电磁兼容讲义-屏蔽原理

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4电磁兼容技术-cg屏蔽资料

远场:
R ＝ 20 lg
377 4 Zs
电场:
R ＝ 20 lg
4500 D f Zs
dB
磁场:
R ＝ 20 lg
2Df Zs
Zs = 屏蔽体阻抗， D = 屏蔽体到源的距离（m） f = 电磁波的频率（MHz）
影响反射损耗的因素
R(dB)
靠近辐射源
150
平面波
r = 30 m
靠近辐射源
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M
屏蔽体边界
屏蔽电缆
与电缆套360度搭接
电磁兼容技术-电磁屏蔽
• 电磁屏蔽 • 实际屏蔽体的设计
电磁屏蔽
屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减小电磁能传输的一种技术，是抑制电磁干扰的重要手段之一。
屏蔽的目的有两个：一是限制内部辐射的电磁能量泄漏出该内部区域，二是防止外来的辐射干扰进入某一区域。
屏蔽的分类
静电屏蔽
静电屏蔽的屏蔽体用良导体制作，并有良好的接地。
f
3 108 / 2r
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能（dB）
250
150 平面波
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
电磁波在屏蔽体内多次反射，会引起附加的电磁泄漏，因此要对前面的计算进行修正。
B = 20 lg ( 1 - e -2 t / )
SE = 20 lg ( E1/ E2 )
dB
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
场强
R1
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
B

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课件

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
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。）
• (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）
• (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)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问题
实际机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙通风口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等
K3
20
lg
c
oth
Aa 8.686
实践证明，即使非常密织的金属网，其屏蔽效能
也比金属板差很多。特别在高频时就差得很明显。
当需要100dB以上的屏蔽效能时。必须采用双层和
多层金属网屏蔽。
２．３屏蔽材料的选择
• １．屏蔽效能 • 屏蔽材料，其中包括小孔金属材料(如金属网、
冲孔金属板)、伪均匀金属材料(如金属化喷涂) 和实心金属材料(加金属箔、金属板等)。这些材料可以分成两类： • 铁磁性材料和非铁磁性材料。除极簿的金属箔以外，都可以按式

电磁屏蔽技术讲义.

现代电磁屏蔽设计技术电磁屏蔽技术是电磁兼容技术的一个重要组成部分，是抑制辐射干扰的最有效手段。

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。

本章将从工程设计人员的角度出发，本着“设备所要满足的标准→屏蔽设计所要达到的屏效指标→屏蔽原理及分类→屏蔽要素及控制→屏效指标确定→屏蔽设计方法→屏蔽材料特性及应用→工程屏蔽设计”的思路，并尽量结合工程实例，来讲述现代电磁屏蔽设计技术。

1、电磁辐射相关标准与所要求的屏效1.1 军用标准及所要求的屏效衡量设备是否达到电磁兼容的要求，其主要手段是确定设备是否满足相应的电磁兼容标准。

与电磁辐射发射与敏感度相关的军用电磁兼容标准为：GJB151A(151)/152A(152)—97(86) 军用分系统或设备电磁发射与敏感度要求（测试方法）。

根据军方的要求，98年以后新签的装备按GJB151A/152A执行，98以前签订的装备按GJB151/152执行。

GJB151A/152A在GJB151/152的基础上，等效采用了MIL—STD—461D/462D，与GJB151/152相比，在测试项目、频率范围、测试环境、测试方法等方面均发生了较大的变化。

表1.1给出了GJB151A/152A与GJB151/152的比较。

两个标准中，与屏蔽有直接关系的测试项目如表1.2所示，表1.3给出的GJB151A的测试要求。

表1.1 GJB 151A,152A与GJB151，152之比较从表1.3中可以看出，RE102和RS103是各类设备必做的测试项目，(RE02和RS03也是GJB151所要求必做的测试项目)。

