完整屏蔽体屏蔽效能的计算

E3 (L）
Etotal E 2(0)
1 1 21 23e
2 2 L
E1 γ H1
2
T12 ρ21
1
T23
ρ
23
E3
γ
3Leabharlann H32E1(0)T 12 1 21 23e 2 2 L
Z1 0
Z2 L
Z3 x
图 屏蔽的平面波模型
Etotal沿+x方向传播距离L后形成






pH
e

2 L2
(1 q2e
2 2 L2 1
)
e

3 L3
(1 q3e
2 3 L3 1
)
e

1 ( L2 L3 )
式中：
Z i 1 Z i Z i 1 Z i Z i 1 Z i Z i 1 Z i
E3 (L）
E1 γ
2
T12 ρ21
1
T23
ρ
23
E3
γ
3
E21 (0) E2 (0)e 2 L 23 e 2 L 21 H1 E2 (0) 23 21e
2 2 L
H3
2
Z1 0
图
Z2 L
Z3 x
E22 (0) E21(0) 23 21e2 2 L
一
单层屏蔽体
1. 电磁波在屏蔽体x＝0界面处的传播公式 2.单层屏蔽体的有效传输系数
3. 电场和磁场的有效传输系数
4. 单层屏蔽体的屏蔽效能
二 多层平板屏蔽体的屏蔽效能
三. 屏蔽效能的计算
1 吸收损耗 2 反射损耗 3 多次反射损耗 四 平面波模型推广到非理想屏蔽结构
三. 屏蔽效能的计算
设厚度为t的导体平板屏蔽体两侧的区域为自由空间，则单层 平板屏蔽体的屏蔽效能
2 2 L 2



式中
21 (Z1 Z2 ) (Z1 Z2 ), 23 (Z3 Z2 ) (Z3 Z2 )
当
21 23e 2
2L
1 时，
Etotal E2 (0) 1 21 23e 2 2 L E 2 ( 0) E 2 ( 0)
以TE、TH表示屏蔽体的电场和磁场的有效传输系数
E3 ( L) T12T23e 2 L Teff E1 (0) 1 21 23e 2 2 L
TE pE e 2 L 1 qE e2 2 L


1
同理 式中
H T12
TH pH e
2 L
pE e 2 L2 (1 q2e 2 2 L2 ) 1 e 3L3 (1 q3e 2 3L3 ) 1 e 1 ( L2 L3 )
C H H H TH T12 T23 T34 e 2 L2 (1 q2e 2 2 L2 ) 1 e 3L3 (1 q3e 2 3L3 ) 1 e 1 ( L2 L3 )
SE 20 log10 1 T C 20 log10 T C 20 log10 pet (1 qe2t ) 1 e 1t 20 log10 e ( 1 )t 20 log10 p 20 log10 1 qe 2t A R B
2
E3
γ
3
Z2 0 L
屏蔽的平面波模型
Z3 x
Z
j /( j)
图

j( j)
Tij ,ij 用表示电磁波由区域i向区域j传播时，分界面处的传输
系数和反射系数。
1. 电磁波在屏蔽体x＝0界 面处的传播公式
E1（0）
E2i（0）
E2（0）
E3 (L）
E (0) E (0) E (0)
H t (0) 2Z 2 T12H i H (0) Z1 Z 2
反射
E r (0) Z1 Z 2 E 21 i E (0) Z1 Z 2
E1（0）
E2i（0）
E2（0）
E3 (L）
H (0) Z 2 Z1 21 i H (0) Z1 Z 2
i r t
E1 γ H1
2
T12 ρ21
1
T23
ρ
23
E3
γ
3
H3
2
H (0) H (0) H (0)
i r t
E r (0) Z1H r (0)
E i (0) Z1H i (0)
Z1 0
图
Z2 L
屏蔽的平面波模型
Z3 x
E t (0) Z2 H t (0)
透射
E t (0) 2Z 2 E T12 i E (0) Z1 Z 2
E1
γ
1
En+1
γ
n+1
H1 Z1 Z2 Z3 Z4 Zn
Hn+1 Zn+1 x 0
图
qi
(i 2,3)
L2+L3+…LN
多 层 平 板 屏 蔽 体
E E E p E T12 T23 T34
2Z 3 2Z 2 2Z 4 Z1 Z 2 Z 2 Z 3 Z 3 Z 4
E1（0）
E2i（0）
E2（0）
Etotal e ，它透过区域2和区域3
的分界面，在区域3中X=L
E1 γ H1 Z 21 γ
μ 1ε 1σ
1
2 L
E3 (L）
T12 ρ21
ρ
1 1 23
T23 H3 Z3 2 γ
2
E3
γ
3
3
处形成E3(L)，
Z2 γ
2
E3 ( L) T23Etotal e 2 L


