电磁屏蔽ppt课件
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《电磁屏蔽技术》课件
电磁场屏蔽
总结词
通过抑制或减少电磁场的影响，保护电子设备免受干扰。
总结词
电磁场屏蔽的关键在于选择合适的导电和导磁材料、设计 合理的屏蔽结构和接地方式，以确保电子设备的正常运行 。
详细描述
电磁场屏蔽主要采用导电和导磁材料组合使用，如金属网 和铁板等，将电子设备包围起来，以同时减少外部电场和 磁场对设备内部电子元件的影响。
根据屏蔽方式的不同，电磁屏蔽技术 可分为被动屏蔽和主动屏蔽两种。
电磁屏蔽技术的原理
利用导电材料将电磁波限制在一定区 域内，阻止其传播，从而减少电磁辐 射对其他区域的影响。
电磁屏蔽技术的应用场景
电子设备
在电子设备中，电磁屏蔽技术可以用于保护敏感元件免受电磁干 扰，提高设备的稳定性和可靠性。
通信系统
在通信系统中，电磁屏蔽技术可以用于防止电磁干扰，提高信号传 输的稳定性和保密性。
新型电磁屏蔽材料的研发
总结词
随着科技的发展，新型电磁屏蔽材料不断涌现，为电磁屏蔽技术提供了更多选择 和可能性。
详细描述
新型电磁屏蔽材料通常具有更高的导电性能、更轻的重量、更好的加工性能等特 点，能够满足现代电子产品对轻薄、高性能、环保等方面的需求。目前，新型电 磁屏蔽材料主要包括金属氧化物、石墨烯、碳纳米管等。
电磁屏蔽技术的环保问题与解决方案
总结词
电磁屏蔽技术在生产和使用过程中可能会对环境产生一定的影响，需要采取相应的措施 解决环保问题。
详细描述
在生产过程中，电磁屏蔽材料可能会产生废料和污染。为了解决这一问题，可以采用环 保型的生产工艺和设备，减少废料和污染的产生。在使用过程中，电磁屏蔽设备可能会 消耗大量的能源。为了降低能耗，可以采用节能型的电磁屏蔽设备和技术，同时加强设
电磁兼容技术-屏蔽-第四讲
7
r f r
1 20 10 6.68 10 5 0.61
3
7
z wm 2f 0 r 2 20 107 4 10 7 0.5 0.08
故多次反射修正因子为：
B 20 lg[1 ( z m z wm ) 2 /( z m z wm ) 2 10 0.1 A (10 s 0.23 A j sin 0.234 )] 20 lg[1 (0.08 6.68 10 5 ) 2 /(0.08 6.68 10 5 ) 2 10 0.17.235 (10 s 0.23 7.235 j sin 0.23 7.235 )] 1.81 dB
第四讲-----电磁屏蔽
4.1电磁屏蔽基本概念
抑制以场的形式造成干扰的有效方法是电磁屏蔽。 所谓电磁屏蔽就是以某种材料〔导电或导磁材料) 制成的屏蔽壳体(实体的或非实体的)将需要屏蔽的 区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不 能越出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进人这 一区域(或者进出该区域的电磁能量将受到很大的 衰减)。
吸收损耗：电磁波在屏蔽材料中传播时，会有一部分 能量转换成热量，导致电磁能量损失，损失的这部分 能量称为屏蔽材料的吸收损耗。 多次反射修正因子：电磁波在屏蔽体的第二个界面 （穿出屏蔽体的界面）发生反射后，会再次传输到第 一个界面，在第一个界面发射再次反射，而再次到达 第二个界面，在这个截面会有一部分能量穿透界面， 泄漏到空间。这部分是额外泄漏的，应该考虑进屏蔽 效能的计算。这就是多次反射修正因子。
4.3.1电磁屏蔽效能
屏蔽前的场强E1 屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB
电磁屏蔽
如果屏蔽体上出现洞穴或缝隙，将会直接降低屏蔽效果。频率愈高，这种现象愈显著。
屏蔽效能
屏蔽体的屏蔽效能可用屏蔽系数或屏蔽衰减来表示。
在空间防护区内，有屏蔽体存在时的场强（E0或H0）与无屏蔽体存在时的场强（E或H）的比值，即E0/H0或 E/H就称为屏蔽系数。屏蔽系数愈小，说明屏蔽效果愈好。
屏蔽效果也可用屏蔽衰减来表示，屏蔽衰减代表干扰场强通过屏蔽体受到的衰减值。屏蔽衰减可由或求得-单 位分贝（dB）。屏蔽衰减值越大，屏蔽效果越好。
机理
