)磁屏蔽(包含恒定磁场屏蔽)电磁屏蔽电屏蔽的实质是减小两个设备(或两个电路、组件、元件)间电场感应的影响.电屏蔽的原理是在包管杰出接地的条件下,将干扰源所发生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体.因此,接地杰出及选择良导体做为屏蔽体是电屏蔽可否起作用的两个关键因素.磁屏蔽的原理是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路,从而对干扰磁场停止分流,因而选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的资料和设计盒、壳等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素.电磁屏蔽的原理是由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的远区场,即同时屏蔽场源所发生的电场和磁场分量.由于随着频率的增高,波长变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相当,从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽最关键的节制要素.屏蔽体的泄漏耦合布局与所需抑制的电磁波频率紧密亲密相关,三类屏蔽所涉及的频率范围及节制要素如表5所示:表5 泄漏耦合布局与节制要素实际屏蔽体上同时存在多个泄漏耦合布局(n个),设机箱接缝、通风孔、屏蔽体壁板等各泄漏耦合布局的单独屏蔽效能(如只思索接缝)为SEi(i=1,2,…,n),则屏蔽体总的屏蔽效能由上式可以看出,屏蔽体的屏蔽效能是由各个泄漏耦合布局中发生最大泄漏耦合的布局所决议的,即由屏蔽最单薄的环节所决议的.因此停止屏蔽设计时,明白分歧频段的泄漏耦合布局,确定最大泄漏耦合要素是其首要的设计原则.在三类屏蔽中,磁屏蔽和电磁屏蔽的难度较大.尤其是电磁屏蔽设计中的孔缝泄漏抑制最为关键,成为屏蔽设计中应重点思索的首要因素.图4 典型机柜布局示意图根据孔耦合实际,决议孔缝泄漏量的因素主要有两个:孔缝面积和孔缝最大线度尺寸.二者皆大,则泄漏最为严重;面积小而最大线度尺寸大则电磁泄漏仍然较大.图4所示为一典型机柜示意图,上面的孔缝主要分为四类:●机箱(机柜)接缝该类缝虽然面积不大,但其最大线度尺寸即缝长却非常大,由于维修、开启等限制,致使该类缝成为电子设备中屏蔽难度最大的一类孔缝,采取导电衬垫等特殊屏蔽资料可以有效地抑制电磁泄漏.该类孔缝屏蔽设计的关键在于:合理地选择导电衬垫资料并停止适当的变形节制.●通风孔该类孔面积和最大线度尺寸较大,通风孔设计的关键在于通风部件的选择与装配布局的设计.在知足通风性能的条件下,应尽可以选用屏效较高的屏蔽通风部件.●观察孔与显示孔该类型孔面积和最大线度尺寸较大,其设计的关键在于屏蔽透光资料的选择与装配布局的设计.●毗连器与机箱接缝这类缝的面积与最大线度尺寸均不大,但由于在高频时导致毗连器与机箱的接触阻抗急剧增大,从而使得屏蔽电缆的共模传导发射变大,往往导致整个设备的辐射发射出现超标,为此应采取导电橡胶等毗连器导电衬垫.综上所述,孔缝抑制的设计要点归纳为:●合理选择屏蔽资料;●合理设计装置互连布局.电磁屏蔽电磁屏蔽是处理电磁兼容问题的重要手段之一.大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来处理.用电磁屏蔽的方法来处理电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作,因此不需要对电路做任何修改.1 选择屏蔽资料屏蔽体的有效性用屏蔽效能来度量.屏蔽效能是没有屏蔽时空间某个位置的场强E1与有屏蔽时该位置的场强E2的比值,它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度.用于电磁兼容目标的屏蔽体通常能将电磁波的强度衰减到原来的百分之一至百万分之一,因此通常常使用分贝来表述屏蔽效能,这时屏蔽效能的定义公式为:SE = 20 lg ( E1/ E2 ) (dB) 用这个定义式只能测试屏蔽资料的屏蔽效能,而无法确定应该使用什么资料做屏蔽体.要确定使用什么资料制造屏蔽体,需要知道资料的屏蔽效能与资料的什么特性参数有关.工程中实用的表征资料屏蔽效能的公式为:SE = A + R (dB)式中的A称为屏蔽资料的吸收损耗,是电磁波在屏蔽资猜中传播时发生的,计算公式为:A=3.34t(fμrσr)(dB) t = 资料的厚度,μr = 资料的磁导率,σr = 资料的电导率,对于特定的资料,这些都是已知的.f = 被屏蔽电磁波的频率.式中的R称为屏蔽资料的反射损耗,是当电磁波入射到分歧媒质的分界面时发生的,计算公式为:R=20lg(ZW/ZS)(dB) 式中,Zw=电磁波的波阻抗,Zs=屏蔽资料的特性阻抗.