在实际工程中，RE02(RE102)是最难通过的项目，我们以要求最高的陆军用设备的RE02(RE102)为例子说明其屏效的指标要求。

表中，A表示该要求适用；L表示该项要求应按标准相应条款加以限制；S表示由订购单位在订购规范中对适用性和极限要求作详细规定；空白栏表示该项要求不适用。

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

【电磁兼容】第6章屏蔽技术

截止波导管的设计步骤
SE
fc f SE
孔洞的泄漏不能满足屏蔽要求
确定截止波导管的截面形状
确
确
定
定
要
波
屏
导
蔽
管
的 5f 的
最
截
高
止
的
频
频
率
率
计算截止波导管的截面尺寸
由确定截止波导管的长度
通风口的处理
穿孔金属板
截止波导通风板
饱和最大磁导率
起始磁导率
磁场强度 H
低频强磁场的屏蔽
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
100 80 60
40
20 10
跌落前跌落后
100
1k
10k
第4节电磁场的屏蔽原理
• 电磁屏蔽是指利用屏蔽体阻止高频电磁能量在空间的传播
• 电磁屏蔽的原理
• 反射损耗 • 吸收损耗 • 多次反射损耗
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
场强
R1
B
吸收损耗A
R2
距离
吸收损耗的计算
0.37E0
入射电磁波E0 t
剩余电磁波E1
E1 = E0e-t
=E0e-t/
A ＝ 20 lg ( E0 / E1 ) = 20 lg ( e t / )
f
3 108 / 2r
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能（dB）
250

磁屏蔽的基本原理

磁屏蔽的基本原理
磁屏蔽是一种常见的电磁兼容（EMC）技术，用于减少电子设备对外部磁场的敏感度，或者减少电子设备产生的磁场对周围环境的影响。

磁屏蔽的基本原理是通过设计和应用磁性材料，来吸收、偏转或者反射磁场，从而达到减少磁场对设备的影响的目的。

磁屏蔽的基本原理主要包括以下几个方面：
1. 磁性材料的选择，磁屏蔽通常使用铁、镍、钴等具有良好磁导性能的材料。

这些材料能够有效地吸收和偏转磁场，从而减少磁场对设备的影响。

2. 磁屏蔽结构的设计，磁屏蔽结构的设计是磁屏蔽的关键。

通过合理的结构设计，可以使磁性材料得到最大程度的利用，从而达到最佳的磁屏蔽效果。

3. 磁屏蔽材料的应用，磁性材料通常以覆盖层、屏蔽罩、屏蔽板等形式应用在设备的关键部位，如电源线、传感器、电路板等。

这些磁屏蔽材料能够有效地减少磁场的影响，提高设备的抗干扰能力。

4. 磁屏蔽的测试和验证，磁屏蔽的效果需要通过测试和验证来进行评估。

常见的测试方法包括磁场测量、屏蔽效果测试等。

只有通过有效的测试和验证，才能确保磁屏蔽的效果达到预期的要求。

总之，磁屏蔽的基本原理是通过合理选择磁性材料，设计合理的屏蔽结构，并将磁性材料应用在设备的关键部位，从而达到减少磁场对设备的影响的目的。

通过测试和验证，可以确保磁屏蔽的效果达到预期的要求，提高设备的抗干扰能力，保障设备的正常工作和可靠性。

磁屏蔽技术在电子设备、航空航天、通信、医疗等领域都有广泛的应用，对提高设备的抗干扰能力和可靠性具有重要意义。

随着科技的不断进步，磁屏蔽技术也在不断创新和发展，为各行各业提供更加可靠和稳定的电子设备和系统。

第6章电磁兼容屏蔽技术汇总

U N1 0
US ～
屏蔽体接地
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
（3）屏蔽体接地时，CSR1的影响
CSR1 US ～ C2 CR UN1
CSR1U S CSR1U S U N1 C2 CR CSR1 C2 CR
等效电路
•
U 屏蔽效能: SE (dB) 20 lg N 0 U N1
6.2.1 概
述
屏蔽类型：
波电磁波屏蔽
低频近场
主动屏蔽：屏蔽干扰源，被动屏蔽：屏蔽敏感体。
2
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
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
磁屏蔽效能
E0 SE 或 E1
E0 SE (dB) 20 log E1 H0 SE (dB) 20 log H1
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
6.2.1 概述 6.2.2 电屏蔽 6.2.3 磁屏蔽 6.2.4 电磁屏蔽 6.2.5 孔缝对屏蔽效能的影响 6.2.6 电磁密封处理 6.2.7 屏蔽设计要点
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
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；屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播，即切断电磁波辐射（和场耦合）的传输途径。
b 2t b Rm1 0 (a 2t ) 0 a
Um1 1Rm1 H1b
故 U mS
1 0aH1
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
由于
U mS U m1
(2b a) H S 2bH1
2b HS H1 2b a
2bt H 0 H1 a 于是有： 0 H 0 a 20 r 2b a H0 4r bt 1 H1 a(2b a)

