电磁屏蔽技术论文

1.3.1 屏蔽效能的表示
屏蔽体屏蔽效果的好坏用屏蔽效 能来度量。它与屏蔽体的材料性能、 干扰源的频率、屏蔽体至干扰源的距 离，以及屏蔽体上可能存在的各种不 连续的形状和数量有关。 屏蔽效能被定义为不存在屏蔽体 时某处的电场强度 E0 与存在屏蔽体时 同一处的电场强度 Es 之比，常用分贝
3
（dB）表示，即
1.1 屏蔽的定义
屏蔽是电磁兼容工程中广泛采用 的抑制电磁干扰的有效方法之一。它 是利用导电或导磁材料制成的金属屏 蔽体将电磁干扰源限制在一定范围 内，使干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。 屏蔽有两个目的：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。
SE E 20 lg
E0 ES
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续在其交界面再次反射，并重新折回 屏蔽体内。这种反射在屏蔽体内的两 个界面之间可能重复多次。
或者不存在屏蔽体时某处的磁场 强度 H0 与存在屏蔽体时同一处的磁场 强度 Hs 之比，即
1.4.1 应用领域
笔记本电脑、GPS、ADSL 和移动电 话等 3C 产品都会因高频电磁波干扰产 生杂讯，影响通讯品质。另若人体长 期暴露于强力电磁场下，则可能易患 癌症病变。因此防电磁干扰已是必备 而且势在必行的制程。导电漆.EMI 导 电漆喷涂技术具有高导电性、高电磁 屏蔽效率、喷涂操作简单等特点，广 泛应用于通讯制品、电脑、便携式电 子产品、消费电子、网络硬件、医疗 仪器、家用电子产品和航天及国防等 电子设备的 EMI 屏蔽。腾飞金属科技 有限公司的 TF-801 导电漆适用于各种 塑胶制品的屏蔽。喷涂导电漆解决了 因做金属屏蔽罩受空间限制、操作、 成本压力的限制，因其导电漆喷涂操 作极其简单，做到了塑胶金属化，而 受到越来越多的关注及推广。屏蔽导 电漆就是能用于喷涂的一种油漆干燥 形成漆膜后能起到导电的作用，从而 屏蔽电磁波干扰的功能。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 讲，就是用屏蔽体将元部件、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，防止它们受到外界电磁场的 影响。导电漆就是用导电金属粉末添 加于特定的树脂原料中以制成能够喷 涂的的油漆涂料.广泛使用的有以下 具体的几种类型产品：添加银金属粉 末的称之为"TF-801 银导电漆";添加 铜粉的称之为"TF-609 铜导电漆";添 加镍粉的为"TF-606 镍导电漆";其中 以"TF-801 银铜导电漆"使用最为广泛. 因为相比 TF-828 银导电漆价格便宜很
The Electromagnetic Shielding Technology
Gu yu （University of Science and Technology Liaoning School of electronic and information engineering, electrical engineering and automation of 2011） Abstract: Electromagnetic compatibility the abbreviation EMC, is an electronic device which does not interfere with other equipment, and is not affected by other equipment. Electromagnetic compatibility and safety we are familiar with, is one of the most important indicators of product quality. Safety relates to personal and property, and electromagnetic compatibility is related to personal and environmental protection. Keyword: Electromagnetic shielding, Principle, Application
