电磁屏蔽理论简单分析
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
电磁屏蔽原理
电磁屏蔽原理电磁屏蔽是指采取一定的措施，使电磁辐射或电磁波无法穿透到屏蔽结构内部或从屏蔽结构内部泄漏出来，达到隔绝或减弱电磁辐射或电磁波的目的。
电磁屏蔽原理是指实现电磁屏蔽的基本原理，它是电磁兼容技术的重要内容之一。
电磁屏蔽原理的研究对于提高电磁兼容性、保障电子设备的正常工作、提高电子设备的抗干扰能力以及保障人体健康都具有十分重要的意义。
电磁屏蔽原理主要包括电磁波的传播特性、电磁波与物质相互作用的基本原理以及电磁屏蔽结构的设计原理等内容。
首先，电磁波的传播特性是电磁屏蔽原理的基础。
电磁波在空间中传播时会受到传播介质、传播距离、频率等因素的影响，了解电磁波的传播特性有助于选择合适的屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构。
其次，电磁波与物质相互作用的基本原理是电磁屏蔽原理的重要内容。
电磁波在与物质相互作用时会发生反射、透射、吸收等现象，不同的材料对电磁波的作用方式各不相同，因此在设计电磁屏蔽结构时需要根据具体的应用场景选择合适的屏蔽材料。
最后，电磁屏蔽结构的设计原理是实现电磁屏蔽的关键。
合理的屏蔽结构设计能够有效地隔离电磁波，减少电磁辐射对周围环境和设备的影响，保障设备的正常工作和人体的健康。
在实际的电磁屏蔽设计中，需要根据具体的应用场景和要求选择合适的屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构。
常见的电磁屏蔽材料包括金属材料、导电涂料、导电纤维布等，而常见的屏蔽结构包括屏蔽罩、屏蔽膜、屏蔽房等。
在选择屏蔽材料时需要考虑其导电性能、机械性能、加工性能等因素，而在设计屏蔽结构时需要考虑其尺寸、形状、安装方式等因素。
通过合理选择屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构，可以有效地实现电磁屏蔽的目的，保障设备的正常工作和人体的健康。
总之，电磁屏蔽原理是实现电磁屏蔽的基础和关键，它涉及到电磁波的传播特性、电磁波与物质相互作用的基本原理以及电磁屏蔽结构的设计原理等内容。
通过深入研究电磁屏蔽原理，可以更好地理解电磁屏蔽技术的要点和关键，为实际的电磁屏蔽设计提供理论指导和技术支持。
建设电磁屏蔽机房(电磁屏蔽室)重要性及特点
建设电磁屏蔽机房重要性及特点一.电磁屏蔽的基本理论1、当电磁波到达屏蔽体表面时，尽管在屏蔽体的表面上的介质阻抗间断性不同，但它对入射的电磁波产生的反射是相同的，因此这种反射与屏蔽材料的薄厚无关。
2、入射的电磁波进入屏蔽体的能量，由于屏蔽材料的特性，电磁波要被屏蔽材料不断地反射、折射、吸收，最终使入射波的能量在屏蔽体得到衰减。
3、当折射后进入屏蔽体内入射的电磁波，由于介质表面衰减和吸收后而剩余能量，再次传波到屏蔽体的另一表面时，即当电磁波遇到屏蔽体和空气不同介质交界面，将会发生再次反射，并重新返回原屏蔽体内。
这样入射的电磁波在两个金属的交界面上进行多次重复反射，使电磁波的能量不断地衰减。
二、电磁干扰的主要原因和特点1、系统内部电磁干扰的主要原因和特点系统的测控系统由时序装置、测控电子设备、测量传感设备、执行设备、任务设备、供电设备及电缆等组成，这些电子设备安装在狭小的仪器壳体内。
当电子设备所在的测控系统中任务设备开机工作时，会出现严重干扰系统中电子设备等测控设备的正常工作。
这是由高频测控设备、任务设备和低频测控设备大量混用壳体内电磁环境明显恶化而引起的。
在系统中，电磁干扰(EMI)能量可通过传导耦合和辐射耦合两种形式传输到设备内部。