电磁波的波阻抗定义为电场分量与磁场分量的比值:Zw = E / H.在间隔辐射源较近(<λ/2π,称为近场区)时,波阻抗的值取决于辐射源的性质、观测点到源的间隔、介质特性等.若辐射源为大电流、低电压(辐射源电路的阻抗较低),则发生的电磁波的波阻抗小于377,称为低阻抗波,或磁场波.若辐射源为高电压,小电流(辐射源电路的阻抗较高),则波阻抗大于377,称为高阻抗波或电场波.关于近场区内波阻抗的详细计算公式本文不予阐述,以免冲淡主题,感兴趣的读者可以参考有关电磁场方面的参考书.当间隔辐射源较远(>λ/2π,称为远场区)时,波波阻抗仅与电场波传播介质有关,其数值等于介质的特性阻抗,空气为377Ω.屏蔽资料的阻抗计算方法为:|ZS|=3.68×107(fμr/σr) (Ω) f=入射电磁波的频率(Hz),μr=相对磁导率,σr=相对电导率从上面几个公式,便可以计算出各种屏蔽资料的屏蔽效能了,为了方便设计,下面给出一些定性的结论.●在近场区设计屏蔽时,要分别思索电场波和磁场波的情况;●屏蔽电场波时,使用导电性好的资料,屏蔽磁场波时,使用导磁性好的资料;●同一种屏蔽资料,对于分歧的电磁波,屏蔽效能使分歧的,对电场波的屏蔽效能最高,对磁场波的屏蔽效能最低,也就是说,电场波最容易屏蔽,磁场波最难屏蔽;●一般情况下,资料的导电性和导磁性越好,屏蔽效能越高;●屏蔽电场波时,屏蔽体尽可以接近辐射源,屏蔽磁场源时,屏蔽体尽可以远离磁场源;有一种情况需要特别注意,这就是1kHz以下的磁场波.这种磁场波一般由大电流辐射源发生,例如,传输大电流的电力线,大功率的变压器等.对于这种频率很低的磁场,只能采取高导磁率的资料停止屏蔽,常常使用的资料是含镍80%左右的坡莫合金.2 孔洞和缝隙的电磁泄漏与对策一般除了低频磁场外,大部分金属资料可以提供100dB 以上的屏蔽效能.但在实际中,罕见的情况是金属做成的屏蔽体,并没有这么高的屏蔽效能,甚至几乎没有屏蔽效能.这是因为许多设计人员没有懂得电磁屏蔽的关键.首先,需要懂得的是电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系.这与静电场的屏蔽分歧,在静电中,只要将屏蔽体接地,就可以够有效地屏蔽静电场.而电磁屏蔽却与屏蔽体接地与否无关,这是必须明白的.电磁屏蔽的关键点有两个,一个是包管屏蔽体的导电持续性,即整个屏蔽体必须是一个完整的、持续的导电体.另外一点是不克不及有穿过机箱的导体.对于一个实际的机箱,这两点实现起来都非常坚苦.首先,一个实用的机箱上会有很多孔洞和孔缝:通风口、显示口、装置各种调节杆的启齿、分歧部分连系的缝隙等.屏蔽设计的主要内容就是如何妥善处理这些孔缝,同时不会影响机箱的其他性能(雅观、可维性、靠得住性).其次,机箱上总是会有电缆穿出(入),至少会有一条电源电缆.这些电缆会极大地危害屏蔽体,使屏蔽体的屏蔽效能降低数十分贝.妥善处理这些电缆是屏蔽设计中的重要内容之一(穿过屏蔽体的导体的危害有时比孔缝的危害更大).当电磁波入射到一个孔洞时,其作用相当于一个偶极天线(图1),当孔洞的长度达到λ/2时,其辐射效率最高(与孔洞的宽度无关),也就是说,它可以将激励孔洞的全部能量辐射出去.对于一个厚度为0资料上的孔洞,在远场区中,最坏情况下(造成最大泄漏的极化方向)的屏蔽效能(实际情况下屏蔽效能可以会更大一些)计算公式为:SE=100 20lgL 20lg f + 20lg [1 + 2.3lg(L/H)] (dB)若L ≥λ/2,SE = 0 (dB) 式中各量:L = 缝隙的长度(mm),H = 缝隙的宽度(mm),f = 入射电磁波的频率(MHz).在近场区,孔洞的泄漏还与辐射源的特性有关.当辐射源是电场源时,孔洞的泄漏比远场时小(屏蔽效能高),而当辐射源是磁场源时,孔洞的泄漏比远场时要大(屏蔽效能低).近场区,孔洞的电磁屏蔽计算公式为:若ZC >(7.9/D·f):SE = 48 + 20lg ZC 20lgL·f+ 20lg [1 + 2.3lg (L/H) ] 若Zc<(7.9/D·f):SE = 20lg [ (D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ]式中:Zc=辐射源电路的阻抗(Ω),D = 孔洞到辐射源的间隔(m),L、H = 孔洞长、宽(mm),f = 电磁波的频率(MHz)说明:● 在第二个公式中,屏蔽效能与电磁波的频率没有关系.● 大多数情况下,电路知足第一个公式的条件,这时的屏蔽效能大于第二中条件下的屏蔽效能.● 第二个条件中,假设辐射源是纯磁场源,因此可以认为是一种在最坏条件下,对屏蔽效能的守旧计算.● 对于磁场源,屏蔽效能与孔洞到辐射源的间隔有关,间隔越近,则泄漏越大.这点在设计时一定要注意,磁场辐射源一定要尽可以远离孔洞.多个孔洞的情况当N个尺寸相同的孔洞摆列在一起,而且相距很近(间隔小于λ/2)时,造成的屏蔽效能下降为20lgN1/2.