a、当电磁波到达屏蔽体表面时，由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续，对入射波产生的反射。这种反射 不要求屏蔽材料必须有一定的厚度，只要求交界面上的不连续；b、未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量，在体内 向前传播的过程中，被屏蔽材料所衰减。也就是所谓的吸收；c、在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量，传到材料的 另一表面时，遇到金属－空气阻抗不连续的交界面，会形成再次反射，并重新返回屏蔽体内。这种反射在两个金 属的交界面上可能有多次的反射。总之，电磁屏蔽体对电磁的衰减主要是基于电磁波的反射和电磁波的吸收。
原理
பைடு நூலகம்
许多人不了解电磁屏蔽的原理，认为只要用金属做一个箱子，然后将箱子接地，就能够起到电磁屏蔽的作用。 在这种概念指导下结果是失败。因为，电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有 两个因素：一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的，另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。屏蔽体上有很多 导电不连续点，最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏， 如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料，消除不导电点。 这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。在许多文献中将电 磁屏蔽体比喻成液体密封容器，似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。 实际上这是不确切的。因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波，取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长 远大于开口尺寸时，并不会产生明显的泄漏。
屏蔽效能
屏蔽体的屏蔽效能可用屏蔽系数或屏蔽衰减来表示。
在空间防护区内，有屏蔽体存在时的场强（E0或H0）与无屏蔽体存在时的场强（E或H）的比值，即E0/H0或 E/H就称为屏蔽系数。屏蔽系数愈小，说明屏蔽效果愈好。
屏蔽效果也可用屏蔽衰减来表示，屏蔽衰减代表干扰场强通过屏蔽体受到的衰减值。屏蔽衰减可由或求得-单 位分贝（dB）。屏蔽衰减值越大，屏蔽效果越好。
机理
a、当电磁波到达屏蔽体表面时，由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续，对入射波产生的反射。这种反射 不要求屏蔽材料必须有一定的厚度，只要求交界面上的不连续；b、未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量，在体内 向前传播的过程中，被屏蔽材料所衰减。也就是所谓的吸收；c、在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量，传到材料的 另一表面时，遇到金属－空气阻抗不连续的交界面，会形成再次反射，并重新返回屏蔽体内。这种反射在两个金 属的交界面上可能有多次的反射。总之，电磁屏蔽体对电磁的衰减主要是基于电磁波的反射和电磁波的吸收。
原理
பைடு நூலகம்
许多人不了解电磁屏蔽的原理，认为只要用金属做一个箱子，然后将箱子接地，就能够起到电磁屏蔽的作用。 在这种概念指导下结果是失败。因为，电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有 两个因素：一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的，另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。屏蔽体上有很多 导电不连续点，最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏， 如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料，消除不导电点。 