第6章 电磁兼容屏蔽技术
电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法
电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法1. 电磁兼容技术方法之一是尽量减小电路布局中的回路面积，这有助于减小电磁干扰。
这意味着设计中应该尽量减小布线的环路面积。
2. 选择合适的布局层次结构也是一种重要的电磁屏蔽技术方法。
通过合理分层，避免信号与电源、地线等混在一起，可以有效降低信号之间的干扰。
3. 对于高频电路来说，使用差分信号传输线也是一种有效的电磁兼容技术。
差分传输线可以减少共模干扰，提高抗干扰能力。
4. 地线规划也是电磁兼容的重要技术方法之一。
合理规划地线可以有效减小地线回流路径，减少电磁辐射。
5. 采用屏蔽罩是一种主要的电磁屏蔽技术方法。
屏蔽罩可以在外部环境中有效隔离电磁波，防止外界信号对内部电路的干扰。
6. 采用电磁屏蔽材料也是一种常见的技术方法。
这些材料可以有效吸收或反射电磁波，达到屏蔽的效果。
7. 采用差分模式传输也是一种重要的电磁兼容技术方法。
差分模式传输可以有效抑制共模干扰，提高电路的抗干扰能力。
8. 对高频电路进行阻抗匹配也是一种重要的电磁兼容技术方法。
匹配合适的阻抗可以减少信号的反射和干扰。
9. 采用屏蔽线缆也是一种有效的电磁屏蔽技术方法。
屏蔽线缆可以有效减少外界电磁干扰对信号传输线的影响。
10. 采用滤波器是一种重要的电磁兼容技术方法。
滤波器可以对电路进行频率选择性的衰减，减小干扰信号的影响。
11. 为电路添加衰减器也是一种重要的电磁兼容技术方法。
衰减器可以在电路中消耗多余的能量，减小电磁辐射。
12. 采用电磁屏蔽罩也是一种常见的技术方法。
电磁屏蔽罩可以有效隔离内部电路和外部电磁波，减小相互干扰。
13. 采用电磁屏蔽涂料是一种有效的技术方法。
这种涂料可以在电路表面形成一层屏蔽膜，减小电磁波的穿透和干扰。
14. 采用差分信号调整器也是一种重要的电磁兼容技术方法。
这种调整器可以对信号进行差分调整，提高抗干扰能力。
15. 在设计中合理规划电路的接地方式也是一种重要的电磁兼容技术方法。
电磁兼容原理、技术及应用 课件 梁振光
第2章 电磁兼容基本原理
2.1 电磁兼容的基本概念 2.2 电磁骚扰源 2.3 电磁骚扰的传播 2.4 保证电磁兼容性的方法
2.1 电磁兼容的基本概念
2.1.1 有关电磁兼容的定义
电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility—EMC)
1) 国家标准GB/T 4365-1995《电磁术语》的定义： 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对 该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的 能力。
cn
A
T
sin(nπ / T ) nπ / T
sin(nπtr / T ) nπtr / T
信号频谱：
适当延长梯形波的上升时间和下降时间，则 该信号的高频谐波分量可大为减小
2.3 电磁骚扰的传播
将传播方式按耦合机理分类：
2.3.1 电流流通路径 什么是电流？
电荷的移动形成电流（传导电流IC）； 电场的变化也形成电流（位移电流ID）。
被干扰电路中的负载上的干扰电压
U L2 jMI1Z L2 /(Z S 2 Z L2 )
磁场耦合不需要直接的电连接，当骚扰信号的 频率高（电流随时间变化快），被干扰电路回路 面积大（互感大），被干扰电路的负载阻抗远大 于其源阻抗时，磁场耦合严重。
为减小磁场耦合的影响，应采取如下措施： ①降低骚扰电流的频率； ②减小回路之间的互感； ③减小被干扰回路的负载阻抗。
为减小互感，可减小回路面积；增大回路间的 距离；避免回路面平行布置；采取屏蔽措施。
2.3.4 电场耦合 当骚扰源为高电压、小电流时，它对周围导体、
电路的影响，主要表现为电场耦合干扰。
骚扰源通过电容耦合作用于被干扰电路
在导线2上产生的干扰电压为
电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法