1.2.4 电磁屏蔽原理
通常所说的屏蔽，多半是指电磁 屏蔽。电磁屏蔽是指同时抑制或削弱 电场和磁场，一般也指高频交变电磁 屏蔽。 电磁屏蔽是用屏蔽体阻止高频电 磁能量在空间传播的一种措施，屏蔽 体的材料是金属导体或其他对电磁波 有衰减作用的材料。屏蔽效能的大小 与电磁波的性质及屏蔽体的材料性质 有关。 交变场中， 电场和磁场总是同时存 在的。在频率较低的范围内，电磁干 扰一般出现在近场区。如前所述，近 场随着干扰源的性质不同，电场和磁 场的大小有很大差别。高电压、小电 流干扰源以电场为主，磁场干扰可以 忽略不计，这时就可以只考虑电场屏 蔽，低电压、大电流干扰源以磁场干 扰为主，电场干扰可以忽略不计，这 时就可以只考虑磁场屏蔽。 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 干扰。远场干扰中的电场干扰和磁场 干扰都不可忽略，因此需要将电场和 磁场同时屏蔽，即电磁屏蔽。高频时 即使在设备内部也可 能出现远场干 扰，需要进行电磁屏蔽。如前所述， 采用导电材料制作的且接地良好的屏 蔽体，就能同时起到电场屏蔽和磁场 屏蔽的作用。
jCeZs Ug 1 jCe(Zs Zg )
从式中可以看出，干扰电压 Us 的大小 与耦合电容 Ce 的大小有关。为了减小 干扰，可使干扰源与接收器尽量远离， 从而减小 Ce，使干扰 Us 减小。如果干 扰源与接收器间的距离受空间位置限 制无法加大时，则可采用屏蔽措施。
1.2.3 磁场屏蔽原理
多，相比 TF-606 镍导电导电性能也相 对好很多。
1.4.2 产品介绍
TF-801 是一款银铜导电漆。直接 喷涂在电子类焊接式电磁屏蔽室 产品壳体内部，漆膜干燥后能起到很 好的屏蔽电磁辐射、抗电磁波干扰功 能。因其优良的导电性能和纯银导电 漆相差无几，性价比又极高，如今被 广泛应用于 GPS、DVD、DVB、医疗器械 等各类电子产品外壳内部。
课程名称：
电磁兼容及抗干扰技术
学
院：
电子与信息工程学院
专业班级：
电气工程及其自动化 2011
学
号：
120113801026
姓
名：
谷雨
任课教师：
吴丽娟
2014.03.18
电磁屏蔽技术
谷雨 （辽宁科技大学电子与信息工程学院 2011 届电气工程及其自动化） 摘要：电磁兼容性缩写 EMC，就是指某电子设备既不干扰其它设备，同时也不受 其它设备的影响。 电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样，是产品质量最重要的 指标之一。安全性涉及人身和财产，而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。 关键字：电磁屏蔽，原理，应用
Φm
S B
dS
Rm 为磁路中 a、b 两点间的磁阻，有
Rm
a H S B
b
dl dS
如果磁路横截面是均匀的，且磁场也 是均匀的，则上式可化简为
Rm
Hl l BS S
式中： 为铁磁材料的磁导率（H/m） ；
2
S 为磁路的横截面积 （ m 2） ； l 为磁路的 长度（m） 。 显然，磁导率 大则磁阻 Rm 小， 此时磁通主要沿着磁阻小的途径形成 回路。由于铁磁材料的磁导率 比空 气的磁导率 0 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，而通 过空气的磁通将大为减小，从而起到 磁场屏蔽的作用。 使用铁磁材料作屏蔽体时要注意 下列问题： ⑴.所用铁磁材料的磁导率 越 高， 屏蔽罩越厚 （即 S 越大） ， 磁阻 Rm 越小，屏蔽效果越好。为了获得更好 的磁屏蔽效果，需要选用高磁导率材 料，并要使屏蔽罩有足够的厚度，有 时需用多层屏蔽。所以，效果良好的 铁磁屏蔽体往往是既昂贵又笨重。 ⑵.用铁磁材料做的屏蔽罩，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。 ⑶.铁磁材料的屏蔽不能用于高频 磁场屏蔽。因为高频时铁磁材料中的 磁性损耗（包括磁滞损耗和涡流损耗） 很大，导磁率明显下降。 ②.高频磁场屏蔽 高频磁场的屏蔽采用的是低电阻 率的良导体材料，如铜、铝等。其屏 蔽原理是利用电磁感应现象在屏蔽体 表面上所产生的涡流的反磁场来达到 屏蔽目的，也就是，利用了涡流反磁 场对于原干扰磁场的排斥作用，来抑 制或抵消屏蔽体外的磁场。