这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。在许多文献中将电 磁屏蔽体比喻成液体密封容器，似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。 实际上这是不确切的。因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波，取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长 远大于开口尺寸时，并不会产生明显的泄漏。
电磁屏蔽技术
电场r = 1 m
靠近辐射源
r = 30 m
磁场 r = 1 m
靠近辐射源
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
150
250
平面波
0
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M
高频时 电磁波种类 的影响很小
电场波 r = 0.5 m
磁场波 r = 0.5 m
电源线
缝隙
远场区孔洞的屏蔽效能
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
H
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ) （注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
r 103
磁导率随场强的变化
磁通密度 B
磁场强度 H
饱和
起始磁导率
最大磁导率
= B / H
强磁场的屏蔽
高导磁率材料：饱和
低导磁率材料：屏效不够
低导磁率材料
高导磁率材料
加工的影响
20
40
60
80
100
10 100 1k 10k
跌落前
跌落后
良好电磁屏蔽的关键因素
屏蔽体 导电连续
没有穿过屏 蔽体的导体
屏蔽效能高的屏蔽体
不要忘记： 选择适当的屏蔽材料
你知道吗： 与屏蔽体接地与否无关
靠近辐射源
r = 30 m
磁场 r = 1 m
靠近辐射源
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
150
250
平面波
0
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M
高频时 电磁波种类 的影响很小
电场波 r = 0.5 m
磁场波 r = 0.5 m
电源线
缝隙
远场区孔洞的屏蔽效能
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
H
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ) （注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
r 103
磁导率随场强的变化
磁通密度 B
磁场强度 H
饱和
起始磁导率
最大磁导率
= B / H
强磁场的屏蔽
高导磁率材料：饱和
低导磁率材料：屏效不够
低导磁率材料
高导磁率材料
加工的影响
20
40
60
80
100
10 100 1k 10k
跌落前
跌落后
良好电磁屏蔽的关键因素
屏蔽体 导电连续
没有穿过屏 蔽体的导体
屏蔽效能高的屏蔽体
不要忘记： 选择适当的屏蔽材料
你知道吗： 与屏蔽体接地与否无关
第4章(2)-电磁屏蔽技术
第4章（2）
电磁屏蔽技术
• 屏蔽材料的选择
• 实际屏蔽体的设计
电磁屏蔽
屏蔽前的场强E1 屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB
电磁屏蔽是解决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解决。用
R(dB)
靠近辐射源
150
r = 30 m
平面波
靠近辐射源
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M
f
3 108 / 2r
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能 （dB） 250
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