电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法在实际工程中，为了实现电磁兼容和电磁屏蔽，常常采用以下几种主要的工程技术方法：1.地线提取技术：通过在电路中添加地线，将电磁波的电势差降低到足够小的水平，从而减小电磁干扰。
地线提取技术包括地面平衡技术、地线填埋技术等。
2.电磁波吸收技术：通过在电子系统内部或其周围设置电磁波吸收材料，将电磁波吸收或转化为其他形式的能量，从而减小电磁干扰。
常用的电磁波吸收材料包括吸波墙、吸波垫等。
3.屏蔽罩技术：通过在电子系统或设备的外部设置屏蔽罩，将电磁波阻挡在外部，不让其进入系统内部，从而减小电磁干扰。
常用的屏蔽罩材料包括金属、导电涂层等。
4.过滤技术：通过在电子系统内部设置滤波器，对电磁波进行滤波处理，去除干扰信号，从而减小电磁干扰。
常用的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
5.接地技术：通过良好的接地系统设计和实施，确保电子系统各个部分的电势相等，并将电磁波导入地面，从而减小电磁干扰。
接地技术包括单点接地技术、多点接地技术、星形接地技术等。
6.电磁分离技术：通过对不同电磁设备或系统之间进行分离，减小彼此之间的电磁干扰。
电磁分离技术包括物理隔离、时间隔离等。
7.抑制串扰技术：通过合理的布线设计和电磁波传输路径的选择，减小电磁波在电子系统之间的串扰，从而减小电磁干扰。
抑制串扰技术包括电缆绝缘层设计、电路板布线规划等。
综上所述，电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法包括地线提取技术、电磁波吸收技术、屏蔽罩技术、过滤技术、接地技术、电磁分离技术以及抑制串扰技术等。
这些方法可以相互结合使用，通过多种手段综合控制电磁干扰，实现电子系统的正常运行和电磁环境的和谐共存。
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。
第六章 电磁兼容性设计
设备电磁兼容设计流程
①方框1、2提供原始数据，即电磁环境电平和系统效能的定 量规定。方框5、6和10确定敏感度门限和耦合电平、预测 电磁易损性。
②方框ll确定防护要求，对于防护要求低于30dB的设备，一 般不需要附加防护措施，设计将被提交批准，如果防护要 求在30～70dB之间，则需附加防护措施，如果预测表明 将出现电磁易损性，或防护要求超过70dB，则应进行复 审或重新设计，可以要求修改对预期环境的规定，或对系 统效能重新进行说明。
6.1 电磁兼容性设计的一般概念
6.1.2 电磁兼容性设计方法 费效比 措施 结构 屏蔽 滤波
开发进程
概念 设计 产品 市场
电磁兼容设计基本方法是指标分配和 功能分块设计, 首先根据标准把整 体电磁兼容指标逐级分配到各功能 块上，细化成系统级、设备级、电 路级和元件级的指标。然后，按照 要实现的功能和电磁兼容指标进行 电磁兼容设计，如按要实现的功能， 按骚扰源类型，按骚扰传播的渠道 以及按敏感设备的特性等
(2)电磁兼容设计的主要参数
①敏感度门限和干扰允许值
敏感度门限指敏感设备对干扰所呈现最小的 不希望有的响应电平。是确定干扰允许值 的基本出发点。干扰允许值必须小于能在 敏感设备中引起错误响应的电平值，应考 虑设备或系统工作受干扰时，在最敏感的 频率和最危险的状态下所允许的干扰电平， 在统计性设计时，应考虑设备或系统干扰 电平的概率。
(1)电磁兼容设计的具体内容
④设备及电路的电磁兼容设计
是系统电磁兼容设计的基础，是最基本的电 磁兼容性设计，其内容包括控制发射、控 制灵敏度、控制耦合以及接线、布线与电 缆网的设计、滤波、屏蔽、接地与搭接的 设计等。在设计中，可针对设备、分系统 及系统中可能会出现的电磁兼容问题，灵 活地运用这些技术，并要同时采取多种技 术措施
【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
电磁兼容讲义-屏蔽原理
•点焊和铆接时，在接缝处应有足够的重叠。
•螺钉连接时，在交接处同 样应有足够的重叠和尽可 能小的螺钉间距。 •磁屏蔽体在机械加工全 部完成之后进行退火处理。 •双层磁屏蔽。
C3
C4
C3C5 C2C5 /(C2
C5 )
(C2
C5 )
UA
在A、B间加入屏蔽金属板S以后，B的感应电压U'BS 在下述情况下可能比无屏蔽时更大。当屏蔽体离地较
远，使C3C4；若还有C3C2C5/(C2C5)，则