2、外部电磁干扰的主要原因和特点当系统在执行任务状态时，由于大量的电子设备开机工作，产生了大量的电磁信号，使区域内的电磁环境十分复杂，这些电磁干扰信号严重干扰电子设备的工作，干扰信号通过系统壳体和电子设备壳体的孔缝耦合进入电子设备内部敏感器件和接收电路；或是通过天线、电缆导线和机壳感应进入电子设备内；或是通过电缆导线感应，然后沿导线传导进入电子设备内部；这些辐射骚扰的主要耦合途径通常是：闭合回路耦合、导线感应耦合、天线耦合和孔缝耦合。
3、屏蔽分析实心金属板屏蔽基本原理是：当辐射场通过屏蔽体时一部分RF能量被屏蔽机壳的表面反射回去，一部分在穿透屏蔽体的过程中被吸收了，其余的能量穿透屏蔽体进入另一侧。
电磁屏蔽基本原理介绍
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进行传输。
为满足电磁兼容性要求，对传导性耦合需采用滤波技术，即采用EMI滤波器件加以抑制；对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。
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不同，在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。
在设计中要达到所需的屏蔽性能，则需首先确定辐射源，明确频率范围，再根据各个频段的典型泄漏结构，确定控制要素，进而选择恰当的屏蔽材料，设计屏蔽壳体。
屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能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）表示。
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：类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和类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产生的场，均可由若干个基本源的场叠加而成(图2)。
因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析，就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良好的理论依据。
图2 两类基本源在空间所产生的叠加场远近场的划分是根据两类基本源的场随1/r（场点至源点的距离）的变化而确定的，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不同。
电磁屏蔽原理及材料分析初探
电磁屏蔽原理及材料分析初探摘要：简单介绍了电磁屏蔽原理，并对电磁屏蔽进行分类，在此基础上，主要介绍了常用的电磁屏蔽材料。
关键词：电磁屏蔽原理材料电子设备工作时，会受到各种电磁干扰(electro-magnetic interference)，包括自身的干扰和来自其它设备的干扰，同时也会对其它设备产生电磁干扰。
电磁干扰若超过了设备的允许值，就会影响设备的正常工作。
电磁屏蔽有2个目的，一方面能防止干扰源对设备或系统内部产生有害影响，另一方面也可以防止设备或系统内有害的电磁辐射向外传播。
为了满足这些设备对电磁干扰屏蔽的需要，在过去的几年中人们开发了大批新的改良的产品。
1.电磁屏蔽原理电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。
即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施；或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。