在分歧面上的孔洞不会增加泄漏,因为其辐射方向分歧,这个特点可以在设计中用来防止某一个面的辐射过强.除了使孔洞的尺寸远小于电磁波的波长,用辐射源尽可以远离孔洞等方法减小孔洞泄漏以外,增加孔洞的深度也可以减小孔洞的泄漏,这就是截止波导的原理.一般情况下,屏蔽机箱上分歧部分的连系处不成能完全接触,只能在某些点接触上,这构成了一个孔洞阵列.缝隙是造成屏蔽机箱屏蔽效能降级的主要原因之一.减小缝隙泄漏的方法有:● 增加导电接触点、减小缝隙的宽度,例如使用机械加工的手段(如用铣床加工接触概况)来增加接触面的平整度,增加紧固件(螺钉、铆钉)的密度;● 加大两块金属板之间的重叠面积;● 使用电磁密封衬垫,电磁密封衬垫是一种弹性的导电资料.如果在缝隙处装置上持续的电磁密封衬垫,那末,对于电磁波而言,就如同在液体容器的盖子上使用了橡胶密封衬垫后不会发生液体泄漏一样,不会发生电磁波的泄漏.3 穿过屏蔽体的导体的处理造成屏蔽体失效的另外一个主要原因是穿过屏蔽体的导体.在实际中,很多布局上很严密的屏蔽机箱(机柜)就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败,这是缺乏电磁兼容经历的设计师感到猜疑的典型问题之一.断定这种问题的方法是将设备上在试验中没有需要毗连的电缆拔下,如果电磁兼容问题消失,说明电缆是导致问题的因素.处理这个问题有两个方法:● 对于传输频率较低的信号的电缆,在电缆的端口处使用低通滤波器,滤除电缆上不需要的高频频率成分,减小电缆发生的电磁辐射(因为高频电流最容易辐射).这同样也能防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内的电路.● 对于传输频率较高的信号的电缆,低通滤波器可以会导致信号失真,这时只能采取屏蔽的方法.但要注意屏蔽电缆的屏蔽层要360°搭接,这往往是很难的.在电缆端口装置低通滤波器有两个方法● 装置在线路板上,这种方法的优点是经济,缺点是高频滤波效果欠佳.显然,这个缺点对于这种用途的滤波器是十分致命的,因为,我们使用滤波器的目标就是滤除容易导致辐射的高频信号,或者空间的高频电磁波在电缆上感应的电流.● 装置在面板上,这种滤波器直接装置在屏蔽机箱的金属面板上,如馈通滤波器、滤波阵列板、滤波毗连器等.由于直接装置在金属面板上,滤波器的输入、输出之间完全隔离,接地杰出,导线上的干扰在机箱端口上被滤除,因此滤波效果十分抱负.缺点是装置需要一定的布局配合,这必须在设计初期停止思索.由于现代电子设备的工作频率越来越高,对付的电磁干扰频率也越来越高,因此在面板上装置干扰滤波器成为一种趋势.一种使用十分方便、性能十分优越的器件就是滤波毗连器.滤波毗连器的外形与普通毗连器的外形完全相同,可以直代替换.它的每根插针或孔上有一个低通滤波器.低通滤波器可以是简单的单电容电路,也可以是较复杂的电路.处理电缆上干扰的一个十分简单的方法是在电缆上套一个铁氧体磁环,这个方法虽然往往有效,但是有一些条件.许多人对铁氧体寄予了过高期望,只要一遇到电缆辐射的问题,就在电缆上套铁氧体,往往会失望.铁氧体磁环的效果预测公式为:共模辐射改善 =20lg(加磁环后的共模环路阻抗/加磁环前的共模环路阻抗)例如,如果没加铁氧体时的共模环路阻抗为100Ω,加了铁氧体以后为1000Ω,则共模辐射改善为20dB.说明:有时套上铁氧体后,电磁辐射并没有分明的改善,这其实纷歧定是铁氧体没有起作用,而可以是除了这根电缆以外,还有其他辐射源.在电缆上使用铁氧体磁环时,要注意下列一些问题:● 磁环的内径尽可以小● 磁环的壁尽可以厚● 磁环尽可以长● 磁环尽可以装置在电缆的端头处金属屏蔽效率可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性停止评估,其单位是分贝,计算公式为SEdB=A+R+B 其中 A:吸收损耗(dB) R:反射损耗(dB) B:校正因子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况)一个简单的屏蔽罩会使所发生的电磁场强度降至最初的十分之一,即SE等于20dB;而有些场合可以会要求将场强降至为最初的十万分之一,即SE要等于100dB. 吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量,吸收损耗计算式为AdB=1.314(f×σ×μ)1/2×t其中 f:频率(MHz) μ:铜的导磁率σ:铜的导电率 t:屏蔽罩厚度反射损耗(近场)的大小取决于电磁波发生源的性质以及与波源的间隔.对于杆状或直线形发射天线而言,离波源越近波阻越高,然后随着与波源间隔的增加而下降,但平面波阻则无变更(恒为377).相反,如果波源是一个小型线圈,则此时将以磁场为主,离波源越近波阻越低.波阻随着与波源间隔的增加而增加,但当间隔超出波长的六分之一时,波阻不再变更,恒定在377处.