U B S
C5 C2＋C5
UA
6.2 电屏蔽
CБайду номын сангаас1
C'1
S
A
B
A
C3
C5
C3
UA
C4
6.2 电屏蔽
电屏蔽的实质是减小两个回路（或两个元件、组件） 间电场感应的影响。
电磁场理论表明，置于静电场中的导体在静电平衡 的条件下，具有下列性质：
导体内部任何一点的电场为零； 导体表面任何一点的电场强度矢量的方向 与该点的导体平面垂直； 整个导体是一个等位体； 导体内部没有静电荷存在，电荷只能分 布在导体的表面上。
电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流 的反射、吸收和引导作用。
6.1 屏蔽及屏蔽效能
电磁屏蔽的类型
电磁 屏蔽
电场 屏蔽
静电 交变电 屏蔽 场屏蔽
磁场 屏蔽
低频磁 高频磁 场屏蔽 场屏蔽
电磁 屏蔽
6.1 屏蔽及屏蔽效能
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)
电磁兼容原理、技术和应用(第2版)课件——邹澎第6章
E2
H2
P2
E1、H1：加屏蔽之前的电磁或磁场， E2、H2：加屏蔽之后电磁或磁场， P1：加屏蔽之前辐射的功率， P2：加屏蔽后辐射的功率。 5、计算屏蔽效果的图解法
屏蔽效能的计算方法有三种：(1)解析法，(2)作图法， (3)查表法。
作图法又称诺模图法，它的特点是不必进行繁琐的公 式运算，只要在诺模图上作几条直线便可迅速求得屏蔽体 的吸收损耗S1、反射损耗S2和多次反射损耗S3等参数,工程 上使用非常方便。屏蔽效能的作图计算必须在几个诺模图 上分别求出S1、S2、S3 ，然后相加。
2 2
1
f r 107
6 1 20
例：f＝0.5MHz， 铜板内 λ＝0.59mm，
f＝1MHz ,
铜板内 λ＝0.066mm，
f＝100MHz， 铜板内 λ＝0.0066mm，
f＝50Hz，
铜板内 λ＝59mm，
铁板内 λ＝4.5mm，
∴ 在低频时，铁板的屏蔽效果好。
③、屏蔽效果 S 20 lg E1 , S 20 lg H1 , S 10 lg P1 ,
第六章 抗干扰技术
6－1 屏蔽技术 6－2 滤波技术 6－3 接地技术 6－4 其它抗干扰技术简介 6－5 频谱管理
干扰信号侵入设备的途径： ①、由天线侵入， ②、由等效天线侵入(电源线、输入、输出信号线)， ③、由机壳上的孔洞或缝隙侵入，图6－1
机箱一般是铁板或铝板，若无孔洞、缝隙（全焊接） 屏蔽效果可达100dB以上（对高频电场），由于缝隙、 通风口、表头、调节轴……屏蔽效果一般在60dB以下 （计算机机箱，实测20dB左右）。 ④、由电源线侵入 传导干扰 使用同一电源的其他设备产生的干扰信号，可沿电源 线侵入。 6－１屏蔽技术 屏蔽的概念和分类 1、屏蔽的概念：屏蔽是防止辐射干扰的主要手段，所谓屏
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.。
电磁兼容设计与屏蔽技术
电磁兼容设计与屏蔽技术1 、引言对电子、电气工程师而言，在研究开发新产品的过程中，仅按照理想情况进行目标功能和一般性能设计是不够的。
这是因为各种电子、电气设备（或含有电子、电气部分的设备）都将实际工作在电磁环境之中，它必然受到外界的电磁骚扰，同时它本身又作为骚扰源去骚扰别的设备。
电磁兼容设计就是针对电磁干扰来进行的，它与可靠性一样，要保证设备或系统在存在电磁干扰的情况下可靠地工作，就必须对它进行电磁兼容设计。
电磁兼容设计也是电磁兼容标准规范和认证制度对产品的要求。
电磁兼容性检测认证合格报告证书，是电子、电气产品进入市场必备的一份通行证。
一权威机构的统计分析报告指出，未进行电磁兼容设计的电子、电气产品，其电磁兼容性能指标满足有关标准要求的可能性仅为25% 左右。
电磁兼容设计的理论基础是电磁场理论、电路理论和信号分析等。
应用中的电磁兼容设计包括接地技术、滤波和吸收技术、屏蔽和隔离技术以及结构设计等。
电磁兼容设计的基本方法有问题解决法、规范法和系统法。
电磁兼容设计的内容包括电磁环境分析、频率选用、电磁兼容性指标和电磁兼容设计技术应用等。
2 、电磁兼容的设计要点形成电磁干扰必然具备三个基本要素，即①电磁骚扰源，②耦合途径或传播通道，③敏感设备。
电磁兼容设计的出发点就是这三个基本要素。