电磁屏蔽效能是在电磁场中同一地点无屏蔽时的电磁场强度与加屏蔽体后的电磁场强度之比。
常用分贝数(db)表示。
屏蔽效能se 又包括吸收损失a、反射损失r和多次反射损失b组成。
如图1所示。
即se＝a+r＝b根据屏蔽的工作原理可将屏蔽分为以下3大类：电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽。
1.1电场屏蔽当干扰源产生的干扰是以电压形式出现时，干扰源与电子设备之间就存在容性电场耦合，可将其视为分布电容间的耦合。
为消除或抑制这种干扰，要进行电场屏蔽。
其设计应遵从的原则是：(1)屏蔽体要尽量靠近受保护物，而且屏蔽体的接地必须良好；(2)屏蔽效果的好坏与屏蔽体的形状有着最直接的关系。
屏蔽体如果能够做成全封闭的金属盒最好，但在工程实践中还需要根据实际情况而定；(3)屏蔽体的材料要以良导体为好，对厚度没有严格的要求，只要有足够的强度即可。
1.2磁场屏蔽当干扰源以电流的形式出现时，此电流所产生的磁场通过互感耦合对邻近信号形成干扰。
此时，为了抑制干扰，要施行磁场屏蔽。
电磁屏蔽理论发展历程
电磁屏蔽理论发展历程电磁屏蔽是指利用特定材料和结构来阻挡电磁波的传播，以保护敏感设备和人员免受电磁辐射的危害。
电磁屏蔽理论的发展经历了多个阶段，以下将从早期研究开始，分析电磁屏蔽的理论发展历程。
早期，人们对电磁波的屏蔽主要是通过利用金属材料来实现。
19世纪末，人们发现金属能够有效地阻挡电磁波的传播，因此开始重点研究金属屏蔽结构。
当时，屏蔽结构的设计主要是基于几何形状，通过控制金属的几何特性来实现电磁波的屏蔽效果。
这种方法虽然能够实现一定程度的屏蔽效果，但由于金属的导电性和尺寸限制，其屏蔽性能往往不太理想。
20世纪初期，人们开始研究电磁屏蔽材料的发展。
1923年，德国物理学家戈特费洛斯提出了金属网格结构，通过调节网格的周期和尺寸，可以实现对特定频率电磁波的屏蔽效果。
这一发现为后来的屏蔽理论研究奠定了基础，同时也为电磁屏蔽材料的发展提供了新的思路。
20世纪50年代，随着电子技术的迅速发展，电子设备越来越小型化，同时对电磁屏蔽的要求也越来越高。
于是，人们开始研究纳米材料在电磁屏蔽中的应用。
纳米材料具有较大的比表面积和丰富的界面能，可以吸收和散射电磁波。
通过调节纳米材料的成分、形态和分布，可以实现对不同频率电磁波的屏蔽效果。
因此，纳米材料被广泛应用于电磁屏蔽材料的研究和制备中。
近年来，随着电子通信技术的快速发展，5G、物联网等新一代无线通信技术的兴起，电磁屏蔽的研究又取得了新的突破。
现代电磁屏蔽材料的研究不再局限于单一材料的开发，而是基于复合材料的设计和制备。
复合材料可以通过调节不同材料的配比、分布和形态，实现更好的屏蔽性能和更广泛的应用范围。
此外，人工合成材料、超材料、等离子体材料等新材料的研究也为电磁屏蔽的理论和应用提供了新的思路和方法。
总体来看，电磁屏蔽理论的发展历程经历了从金属屏蔽结构到电磁屏蔽材料的转变，从宏观几何形状到微观结构的改变，从单一材料到复合材料的发展。
电磁屏蔽理论的研究不仅推动了电磁屏蔽材料的制备和应用，还为电磁波的控制和应用提供了新的思路和方法。
电磁屏蔽的工作原理是什么？
电磁屏蔽的工作原理是什么？
电磁屏蔽是用屏蔽体阻止高频电磁场在空间传播的一种措施。
电磁波在通过金属或对电磁波有衰减作用的阻挡层时，会受到一定程度的衰减，说明该阻挡层材料有屏蔽作用。
材料的屏蔽效能与电磁波的自身特性及材料的性质有关。
电磁屏蔽机理常用分析方法有3种：借助电路理论，即电磁感应原理，通过涡流的屏蔽效应阐述电磁屏蔽的机理；根据电磁场理论，计算电磁波在不同传播媒介的分界面及媒质内部传输时产生的反射与衰减；根据传输线理论，行波在有耗非均匀传输线中会反射与损耗，这与电磁波在通过金属时的现象相似，用它计算屏蔽材料的反射与衰减，比经典的电磁场理论更为简便。