反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变更,因此它不但取决于波的类型,而且取决于屏蔽罩与波源之间的间隔.这种情况适用于小型带屏蔽的设备.近场反射损耗可按下式计算R(电)dB=321.8(20×lg r)(30×lg f)[10×lg(μ/σ)] R(磁)dB=14.6+(20×lg r)+(10×lg f)+[10×lg(μ/σ)]其中r:波源与屏蔽之间的间隔. SE算式最后一项是校正因子B,其计算公式为B=20lg[exp(2t/σ)]此式仅适用于近磁场环境而且吸收损耗小于10dB的情况.由于屏蔽物吸收效率不高,其外部的再反射会使穿过屏蔽层另外一面的能量增加,所以校正因子是个负数,暗示屏蔽效率的下降情况.EMI抑制战略只有如金属和铁之类导磁率高的资料才干在极低频率下达到较高屏蔽效率.这些资料的导磁率会随着频率增加而降低,别的如果初始磁场较强也会使导磁率降低,还有就是采取机械方法将屏蔽罩作成规定形状同样会降低导磁率.综上所述,选择用于屏蔽的高导磁性资料非常复杂,通常要向EMI屏蔽资料供应商以及有关咨询机构寻求处理方案. 在高频电场下,采取薄层金属作为外壳或内衬资料可达到杰出的屏蔽效果,但条件是屏蔽必须持续,并将敏感部分完全遮盖住,没有缺口或缝隙(形成一个法拉第笼).然而在实际中要制造一个无接缝及缺口的屏蔽罩是不成能的,由于屏蔽罩要分成多个部分停止制作,因此就会有缝隙需要接合,别的通常还得在屏蔽罩上打孔以便装置与插卡或装配组件的连线.设计屏蔽罩的坚苦在于制造过程中不成防止会发生孔隙,而且设备运行过程中还会需要用到这些孔隙.制造、面板连线、通风口、外部监测窗口以及面板装置组件等都需要在屏蔽罩上打孔,从而大大降低了屏蔽性能.虽然沟槽和缝隙不成防止,但在屏蔽设计中对与电路工作频率波长有关的沟槽长度作仔细思索是很有好处的.任一频率电磁波的波长为: 波长(λ)=光速(C)/频率(Hz) 当缝隙长度为波长(截止频率)的一半时,RF波开端以20dB/10倍频(1/10截止频率)或6dB/8倍频(1/2截止频率)的速率衰减.通常RF发射频率越高衰减越严重,因为它的波长越短.当涉及到最高频率时,必须要思索可以会出现的任何谐波,不过实际上只需思索一次及二次谐波即可.一旦知道了屏蔽罩内RF辐射的频率及强度,便可计算出屏蔽罩的最大允许缝隙和沟槽.例如如果需要对1GHz(波长为300mm)的辐射衰减26dB,则150mm的缝隙将会开端发生衰减,因此当存在小于150mm的缝隙时,1GHz 辐射就会被衰减.所以对1GHz频率来说,若需要衰减20dB,则缝隙应小于15 mm(150mm的1/10),需要衰减26dB时,缝隙应小于7.5 mm(15mm的1/2以上),需要衰减32dB时,缝隙应小于 3.75 mm(7.5mm的1/2以上).可采取合适的导电衬垫使缝隙大小限定在规定尺寸内,从而实现这种衰减效果. 定在规定尺寸内,从而实现这种衰减效果.。
如何进行电路的电磁屏蔽设计
如何进行电路的电磁屏蔽设计电磁屏蔽设计在电路设计中起着至关重要的作用。
它可以有效地减少电磁辐射和电磁干扰,提升电路的稳定性和可靠性。
本文将介绍电磁屏蔽设计的基本原则和常用方法,以及如何在实际应用中进行电磁屏蔽设计。
一、电磁屏蔽设计的基本原则电磁屏蔽设计的基本原则是通过使用各种屏蔽材料、结构和布线方式,将电路内部的电磁波信号隔离开外界的电磁辐射和干扰。
以下是电磁屏蔽设计的基本原则:1. 合理布局:合理布局电路和元件的位置,减少信号线和功率线之间的交叉和平行。
尽量避免元件布置在信号线附近,减少电磁耦合。
2. 屏蔽壳体:使用金属材料制作屏蔽壳体,将电路元件置于屏蔽壳内部。
屏蔽壳体应尽可能地关闭和密封,以防止电磁波信号的泄漏。
3. 地线设计:合理设计地线,确保地线的连续性和良好的接地。
地线应尽量靠近信号线,以减少信号线的电磁辐射。
4. 屏蔽材料选择:选择适合的屏蔽材料,如金属薄膜、铁氧体材料等。
屏蔽材料的导电性能和磁性能对于屏蔽效果起着重要作用。
5. 屏蔽接地:屏蔽壳体和地线之间应进行良好的接地连接。
如果屏蔽壳体与地线之间存在间隙,可使用金属导电涂料涂抹连接,以提高接地效果。
二、电磁屏蔽设计的常用方法1. 金属屏蔽:金属屏蔽是最常用的屏蔽方法之一。
可以通过使用金属壳体或金属盖板将电路元件进行包围,减少电磁辐射和干扰。
2. 电磁屏蔽罩:电磁屏蔽罩是一种特殊的屏蔽结构,由金属或导电材料制成。
它可以将电路元件隔离开外界的电磁波信号,提高屏蔽效果。
3. 地线设计:地线设计是电磁屏蔽设计中的关键步骤之一。
合理设计地线,确保地线的连续性和良好的接地,可有效降低电磁辐射和干扰。
4. 滤波器的使用:在电路中使用滤波器可以有效地降低电磁辐射和干扰。
选择合适的滤波器类型和参数,可以根据实际需求进行调整。
5. 接地线设计:合理设计接地线的布局和走向,减少电磁干扰的影响。
接地线可以将电路的地电位与大地连接,起到屏蔽和吸收电磁辐射的作用。
屏蔽机房接地的方式有哪些?电磁屏蔽的基本原则有哪些?
