电磁屏蔽的基本概念

电磁屏蔽的基本概念

EMI 屏蔽是指电磁波的能量被材料吸收或反射造成的衰减，通常以屏蔽效能(Shielding Effectiveness, SE ) 表示。屏蔽效能是指未加屏蔽时某一观测点的电磁波功率密度与经屏蔽后同一观测点的电磁波功率密度之比,即屏蔽材料对电磁信号的衰减值:

SE = 20 log (p

i / p

)

式中p

i , 和p

。分别表示入射和透射电磁波的功率密度, 屏蔽效能的单位为分贝

(dB )。衰减值越大, 表明屏蔽效能越好。EMI 屏蔽有近场和远场两种。当辐射源和屏蔽材料之间的距离(D)大于通λ/2π二时,属于远场屏蔽,其中λ是辐射源的波长。当D＜λ/2π时, 属于近场屏蔽。电磁波人射到材料表面时, 会发生吸收、反射、内部反射和透射(如下图 )。

屏蔽效能为电磁波被屏蔽层反射、吸收及内部反射之和, 表示公式为:

SE=R + A + B

式中R 为反射损耗,A 为吸收损耗,B 为内部反射损耗。

A 与电磁波的类型(电场或磁场)无关,只要电磁波通过屏蔽材料就有吸收, 并与材料厚度呈线性增加,与材料的电导率及磁导率有关。电导率和磁导率大的材料吸收损耗大。多层材料的叠加可减小磁畴壁, 从而增加磁导率, 故而材料越厚, 吸收损耗越大。

R 不仅与材料的表面阻抗有关,同时还与辐射源的类型及屏蔽材料到辐射源的距离有关。

对于高频,A 的值很大,B 可以忽略不计;于低频,A 的值很小,B 就必须考虑。

ICP（intrinsic conductive polymer）材料, 如PANI(聚苯胺)、PPY（聚吡咯）、PTH（聚噻吩）, 具有较高的电导率和介电常数, 加上质轻、环境稳定性好等优点, 是应用前景十分广阔的 EMI 屏蔽。尤为重要的是，ICP 不仅能通过反射损耗, 更能通过吸收损耗达到EMI 屏蔽目的, 因而比金属屏蔽材料更具优势。下表为典型金属材料和ICP材料物理性能的比较。