随着数值计算方法的不断完善，有限元法及有限时域差分法已开始被用于复杂屏蔽体效能的计算。
一、涡流的屏蔽效应
当交变电磁场通过金属材料表面或由金属材料所包围的孔眼时，金属材料会因感应电动势形成涡流，这涡流所产生的磁场恰好与原来的磁场方向相反，抵消了部分原磁场，从而起到屏蔽作用。
金属材料的颠倒率越高，产生的涡流越大，屏蔽作用越好。
实质是金属材料具有一定的电阻，涡流所产生的焦耳热消耗了入射电磁场的能量，起到屏蔽作用。
1、屏蔽体外侧。
由线圈工作电流产生的磁力线和由屏蔽体感生电流产生。
低频电磁场的屏蔽分析
低频电磁场的屏蔽分析1对于许多人而言，低频磁场干扰是一种最难对付的干扰，这种干扰是由直流电流或交流电流产生的。
例如，由于炼钢的感应炉中有数万安培的电流，会在周围产生很强的磁场，这个强磁场会使控制系统中的磁敏感器件失灵，最常见的磁敏感设备是彩色CRT显示器。
在磁场的作用下，显示器屏幕上的图象会发生抖动、图象颜色会失真，导致显示质量严重降低，甚至无法使用。
低频磁场往往随距离的衰减很快，因此在很多场合，将磁敏感器件远离磁场源是一个减小磁场干扰的十分有效的措施。
但当空间的限制而无法采取这个措施时，屏蔽是一个十分有效的措施。
但要注意的是，低频磁场屏蔽与与射频屏蔽是完全不同的，射频屏蔽可以用铍铜复合材料、银、锡或铝等材料，但这些材料对磁场没有任何屏蔽作用。
只有高导磁率的铁磁合金能屏蔽磁场。
1.基本原理根据电磁屏蔽的基本原理，低频磁场由于其频率低，趋肤效应很小，吸收损耗很小，并且由于其波阻抗很低，反射损耗也很小，因此单纯靠吸收和反射很难获得需要的屏蔽效能。
对这种低频磁场，要通过使用高导磁率材料提供磁旁路来实现屏蔽，如图1所示。
由于屏蔽材料的导磁率很高，因此为磁场提供了一条磁阻很低的通路，因此空间的磁场会集中在屏蔽材料中，从而使敏感器件免受磁场干扰。
图1 高导磁率材料提供了磁旁路，起到屏蔽作用从这个机理上看，显然屏蔽体分流的磁场分量越多，则屏蔽效能越高。
根据这个原理，我们可以用电路的的计算方法来计算磁屏蔽效果。
用两个并联的电阻分别表示屏蔽材料的磁阻和空间的磁阻，用电路分析的方法来计算磁场的分流，由此可以计算屏蔽效果。
从公式中可以看出，屏蔽材料的导磁率越高、越厚，则屏蔽效能越高。
另外，b越小，屏蔽效能越高，这意味着，屏蔽体距离所保护的空间越近，则效果越好。
低频电磁场的屏蔽分析22.基本概念3.屏蔽材料如前所述，磁屏蔽需要高导磁率材料，满足这种要求的材料是铁镍合金，这种材料具有很高的磁导率。
一种常用的合金的化学成分如表1所示。
电磁场理论中的电磁干扰与屏蔽技术
电磁场理论中的电磁干扰与屏蔽技术电磁干扰是指电磁场中的能量传播过程中，由于各种原因产生的不受控制的能量扩散，从而对电子设备的正常工作产生不良影响。
在现代社会中，电子设备的广泛应用使得电磁干扰问题变得日益突出。
为了解决这一问题，人们不断研究电磁干扰的原理和屏蔽技术，以保证电子设备的可靠性和稳定性。
在电磁场理论中，电磁干扰主要分为辐射干扰和导入干扰两种类型。
辐射干扰是指电子设备本身产生的电磁辐射对周围其他设备产生的干扰，而导入干扰则是指外部电磁场对电子设备的干扰。
为了解决辐射干扰问题，人们通常采用屏蔽技术，即在电子设备周围建立一个屏蔽体，将电磁辐射能量吸收或反射，以减少对周围设备的干扰。
常见的屏蔽材料包括金属、导电涂料和金属纤维等，它们具有良好的导电性和电磁波吸收性能，能够有效地屏蔽电磁辐射。
然而，屏蔽技术并不能完全解决电磁干扰问题。
导入干扰是一种更为复杂的干扰形式，它不仅受到电子设备本身的电磁屏蔽能力的限制，还受到外部电磁场的影响。
为了解决导入干扰问题，人们需要对电磁场进行精确的测量和分析，并采取相应的措施进行干扰抑制。
常见的干扰抑制技术包括滤波技术、隔离技术和接地技术等。
滤波技术是指通过滤波器对电磁信号进行处理，将干扰信号滤除或衰减到可接受的范围内。
