emi電磁屏蔽原理-導(dǎo)論

《emi電磁屏蔽原理-導(dǎo)論》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、在電子設(shè)備及電子產(chǎn)品中，電磁干擾（ElectromagneticInterference）能量通過傳導(dǎo)性耦合和輻射性耦合來進行傳輸。為滿足電磁兼容性要求，對傳導(dǎo)性耦合需采用濾波技術(shù)，即采用EMI濾波器件加以抑制；對輻射性耦合則需采用屏蔽技術(shù)加以抑制。在當(dāng)前電磁頻譜日趨密集、單位體積內(nèi)電磁功率密度急劇增加、高低電平器件或設(shè)備大量混合使用等因素而導(dǎo)致設(shè)備及系統(tǒng)電磁環(huán)境日益惡化的情況下，其重要性就顯得更為突出。屏蔽是通過由金屬制成的殼、盒、板等屏蔽體，將電磁波局限于某一區(qū)域內(nèi)的一種方法。由于輻射源分為近區(qū)的電場源、磁場源和遠區(qū)的平面波，因此屏蔽體的屏蔽性能依據(jù)輻射源的不同，在材料選擇、結(jié)構(gòu)形狀和

2、對孔縫泄漏控制等方面都有所不同。在設(shè)計中要達到所需的屏蔽性能，則需首先確定輻射源，明確頻率范圍，再根據(jù)各個頻段的典型泄漏結(jié)構(gòu)，確定控制要素，進而選擇恰當(dāng)?shù)钠帘尾牧希O(shè)計屏蔽殼體。??屏蔽體對輻射干擾的抑制能力用屏蔽效能SE（ShieldingEffectiveness）來衡量，屏蔽效能的定義:沒有屏蔽體時，從輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g某一點(P)的場強1（1）和加入屏蔽體后，輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g同一點(P)的場強2（2）之比，用dB（分貝）表示。???圖1屏蔽效能定義示意圖?屏蔽效能表達式為(dB)或（dB）??工程中，實際的輻射干擾源大致分為兩類：類似于對稱振子天線的非閉合載流導(dǎo)線輻射源和類似

3、于變壓器繞組的閉合載流導(dǎo)線輻射源。由于電偶極子和磁偶極子是上述兩類源的最基本形式，實際的輻射源在空間某點產(chǎn)生的場，均可由若干個基本源的場疊加而成(圖2)。因此通過對電偶極子和磁偶極子所產(chǎn)生的場進行分析，就可得出實際輻射源的遠近場及波阻抗和遠、近場的場特性，從而為屏蔽分類提供良好的理論依據(jù)。???圖2兩類基本源在空間所產(chǎn)生的疊加場遠近場的劃分是根據(jù)兩類基本源的場隨1/r（場點至源點的距離）的變化而確定的，為遠近場的分界點，兩類源在遠近場的場特征及傳播特性均有所不同。?表1兩類源的場與傳播特性場源類型?近場（）?遠場()場特性?傳播特性?場特性?傳播特性?電偶極子?非平面波?以衰減平面波以衰減

4、磁偶極子非平面波?以衰減平面波?以衰減波阻抗為空間某點電場強度與磁場強度之比，場源不同、遠近場不同，則波阻抗也有所不同，表2與圖3分別用圖表給出了的波阻抗特性。表2兩類源的波阻抗場源類型?波阻抗（Ω）?近場（）遠場（）?電偶極子?120π120π?磁偶極子?120π120π?能量密度包括電場分量能量密度和磁場分量能量密度，通過對由同一場源所產(chǎn)生的電場、磁場分量的能量密度進行比較，可以確定場源在不同區(qū)域內(nèi)何種分量占主要成份，以便確定具體的屏蔽分類。能量密度的表達式由下列公式給出:電場分量能量密度磁場分量能量密度場源總能量密度表3兩類源的能量密度場源類型?能量密度比較?近場（）?遠場（）?電偶

5、極子?磁偶極子??表3給出了兩種場源在遠、近場的能量密度。從表中可以看出，兩類源的近場有很大的區(qū)別，電偶極子的近場能量主要為電場分量，可忽略磁場分量；磁偶極子的近場能量主要為磁場分量，可忽略電場分量；兩類源在遠場時，電場、磁場分量均必須同時考慮。?屏蔽類型依據(jù)上述分析可以進行以下分類：?表4屏蔽分類場源類型?近場（）遠場（）?電偶極子（非閉合載流導(dǎo)線）?電屏蔽（包括靜電屏蔽）?電磁屏蔽?磁偶極子（閉合載流導(dǎo)線）?磁屏蔽（包括恒定磁場屏蔽）?電磁屏蔽??電屏蔽的實質(zhì)是減小兩個設(shè)備（或兩個電路、組件、元件）間電場感應(yīng)的影響。電屏蔽的原理是在保證良好接地的條件下，將干擾源所產(chǎn)生的干擾終止于由良導(dǎo)

6、體制成的屏蔽體。因此，接地良好及選擇良導(dǎo)體做為屏蔽體是電屏蔽能否起作用的兩個關(guān)鍵因素。?磁屏蔽的原理是由屏蔽體對干擾磁場提供低磁阻的磁通路，從而對干擾磁場進行分流，因而選擇鋼、鐵、坡莫合金等高磁導(dǎo)率的材料和設(shè)計盒、殼等封閉殼體成為磁屏蔽的兩個關(guān)鍵因素。?電磁屏蔽的原理是由金屬屏蔽體通過對電磁波的反射和吸收來屏蔽輻射干擾源的遠區(qū)場，即同時屏蔽場源所產(chǎn)生的電場和磁場分量。由于隨著頻率的增高，波長變得與屏蔽體上孔縫的尺寸相當(dāng)，從而導(dǎo)致屏蔽體的孔縫泄漏成為電磁屏蔽最關(guān)鍵的控制要素。???屏蔽體的泄漏耦合結(jié)構(gòu)與所需抑制的電磁波頻率密切相關(guān)，三類屏蔽所涉及的頻率范圍及控制要素如表5所示：表5泄漏耦合結(jié)

7、構(gòu)與控制要素屏蔽類型?磁屏蔽?電屏蔽?電磁屏蔽?頻率范圍?10kHz~500kHz1MHz~500MHz500MHz~40GHz?泄漏耦合結(jié)構(gòu)?屏蔽體殼體?屏蔽體殼體及接地?孔縫及接地?控制要素?合理選擇殼體材料?合理選擇殼體材料，良好接地?抑制孔縫泄漏，良好接地??實際屏蔽體上同時存在多個泄漏耦合結(jié)構(gòu)（n個），設(shè)機箱接縫、通風(fēng)孔、屏蔽體壁板等各泄漏耦合結(jié)構(gòu)的單獨屏蔽效能（如只考慮接縫）為SEi（i=1,2,…，n），則