1 ）抑制电磁骚扰源的设计要点尽量去掉对设备（或系统）工作用处不大的潜在电磁骚扰源，减少骚扰源的个数；恰当选择元器件和线路的工作模式，尽量使设备工作在特性曲线的线性区域，以使谐波成分降低；对有用的电磁发射或信号输出也要进行功率限制和频带控制；合理选择电磁波发射天线的类型和高度，不盲目追求覆盖面积和信号强度；合理选择电磁脉冲形状，不盲目追求上升时间和幅度；控制产生电弧放电和电火花，宜选用工作电平低的或有触点保护的开关或继电器，宜选用加工精密的直流电机；应用良好的接地技术来抑制接地干扰、地环路干扰并抑制高频噪声。
2 ）抑制干扰耦合的设计要点把携带电磁噪声的元件和导线与连接敏感元件（或电磁骚扰特性测量端口、界面）隔离；缩短干扰耦合路径的长度，应使导线尽量短，必要时使用屏蔽线或加屏蔽套；注意布线和结构件的天线效应，对通过电场耦合的辐射，尽量减少电路的阻抗，而对通过磁场耦合的辐射，则尽量增加电路的阻抗；应用屏蔽等技术隔离或减少辐射途径的电磁骚扰；应用滤波器、脉冲吸收器、隔离变压器和光电耦合器等滤除或减少传导途径的电磁骚扰。
电磁兼容的屏蔽设计
微软中国电磁兼容原理电磁兼容性屏蔽设计刘莹20082305007[在此处键入文档的摘要。
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]电磁兼容性屏蔽设计屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。
具体地讲，就是用屏蔽体将电子元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们收到外界电磁场的影响。
电磁兼容设计原理电磁兼容设计原理要根据屏蔽材料的电导率、磁导率、厚度、温度适应能力、成本、厚度和频率关系等因素来选取。
屏蔽体的电磁屏蔽效能一般可有以下几种表示方法。
1、屏蔽系数Z是指被干扰的导体（或者电路）在加屏蔽后感应电压V 1 和未加屏蔽感应电压V0 之比，即Z= V 1 / V0 Z越小，屏蔽效果就越好。
2、传输系统T系指加屏蔽后某一测点的场强（E 1，H 1）与同一测点未加屏蔽时的场强（E 0，H 0）之比，即电场 T= E 1（有屏蔽）/ E 0（无屏蔽）电场 T= H 1（有屏蔽）/ H 0（无屏蔽）3、屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness)有时候也称屏蔽损耗、屏蔽衰减、屏蔽效果、屏效等。
是指未加屏蔽时某一测点的场强（E0、H0 ）与加屏蔽后同一测点的场强（E1、H1）之比，并以dB为单位。
屏蔽体经常用于遮挡骚扰源与敏感设备之间的场强耦合。
设屏蔽区内某一点在屏蔽前（无屏蔽）、后（有屏蔽）的场强值分别为E0和E1，则屏蔽体的屏蔽效能是SE=20lg(E0/E1)( dB)屏蔽效能的理论值由R、A、B三项因素决定，即SEdB =R dB +A dB +B dB在式中：SE：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。
电磁兼容EMC中的屏蔽技术分析
电磁兼容EMC中的屏蔽技术分析屏蔽技术的分析主要从以下几个方面进行。
首先，屏蔽材料的选择是关键。
常见的屏蔽材料包括金属、导电涂料和导电橡胶等。
金属屏蔽具有良好的电磁波反射和吸收能力，但其成本较高且加工复杂。
导电涂料可以在非金属材料表面形成导电层，具有较好的屏蔽性能。
导电橡胶则可以用于构建灵活的屏蔽结构。
在选择屏蔽材料时，需要考虑材料的导电性、稳定性、加工性能等因素。
其次，屏蔽结构的设计也是关键。
屏蔽结构一般包括屏蔽箱、屏蔽膜、屏蔽罩等多种形式。
屏蔽箱是一种固定的屏蔽结构，可以提供较好的屏蔽效果，但不便于维修和拆卸。
屏蔽膜是一种灵活的屏蔽结构，可以根据需要进行切割和安装，适用于复杂形状的设备。
屏蔽罩则是一种局部屏蔽结构，用于抑制一些具体的电磁干扰源。
设计屏蔽结构时，需要根据电磁波的频率、功率和传播路径等因素进行合理的布局和设计。
另外，接地和接线也是屏蔽技术的重要考虑因素。
良好的接地可以有效地消除电磁波的干扰，提高设备的免疫能力。
接线的设计要避免电磁波的突然变化和回路电压的高频噪声。
此外，还需要合理地选择连接线材料和连接方式，以保证连接的可靠性和传导性能。
最后，屏蔽技术的实际效果需要进行测试和评估。