滤波器通常由电容、电感和电阻等元件组成，通过选择合适的元件参数和电路拓扑结构，可以实现对特定频率范围内的信号进行滤波。
隔离技术是指通过隔离器将受干扰设备与干扰源之间的电磁耦合降低到最低限度。
隔离器通常由电磁屏蔽材料制成，能够有效地隔离电磁场的传播。
接地技术是指通过良好的接地系统，将设备的地电位与周围环境的地电位保持一致，减少因地电位差引起的干扰。
除了滤波技术、隔离技术和接地技术，还有一些其他的电磁干扰抑制技术，如电磁屏蔽材料的优化设计、电磁兼容性设计和电磁辐射测试等。
电磁屏蔽材料的优化设计是指通过调整材料的物理性质和结构，提高其屏蔽性能。
电磁兼容性设计是指在电子设备的设计过程中，考虑到电磁干扰和抗干扰的问题，采取合适的措施降低干扰水平。
电磁屏蔽原理
7．2．1电磁波的反射与吸收屏蔽是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传输的一种措施。屏蔽按其机理分为电屏蔽、磁屏蔽及电磁屏蔽。电屏蔽的原理是用屏蔽体来减小干扰源和感受器之间的分布电容，从而削弱干扰源对感受．142．
器的影响；磁屏蔽的机理主要是依赖高磁导率材料所具有的小磁阻起到磁分路作用，减小屏蔽体内部空间的磁场；电磁屏蔽则是限制电磁波从屏蔽材料的一侧空间向另一空间传递。电磁波到达屏蔽材料表面时，有三种衰减方式：一是在入射表面由阻抗突变引起的电磁波的反射衰减(R)；二是电磁波在屏蔽体内部传播时，电磁能量被吸收的衰减(A)；三是电磁波在屏蔽体内部界面间多次反射时的反射衰减，也叫反射修正系数(M)，这项影响因素只在A<15dB情况下才有意义‘16,17]。电磁场理论认为，在高频电磁场中，主要是吸收损耗起作用，屏蔽材料电阻越小，产生的涡流电流就越大，反磁场也就越大，屏蔽效果就越好；同时认为，良导体对低频电场的反射损耗较大。屏蔽材料应是高电导率及高磁导率材料的组合¨8’19J。屏蔽体的屏蔽效能与屏蔽材料的电导率和磁导率、屏蔽体的结构及被屏蔽电磁场的频率有关，在近场范围内还与屏蔽体和场源的距离以及场源的性质有关。除了在低频磁场，普通金属材料理论上都能提供100dB以上的屏蔽效能，但实际上决定屏蔽体屏蔽效能的主要是结构，也即屏蔽体上的导电不连续点，包括各种孔洞和缝隙¨’19o。电磁波可划分成很多波段¨4瑚'2¨，见表7—2。其主要工作频段有S、C、X、Ku和K五个波段，覆盖的频率范围为2～26．5GHz，其中x、Ku最常用。吸波材料对电磁波也能起到良好的屏蔽作用，当电磁波作用于吸波材料时，会产生电导损耗、介质损耗和磁损耗而将电磁能转化为热能，从而削弱其电磁影响。吸收电磁波应具备两个基本条件忸’231：一是人射波最大限度地进人材料内部而不在其前表面上反射，即材料的匹配特性；二是进人材料内部的电磁波能迅速地被吸收衰减，即材料的衰减特性。实现第一个要求的方法是采用特殊的边界条件来达到与空气阻抗相匹配；实现第二个要求的方法则是使材料具有很高的电磁损耗，即材料应有足够大的介电常数虚部(有限电导率)或足够大的磁导率虚部。吸波材料的性能主要用反射率来衡量¨4’24’25l，对电磁波衰减小于一10dB的频率范围应尽可能·143·
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
电磁屏蔽
电磁屏障理论上磁场不能象电场那样被屏蔽磁场的屏蔽问题，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。
无线电通信设备的电磁屏蔽技术分析
无线电通信设备的电磁屏蔽技术分析无线电通信设备的电磁屏蔽技术是指通过设计和制造合适的屏蔽结构或材料，阻止或减小外部电磁场对设备内部电路的影响，从而保证设备正常工作的技术。
电磁屏蔽技术是保证无线电通信设备正常工作的重要手段，特别是在高频段上的设备，更容易受到外部电磁场的影响。