前言:屏蔽机房由金属板或金属网构成的一种关闭室,屏蔽机房的雷达微波辐射泄露数值完全符合约束规范,一同高于国家群众照耀约束规范,对在其邻近作业和观赏的人体可以起到有用的防护作用,而屏蔽机房的接地主要是为了达到更好的屏蔽效果,避免产生各种共地干扰现象,接地是为了泄放电荷或提供一个基准电位而设置的导线连接,下面详细了解屏蔽机房接地的方式以及电磁屏蔽的基本原则。
1屏蔽机房接地的目的有两个:一是为了保护人身和设备的安全,免遭雷击、漏电、静电等危害,这类地线称为保护地线,应与真正的大地相连接,二是为了保证设备的正常工作称为工作地线。
电子设备必须接地,尤其是直流设备更为敏感,务必接地处理,数据中心里的屏蔽、非屏蔽系统、光缆,也均需要实施保护接地。
良好的接地条件,可以保证雷电和电力线上负荷切换产生的浪涌电流、各种电磁辐射在设备和缆线屏蔽层上形成的感应电流以及静电电流,这些电流经过接地系统及时释放,就可以有效消除电磁辐射。
根据计算机系统的要求,除考虑交流工作地、安全保护地及防雷保护地外,还考虑计算机专用直流工作地,且要求其接地电阻R≤1欧姆。
接地系统按联合接地考虑,直流工作地通过屏蔽电缆由大楼联合接地引入,要求大楼联合接地电阻R≤1欧姆。
屏蔽壳体接地按独立接地考虑。
此外,考虑到机房地抗静电要求,根据机房地设计规范,机房地静电电压应<1KV。
另外,镀锌钢管、金属软管、金属接线盒外壳、金属桥架槽、配电柜(箱)外壳灯正常不带电的金属部分均应进行可靠接地,避免因电源波动较大而干扰设备的正常工作,机房内部采用30×3铜排沿机房做一圈铜带接地网,在架空地板下形成网状,交点处压接在一起,用BVR25塑铜线将接地网与配电柜内PE排相连,并且地板支架、机柜外壳等均用BVR6塑铜线与接地网连接。
2屏蔽机房常用四种接地方式:(1)单点接地单点接地是为许多接在一起的电路提供一个共同的参考点。
并联单点接地最简单,它没有共阻抗耦合和低频地环路的问题,因而也就没有骚扰。
电磁干扰的屏蔽方法知识
电磁干扰的屏蔽方法EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因,本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。
电磁兼容性(EMC是指一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEEC63.12-1987。
) ”对于无线收发设备来说,采用非连续频谱可部分实现EMC 性能,但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。
例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰,我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。
EMC问题来源所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。
EMI 有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。
信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去;而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳,在开放的空间中自由辐射,从而产生干扰。
很多EMI 抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现,大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽:从源头处降低干扰;通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。
EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标,这些性能在设计阶段的早期就应完成。
对设计工程师而言,采用屏蔽材料是一种有效降低EMI 的方法。
如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用,从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。
无论是金属还是涂有导电层的塑料,一旦设计人员确定作为外壳材料之后,就可着手开始选择衬垫。
金属屏蔽效率可用屏蔽效率(SE对屏蔽罩的适用性进行评估,其单位是分贝,计算公式为SEdB=A+R+B一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一,即SE等于20dB;而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一,即SE要等于100dB。
电子设备电磁屏蔽的结构设计
电子设备电磁屏蔽的结构设计一、概述电子设备的电磁屏蔽结构设计是为了保护电子设备免受外部电磁干扰,从而保证设备的正常工作和性能稳定。
电磁屏蔽结构设计需要考虑其材料、结构和工艺等方面的因素,以达到最佳的屏蔽效果。
本文将介绍电子设备电磁屏蔽结构设计的一般原则、常用材料和结构设计。
二、电磁屏蔽结构设计原则1. 材料选择:电磁屏蔽结构需要选择具有良好导电性和磁导性的材料,以提高屏蔽效果。
常用的材料有铜、铝、镍铁合金等。
2. 结构设计:电磁屏蔽结构的设计需要考虑其整体结构,包括屏蔽结构的形状、大小和布局等,以达到最佳的屏蔽效果。
3. 工艺要求:电磁屏蔽结构的制作需要考虑其工艺要求,包括材料的加工、装配和连接等,以保证其制作质量和性能稳定。
三、常用材料1. 铜:铜具有良好的导电性和磁导性,是一种常用的电磁屏蔽材料。
铜可以制成不同形状的屏蔽结构,如屏蔽罩、屏蔽板等,以提高电磁屏蔽效果。
2. 铝:铝也具有良好的导电性和磁导性,常用于电磁屏蔽结构的制作。
铝可以根据需要进行加工,制成各种形状的屏蔽结构。
3. 镍铁合金:镍铁合金具有良好的磁导性,常用于电磁屏蔽结构的制作。
镍铁合金可以制成磁屏蔽罩或磁屏蔽板,用于屏蔽外部磁场的干扰。
