电磁屏蔽毕业设计论文

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1、陕西理工学院毕业设计1引言1.1本课题的目的及意义随着现代电子工业的高速发展和各类电子产品的普遍使用，移动通讯、广播、雷达、计算机等已成为人们日常生活中经常接触的事物。在这些东西给人们带来方便和快捷的同时，也使电磁波辐射成为一种新的公害。影响人们的身体健康，而且对周围的电子设备造成严重干扰，使它们的工作程序发生紊乱，产生错误动作，给人们正确判断造成困难；同时，造成的信息泄露使计算机等仪器无信息安全保障，给人类生活，军事，商业带来了许多负面影响。所以电磁屏蔽的研究，防止电磁信号的泄露和周围的电磁干扰的任务刻不容缓。电磁屏蔽即主要用来防止电磁场的影响，从而有效地控制电磁波从某一区域

2、向另一区域进行辐射传播。随着科学技术的不断发展，人们对电磁波污染意识的不断提高，电磁屏蔽材料也得到不断的发展，尤其是防护工程建设，不仅需要大量高强度的混凝土材料，而且需要大量各种特殊功能的混凝土材料，因此，提高混凝土某些功能或赋予混凝土某些新的功能已成为混凝土改性的新方向。对混凝土进行电磁屏蔽改性的研究，通过在混凝土中掺入一些导电或者磁性材料使得混凝土具有电磁屏蔽的特性，这种混凝土称为电磁屏蔽混凝土复合材料，简称“电磁屏蔽混凝土”，主要作用是防止建筑内部电磁信号的泄露和外部的电磁干扰。通过对电磁屏蔽水泥基材料的研究，分析其中的各种外加材料对水泥基材料电磁屏蔽效能的影响，并测得其

3、混凝土的电磁屏蔽范围，为以后的研究提供依据。1.2国内外研究现状1.2.1电磁屏蔽的基本原理电磁屏蔽原理，实际上是为了限制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量，基本原理可用Schelkunoff电磁屏蔽理论表示[1]。I入入射波A屏蔽层内传播的电磁波R反射波B电磁波在屏蔽层内多次反射I透透过屏蔽层的电磁波图1.1电磁场屏蔽机理即电磁波传播到达屏蔽材料表面时，通常有这3种不同机理进行衰减，如图1.1所示。其电磁屏蔽效能:SE=A+R+B（1.1）A为吸收损耗，A=1.314t(fμrσr)1/2(dB)；R为电磁波的单次反射衰减，R=168-10lg(fμr/σr)(dB

4、)(远场平面波)；B为电磁波在屏蔽材料内部的多重反射损耗，B=20lg(1-e-2t/δ)(dB)。其中，σr为相对电导率，μr为相对磁导率，f为电磁波频率(Hz)，t为材料厚度(cm)，当A>10dB时，B可忽略。A—未被屏蔽体表面反射而进入屏蔽材料内部的电磁波，不断被屏蔽材料吸收和衰减而引起的电磁波吸收损耗。吸收损耗是导体材料中的电偶极子或磁偶极子与电磁场作用的结果。由于吸收损耗A发生在屏蔽体内，它与波的类型(电场波或磁场波)无关，只与屏蔽层的厚度、频率、导电率及导磁率有关。从式中可以看出t、f、μr·σr值越大，A值越大。第9页共9页陕西理工学院毕业设计因此具有较大磁导率

5、的镍铁钼超导磁合金和镍铁高导磁合金具有良好的吸收电磁波的性能。多层材料叠加可以减小磁畴壁增加磁导率，因此材料越厚A值也就越大。B—在屏蔽材料内部尚未衰减掉的电磁波在屏蔽体的两个界面间多次反射而引起的电磁波多次反射损耗修正项。由于透射波通过内部衰减后，又碰到屏蔽层的另一侧，在这个侧面上又进行反射和透射，反射波再次通过内部，如此进行多次的反复反射，使能量迅速衰减。对于高频，当t/δ或A很大时，多重反射消耗趋于0可忽略不计；而对于低频由于t/δ或A很小，应考虑多重反射。通常对于A>10dB时，多重反射损耗可以忽略。由于电子设备的高精密发展，要求反射回来的电磁波应尽可能少，以免影响设备

6、的正常工作，因此研究高吸收低反射的电磁屏蔽材料是当前研究的重点；可是很难找到一种单一的材料，同时满足μr·σr乘积大而μr/σr比值小，因此高吸收低反射的电磁屏蔽材料的研究成了电磁屏蔽材料界的难点。R—反射损耗是由于空间阻抗和屏蔽层的固有阻抗之间不匹配而引起的，是导体材料中的带电粒子(自由电子或空穴)与电磁场的相互作用的结果。其大小与μr/σr大小有关，具有越高电导率或越低磁导率的材料，反射损耗越大，所以金、银、铜等金属都是电磁波的良反射体。反射损耗不仅与材料的表面阻抗有关，也与辐射源的类型及屏蔽体到辐射源的距离(D)有关。对于近场源磁场波:R=20lg{[1.173(μr/σ

7、rf)1/23D]+0.0535D(fσr/μr)1/2+0.354}；对于近场源电场波:R=362-20lg[D(fμr/σr)1/2]。一般来说，在30～1000MHz频率范围内，屏蔽效果至少达到35dB才为有效屏蔽材料[2-3]，屏蔽效果的评价见表1.1。表1.1屏蔽效果的评价ShieldingChayacteristic/dB0～1010～3030～6060～90>90EvaluationNaughtLessNormalBetterBest1.2.2电磁屏蔽相关领域的研究现状当前，电