电磁屏蔽技术主要包括以下几个方面：1. 导体屏蔽：导体屏蔽是通过采用金属材料作为屏蔽结构，将电磁波反射或吸收，来达到屏蔽的目的。
例如，在手机中使用的金属外壳和天线就具有屏蔽作用，可以减少外部电磁干扰和防止电磁辐射。
2. 吸波屏蔽：吸波屏蔽是利用吸波材料来吸收电磁波能量，从而减少电磁波的反射和传输。
吸波材料通常是由导电物质和非导电材料组成，并具有良好的吸波性能和阻抗匹配性。
在无线电通信设备中，常用的吸波材料有碳粉、铁氧体、石墨等。
3. 浪漫屏蔽：浪漫屏蔽是通过设计合适的电磁波导路，将电磁波引导到特定的区域或场合，达到屏蔽效果。
例如，在手机中，天线的射频信号可以采用特殊的波导路线和金属屏蔽，将信号引导到射频模块，从而隔离其他不需要的电路。
4. 磁屏蔽：磁屏蔽是通过设计合适的电磁屏蔽结构，减小外部磁场的干扰，从而保证设备的正常工作。
例如，在大功率变频器中，由于变压器产生的强磁场对电子器件产生的影响很大，因此需要采用磁屏蔽材料对变压器进行包装，有效降低磁场干扰。
5. 地线抗干扰技术：地线抗干扰技术是通过设计合适的接地系统和地线排布方式，减小外部电磁场的影响。
在无线电通信设备中，地线抗干扰技术的主要措施包括采用较低的接地阻抗、增加共模抑制电路等。
总之，电磁屏蔽技术是保证无线电通信设备正常工作的重要手段，随着无线通信技术的发展和对电磁屏蔽技术要求的不断提高，电磁屏蔽技术也在不断地创新和发展。
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）。
无线电通信设备的电磁屏蔽技术分析
无线电通信设备的电磁屏蔽技术分析无线电通信设备在现代社会中扮演着非常重要的角色，我们可以在各种场合见到其身影，比如手机、电视、无线网络等等。
但是随着各种无线通信设备的广泛使用，电磁干扰问题逐渐浮出水面。
为了保证通信质量和设备稳定性，电磁屏蔽技术变得尤为重要。
本文将对无线电通信设备的电磁屏蔽技术进行分析，探讨其原理和应用。
一、电磁屏蔽技术的原理电磁屏蔽技术是利用屏蔽材料对电磁波进行阻隔的方法。
常用的屏蔽材料包括金属材料（铝、镍、铁、铜等）、合金材料（钢铁、铝镍合金等）以及导电性聚合物等。
这些材料具有良好的导电性能和射频反射性能，可以有效地吸收和反射电磁波，从而达到屏蔽的目的。
电磁屏蔽技术的原理可以简单概括为四个步骤：吸收、反射、扩散和导向。
屏蔽材料吸收电磁波的能量，将其转化为热能，从而减弱电磁波的传播。
屏蔽材料能够反射部分电磁波，使其无法穿过材料表面，起到挡住电磁波的作用。
然后，屏蔽材料会将电磁波扩散成多个较小的波，使其能量分散，减小对周围设备的干扰。
屏蔽材料还可以对电磁波进行导向，将其引导到指定位置，避免对其他设备造成干扰。
二、电磁屏蔽技术的应用电磁屏蔽技术在无线电通信设备中有着广泛的应用，可以有效地保障通信质量和设备稳定性。
以下是一些常见的电磁屏蔽技术的应用场景。
2. 无线网络设备屏蔽技术在现代社会，无线网络设备已经成为人们生活中不可或缺的一部分，而其电磁辐射问题也备受关注。
为了减小无线网络设备对人体的辐射，提升通信质量，必须采用一定的电磁屏蔽技术。
常见的做法是在无线网络设备周围布置合适的屏蔽材料，将电磁波限制在一定范围内，减小对周围环境和设备的干扰。
3. 电视和电台设备屏蔽技术电视和电台设备在传输信号时会产生一定的电磁辐射，需要采用屏蔽技术来减小其干扰范围。
在电视和电台设备的设计中，通常会采用金属外壳、导电材料和屏蔽结构来限制电磁波的传播范围，提升通信质量和设备稳定性。
三、电磁屏蔽技术的发展趋势随着无线通信设备的不断发展，电磁屏蔽技术也在不断创新和改进。
电磁场论文 ——电磁屏蔽中屏蔽技术的分析和应用