电磁兼容培训(屏蔽).pptx

第三章电磁屏蔽技术
• 屏蔽材料的选择 • 实际屏蔽体的设计
杨继深 2002年4月
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
杨继深 2002年4月
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
场强
R1
通风口
键盘指示灯
远场区孔洞的屏蔽效能
H
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
杨继深 2002年4月
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
杨继深 2002年4月
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
B
吸收损耗A R2
距离
波阻抗的概念
波阻抗
E/H
电场为主 E 1/ r3 H 1 / r2 平面波 E 1/ r H 1/ r
377
磁场为主 H 1/ r3 E 1/ r2
杨继深 2002年4月
/ 2
到观测点距离 r
+ 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！）
杨继深 2002年4月
缝隙的泄漏
杨继深 2002年4月

电磁兼容屏蔽总结

电磁兼容屏蔽总结概述电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指在电子设备中，不同电磁干扰源之间以及设备与外部环境之间的兼容性。

电磁兼容性问题主要包括电磁辐射和电磁敏感性两个方面。

在电子设备的设计和制造过程中，需要采取措施来降低电磁干扰的产生和电磁敏感性的增加，从而实现电磁兼容。

屏蔽是一种常用的电磁兼容技术，通过在电子设备或电路中添加屏蔽材料，可以减少电磁干扰源对其他设备或电路的影响，同时也可以减少外部环境对设备或电路的干扰。

本文将总结电磁兼容屏蔽的一些关键要点和技术。

电磁兼容屏蔽的原理电磁兼容屏蔽的原理是基于电磁场的物理特性。

电磁波在遇到导电物体时，会产生反射和吸收，屏蔽材料利用这一原理，来抵挡或吸收电磁波。

常见的屏蔽材料包括金属，如铁、铜、铝等，以及一些特殊复合材料。

金属是常用的屏蔽材料，因为它具有良好的导电性能，可以有效地反射电磁波。

特殊复合材料则通过调整材料的结构和成分，使其具有良好的屏蔽性能，同时保持一定的机械性能和加工性能。

电磁屏蔽的应用领域电磁屏蔽广泛应用于各个领域，包括通信、航空航天、汽车、医疗设备等。

在通信领域，电磁屏蔽可以减少无线电设备之间的相互干扰，保证通信质量。

在航空航天领域，电磁屏蔽可以保护关键电子设备免受强电磁辐射的影响，确保飞行安全。

在汽车领域，电磁屏蔽可以减少车辆电子系统之间的干扰，提高整车的稳定性。

在医疗设备领域，电磁屏蔽可以保护关键医疗设备免受外部电磁干扰的影响，保证医疗过程的安全性。

电磁屏蔽设计的关键要点在进行电磁屏蔽设计时，需要注意以下几个关键要点：1. 频率范围不同的电磁干扰源产生的频率范围不同，所以在进行屏蔽设计时，需要明确所要屏蔽的频段范围。