常用的测试方法包括辐射测量和传导测量。
辐射测量主要针对电磁波的辐射干扰，通过测量设备辐射的电磁波强度来评估屏蔽效果。
传导测量则主要针对电磁波的传导干扰，通过测量设备线路上的电磁干扰来评估屏蔽效果。
测试结果可以用于指导屏蔽技术的改进和优化。
总之，电磁兼容中的屏蔽技术是一种重要的电磁干扰控制方法。
通过合理选择屏蔽材料、设计屏蔽结构、良好的接地和接线以及测试和评估屏蔽效果，可以有效地提高设备的电磁兼容性。
电磁兼容课件_第6节_icefire屏蔽技术
电磁波每经一次反射到达B面 时就会再将一部分能量穿透出屏 蔽体。因此，在考虑屏蔽效能时 除了吸收损耗A及反射损耗R外， 还有多次反射修正项B。
无论是远场还是近场情况，入 射电磁波中电场分量的大部分已 在第一界面被反射掉了，因而， 进入屏蔽层内的电场分量已经很 弱了，再加上在第二界面的反射 损耗又很小，所以，在考虑多次 反射损耗时，电场在屏蔽层内部 的多次反射完全可以忽略不计。
这些高强导率的材料具有很低的 磁阻，这样，磁力线将“封闭”在 屏蔽体内，起了磁屏蔽的作用。
对于低频交变磁场，磁屏蔽 的原理同静磁屏蔽一样，利用 高磁导率材料作屏蔽体将磁场 约束在屏蔽体材料内。
磁场的屏蔽不同于电场的屏 蔽，屏蔽体接地与否不影响磁 屏蔽的效果，但磁屏蔽体对电 场也起一定的屏蔽作用，因此 一般也接地。
输系数为： T反射 （ 1Pa） m(1Pm)a
或反射损耗为：
带入R 以2上l0 o 各T 反 1 g 式 射 可2得l0 o ：1 R g P a 2()m 0 l1 o(1 g (1P m q)) a 21((d dB))B
4q
因q》l，则R20 loqg20 logZW(dB )
4
4Zm
现在再回过来Zm及ZW。所有的 均匀介质的特征阻抗均可表示为：
式中T吸收、T反射、 T多次反射分别代 表由于屏蔽体的吸收、反射及多次
反射所引起的传输系数，故
SE 2l0g1 2l0g1 2l0g 1 （ dB)
T吸收
T反射
T多次反射
或 SE ARB(dB)
电磁波的吸收损耗A
当电磁波进入一种吸收介质时， 会感生涡流，涡流通过介质电阻发 热产生损耗；电磁场强度会随着深 入的距离按指数规律衰减。
磁场泄漏主要与下列因素
电磁兼容(第六章)屏蔽
20
近场
远场
0.05 0.1
0.5 1.0
5.0
从源到λ/2π
在近场区域，由于电场和磁强的强度比不是一个常数，所以电场和磁场
应当分别进行考虑；如果源具有大电流、低电压特性，近场主要是磁场； 如果源具有高电压、小电流特性，近场主要是电场。在远场区域，电场和 磁场合成平面波，波阻抗大小为377Ω。
第二节 波 阻 抗
介质1 E0
Er=E0-E1
Z1- Z2
Er =
E0
Z1 + Z2
阻抗Z1
介质2 E1
2Z 2
E1 =
E0
Z1+ Z2
电磁波从一特性阻抗为Z1的 介质传播到另一个特性阻抗为 Z2的介质时，透射电磁波的强 度可以表示为：
E1 2Z 2 E0 Z1 Z2
阻抗Z2
2Z 1
H1 =
H0
Z1+ Z2
同样，当电磁波从屏蔽体射出时，将会再次产生反射。反 射损耗也同样取决于两种介质的特性阻抗之差。
由于反射损耗是波阻抗与屏蔽阻抗的比值的函数，所以反射 损耗的大小随着波阻抗的变化而变化。因此，高阻抗场（电场） 的反射损耗大于平面波；低阻抗场（磁场）的反射损耗小于平 面波。
反射损耗(dB)
铜材的反射损耗与频率、到“源”的距离和电磁波类型的关
系
r=源到屏蔽体的距离(m)
在电源场与的屏反蔽射体损距耗离随一着定频
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。
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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。
另一种解释，趋肤效应－热损耗
2
20
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
• 屏蔽体和线圈的等效电路
涡流
is
jM
i
jLs Rs
当 （高频）时，
is
M Ls
i
当
（低频）时
is
jM i
Rs
M/L
r —— 相对磁导率； t —— 厚度（mm）。