《电磁场与电磁波课程》论文（设计）题目：电磁兼容中屏蔽技术的分析和应用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之一——屏蔽技术的研究也就愈显得重要。
本文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。
同时分析了电磁干扰形成的危害，介绍了工程上解决电磁干扰问题的几种常用方法。
关键词：电磁屏蔽电磁干扰屏蔽技术AbstractWith the wide application of electronic products and electromagnetic environment pollution is getting worse,electromagnetic compatibility of the requirements of the design is also higher and higher.Shielding techniques,as an important designing technical of the electromagnetic compatibility is also unavoidable.This article along with the electromagnetic shielding technology principle, discusses the shielding body structure, shielding technology classification,the choice of shielding materials and the principle to observe,and provides an important basis in the electronic equipment implementation of specific.It also analyzes the harm of electromagnetic interference,introduces several common method solving engineering problems of the electromagnetic interference .Keywords：electromagnetic shielding ;interference; method目录序言 (4)1 电磁干扰 (5)1.1 电磁干扰定义 (5)1.2 电磁干扰分类 (5)1.3 电磁干扰传播途径 (5)2 电磁兼容 (5)2.1电磁兼容定义及内涵 (5)2.2设计思想 (6)3 电磁屏蔽 (6)3.1屏蔽原理 (7)3.2电屏蔽 (7)3.3磁屏蔽 (8)3.4电磁屏蔽 (8)3.4.1电磁屏蔽原理 (8)3.4.2电磁屏蔽设计原则 (9)参考文献： (10)序言在我们的生活环境中，存在着各种各样的电磁干扰。
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随着现代科学技术的发展，各种电子电气设备为人们的日常生活及社会建设提供了很大帮助，同时由此产生的电磁辐射与干扰问题又制约着人们的生产和生活，它不仅影响通讯甚至直接威胁到人类的健康及我们赖以生存的自然环境，因此有关电磁屏蔽问题受到人们的极大关注。
所谓电磁屏蔽就是利用导电或导磁材料将电磁辐射限制在某一规定的空间范围内，按其原理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。
在金属中
当 时，有 可以忽略不计。
因此SE=A+R=
下面我们主要针对一定厚度特定 的材料其屏蔽效果随电磁波频率的变化
我们取 =1 =1 f=1到1MHz的变化范围中L=10cm
图像变化是
从图像上可以看出当电磁波的频率达到100kHz时，其屏蔽效果是很好的。