根据不同的频段范围选择适当的屏蔽材料和屏蔽结构。

2. 材料选择根据不同的应用场景和屏蔽要求，选择合适的屏蔽材料。

金属是常用的屏蔽材料，但在某些场景下，特殊复合材料可能会更适合。

电磁兼容第6章

第六章电磁屏蔽6.1 概述6.1.1 什么是电磁屏蔽电磁屏蔽是指一种金属结构，形成有关空间的防护区。

其作用是减弱防护区内的，由区外场源所产生的电磁场。

建立一个金属屏蔽室，如果干扰场源在室外，那么室内就是一个空间防护区。

由于屏蔽室的存在，使室内的电磁场得以减弱（与不存在屏蔽室时相比）。

如果干扰源在室内，那么室外就是一个空间防护区。

前者是防止外界干扰而设置的电磁屏蔽；后者是防止对外界的干扰而设置的电磁屏蔽。

关于电磁屏蔽的材料：在绝大多数的情况下，是由金属（铜、铝、铁或合金）制成。

（所以上面说“金属结构”）。

但是为了防护直流和极低频磁场的作用，也有采用铁氧体材料的。

6.1.2 电磁屏蔽的作用原理电磁屏蔽为什么能起减弱电磁场的作用呢？关于这一点，也就是其作用原理有两种解释。

这两种解释互不相同，但实质上是一样的。

第一种解释：在一次场（场源所产生的场）的作用下，屏蔽的表面因受感应而产生电荷（自由电荷的重新排列）；其壁内产生电流和磁极化。

这些感应电荷、电流和极化产生二次场（正确地说是二次场和它们联系着）。

二次场与一次场叠加形成合成场。

在防护区内的合成场必定弱于一次场。

第二种解释：电磁屏蔽的作用原理是用屏蔽来反射并引导场源所产生的电磁能流，使之不能（或减少）进入空间防护区。

这是两种解释方法，都有一定的道理。

但如果仔细推敲亦都有不足之处。

事实上，金属结构对于电磁能流的反射和引导作用与金属结构表面和内壁电荷、电流以及磁极化的产生有着不可分割的联系。

因此可以说这两种解释其本质是相同的。

根据问题的具体条件和分析目的，可选用上述两种解释中比较合适的一种。

6.1.3 屏蔽效能的定量评价在第一章1.3.3中已经指出屏蔽衰减s a 是指屏蔽前后空间某一点上的场强的比值的对数。

ia s H H a lg20= （dB ）或 ia s H H a ln= （Np ）。

其中 H a 为无屏蔽时，该点的磁场强度；H i 为在屏蔽内，该点的磁场强度。

《电磁兼容培训讲义》课件

测试场地要求：电磁屏蔽、温度控制、湿度控制等
测试场地设备：电磁屏蔽室、天线、信号源、接收机等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
测试场地布局：测试区域、控制区域、观察区域等
测试场地操作：测试前准备、测试中操作、测试后处理等
测试目的：验证产品是否符合电磁兼容标准
测试项目：辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、传导抗扰度等
国际标准：IEC 61000-4-3
国家标准：GB/T 17626.3
军用标准：GJB 151A
汽车行业标准：ISO 11452-2
A级：电磁兼容要求最高，适用于军事、航天等高可靠性领域
C级：电磁兼容要求一般，适用于普通民用领域
B级：电磁兼容要求较高，适用于工业、医疗等重要领域
D级：电磁兼容要求较低，适用于低可靠性领域
屏蔽效果：降低电磁干扰，提高电磁兼容性
布局原则：遵循电磁兼容设计原则，避免电磁干扰布线方式：采用屏蔽线、双绞线等抗干扰布线方式接地处理：合理接地，降低电磁干扰屏蔽措施：采用屏蔽罩、屏蔽层等屏蔽措施，减少电磁干扰
电磁干扰：汽车电子设备之间的电磁干扰问题
电磁辐射：汽车电子设备产生的电磁辐射问题
电磁兼容设计：汽车电子设备电磁兼容设计的重要性
电磁兼容测试：汽车电子设备电磁兼容测试的方法和标准
电磁干扰：家用电器之间的电磁干扰问题电磁辐射：家用电器的电磁辐射问题电磁兼容标准：家用电器的电磁兼容标准电磁兼容解决方案：如何解决家用电器的电磁兼容问题
电磁干扰：通信设备之间的电磁干扰问题
电磁兼容标准：通信设备需要满足的电磁兼容标准
电磁兼容测试：通信设备需要进行的电磁兼容测试