多次反射修正因子的计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
磁导率随场强的变化
磁通密度 B = B / H 饱和 最大磁导率 起始磁导率
磁场强度 H
屏蔽强磁场时的问题：当要屏蔽的磁场很强时，存在一对矛盾，即为
了获得较高的屏蔽性能，需要使用导磁率较高的材料，但这种材料容易
饱和。如果用比较不容易饱和的材料，往往由于 =较低，屏蔽性能又 达不到要求。
进入金属的能量已经很小，造成多次反射泄漏时，电磁波在屏蔽材料
内已经传输了三个厚度的距离，其幅度往往已经小可以忽略的程度。 说明二：对于磁场波，在第一个界面上，进入屏蔽材料的磁场强度是入射
磁场强度的2倍，因此多次反射造成的影响是必须考虑的。
说明三：当屏蔽材料的厚度较厚时，形成多次反射泄漏之前，电磁波在屏 蔽材料内传输三个厚度的距离，衰减已经相当大，多次反射泄漏也可
电磁屏蔽技术
• 屏蔽材料的选择
• 实际屏蔽体的设计
电磁屏蔽
屏蔽前的场强E1 屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB
电磁屏蔽是解决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解决。用
R(dB)
靠近辐射源
150
r = 30 m
平面波
靠近辐射源
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M
f
3 108 / 2r
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能 （dB） 250
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
多次反射修正因子的计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
磁导率随场强的变化
磁通密度 B = B / H 饱和 最大磁导率 起始磁导率
磁场强度 H
屏蔽强磁场时的问题：当要屏蔽的磁场很强时，存在一对矛盾，即为
了获得较高的屏蔽性能，需要使用导磁率较高的材料，但这种材料容易
饱和。如果用比较不容易饱和的材料，往往由于 =较低，屏蔽性能又 达不到要求。
进入金属的能量已经很小，造成多次反射泄漏时，电磁波在屏蔽材料
内已经传输了三个厚度的距离，其幅度往往已经小可以忽略的程度。 说明二：对于磁场波，在第一个界面上，进入屏蔽材料的磁场强度是入射
磁场强度的2倍，因此多次反射造成的影响是必须考虑的。
说明三：当屏蔽材料的厚度较厚时，形成多次反射泄漏之前，电磁波在屏 蔽材料内传输三个厚度的距离，衰减已经相当大，多次反射泄漏也可
《屏蔽吸波材料》课件
屏蔽吸波材料蔽吸波材料的制备方法和工艺流程。
应用案例
展示使用屏蔽吸波材料的典型应用案例，包括航天器、 军事设备和无线通信。
屏蔽吸波材料的发展趋势
展望屏蔽吸波材料的未来发展，包括新材料的研究、性能的提升和应用领域 的拓展。
总结和展望
1 应用前景
2 未来发展方向
《屏蔽吸波材料》PPT课 件
欢迎来到《屏蔽吸波材料》PPT课件。在这个课件中，我们将介绍屏蔽吸波材 料的概念和应用，以及它们的基本理论、种类、制备工艺和应用案例。
什么是屏蔽吸波材料
屏蔽吸波材料是一种能够吸收和屏蔽电磁波的材料。它们广泛用于电子设备、 通信系统和雷达等领域，以提高系统的性能和可靠性。
3 创新意义和社会价值
展示屏蔽吸波材料在未来的 广阔应用前景。
探讨屏蔽吸波材料的未来发 展方向，如提高吸波性能和 拓展应用领域。
强调屏蔽吸波材料在电磁波 防护和信息安全等方面的创 新意义和社会价值。
屏蔽吸波材料的应用领域
电子设备
用于减少电磁辐射对设备的干扰，提高设备的性能和稳定性。
通信系统
用于减少信号干扰和提高通信质量，确保通信的安全性和可靠性。
雷达
用于减少回波和干扰，提高雷达的探测和目标识别能力。
屏蔽吸波材料的基本理论
1
电磁波的传播和反射
解释电磁波在介质中的传播和与物体的相互作用。
2
吸波材料的工作原理
介绍吸波材料如何通过能量转换和损耗来吸收电磁波。
3
屏蔽吸波材料的设计原理
讨论设计屏蔽吸波材料的关键原则和方法。
屏蔽吸波材料的种类和特点
吸波材料的种类
介绍不同类型的吸波材料，包括电 导性材料和介电性材料。
