淺談電磁場的屏蔽及其應用

《淺談電磁場的屏蔽及其應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、淺談電磁場的屏蔽及其應用屏蔽就是對感應源和受感器兩者之間進行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由感應源對受感器的感應和輻射。具體地說，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散；用屏蔽體將接收電路、設備或系統(tǒng)包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有

2、減弱干擾的功能。屏蔽按機理可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽，本文主要就電磁屏蔽及其應用作一闡述。電磁場屏蔽是利用屏蔽體削弱電磁波在空間的傳播，電磁場屏蔽的原理是，（1）當電磁波到達屏蔽體表面時，由于空氣與金屬的交界面上阻抗的不連續(xù)，對入射波產生的反射，由于交界面上的不連續(xù)；（2）未被表面反射掉而進入屏蔽體的能量，在體內向前傳播的過程中，被屏蔽材料所衰減，也就是通過材料對電磁波的吸收而產生損耗；（3）在屏蔽體內尚未衰減掉的剩余能量，傳到材料的另一表面時，遇到金屬——空氣阻抗不連續(xù)的交界面，又會形成再次反射，并重新返回屏蔽體

3、內，進一步產生損耗，這種反射在兩個金屬的交界面之間可能進行多次，通過多次反射、吸收和衰減最終達到屏蔽的目的。一．電磁場屏蔽的概念及其原理電磁場的屏蔽即電磁屏蔽，它是利用屏蔽體阻止電磁場在空間的傳播。當同時存在的交變電場和交變磁場頻率提高時，電場和磁場輻射的能力就會增強，就會又輻射出同頻率的電磁場。由于電場分量和磁場分量同時出現(xiàn)且相互垂直，所以對電磁場進行屏蔽效果的好壞關鍵就取決于對電場和磁場同時屏蔽效果的好壞。金屬板內的電磁波反射、吸收過程，并不是只進行一次就完結了。而是在金屬板的兩個界面之間往復多次直到消耗盡。在金屬板足夠

4、厚的情況下，第二次傳入右邊空間的場強與第一次的傳入的場強相比小的很多，可忽略不記。而第三次傳入的右邊空間的場強就更可忽略了。在工程設計中，要求板的厚度應足以對電磁場的衰減在10db以上。電磁屏蔽的效果就是從其它的角度分析，也會得到同樣的結果。如圖所示，一塊接地良好的金屬板，在它左側有干擾源存在并輻射電磁波，其電場分量為E0，磁場分量為H0；在它右側有受感器。當用此來屏蔽電場分量時，金屬屏蔽板必須良好接地。如果金屬板接地不良，干擾源對受感器電場的感應所引發(fā)的干擾就可大大地增強。接地越好干擾就越小。當用此來對磁場分量進行屏蔽時，

5、主要是靠在屏蔽板內的感生電流所產生的磁場與干擾磁場方向相反，而削弱了干擾磁場達到屏蔽結果的。由此可見金屬屏蔽板的導電性能越好，金屬板越厚，屏蔽效果就越好。3從対電場分量和磁場分量屏蔽的分析結果可知，屏蔽體若采用導電性能好的材料，而且達到一定的厚度，且良好接地，就能達到好的屏蔽效果，金屬屏蔽體的導電性能越好，接地電阻越小，金屬壁越厚，對電磁波的屏蔽效果就越好。反之則越差。二．電磁場屏蔽的效果由于屏蔽金屬電阻和磁阻的作用，當電磁場金在中傳播時，就會產生熱能，這部分電磁波由于產生了熱能而而白白的消耗掉，這種由于產生熱量而引起的損耗

6、，就是吸收損耗。除了吸收損耗外，電磁波遇到金屬盒將也會被反射而損耗。電磁波在金屬內傳播，其場強隨傳播距離按指數(shù)規(guī)律遞減，金屬材料的透入深度與金屬的導電、導磁能力和所傳播的電磁波的頻率有關?？捎孟率奖磉_（1）由式（1）可以看出，金屬的導電、導磁性能越好，金屬吸收電磁能的能力越好，電磁波的頻率越高，越易被金屬吸收。電磁波透過金屬板時，會在界面反射，反射使場強減弱。由于金屬界面的反射作用，電磁波透過金屬板時因界面引起的損耗稱為反射損耗。屏蔽材料的導電性越好（σr越大），反射損耗越大；屏蔽體材料的導磁性越好（μr越大），反射損耗越小

7、。從場的傳播來看，R定義為反射損耗；從屏蔽作用來看，R就是由反射損耗導致的屏蔽效果。三、電磁屏蔽設計及其應用（一）電磁屏蔽設計當電磁波穿過任何金屬物時，通常有兩種類型的損耗，一是吸收損耗，一是反射損耗，因此，屏蔽效能可寫成：選擇屏蔽盒的材料和計算其壁厚就是電磁屏蔽設計計算主要任務。它的任務主要表現(xiàn)在：１、屏蔽干擾源盒的設計3將干擾源放置在屏蔽盒內，干擾電磁場就將會被限制在屏蔽盒內。干擾電磁波透過金屬板時就有吸收損耗而是電磁波受到衰減。屏蔽金屬板吸收干擾電磁能越多，其屏蔽效果越好。至于被金屬板反射的電磁能，仍然在屏蔽盒內，它將

8、再次被屏蔽金屬板所吸收。屏蔽盒外面的電磁場是屏蔽場泄漏出去的電磁場。增大屏蔽盒的壁厚，將會削弱這個泄漏電磁場，從而提高其屏蔽效果。因此，對于干擾的電源的電磁屏蔽只需考慮吸收損耗。但是不可能完全消除屏蔽盒的泄漏，否則，會使屏蔽盒壁厚過大造成很大的浪費。因此在電磁屏蔽時，屏蔽盒就不可避免泄露一