结论： • 屏蔽材料越厚，吸收损耗越大，厚度增一个趋肤深度， 吸收损耗增加得9dB； • 磁导率越高，吸收损耗越大； • 电导率越高，吸收损耗越大； • 频率越高，吸收损耗越大。
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
② 反射损耗 R (dB)
• 1 静电场的屏蔽
主动屏蔽:
被动屏蔽
空 腔
接地防止电力线通过孔缝侵入屏蔽壳体内部
完全静电场屏蔽的必要条件：
1.完整的导体，2. 接地。
6
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
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
C1 S US ～
CSR1
C2 R
CR
UN1
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
U N1
C2
CSR1U S CR CSR1
CSR1U S C2 CRUS ～CSR1
C2 CR
UN1
等效电路
• 屏蔽效能: SE(dB) 20 lg UN 0 UN1
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
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；
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
衰减量与屏蔽效能的关系
无屏蔽场强 10 100
1000 10000 100000 1000000
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。
屏蔽类型：
低 频
近
场 电磁波波屏
蔽
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
SE E0 或
磁屏蔽效能
E1
SE H0 或 H1
例 无限长磁性材料圆柱腔的静磁屏蔽效能
应用分离变量法得
可见 铁磁材料的磁导率越大屏蔽效能越高，屏蔽层的厚度 增加也会加大屏蔽效能。但是增加屏蔽层的厚度的做法并 不经济。最好采用多层屏蔽的方法。
16
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
4、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(例如铁、硅钢片，其
US
1 CR / CSR0
S US ～
CSR0 R
CR
UN0
未加屏蔽的耦合
CSR1
C1 S
C2 R
US ～ Up
CR C3
加屏蔽的耦合
（2） 加屏蔽（忽略CSR1的影响）
UN1
Up
C1
C3
C1U S C2CR /(C2
CR )
U N1
C2U P C2 CR
UP 1 CR / C2
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
实心材料屏蔽效能
入射 A
R1 R2
反射
场强
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B
＝ R＋ A＋B
透射
B
R－ 反射损耗
A－吸收损耗 B－多次反射修正因子
吸收损耗A
R1
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。
26
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
波
磁通： BS HS
磁阻：
Rm
Um
l
S
Um
H
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
用磁路方法计算屏蔽效能
r H0
外磁场 H；0 屏蔽体内 ；HS腔内 H1
t
流经屏蔽体的磁通： S S HS 2t
b
流经空腔的磁通： 1 0H1(a 2t)
a
总磁通：0 0H，0则a
0 s 1 0H0a 2S HSt 0H1(a 2t)
Zs ZW
Zs ZW
ZW ——辐射场的波阻抗 Z s ——金属板的波阻抗
吸收损耗
E E0e xe j x
2
第三种机理，称为多次反射修正因子：
et (1 ma )(1 am ) e3t ma2 (1 am )(1 ma ) L