E1（0）
(1 21 23e 2 2 L )(1 21 23e 2 2 L ) 1 21 23e 2 2 L [1 ( 21 23e 2 2 L ) 2 ] 1 21 23e
2 2 L
E2i（0）
E2（0）
2 23
E (0)
21e
2 2 L 2

屏蔽的平面波模型
因此，区域2中从X=0处向右传播的所有波的和为：
Etotal E 2 (0) E 21 (0) E 22 (0) E 2 (0) 1 21 23 e

2 2 L

21
23 e
1 q e
H
H T23
2 2 L 1

2Z 1 , Z1 Z 2
2Z 2 , Z2 Z3
H H p H T12 T23
H 21
Z1 Z 2 , Z1 Z 2
H 23
Z3 Z2 , Z3 Z2
H H qH 21 23
分析： 1. 一般，pE≠pH ，qE=qH=q，所以，TE≠TH。
r H
E1 γ H1
2
T12 ρ21
1
T23
ρ
23
E3
γ
3
H3
2
2.单层屏蔽体的有效传输系数 (1).不计分界面对电磁波的多次反射
Z1 0
图
Z2 L
Z3 x
Teff E3 ( L) / E1 (0)
由图知：E2 (0) E1 (0)T12 ,
因此 式中
Teff
屏蔽的平面波模型
E2 (L) E2 (0)e 2 L ,