屏蔽吸波材料的特点和优点
电磁屏蔽PPT课件
金属网、导电涂料等。
3
电磁屏蔽原理
通过金属网和导电涂料将电磁波反射、吸收和传 播控制，减少电磁波对计算机房内设备和数据的 影响。
高压设备电磁屏蔽
高压设备电磁屏蔽
01
保护高压设备免受电磁干扰，确保设备安全运行。
电磁屏蔽材料
02
金属网、导电涂料等。
电磁屏蔽原理
03
利用金属网和导电涂料将电磁波反射、吸收和传播控制，减少
04 电磁屏蔽的应用
电子设备电磁屏蔽
电子设备电磁屏蔽
保护电子设备免受电磁干扰，确保设备正常工作。
电磁屏蔽材料
金属、导电塑料等。
电磁屏蔽原理
利用导电材料将电磁波反射、吸收和传播控制， 减少电磁波对电子设备的干扰。
计算机房电磁屏蔽
1 2
计算机房电磁屏蔽
保护计算机房内的设备和数据免受电磁干扰。
电磁屏蔽材料效果。导电塑料通过添加导电填料使塑料具有 导电性能，成本较低且易于加
工。
导电布料
金属纤维混纺布料
以金属纤维和棉、麻等纤维混 纺而成，具有较好的导电性能
和舒适性。
镀金属布料
在布料表面镀上一层金属膜， 使其具有电磁屏蔽效果。
导电织物
通过将导电纤维编织成织物， 具有良好的电磁屏蔽效果和舒 适性。
导电无纺布
电场屏蔽技术
电场屏蔽
通过采用导电性能良好的 材料（如金属、铜等）来 阻挡或减小电场的影响。
电场屏蔽原理
利用导电材料将电场吸收、 反射和引导到安全区域， 从而保护电子设备和人员 免受电场干扰。
电场屏蔽材料选择
需选用高导电性能的材料， 如金属网、金属板等。
磁场屏蔽技术
磁场屏蔽
磁场屏蔽材料选择
3
电磁屏蔽原理
通过金属网和导电涂料将电磁波反射、吸收和传 播控制，减少电磁波对计算机房内设备和数据的 影响。
高压设备电磁屏蔽
高压设备电磁屏蔽
01
保护高压设备免受电磁干扰，确保设备安全运行。
电磁屏蔽材料
02
金属网、导电涂料等。
电磁屏蔽原理
03
利用金属网和导电涂料将电磁波反射、吸收和传播控制，减少
04 电磁屏蔽的应用
电子设备电磁屏蔽
电子设备电磁屏蔽
保护电子设备免受电磁干扰，确保设备正常工作。
电磁屏蔽材料
金属、导电塑料等。
电磁屏蔽原理
利用导电材料将电磁波反射、吸收和传播控制， 减少电磁波对电子设备的干扰。
计算机房电磁屏蔽
1 2
计算机房电磁屏蔽
保护计算机房内的设备和数据免受电磁干扰。
电磁屏蔽材料效果。导电塑料通过添加导电填料使塑料具有 导电性能，成本较低且易于加
工。
导电布料
金属纤维混纺布料
以金属纤维和棉、麻等纤维混 纺而成，具有较好的导电性能
和舒适性。
镀金属布料
在布料表面镀上一层金属膜， 使其具有电磁屏蔽效果。
导电织物
通过将导电纤维编织成织物， 具有良好的电磁屏蔽效果和舒 适性。
导电无纺布
电场屏蔽技术
电场屏蔽
通过采用导电性能良好的 材料（如金属、铜等）来 阻挡或减小电场的影响。
电场屏蔽原理
利用导电材料将电场吸收、 反射和引导到安全区域， 从而保护电子设备和人员 免受电场干扰。
电场屏蔽材料选择
需选用高导电性能的材料， 如金属网、金属板等。
磁场屏蔽技术
磁场屏蔽
磁场屏蔽材料选择
电磁屏蔽技术PPT课件
SE E0 或
磁屏蔽效能
E1
SE H0 或 H1
SE(dB) 20 log E0 E1
SE(dB) 20 log H0 H1
E0、H0 —— 未加屏蔽时空间中某点的电（磁）场；
E1、H1—— 加屏蔽后空间中该点的电（磁）场；
衰减量与屏蔽效能的关系
无屏蔽场强 10 100
1000 10000 100000 1000000
12
)e t
]
21
12
e2 3
23
t
透射波：
23[(
2123
12
e
2
t
)e
t
]
12
23
21
e3
23
t
n 次透射： ……
n
12 23
e n1 2n1 t
21 23
总
透 射
T 12 23et 12 232123e3t 12 23 (2123 )n1e(2n1)t
场
强
12 23e t [1 2123e2 t (2123e2 t )nm Zw
则 B 20 lg 1 100.1A e j0.23A
1 K Zm Zw 1 K Zm Zw
20 lg[1 2 100.1A cos(0.23A) 100.2A ]
当 A 10d时B，通常可忽略B。
小结
屏蔽效能： SE R A B(dB)
1)2
r cos
b2 (r
4rb2Um0 1)2 a2 (r
1)2
H1
Um1
ex
b2 (r
4rb2H0 1)2 a2 (r