1
变电场屏蔽。
Us
①.静电屏蔽 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： ⑴ . 导体内部任何一点的电场为 零。 ⑵.导体表面任何一点的电场强度 矢量的方向与该点的导体表面垂直。 ⑶.整个导体是一个等位体。 ⑷.导体内部没有静电荷存在，电 荷只能分布在导体表面。 内部存在空腔的导体，在静电场 中也具有上述性质。因此，如果把有 空腔的导体置入静电场中，由于空腔 导体的内表面无静电荷，空腔空间中 也无电场，所以空腔导体起了隔离外 部静电场的作用，抑制了外部静电场 对空腔空间的干扰；反之，如果把空 腔导体接地，即使空腔导体内部存在 带电体产生的静电场，在空腔导体外 部也无由空腔导体内部存在得带电体 产生的静电场。这就是静电屏蔽的理 论依据，即静电屏蔽原理。 So ，静电屏蔽必须具有两个基本 要点，即完整的屏蔽导体和良好的接 地。 ②.交变电场的屏蔽 对于交变电场的屏蔽原理， 可以用 电路理论加以解释，此时干扰源与被 干扰对象之间的电场感应可以用分布 电容来描述。 设干扰源 g 上有一交变电压 Ug， 在其附近产生交变电场，置于交变电 场中的接收器 s 通过阻抗 Zs 接地，干 扰源对接收器的电场感应耦合可以等 效为分布电容 Ce 的耦合，于是形成了 由 Ug、Zg、Ce 和 Zs 构成的耦合回路。 接收器上产生的干扰电压 Us 为
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SE H
H 20 lg 0 HS
1.3.2 屏蔽的传输理论
电磁屏蔽的机理有 3 种理论： ⑴.感应涡流效应。 这种理论解释电 磁屏蔽机理比较形象、易懂，物理概 念清楚，但是难以据此推导出定量的 屏蔽效果表达式，且关于干扰源特征、 传播介质、屏蔽材料的磁导率等因素 对屏蔽效能的影响也不能解释清楚。 ⑵.电磁场理论。严格来说，电磁场 理论是分析电磁屏蔽原理和计算屏蔽 效能的经典学说，但是由于需要求解 电磁场的边值问题，所以分析复杂且 求解繁琐，在实际中很少应用。 ⑶.传输线理论。 它是根据电磁波在 金属屏蔽体中传播的过程与行波在传 输线中传输的过程相似，来分析电磁 屏蔽机理，定量计算屏蔽效能。这一 理论和方法不仅可以简明分析屏蔽理 论，而且还能比较方便地定量计算屏 蔽效果。 按照传输线理论，屏蔽体对于电磁 波的衰减有 3 种不同机理： ⑴ . 在空气中传播的电磁波到达屏 蔽体表面时，由于空气和金属交界面 的阻抗不连续，在分解面引起波的反 射。 ⑵ . 未被屏蔽体表面反射而透射进 入屏蔽体的电磁能量，继续在屏蔽体 内传播时被屏蔽材料衰减。 ⑶ . 在屏蔽体内尚未衰减完的剩余 电磁能量，传播到屏蔽体的另一个表 面时，又由于金属和空气阻抗的不连
1.2.1 屏蔽的分类
屏蔽的分类法有很多种。根据屏 蔽的工作原理，可以 将屏蔽分为电 （场）屏蔽、磁（场）屏蔽和电磁屏 蔽三大类。电场屏蔽包含静电屏蔽和 交变电场屏蔽；磁场屏蔽包含静磁屏 蔽（恒定磁场屏蔽）和交变磁场屏蔽。
1.2.2 电场屏蔽原理
电场屏蔽简称电屏蔽，其目的是 减少设备（或电路、组件、元件等） 间的电场感应，它包括静电屏蔽和交
磁场屏蔽简称磁屏蔽，是用于抑制 磁场耦合实现磁隔离的技术措施，它 包括低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽。 ①.低频磁场屏蔽 低频（100kHz 以下）磁场的屏蔽，是 利用铁磁性材料（如铁、硅钢片、坡 莫合金等）的磁导率、磁阻小，对磁 场有分路作用的特性来实现屏蔽的。 由磁通连续性原理可知，磁力线是连 续的闭合曲线，这样可把磁通管所构 成的闭合回路称为磁路，磁路理论表 明 Um = RmΦ m 式中：Um 为磁路中两点间的磁位差； Φm 为通过磁路的磁通量，且