小结：通过SH的最终公式我们可以知道屏蔽效果与屏蔽层厚度，电磁波频率，磁导率成正相关的。
2、波由Z2进入Z3的反射系数 ，传输系数 ：
=
3、界面2 反射波在界面1的反射系数：
4、 波进入Z2为 到界面2时
5、当 反射到界面1时
6、电磁波再经界面1反射后
如此反复经过一定时间稳定后，Z2中的正向电场强度为
可以看出这是一个等比数列，且公比小于1
所以
E穿出右界面2的强度为
总的传输系数为
同理：仿照以上电场的分析，在磁场中的总的传输系数为
图2 图3
二、稳横磁场的屏蔽
静磁屏蔽的目的是防止外界的静磁场和低频电流的磁场进入到某个需要保护的区域，其依据的原理是利用高导磁材料所具有的低磁阻特性，使磁感线大部分从磁性介质中穿过，从而导致磁场在磁性介质中明显加强,而在磁性介质所包围的区域内则明显减弱，起到屏蔽作用。如图4所示。
图4
定量分析
如下图
n为界面法线单位矢量，从介质1指向介质2，由边界条件
其中
由于在空气中
经计算得且令
可以得出
定义屏蔽效率
令
分别命名
吸收损耗
反射损耗
多次反射效应
下面分别对这三个量进行分析讨论：
（1）吸收损耗
（金属 ， ）
可以看出其频率越高吸收损耗越厉害；
（2）反射损耗
其中
在实际应用中Z1通常是空气 ，
Z2通常是金属
在低频时（ ）
可见对于反射损耗其频率越低损耗越大
（3）多次反射效应
一、静电屏蔽
1、外电场屏蔽
下图1为利用导体空腔屏蔽外部静电场的原理示意图。A为需要屏蔽的物体，S为导体屏蔽空腔，在静电平衡条件下空腔外表面两侧感应出等量异号的电荷，电力线终止于导体外表面上，整个腔为等位体，腔内无电力线，因而实现腔内物体不受外电场影响的目的。
图1
2、内电场的屏蔽
当屏蔽带电体的电场时，除了要用导体空腔将带电体屏蔽起来外，还必须将屏蔽空腔接地。图2为屏蔽腔不接地状态下的电力线分布情况，屏蔽腔的内表面感应出于带电体等量的负电荷，外表面感应出等量的正电荷。若将屏蔽腔接地，如图3所示屏蔽空腔外表面所感应的电荷将通过接地线流入大地，外部电场消失，电力线被限制在屏蔽空腔内部起到屏蔽作用。
所以
当 =0时，我们便可以得到：
（ρ+τ=1）
对于电磁波在介质中的传播规律的方程组如下：
设
解为
其中
良导体时 （ ）
电介质时
二、电磁波传输系数的一阶近似：
电磁波在穿过一介质是必遇到两个界面如下图，
它在此两个界面处的传输系数分别为
所以总的传输系数是
三、电磁波在介质中的多次反射而形成的多次反射效应：
1、波由Z1进入Z2的反射系数 ，传输系数 ：
分别是屏内的电磁场的电场和磁场的分量（由于屏腔内电磁波的多次反射效应较弱，
在此我们就将其忽略不计）
2、反射系数
3、传输系数 ，
设电磁波的传播方向与屏蔽层表面法线成θ角，
表示入射波、反射波、传输波的传送方向，
表示入射波入射角、传输波的出射角和传输波的折射角；
利用电场和磁场分量在界面切线方向连续的原理：
三、电磁屏蔽理论分析
首先我们引入几个量方便我们解决问题：
一、1、电磁波的阻抗
具有电阻的量纲，经进一步整理，
，特别的在真空中 =377 ;
这是一个很关键的中间量，在以下的计算中我们会一直借助这个量来详细的讨论平面垂直入射的电磁波的屏蔽情况。
假设
是屏蔽层外、中、腔内的波阻，屏厚L，
分别是屏外的电磁场的电场和磁场的分量，
参考文献：
杨士元《电磁屏蔽理论与实践》
刘顺华等《电磁波屏蔽及吸波材料》
杨平等《电动力学》
(1)
（2）
其中 为面电流密度，对于稳恒磁场， =0
（3）
由（2）（3），得
（4）
（5）
又 ，得
（6）
由（5）（6）得
（7）
由（7）可知当 时，得 ，从而由 得 。由此知大部分磁场能量并没有进入磁导率为 的介质中，而是存在磁导率为 的介质中。假如磁导率为 的介质做屏蔽体，磁导率为 的介质2所在空间为所要屏蔽的空间，那么介质2所在空间磁场强度大大减弱，起到屏蔽作用