电磁屏蔽技术探讨.doc

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1、电磁屏蔽技术探讨[日期：2005-11-15]來源：电源技术应用作者：姚淳郭祥玉摘要：讨论了电磁屏蔽技术，包括电磁屏蔽的技术原理、屏蔽材料的性能和应用场合、侨蔽技术的注意事项、刖蔽效能的检测以及特殊部位的侨•蔽措施。关键词：电磁屏蔽；屏蔽材料；屏蔽效能引言近几年來，随肴电磁兼容工作的开展，电磁屏蔽技术应川得越来越广泛。为了对电磁屛蔽技术有更深入的理解，应当对屏蔽材料的性能和应用场合、屏蔽技术的注意事项、屏蔽效能的检测以及特殊部位的屏蔽措施等进行更深入的探讨。1电磁屏蔽的技术原理电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施2—。即川金屈屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来

2、，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。1.1静电屏蔽用完敕的金属屏蔽体将带止电导体包围起来，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量的负电荷，外侧出现与带电导体等最的正电荷，如果将金屈侨•蔽体接地，贝U外侧的正电荷将流入大地，夕卜侧将不会有电场存在，即带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。1.2交变电场屏蔽为降低交变电场对敏感电路的耦合干扰电压，可以在干扰源和敏感电路Z间设置导电性好的金属屏蔽体，并将金属屏蔽体接地。交变电场对敏感电路的耦合T扰电压大小取决于交变电场电压、

3、耦介电容和金属屏蔽体接地电阻之积。只要设法使金属屏蔽体良好接地，就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。电场屏蔽以反射为主，因此济蔽体的厚度不必过大，而以结构强度为主要考虑因素。1.3交变磁场屏蔽交变磁场屏蔽有高频和低频Z分。低频磁场屏蔽是利用高磁导率的材料构成低磁阻通路，使人部分磁场被集屮在屏蔽体内。屏蔽体的磁导率越高，厚度越人，磁阻越小，磁场屏蔽的效果越好。半然要与设备的重最相协调。高频磁场的酬蔽是利丿IJ高电导率的材料产生的涡流的反向磁场来抵消干扰磁场而实现的。1.4交变电磁场屏蔽一般采用电导率高的材料作屏蔽体，并将屏蔽体接地。它是利用

4、屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场的T•扰，乂因屏蔽体接地而实现电场屏蔽。屏蔽体的厚度不必过大，而以趋肤深度和结构强度为丄要考虑因素。2屏蔽效能计算屏蔽效能(SE)的泄义是：在电磁场屮同一地点无屏蔽时的电磁场强度与加屏蔽体麻的电磁场强度Z比。常川分贝数(dB)表示。SE=A+R+B(1)式屮：A为吸收损耗；R为反射损耗；B为多次反射损耗。2.1电磁波反射损耗由于空气和屏蔽金属的电磁波阻抗不同，使入射电磁波产生反射作用。而空气的电磁波阻抗在不同场源和场区屮是不一样的，分别计算如下。磁场源近场中的反射损耗R(dB)为宀

5、201唤{[1.帰仙(血，y/D]+0.05350(0：/⑷煜眸54}(2)式中：ur为相对磁导率；or为相对电导率；f为电磁波频率(Hz)；D为辐射源到屏蔽体的距离(cm)o电场源近场屮的反射损耗R(dB)为R二362-201()0(111^^^)SQ](3)电磁场源远场屮的反射损耗R(dB)为R=168—10log10(urf/or)(4)2.2电磁波吸收损耗当进入金属屏蔽内的电磁波在屏蔽金属内传播时，由于衰减而产生吸收作用。吸收损耗A(dB)为力=0.1究郭氛5^^)

6、/2(5)式屮：d为屏蔽材料厚度(mm)。2.3多次反射损耗电磁波在屛蔽层•

7、间的多次反射损耗B(dB)为,201。测{1-〔$令-必加倔r+Z」〕210-。"(cosO攵刃1嚙紀％4)}(6)式屮：Zm为屏蔽金属的电磁波阻抗;Zw为空气的电磁波阻抗。当A>10dB时，一般可以不计多次反射损耗。2.4屏蔽效能计算实例场源距离不同材料的屏蔽体（厚度0.254mm）30cm远的屏蔽效能（dB）计算结果见表仁表1屮近场和远场的分界点为X/2n,X为电磁场的波长。表1场源距离不同材料的屏蔽体（厚度0.254mm）30cm远的屏蔽效能dB频率./Hz铜铁铝磁场近场电场近场远场磁场近场电场近场远场磁场近场电场近场远场603.46空空3.2

8、2空空空空

9、空lk24.89空空14.66空空空空1空10k44.92212.73128.7351.50217.50131.00空空空150k69.40190.20130.40188.0308.0248.00空空1空IM97.60185.40141.60391.0479.0435.0088.00176.0—15M205.0245.0225.01102.01143.01123.0174.0215.0—100M41&0426.0422.01425.01434.01430.0342.0350.0—3屏蔽的注意事项3.1屏蔽的完整性如果屏蔽体不完整，将导致电

10、磁场泄漏。特别是电磁场屏蔽，它利用屏蔽体在高频磁场的作用下产⑴反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场干扰