三次反射(吸收过程)
五次反射(吸收过程)
25
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
磁路计算：(t a,t b)
r H0
对于磁路CS：
Q1 CS P1
从P1到Q1: 磁阻为
t C1
b
磁通为 S / 2 tS HS
S 2tS HS
磁压降 UmS1
RmS1 S
2
HSa 4
Q2
P2
a
从Q1 到 Q2:
RmS 2
b 2t
St
b
St
S / 2 tS HS
磁导率约为 103 104 0 ）对骚扰磁场进行分路，把磁力线 集中在其内部通过，限制在空气中大量发散。
H2
H0
R0 Rm
H1
磁路方程
Um , Rm
Rm l s
H1
R0
H0
磁力线集中在其内部 (Rm)通过
Rm H2
17
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
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。 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。
H1
0H1a
H0 4rbt 1
H1 a(2b a)
故
SE 20 lg[1 4rbt ]
a(2b a)
2b HS 2b a H1
0 s 1
讨论：
• 若 a b
• 若 a b
SE
20
lg[1
4rbt
a2
]
SE 20 lg[1 2rt ]
a
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
3 、静磁场屏蔽
23
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
屏蔽机理
• 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。
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
377， 称为高阻抗波（电场波）。波阻抗随距离而变化 。
远场区，波阻抗仅与电场波传播介质有关，空气为377。 27
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
• 波阻抗：
a. 远场： Zw
0 120 377Ω 0
1
b. 近场（以电场为主）：Zwe 2 f 0r
c. 近场（以磁场为主）： Zwm 2 f 0r
H＝0
涡流产生的反向磁场增强了金属板侧面的磁场使磁力线在金属板侧面绕行而过19 。
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
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。
UmS 2
RmS 2S
2
HSb
故
U mS
a
UmS 2
2U mS1
HS
(b
) 2
对于磁路C1：
Rm1
b 2t
0 (a 2t)
b
0a
Um1 1Rm1 H1b
1 0aH1
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
由于 U mS U m1
(2b a)HS 2bH1
于是有：
0 H 0 a
20r
2bt 2b a
• 在频率较低（近场区，近场随着骚扰源的性质不同，电场和 磁场的大小有很大差别。
高电压小电流骚扰源以电场为主（电准稳态场－忽略了感应 电压），磁场骚扰较小（有时可忽略）。
低电压高电流骚 扰 源 以 磁 场 骚 扰 为 主（磁准稳态场－忽 略了位移电流），电场骚扰较小。
• 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。
电场屏蔽的设计要点 • 屏蔽体的材料以良导体为好，对厚度无什么要求 • 屏蔽体的形状对屏蔽效能有明显的影响 • 屏蔽体要靠近受保护的设备 • 屏蔽体要有良好的接地
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
6.2.2 磁场屏蔽 1．原理 • 低频磁场屏蔽（f < 100kHz）
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。