1)2
exH1
屏蔽效能
电磁兼容第六章屏蔽PPT课件
fr ZS
将导体的波阻抗公式带入，可得：
σr Re = 322 + 10 lg μrf 3r 2
dB dB
对于实际的电场源，除了产生电场之外，还会产生一小部 分磁场分量，所以屏蔽体对这种场源的反射损耗就介于电场 损耗曲线和平面波损耗曲线之间。
六、磁场的反射损耗
点电场源的波阻抗在r</λ2π的条件下，可以表示为：
七、反射损耗通用计算公式
通过上面分析，我们可以归纳出一个通用的反射损耗计算公 式：
ZW m = 2πrfμ
式中：r为屏蔽体到源的距离，单位：m；μ为导磁率。
将它带入反射损耗公式，可得：
2πrfμ
Rm = 20 lg
dB
4 ZS
自由空间中：
1.97 ×10 6 rf
Rm = 20 lg
dB
ZS
将导体的波阻抗公式带入，可得：
fr 2σr
Rm = 14.6 + 10 lg
dB
μr
如果使用这个公式计算反射损耗R，如果得出负值，应当使 用0来代替。产生错误的原因是我们在推导这个公式时，假设 Z1>>Z2，但是实际上这个条件已经不成立了。当R=0时，上面 公式的误差为3.8dB。
0.1kHz
1MHz 100MHz
五、电场的反射损耗
点电场源的波阻抗在r</λ2π的条件下，可以表示为：
1 ZW e =
2πrfε
式中：r为屏蔽体到源的距离，单位：m；ε为介电常数。
将它带入前面的反射损耗公式，可得：
1
Re = 20 lg
dB
8πrfε ZS
自由空间中：
4.5 ×109
Re = 20 lg
电磁屏蔽原理PPT课件
l Rm S
<11>
通常，由于铁磁材料的磁导率比空气的磁导率大得多，所以铁磁材料 的磁阻很小。将铁磁材料置于磁场中时，磁通将主要通过铁磁材料， 通过外部的磁通相对较小，从而起到磁场屏蔽的作用。
低频磁场的屏蔽原理：利用铁磁材料的高磁导率对骚扰磁场进行分路。
<12>
对于低频磁场屏蔽主要考虑如下几个问题： • 所用铁磁材料的磁导率越高、受磁面积越
5.1 电磁屏蔽原理
<1>
屏蔽（Shielding）就是用由导电或导磁材料制成的金属屏蔽体将 电磁骚扰源限制在一定的范围内，使骚扰源从屏蔽体的一面耦合 或辐射到另一面时受到抑制或衰减。
屏蔽的目的是采用屏蔽体包围电磁骚扰源，以抑制电磁骚扰源对 其周围空间存在的接收器的干扰，或采用屏蔽体包围接收器，以 保护、避免骚扰源对其进行干扰。
• 导体内电场为零。 • 表面电场与导体表面垂直。 • 整个导体等位。 • 电荷分布于导体表面。
<5>
基于前面静电性质，可用空腔结构来进行屏蔽。
•对于外部电场影响：当屏蔽体 完全封闭时，无论空腔屏蔽体 是否接地，屏蔽体内部的外电 场均为零。
•对于内部电场影响：将空腔屏 蔽体接地，使空腔屏蔽体外电 荷通过导线进入接地面，消除 屏蔽体外部电场。
大，则磁阻越小，磁屏蔽效果越好。
• 缝隙切割磁力线会增大磁阻，则用铁磁材 料作的屏蔽罩，在垂直磁力线方向不应开 口或有缝隙。
• 高频时铁磁材料的磁损耗（包括：磁滞和 涡流损耗）较大，导磁率降低，则不能用 于相应屏蔽。
对于外 部磁场 影响
对于内 部磁场 影响
<13>
高频磁场屏蔽
对于高频磁场屏蔽需要采用低电阻率 的良导体（如：铜、铝等）。
电磁屏蔽
21
第五章 屏蔽
四、屏蔽体的结构
2.磁屏蔽的结构
磁屏蔽是利用屏蔽体对磁通进行分流，因而磁屏蔽不能采用板状结构， 而应采用盒状、筒状、柱状的结构。 由于磁阻与磁路的横截面积s和磁导率成反比，因而磁屏蔽体的体积 和重量都比较大。若要求较高的屏蔽时，一般采用双层屏蔽，此时在体 积重量增加不多的情况下，能显著提高屏蔽效能。
20
第五章 屏蔽
四、屏蔽体的结构
1.电屏蔽的结构 （2）双层门盖结构
C2 C1 G1 C1 G C2 G C3 1 2 Zj1 Zj2 Zs S
为了进一步提高屏蔽，机箱 可采用双层门，屏蔽盒可采用 双层盖，与单层盖的耦合等效 电路相比，多了一次衰减，因 而可提高屏效，但每层依然要 采取改善接触的措施。
SE H 20 lg
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第五章 屏蔽
三、屏蔽材料的特性
1.导磁材料
根据磁屏蔽理论，磁屏蔽是利用由高导磁材料制成的磁屏蔽体，提供低 磁阻的磁通路是的大部分磁通在磁屏蔽体上分流，来达到屏蔽的目的。因 此，磁导率成为选择磁屏蔽材料的主要依据。 通常磁性材料分为弱磁性材料和强磁性材料两种。 弱磁性材料：