电磁兼容EMC中的屏蔽技术介绍

电场,磁场,电磁场的屏蔽其实是不同的!磁场的屏蔽问题,是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题.根据条件的不同,电磁场的屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况,这三种情况既具有质的区别,又具有内在的联系,不能混淆.静电屏蔽在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础.因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论.(一)封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响.如壳内无带电体而壳外有电荷q,则静电感应使壳外壁带电.静电平衡时壳内无电场.这不是说壳外电荷不在壳内产生电场,根发电场.由于壳外壁感应出异号电荷,它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零.因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响.壳外壁的感应电荷起了自动调节作用.如果把上述空腔导体外壳接地,则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下.静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零.如果空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场.这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场.此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响.由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响. (二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响.如果壳内空腔有电荷q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在,此电场可以说是由壳内电荷q间接产生.也可以说是由壳外感应电荷直接产生的.但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零.可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地.这与第一种情况不同.这里还须注意:①我们说接地将消除壳外电荷,但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电.假如壳外有带电体,则壳外壁仍可能带电,而不论壳内是否有电荷.②实际应用中金属外壳不必严格完全封闭,用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果,虽然这种屏蔽并不是完全、彻底的.③在静电平衡时,接地线中是无电荷流动的,但是如果被屏蔽的壳内的电荷随时间变化,或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化,就会使接地线中有电流.屏蔽罩也可能出现剩余电荷,这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的.总之,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷与电场影响;接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响.这种现象,叫静电屏蔽.静电屏蔽有两方面的意义:其一是实际意义:屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响,也不对外部电场产生影响.有些电子器件或测量设备为了免除干扰,都要实行静电屏蔽,如室内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩,电子管用金属管壳.又如作全波整流或桥式整流的电源变压器,在初级绕组和次级绕组之间包上金属薄片或绕上一层漆包线并使之接地,达到屏蔽作用.在高压带电作业中,工人穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,可以对人体起屏蔽保护作用.在静电实验中,因地球附近存在着大约100V/m的竖直电场.要排除这个电场对电子的作用,研究电子只在重力作用下的运动,则必须有eE<meg,可算出e<="" span=""style="overflow-wrap: break-word; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"></meg,可算出e其二是理论意义:间接验证库仑定律.高斯定理可以从库仑定律推导出来的,如果库仑定律中的平方反比指数不等于2就得不出高斯定理.反之,如果证明了高斯定理,就证明库仑定律的正确性.根据高斯定理,绝缘金属球壳内部的场强应为零,这也是静电屏蔽的结论.若用仪器对屏蔽壳内带电与否进行检测,根据测量结果进行分析就可判定高斯定理的正确性,也就验证了库仑定律的正确性.最近的实验结果是威廉斯等人于1971年完成的,指出在式F=q1q2/r2±δ中,δ<(2.7±3.1)×10-16,可见在现阶段所能达到的实验精度内,库仑定律的平方反比关系是严格成立的.从实际应用的观点看,我们可以认为它是正确的.静磁屏蔽静磁场是稳恒电流或永久磁体产生的磁场.静磁屏蔽是利用高磁导率μ的铁磁材料做成屏蔽罩以屏蔽外磁场.它与静电屏蔽作用类似而又有不同.静磁屏蔽的原理可以用磁路的概念来说明.如将铁磁材料做成截面如图7的回路,则在外磁场中,绝大部份磁场集中在铁磁回路中.这可以把铁磁材料与空腔中的空气作为并联磁路来分析.因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍,所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多,外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁材料壁内通过,而进入空腔的磁通量极少.这样,被铁磁材料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场,从而达到静磁屏蔽的目的.材料的磁导率愈高,筒壁愈厚,屏蔽效果就愈显著.因常用磁导率高的铁磁材料如软铁、硅钢、坡莫合金做屏蔽层,故静磁屏蔽又叫铁磁屏蔽.静磁屏蔽在电子器件中有着广泛的应用.例如变压器或其他线圈产生的漏磁通会对电子的运动产生作用,影响示波管或显像管中电子束的聚焦.为了提高仪器或产品的质量,必须将产生漏磁通的部件实行静磁屏蔽.在手表中,在机芯外罩以软铁薄壳就可以起防磁作用.前面指出,静电屏蔽的效果是非常好的.这是因为金属导体的电导率要比空气的电导率大十几个数量级,而铁磁物质与空气的磁导率的差别只有几个数量级,通常约大几千倍.所以静磁屏蔽总有些漏磁.为了达到更好的屏蔽效果,可采用多层屏蔽,把漏进空腔里的残余磁通量一次次地屏蔽掉.所以效果良好的磁屏蔽一般都比较笨重.但是,如果要制造绝对的“静磁真空”,则可以利用超导体的迈斯纳效应.即将一块超导体放在外磁场中,其体内的磁感应强度B永远为零.超导体是完全抗磁体,具有最理想的静磁屏蔽效果,但目前还不能普遍应用.电磁屏蔽电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随距离的增加而按指数规律衰减.从能量的观点看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因此,表现为场量振幅的减小.导体表面的场量最大,愈深入导体内部,场量愈小.这种现象也称为趋肤效应.利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置.它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义.电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段.合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备.如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音.音频馈线用屏蔽线也是这个道理.示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描.在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备.用什么材料作电磁屏蔽呢?因电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面值的1/e(约36.8%)处的厚度称为趋肤厚度(又称透入深度),用d表示,有电磁屏蔽,电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随距离的增加而按指数规律衰减.从能量的观点看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因此,表现为场量振幅的减小.导体表面的场量最大,愈深入导体内部,场量愈小.这种现象也称为趋肤效应.利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置.它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义.电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段.合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备.如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音.音频馈线用屏蔽线也是这个道理.示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描.在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备.用什么材料作电磁屏蔽呢?因电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面值的1/e(约36.8%)处的厚度称为趋肤厚度(又称透入深度),用d表示,有其中μ和σ分别为屏蔽材料的磁导率和电导率.若电视频率f=100 MHz,对铜导体(σ=5.8×107/ ?m,μ≈μo＝4π×10-7H/m)可求出d=0．00667mm.可见良导体的电磁屏蔽效果显著.如果是铁(σ＝107/ ?m)则d=0.016mm.如果是铝(σ＝3.54×107/ ?m)则d＝0.0085mm.为了得到有效的屏蔽作用,屏蔽层的厚度必须接近于屏蔽物质内部的电磁波波长(λ=2πd).如在收音机中,若f＝500kHz,则在铜中d＝0.094mm(λ=0.59mm).在铝中d＝0.12mm(λ=0.75mm ).所以在收音机中用较薄的铜或铝材料已能得到良好的屏蔽效果.因为电视频率更高,透入深度更小些,所需屏蔽层厚度可更薄些,如果考虑机械强度,要有必要的厚度.在高频时,由于铁磁材料的磁滞损耗和涡流损失较大,从而造成谐振电路品质因素Q值的下降,故一般不采用高磁导率的磁屏蔽,而采用高电导率的材料做电磁屏蔽.在电磁材料中,因趋肤电流是涡电流,故电磁屏蔽又叫涡流屏蔽.在工频(50Hz)时,铜中的d＝9.45mm,铝中的d＝11.67mm.显然,采用铜、铝已很不适宜了,如用铁,则d＝0.172mm,这时应采用铁磁材料.因为在铁磁材料中电磁场衰减比铜、铝中大得多.又因是低频,无需考虑Q值问题.可见,在低频情况下,电磁屏蔽就转化为静磁屏蔽.电磁屏蔽和静电屏蔽有相同点也有不同点.相同点是都应用高电导率的金属材料来制作;不同点是静电屏蔽只能消除电容耦合,防止静电感应,屏蔽必须接地.而电磁屏蔽是使电磁场只能透入屏蔽体一薄层,借涡流消除电磁场的干扰,这种屏蔽体可不接地.但因用作电磁屏蔽的导体增加了静电耦合,因此即使只进行电磁屏蔽,也还是接地为好,这样电磁屏蔽也同时起静电屏蔽作用.。