四、结构设计1. 屏蔽罩:屏蔽罩是一种常用的电磁屏蔽结构,用于覆盖整个电子设备,以屏蔽外部电磁干扰。
屏蔽罩的结构需要考虑其形状和大小,以保证完全覆盖设备并达到最佳的屏蔽效果。
2. 屏蔽板:屏蔽板是一种用于封闭电子设备内部的结构,通常用于屏蔽设备内部的电磁辐射。
屏蔽板的结构需要考虑其布局和连接方式,以保证完全封闭设备内部并达到最佳的屏蔽效果。
3. 接地设计:电磁屏蔽结构需要良好的接地设计,以确保屏蔽效果。
接地设计通常包括接地线的设置和接地装置的选择,以确保良好的接地效果。
强磁场实验技术的电磁屏蔽方法与设计原则
强磁场实验技术的电磁屏蔽方法与设计原则引言:随着科技的发展和人类对物质世界的无限猎奇,强磁场实验技术日趋重要。
然而,强磁场所带来的电磁辐射也给实验环境和人身安全带来了很大的挑战。
为了保证实验数据的准确性和人员健康,科技工作者开始研究电磁屏蔽的方法与设计原则。
一、电磁屏蔽方法强磁场实验中的电磁辐射主要分为静态磁场与交流磁场两类。
针对不同的辐射类型,我们可以采用不同的屏蔽技术。
1. 静态磁场屏蔽静态磁场屏蔽主要通过三种方法实现:磁屏蔽材料、超导屏蔽和电磁屏蔽室。
磁屏蔽材料主要是利用其高导磁率来吸收或反射磁场,以减少外部磁场的干扰。
比如使用镍锌铁氧体材料,其导磁率高且适用于静态磁场。
然而,由于材料的特性限制,磁屏蔽材料仅限于对低频率磁场起作用。
超导屏蔽基于超导材料的磁抗效应,通过将超导材料置于实验区域内部或外部来屏蔽磁场。
超导材料在低温下处于超导态,能够完全排斥磁场的侵入。
这种方法能够屏蔽频率较高的磁场,但需要耗费大量的能源来保持低温状态。
电磁屏蔽室则是利用金属环绕实验区,形成一个封闭的空间,其表面具有良好的电导性能,能够反射电磁波。
电磁屏蔽室的优点是对各种频率的电磁辐射都有较好屏蔽效果,但较大的尺寸和复杂的结构增加了实验的难度和成本。
2. 交流磁场屏蔽对于交流磁场,我们可以采用主动屏蔽技术和被动屏蔽技术。
主动屏蔽技术是通过在磁场源周围设置线圈,利用反馈原理对磁场进行干扰,使之减弱或消失。
这种方法在实验场景中应用广泛,具有灵活性和较好的屏蔽效果,但需要耗费较大的能量。
被动屏蔽技术则是通过改变磁场的传播路径,使之绕过实验区域,减少对实验的干扰。
常用的被动屏蔽方法有磁流屏蔽和磁屏蔽板。
磁流屏蔽是通过在磁场产生源附近设置金属通路,使磁场流过通路而不进入实验区域。
而磁屏蔽板则是利用其高导磁率将磁场引导到指定位置,从而减轻磁场对实验的影响。
二、电磁屏蔽设计原则在进行强磁场实验时,合理的电磁屏蔽设计是保证实验环境稳定并减少干扰的关键。
电磁屏蔽的原理是啥
电磁屏蔽的原理是啥电磁屏蔽是一种通过阻挡或吸收电磁辐射来保护电子设备免受外部电磁干扰的技术。
它基于电磁波的特性,采取一系列措施来限制电磁波的传播,从而达到屏蔽的效果。
电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的能量波动,并以光速传播。
频率和振幅的不同决定了电磁波的特性,同时也决定了电磁波对电子设备的影响程度。
对于电子设备来说,如果受到外部电磁波的干扰,可能会导致电路故障、数据丢失或其他不正常运行的现象。
电磁屏蔽的原理是通过选择合适的屏蔽材料和结构来限制电磁波的传播和入侵。
以下是电磁屏蔽的一些主要原理和方法:1. 反射:电磁波在遇到屏蔽材料时,会发生反射。
屏蔽材料通常具有良好的导电性或磁导率,使电磁波无法穿透材料表面,从而反射回去。
2. 吸收:电磁波在遇到屏蔽材料时,会发生吸收。
屏蔽材料通常具有高度吸收电磁波的特性,通过将电磁波转化为热能或其他形式的能量,来消耗电磁波的能量。
3. 散射:电磁波在遇到屏蔽材料时,会发生散射。
散射是指电磁波在材料表面或内部遇到不同介质或结构时改变方向或传播路径的现象。
4. 圈地:通过将电子设备放置在一个屏蔽的金属盒子或金属外壳中,形成一个封闭的空间,称为Faraday囚笼。
这个金属外壳可以有效地屏蔽外部电磁波的入侵。
5. 导向:通过采用合适的导向形状和布局,使电磁波沿特定的路径传导,从而避免对电子设备的干扰。
通过以上的原理和方法,可以实现电磁屏蔽的效果,保护电子设备免受外部电磁干扰的影响。
采取不同的屏蔽措施,可以根据具体的应用环境和需求来选择合适的电磁屏蔽方案。
电磁屏蔽技术在现代电子设备中起着重要的作用。
电子设备通常都会产生和接收不同频率的电磁波,而周围环境也充满了各种电磁辐射源。
如果没有电磁屏蔽的保护,电子设备可能会受到各种干扰,甚至可能无法正常工作。
电磁屏蔽广泛应用于通信设备、航天装备、医疗仪器和工业自动化等领域。
在通信设备方面,电磁屏蔽能够减少设备之间的互相干扰,并提高信号传输的质量和可靠性。
电磁屏蔽
摘要:随着电子产品的广泛应用以及电磁环境污染的加重,对其电磁兼容性设计的要求也越来越高,作为电磁兼容设计的主要技术一屏蔽技术的研究也就越显得重要了。
从电磁屏蔽技术原理出发,讨论了屏蔽体结构、屏蔽技术分类、屏蔽材料的选择以及所要遵循的原则,在电子设备实施具体的电磁屏蔽时提供了重要的依据。
关键词:电磁屏蔽;屏蔽材料;屏蔽原则从屏蔽技术而言,电场屏蔽技术与磁场屏蔽技术,既有许多相同的技术手段,又有其本质的不同屏蔽技术。
因此,若要对电子产品进行有效的电磁屏蔽,就必须对电场屏蔽、磁场屏蔽进行分类分析,这样对电子设备(系统)的电磁兼容设计也就越显得十分重要。
1 屏蔽分类屏蔽是利用屏蔽体(具有特定性能的材料)阻止或衰减电磁骚扰能量的传输,是抑制电磁干扰的重要手段之一 J。
屏蔽有两个目的:限制内部辐射的电磁能量泄漏;防止外来的辐射干扰进入。
根据屏蔽的工作原理可将屏蔽分为以下三大类。
1.1 电场屏蔽电场屏蔽主要是为了防止电子元器件或设备间的电容耦合,它采用金属屏蔽层包封电子元器件或设备,其屏蔽体采用良导体制作并有良好的接地,这样就把电场终止于导体表面,并通过地线中和导体表面上的感应电荷,从而防止由静电耦合产生的相互干扰。
电场屏蔽使金属导体内的仪器不受外部影响,也不会对外部电场产生影响,主要是为了消除回路之间由于分布电容耦合而产生的干扰,静电屏蔽只能消除电容耦合,防止静电感应,屏蔽必须合理地接地。
在实际应用中,屏蔽措施经常科学地与接地相互结合才能更好地发挥作用。
1.2 磁场屏蔽磁场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。