M Is I Ls
屏蔽盒上产生的感应涡流与频率无关，可以产生排斥原磁场的反磁场。 感应涡流产生的反磁场任何时候都不可能比感应出这个涡流的原磁场还大。
（2）在低频时，rs>>ωLs。这是ωLs可以忽略不计，则有：
Is
jM I rs
低频时产生的涡流小，因此涡流反磁场也就不能完全排斥原骚扰磁场。
Us U0
传输系统（或称透射系数）TE是指存在屏蔽体时某处的电场强度Es与 不存在屏蔽体时同一处的电场强度E0之比；或者TH是指存在屏蔽体时某处 的磁场强度Hs与不存在屏蔽体时同一处的磁场强度H0之比，即：
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2. 目的： • 限制内部能量泄漏出内部区域 （主动屏蔽） • 防止外来的干扰能量进入某一区域（被动屏蔽）
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3. 原理
（1）设金属平板左右两侧均为空气，因而在左右两个界面上出现波阻
抗突变，入射电磁波在界面上就产生反射和透射。电磁能（波）的反射，
是屏蔽体对电磁波衰减的第一种机理，称为反射损耗，用R表示。
用铁磁材料作的屏蔽罩，在垂直磁力线方向不应开口或有 缝隙。因为若缝隙垂直于磁力线，则会切断磁力线，使磁 阻增大，屏蔽效果变差。
(主动(屏主蔽动)屏蔽)
(被动(屏被蔽动)屏蔽)
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法拉第电磁感应定律，楞次定律，
高频磁场的屏蔽采用的是低电阻率的良导体（铜、铝） 屏蔽原理:利用电磁感应现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场
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电场屏蔽 • 电场屏蔽的作用：防止两个设备（元件、部件）间的电容性
耦合干扰 • 分类：静电屏蔽、低频交变电场屏蔽 1. 静电屏蔽 • 原理：静电平衡 • 要求：完整的屏蔽导体和良好接地
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2. 低频交变电场屏蔽
目的：抑制低频电容性耦合干扰 分析方法：应用电路理论分析
（1）未加屏蔽
UN0
CSR0U S CSR0 CR
利用高导磁率的铁磁材料（如 铁、硅钢片、坡莫合金），对干扰 磁场进行分路。
• 高频磁场屏蔽
利用低电阻的良导体中 形成的涡电流产生反向磁通 抑制入射磁场。
反磁场 高频磁场
涡流 金属板
讨论:（1）屏蔽体不接地，若 C3 C1、C2CR /(C2 CR ) C1
Up
C1
C3
C1U S C2CR /(C2
20
原理：
1. 原理与分析方法 t
①表面反射（R— 反射损耗） ② 屏蔽材料吸收衰减（A— 吸收损耗） ③ 多次反射（B — 多次反射修正） 分析方法： ① 电磁感应原理.计算屏蔽体上的涡流的屏蔽效应来计算屏 蔽效能 ② 平面波的反射与折射来计算反射与衰减 ③ 等效传输线理论计算反射与衰减
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低频磁场屏蔽
低频：100 kHz以下 屏蔽原理：利用高磁导率的铁磁材料对骚扰磁场进行分路，
把磁力线集中在其内部通过。
H2
H0 R0 Rm
H1
H1
磁路方程
Um , Rm
Rm l s
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结论：
磁导率越高、截面积越大，则磁路的磁阻越小，集中在磁 路中的磁通就越大，在空气中的漏磁通就大大减少。
CR )
U N1
C2U P C2 CR
UP 1 CR / C2
Up US
U N1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C2US C2 CR
1
1 CR
/
C2
U
S
17
（2）屏蔽体接地
C3
UN1 0
C1 S US ～
CSR1
C2 R
CR
UN1
屏蔽体接地
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2．屏蔽效能计算
• 解析方法：圆柱腔、球壳的屏蔽效能计算 • 近似方法：应用磁路的方法。