电磁兼容之屏蔽.

电磁兼容之屏蔽技术
控制工程专业
主讲内容
1、屏蔽理论及屏蔽效能 2、屏蔽的分类 3、屏蔽材料的特性 4、电磁密封处理 5、屏蔽设计
1、屏蔽理论及屏蔽效能
1.1 屏蔽理论
（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。（2）屏蔽的目的 ① 限制内部能量泄漏出内部区域（主动屏蔽） ② 防止外来的干扰能量进入某一区域（被动屏蔽）（3）屏蔽的原理
3、磁屏蔽材料的特性
3.1 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得大部分磁通在磁屏蔽体上的分流，来达到屏蔽的目的。因而磁导率成为选择磁屏蔽材料的主要依据。磁性材料通常分为弱磁性材料和强磁性材料两种。弱磁性材料：顺磁性物质（如铝等金属）。强磁性材料：铁磁性物质（如铁、镍等金属）。
屏蔽是利用感应涡流的反磁场排斥原骚扰磁场而达到屏蔽
的目的，涡电流的大小直接影响屏蔽效果。屏蔽体电阻越
小产生的感应涡流越大而且屏蔽体自身的损耗也越小。所以高频磁屏蔽材料需用良导体。注：因为高频时铁磁材料的磁性损耗(包括磁滞损耗和涡流损耗)很大，导磁率明显下降。铁磁材料的屏蔽不适用于高频磁场屏蔽。
屏蔽盒上缝的方向必须顺着涡流方向并且要尽可能地缩小
缝的宽度。如果开缝切断了涡流的通路则将大大影响金属盒的屏蔽效果。
2.5 电磁屏蔽
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。
电磁屏蔽一般也是指高频交变电磁屏蔽(10kHz-40GHz)。在频率较低（近场区，近场随着骚扰源的性质不同，电场和磁场

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