磁场屏蔽是把磁力线封闭在屏蔽体内,从而阻挡内部磁场向外扩散或外界磁场干扰进入,为屏蔽体内外的磁场提供低磁阻的通路来分流磁场。
屏蔽体是用高导磁率材料,有效防止低频磁场的干扰。
其屏蔽效能主要取决于屏蔽材料的导磁系数,材料的磁导率愈高,磁阻愈小,屏蔽效果就愈显著。
磁场屏蔽又分为低频磁屏蔽和射频磁屏蔽。
电磁场屏蔽的原理
电磁场屏蔽的原理电磁场屏蔽是通过采取一系列方法来减弱或阻挡电磁场的干扰。
电磁场是由电荷运动产生的,具有电场和磁场两个成分。
电磁场屏蔽的原理主要涉及阻挡电磁辐射的传播途径、减弱电磁辐射的强度和改变电磁场分布的方式。
下面将详细介绍电磁场屏蔽的原理。
首先,电磁场屏蔽阻挡电磁辐射的传播途径。
电磁辐射可以通过空气、介质和导体等媒介传播。
其中,电磁辐射通过空气传播的主要方式是辐射波,辐射波的传播速度与真空中的光速相同。
因此,可以采用屏蔽材料制作屏蔽结构,如金属网格、金属薄膜等。
这些屏蔽材料可以反射或吸收电磁辐射,使其无法穿过屏蔽结构传播。
此外,还可以利用屏蔽结构的辐射波阻抗不匹配原理,将电磁波的能量反射回去,从而阻碍电磁辐射的传播。
其次,电磁场屏蔽减弱电磁辐射的强度。
电磁辐射的强度与电场和磁场的振幅有关。
电磁波在通过介质时,会与介质中的电荷相互作用,导致电磁波的衰减。
因此,可以通过选择合适的屏蔽材料和结构,使电磁辐射经过屏蔽结构后发生衰减。
例如,金属是一种常用的屏蔽材料,其导电性能可以产生电流,形成反电动势和阻碍电磁辐射传播。
此外,可以利用静电屏蔽的原理,利用屏蔽器在电磁波作用下形成的电荷分布使电磁辐射受到衰减。
第三,电磁场屏蔽可以改变电磁场的分布方式。
电磁辐射的分布受到空间中的介质和边界条件的影响。
通过合理设计和布置屏蔽结构,可以改变电磁场的分布方式,从而达到屏蔽的目的。
例如,在电磁辐射源旁设置屏蔽结构,可以将电磁辐射的传播方向引导到其他区域,减小对敏感器件的影响。
总之,电磁场屏蔽的原理主要包括阻挡电磁辐射的传播途径、减弱电磁辐射的强度和改变电磁场分布的方式。
通过合理选择屏蔽材料和设计屏蔽结构,可以有效减弱或阻挡电磁辐射的干扰,保障设备和人员的安全。
电磁场屏蔽技术在电子设备、无线通信、汽车电子等领域具有重要应用价值,并正在不断发展和完善。
电磁屏蔽原理
电磁屏蔽原理
电磁屏蔽(EMI),即电磁干扰屏蔽,是减少外界电磁波影响,使被屏蔽物体和周围环境之间尽量建立一个“物理屏障”的技术手段,保证被屏蔽物体的安全性。
它主要用于汽车、航空、航天等领域,也广泛用于电子信息产品和系统。
其目的是将一种电磁波的能量散射到环境中,以减少对接收机等接收系统的损害。
电磁屏蔽是电磁波的一种屏蔽技术,有时也被称为EMI屏蔽。
具体来说,它是通过安装一种合适材料,如钢板或金属罐、铁罐,或是采用一种特殊结构,比如屏蔽罩,而把外界电磁波抵消掉的方法。
它的基本原理是:屏蔽材料具有吸收和反射电磁能的能力,可以把外界的磁场引到屏蔽材料的表面,然后再由屏蔽材料的表面反射掉。
由于屏蔽材料的安装方式,可以达到有效的抑制屏蔽外部电磁波的作用,有效地防止外部电磁波的干扰。
电磁屏蔽的分类
1、机械屏蔽:机械屏蔽是指将外界电磁波与电路系统封闭在一个密闭的容器中,形成物理屏蔽,以减少电磁波对电路系统的干扰。
2、电容屏蔽:采用电容屏蔽技术将电路系统与外界电磁波隔离开来,使得电路系统能够有效地抑制外界电磁波的干扰。
3、磁性屏蔽:采用磁性屏蔽技术,就是采用外界电磁波的磁场作用,把电路系统与外界电磁波隔离开来,从而有效的抑制外界电磁波的干扰。
4、源外屏蔽:源外屏蔽是指采用外部磁场把接收系统屏蔽在一
个相对安静的磁场空间,以减少源外电磁波的干扰。
以上是电磁屏蔽的原理和分类,电磁屏蔽在航空、航天等领域起着不可被忽视的作用,可以在一定程度上保证系统运行的安全性。
另外,它也可以用于电子信息产品和系统,使得系统能够运行稳定,不受外界干扰。
在电子系统的设计中,要考虑到电磁屏蔽的问题,以求得最好的效果。
电磁屏蔽方案
电磁屏蔽方案电磁屏蔽是一种通过物理方式减少或阻挡电磁波传输的技术手段,以保护电子设备免受电磁干扰的影响。
在现代社会中,我们离不开各种电子设备,而电磁波的频繁发射和传输往往会干扰其他设备的正常工作。
因此,设计一个可靠且有效的电磁屏蔽方案对于保障通信和电子设备的正常使用至关重要。
一. 电磁波的危害和应对策略电磁波的不受控制的发射和传输会对人类和设备造成潜在的危害。
电磁波辐射对健康有潜在危害,特别是长期暴露于高强度电磁辐射下。
同时,电磁波的干扰会降低电子设备的性能,导致通信中断,数据丢失等问题。
为了应对这些风险,我们需要采取一些措施。
首先,对电磁波的辐射源进行定位和监测,以便及时发现潜在的危害。
通过使用专业的电磁波检测仪器,可以准确测量电磁辐射的强度和频率,在控制范围内提前预防和应对电磁辐射的危害。
其次,为了防止电磁波对设备造成干扰,我们可以采用电磁屏蔽的技术手段。
通过限制电磁波的传输和蔓延,可以有效地减少电磁波对设备的影响。
电磁屏蔽材料的选择和应用是关键。
这些材料应具有高吸收率和反射率,以最大程度地降低电磁波的穿透性。
二. 电磁屏蔽方案的设计原则设计一个高效的电磁屏蔽方案需要遵循以下几个原则:1. 材料选择:选择高效的电磁屏蔽材料,如导电材料或吸波材料。
导电材料能够有效地将电磁波导向地面或其他触发器中,吸波材料则能够将电磁波能量转化为热能。
2. 结构设计:设计合适的屏蔽结构,保证电磁波无法穿透并影响设备。
考虑屏蔽材料的层次,以及合适的屏蔽接地等。
3. 接缝处理:确保屏蔽结构的接缝处完全密封,以防止电磁波从接缝处泄露。
4. 电磁兼容性:在屏蔽方案的设计过程中,需要综合考虑电磁兼容性,确保屏蔽设备本身不会干扰其他设备的正常工作。
5. 成本效益:设计合理的电磁屏蔽方案需要兼顾成本效益。
不同材料和设备的选择应根据实际需求和经济条件来进行权衡。
三. 电磁屏蔽方案的实施步骤实施一个全面的电磁屏蔽方案需要以下步骤:1. 需求确定:根据具体应用场景和设备要求,明确需要屏蔽的电磁波强度和频率范围。
电子设备的屏蔽技术
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电子设备 的屏 蔽技术
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2 1 缝 隙 的 处 理 .