如：长为l 、横截面为 S 的一段屏蔽材料，则其磁阻为
磁压降： U m Hl
磁通： BS HS
Um
H
磁阻：
Rm
Um
l
S
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时变电磁场中，电场和磁场总是同时存在的， 通常所说的屏蔽，多指电磁屏蔽。电磁屏蔽 是 指 同 时 抑 制 或 削 弱电场和磁场。 随着频率增高，电磁辐射能力增加，产生辐射 电磁场，并趋向于远场骚扰。远场骚扰中的电 场骚扰和磁场骚扰都不可忽略，因此需要将电 场和磁场同时屏蔽，即电磁屏蔽。
US
1 CR / CSR0
S US ～
CSR0 R
CR
UN0
未加屏蔽的耦合
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（2） 加屏蔽（忽略CSR1的影响）
Up
C1
C3
C1U S C2CR /(C2
CR )
U N1
C2U P C2 CR
UP 1 CR / C2
CSR1
S C1
C2 R
US ～ Up
CR C3
6
实心材料屏蔽效能
入射
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B
＝ R＋ A＋B
A
R1 R2
反射
透射 R－ 反射损耗
A－吸收损耗
B－多次反射修正因子
B
7
场强
R1
吸收损耗A
R2 泄漏
距离
实心材料对电磁波的反射和吸收损耗使电磁能量被大大衰减，将电 场和磁场同时屏蔽，即电磁屏蔽。
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4. 屏蔽的分类（按工作原理）
• 电场屏蔽：静电屏蔽、低频交变电场屏蔽（利用良好接地 的金属导体制作）
• 磁场屏蔽：静磁屏蔽、低频交变磁场屏蔽（利用高导磁率 材料构成低磁阻通路）
• 电磁屏蔽：用于高频电磁场的屏蔽（利用反射和衰减来隔 离电磁场的耦合）
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5. 屏蔽效能( SE ) 屏蔽效能：屏蔽体的性质的定量评价。
定义：
电屏蔽效能
UN1
加屏蔽的耦合
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（3）屏蔽体接地时，考虑CSR1的影响
CSR1
U N1
C2
CSR1U S CR CSR1
CSR1U S C2 CR
US ～
C2 CR
UN1
等效电路
• 屏蔽效能: SE(dB) 20 lg UN 0 UN1
磁场屏蔽 1．原理 • 低频磁场屏蔽（f < 100kHz）
电磁 屏蔽
1、电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一 2、什么是屏蔽 为什么要屏蔽 怎样实现屏蔽 3、生活中常见的例子 4、本次讲述的缺陷
2
3
目录
概述 电屏蔽 磁屏蔽 电磁屏蔽 屏蔽设计要点 结束语
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概述
电子设备
1. 屏蔽的含义：
屏蔽是用导电或导磁材料将需要防护区 域封闭起来，以抑制和控制电场、磁场和电 磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射， 将电磁干扰能量限制在一定范围内。
SE(dB) 20 log E0
磁屏蔽效能
E1
SE(dB) 20 log H0 H1
E0、H0 —— 未加屏蔽时空间中某点的电（磁）场；
E1、H1—— 加屏蔽后空间中该点的电（磁）场；
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屏蔽效能的要求
机箱类型 民用产品 军用设备 TEMPEST设备 屏蔽室、屏蔽舱
屏蔽效能 SE（dB） 40以下 60 80 100以上
（2）透射入金属板内继续传播，其场量振幅要按指数规律衰减。场量的 衰减反映了金属板对透射入的电磁能量的吸收，电磁波衰减的第二种机 理．称为吸收损耗，用A表示
（3）在金属板内尚未衰减掉的剩余能量达到金属右边界面上时，又要发生反射， 并在金属板的两个界面之间来回多次反射。只有剩余的一小部分电磁能量透过屏 蔽的空间。电磁波衰减的第三种机理，称为多次反射修正因子，用B表示。