分界面的多次反射效应体现于因子 1 21 23e 2
2L

1
3. 电场和磁场的有效传输系数 令
2Z 3 2Z 2 pE T T Z2 Z 1 Z3 Z2
E 12 E 23
qE
E 21
E 23
Z1 Z 2 Z 3 Z 2 Z1 Z 2 Z 3 Z 2
E3 (L) E2 (L)T23
E 3( L) T 12T 23 e 2 L E 1(0)
T12 2Z2 / (Z1 Z2 ), T23 2Z3 / (Z2 Z3 )
(2).计入分界面对电磁波的多次反射
E1（0）
E2i（0）
E2（0）
设E2i(0)为区域2中界面X=0 处沿+X方向（从左向右） 传播的第i次反射波，那么
第二节 完整屏蔽体屏蔽效能的计算
——导体平板的屏蔽效能
一
单层屏蔽体
1. 电磁波在屏蔽体x＝0界面处的传播公式 2.单层屏蔽体的有效传输系数
3. 电场和磁场的有效传输系数
4. 单层屏蔽体的屏蔽效能
二 多层平板屏蔽体的屏蔽效能
三. 屏蔽效能的计算 1 吸收损耗
2 反射损耗 3 多次反射损耗 四 平面波模型推广到非理想屏蔽结构
n
2Z i 1 pE i 1 Z i Z i 1
n
(i 2,3,, n)
式中
T
C H
pH e
i 2
n
i Li
(1 qi e
2 i Li
) e
1
1
Li
i2
n
pH
i 1
n
2Z i Z i Z i 1
(i 2,3,, n)
考虑分界面对电磁波的多 次反射，单层屏蔽体的有 效传输系数为
μ 2ε 2σ
μ 3 ε 3σ
3
0
图1
L
单 层 平 板 屏 蔽 体
x
T23 e 2 L E1 (0)T12 E3 ( L) T12T23 e 2 L Teff 2 2 L E1 (0) E1 (0) 1 21 23 e 1 21 23 e 2 2 L
C E
无限大平板对垂直入射均匀平面波电场及磁场的屏蔽效能
1 SEE 20 log10 C 20 log10 TEC TE 1 C SEH 20 log10 C 20 log10 TH TH
当Z1=Z3时
SEE SEH SE 20 log10 1 T C
L 20 log10 pe 2（ qe2 2 L）1 e 1L 1
2. 如果Z1=Z3（区域1与区域3媒质相同），
那么pE=pH=p，qE=qH=q，从而TE=TH=T。
4. 单层屏蔽体的屏蔽效能 由上述讨论知，电磁波通过屏蔽体后，电场和磁场为
E3 ( L) E1 (0)TE
H3 ( L) H1 (0)TH
屏蔽系数:屏蔽区域中同一点屏蔽后与屏蔽前的场强之比. 电场和磁场的屏蔽系数分别为：
(i 2,3,, n)
Z i 1 Z i Z i 1 Z i qi Z i 1 Z i Z i 1 Z i
根据屏蔽效能的定义知，如果Z1=Zn+1 ，那么pE=pH=p， 从而电场和磁场屏蔽效能相等。媒质1是有耗媒质时，屏 蔽效能表达式中的因子不等于零；媒质1无耗时，此因子 为零。
电场和磁场的屏蔽效能相等
一
单层屏蔽体
1. 电磁波在屏蔽体x＝0界面处的传播公式 2.单层屏蔽体的有效传输系数
3. 电场和磁场的有效传输系数
4. 单层屏蔽体的屏蔽效能
二 多层平板屏蔽体的屏蔽效能
三. 屏蔽效能的计算 1 吸收损耗 2 反射损耗 3 多次反射损耗 四 平面波模型推广到非理想屏蔽结构
E1
En+1
γ
1
二 多层平板屏蔽体的屏蔽效能
γ
n+1
H1 Z1 Z2 Z3 Z4 Zn
Hn+1 Zn+1 x 0 L2+L3+…LN
多 层 平 板 屏 蔽 体 图
电场和磁场的屏蔽系数
2层（n=3）
E E E TEC T12 T23T34 e 2 L2 (1 q2e 2 2 L2 ) 1 e 3L3 (1 q3e 2 3L3 ) 1 e 1 ( L2 L3 )
pH T
H 12
T
H 23
T
H 34
2Z 3 2Z 1 2Z 2 Z1 Z 2 Z 2 Z 3 Z 3 Z 4
n-1层屏蔽体的电场和磁场的屏蔽系数为
T pE e
C E i 2 n i Li
(1 q i e
2 i Li
) e
1
1
Li
i2
电磁波在穿过屏蔽体时发生衰减是因为能量有了损耗，这种 损耗可以分为两部分：反射损耗和吸收损耗。 电磁波穿过一层屏蔽体时要经过两个界面，因此要发生两次 反射电磁波穿过屏蔽体时的反射损耗等于两个界面上的反射 损耗的总和。
入射波
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
场强
B
吸收损耗A R1 R2
H1 (0)TH T TH e 1 L pH e 2 L (1 qH e 2 2 L ) 1 e 1 L H1 (0)e 1 L
C H
E1 (0)TE T TE e 1 L p E e 2 L (1 q E e 2 2 L ) 1 e 1 L E1 (0)e 1 L
距离
一
单层屏蔽体
1
具有下标（1,2,3）的μ 、 ε 、E （0） σ分别依次表示各区域中媒 质的磁导率、介电常数和 E1 γ 1 电导率；γ 、 Z分别依次表 示各区域中平面电磁波的 H1 传播常数、媒质的本征阻 2 Z1 抗，且
E2i（0）
E2（0）
E3 (L）
T12 ρ21
ρ
23
T23 H3