一
般 情 况 下,屏 蔽机 箱 上 不 同部 分 的结 合 处 不
可 能 完全 接 触 ,只能 在 某些 点 接触 上 ,这构 成 了一 个 T N 阵列 。缝 隙是造 成 屏 蔽机 箱 屏 蔽效 能 降 级 的 L 主 要 原 因之 一 。在 实 际 工程 中,常 常 用缝 隙的 阻抗
接 穿 过 屏 蔽 机 箱 , 其 屏 蔽 效 能 就 会 损 失9.% 9 9 ( 0 B 以上 。但 是 , 实 际机 箱 上 总是 会有 电缆 穿 6 d) 出 、穿 入 ,至 少会 有 一 条 电源 电缆存 在 ,如 果没 有 对 这 些 电缆 进 行 妥善 处 理 ( 蔽 和 滤波 ), 这些 电 屏
电子设备的电磁屏蔽设计
电子设备的电磁屏蔽设计杨明冬【摘要】针对电子设备的特点,提出了电子设备电磁屏蔽设计的基本原则,从缝隙、孔洞、电缆以及搭接4个方面详细论述电磁屏蔽的各种措施.【期刊名称】《电子工业专用设备》【年(卷),期】2010(039)005【总页数】4页(P46-49)【关键词】电磁屏蔽;缝隙;电子设备【作者】杨明冬【作者单位】武汉光迅科技股份有限公司,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TN03现代电子设备系统功能的增多,使通讯设备结构日趋复杂,而且由于系统内部元器件和功率密度的增加,再加上各种内外干扰源,使得整个系统的应用电磁环境变得极为恶劣。
正因为如此,电子设备抗电磁干扰技术研究成为我国电子行业电子设备结构设计的一项重要内容。
对于电子机箱的信息辐射泄漏或外部辐射的电磁干扰,屏蔽技术是最有效的一种手段。
1 电磁屏蔽设计基本原则在对电子设备进行电磁屏蔽设计时,需要注意以下基本原则:(1)选择合适的屏蔽效能指标。
电磁屏蔽设计之前总体指标的分配至关重要,有30 dB与70 dB准则之说:一般而言,在同一环境中的一对设备,骚扰电平与敏感度门限电平之差小于30 dB时,设计阶段可不必专门进行屏蔽设计;若两者之差超过70 dB,单靠屏蔽很难保证两者兼容,即使达到指标,设备成本将急剧增加,较为可行的办法是总体指标或方案做出适当调整,30~60 dB是屏蔽设计的常用期望值。
(2)屏蔽体的结构必须简洁,尽可能减少不必要的孔洞,尽可能不要增加额外的缝隙;避免开细长孔,通风孔尽可能采用圆形孔并阵列排放。
屏蔽和散热有矛盾时尽可能开小孔,多开孔,避免开大孔。
(3)不能有直接穿过屏蔽体的导体。
要重视电缆的处理措施,电缆的处理往往比屏蔽本身重要。
一旦有一电缆从屏蔽体中穿出,将对屏蔽体的屏蔽效能产生显著的恶化作用。
(4)屏蔽体的电连续性是影响屏蔽效能最主要的因素,相对而言,材料本身屏蔽性能的影响是微不足道的(低频磁场例外)。
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电磁屏蔽的基本原则
屏蔽体的屏蔽效能不仅取决于屏蔽体的结构。
屏蔽体要满足电磁屏蔽的基本原则。
电磁屏蔽的基本原则有两个:
一般除了低频磁场外,大部分金属材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。
但在实际工作中,要达到80dB以上的屏蔽效能也是十分困难的。
这是因为:
1)屏蔽体的导电连续性:
这指的是整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导电体。
这一点在实现起来十分困难。
因为一个完全封闭的屏蔽体是没有任何使用价值的。
一个实用的机箱上会有很多孔缝造成屏蔽:通风口、显示口、安装各种调节杆的开口、不同部分的结合缝隙等。
由于这些导致导电不连续的因素存在,如果设计人员在设计时没有考虑如何处理,屏蔽体的屏蔽效能往往很低,甚至没有屏蔽效能。
2)不能有直接穿过屏蔽体的导体:。