屏蔽理論及其應(yīng)用

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1、第九章屏蔽理論及其應(yīng)用第一節(jié)電磁屏蔽和屏蔽效能屏蔽（shielding），就是用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻慕饘倨帘误w（shield）將電磁騷擾源限制在一定的范圍內(nèi)，使騷擾源從屏蔽體的一面耦合或輻射到另一面時(shí)受到抑制或衰減。頻率高于100kHz以上時(shí)，電路、元件的電磁輻射能力增強(qiáng)，電氣、電子設(shè)備或系統(tǒng)中就存在著輻射電磁場(chǎng)的寄生耦合騷擾。屏蔽是電磁干擾防護(hù)控制的最基本方法之一。其目的有兩方面：一是控制內(nèi)部輻射區(qū)域的電磁場(chǎng)，不使超出某一區(qū)域，二是防止外來(lái)的輻射進(jìn)入某一區(qū)域。因此，屏蔽的方法也是電磁干擾的空域控制方法。一、屏蔽效能1.屏蔽效能的表示2

2、.屏蔽效能的計(jì)算方法二.電磁屏蔽的類(lèi)型三.靜電屏蔽四.交變電場(chǎng)屏蔽五.磁場(chǎng)的屏蔽1靜磁屏蔽2低頻磁場(chǎng)的屏蔽3低頻磁屏蔽效能近似計(jì)算4高頻磁場(chǎng)的屏蔽六．電磁屏蔽電磁屏蔽和屏蔽效能一、屏蔽效能1屏蔽效能的表示屏蔽效能（Shieldingeffectiveness）表示屏蔽體對(duì)電磁騷擾的屏蔽能力和效果，它與屏蔽材料的性能、騷擾源的頻率、屏蔽體至騷擾源的距離、以及屏蔽體上可能存在的各種不連續(xù)的形狀和數(shù)量有關(guān)。屏蔽系數(shù)η是指被騷擾電路加屏蔽體后所感應(yīng)的電壓US與未加屏蔽體時(shí)所感應(yīng)的電壓U0之比，傳輸系數(shù)T是指存在屏蔽體時(shí)某處的電場(chǎng)強(qiáng)度ES與不存在屏蔽

3、體時(shí)同一處的電場(chǎng)強(qiáng)度E0之比，或者存在屏蔽體時(shí)某處的磁場(chǎng)強(qiáng)度HS與不存在屏蔽體時(shí)同一處的磁場(chǎng)強(qiáng)度H0之比，即屏蔽效能是指不存在屏蔽體時(shí)某處的電場(chǎng)強(qiáng)度E0與存在屏蔽體時(shí)同一處的電場(chǎng)強(qiáng)度ES之比，常用分貝（dB）表示，即或者不存在屏蔽體時(shí)某處的磁場(chǎng)強(qiáng)度H0與存在屏蔽體時(shí)同一處的磁場(chǎng)強(qiáng)度HS之比，常用分貝（dB）表示，即傳輸系數(shù)與屏蔽效能互為倒數(shù)由于屏蔽效能是內(nèi)吸收損耗和反射損耗及多次反射損耗三部分組成，故傳輸系數(shù)為：或SE=A+R+BA為吸收損耗，以dB為單儉R為反射損耗，以dB為單位B為多次反射損耗,以dB為單位式中T吸收、T反射、T多次反射

4、分別代表由于屏蔽體的吸收、反射及多次反射所引起的傳輸系數(shù)，故屏蔽體通常能將電磁波的強(qiáng)度衰減到原來(lái)的百分之一至百萬(wàn)分之一，一般民用產(chǎn)品機(jī)箱的屏蔽效能在40dB以下，軍用設(shè)備機(jī)箱的屏蔽效能一般要達(dá)到60B，屏蔽室或屏蔽艙等往往要達(dá)到100dB。100dB以上的屏蔽體是很難制造的，成本也很高。無(wú)屏蔽場(chǎng)強(qiáng)：有屏蔽場(chǎng)強(qiáng)屏蔽效能SE（dB）10：120100：1401000：16010000：180100000：11001000000：1120衰減量與屏蔽效能的對(duì)應(yīng)關(guān)系：2屏蔽效能的計(jì)算方法計(jì)算和分析屏蔽效能的方法主要有解析法、數(shù)值方法和近似方法。此外

5、，依據(jù)電磁騷擾源的波長(zhǎng)與屏蔽體的幾何尺寸的關(guān)系，屏蔽效能的計(jì)算又可以分類(lèi)為場(chǎng)的方法和路的方法。一、屏蔽效能1.屏蔽效能的表示2.屏蔽效能的計(jì)算方法二.電磁屏蔽的類(lèi)型三.靜電屏蔽四.交變電場(chǎng)屏蔽五.磁場(chǎng)的屏蔽1靜磁屏蔽2低頻磁場(chǎng)的屏蔽3低頻磁屏蔽效能近似計(jì)算4高頻磁場(chǎng)的屏蔽六．電磁屏蔽電磁屏蔽和屏蔽效能二電磁屏蔽的類(lèi)型從屏蔽的電磁場(chǎng)的性質(zhì)來(lái)劃分，從屏蔽體的結(jié)構(gòu)分類(lèi)，可以分為一、屏蔽效能1.屏蔽效能的表示2.屏蔽效能的計(jì)算方法二.電磁屏蔽的類(lèi)型三.靜電屏蔽四.交變電場(chǎng)屏蔽五.磁場(chǎng)的屏蔽1靜磁屏蔽2低頻磁場(chǎng)的屏蔽3低頻磁屏蔽效能近似計(jì)算4高頻磁場(chǎng)

6、的屏蔽六．電磁屏蔽電磁屏蔽和屏蔽效能三靜電屏蔽電磁場(chǎng)理論表明，置于靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體在靜電平衡的條件下，具有下列性質(zhì)：⑴導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)的電場(chǎng)為零；⑵導(dǎo)體表面任何一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的方向與該點(diǎn)的導(dǎo)體表面垂直；⑶整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等位體；⑷導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有靜電荷存在，電荷只能分布在導(dǎo)體的表面上。一、屏蔽效能1.屏蔽效能的表示2.屏蔽效能的計(jì)算方法二.電磁屏蔽的類(lèi)型三.靜電屏蔽四.交變電場(chǎng)屏蔽五.磁場(chǎng)的屏蔽1靜磁屏蔽2低頻磁場(chǎng)的屏蔽3低頻磁屏蔽效能近似計(jì)算4高頻磁場(chǎng)的屏蔽六．電磁屏蔽電磁屏蔽和屏蔽效能四交變電場(chǎng)屏蔽設(shè)騷擾源g上有一交變電壓Ug.，接受器s通

7、過(guò)阻抗Zs接地，騷擾源對(duì)接受器的電場(chǎng)感應(yīng)耦合等效為分布電容Ce的耦合，形成了由Ug、Zg、Ce和Zs構(gòu)成的耦合回路。接受器上產(chǎn)生的騷擾電壓Us為為了減小騷擾，可使騷擾源與接受器盡量遠(yuǎn)離，從而減小Ce1交變電場(chǎng)的耦合為了減少騷擾源與接受器之間的交變電場(chǎng)耦合，在兩者之間插入屏蔽體，如圖則屏蔽體上的感應(yīng)電壓為2存在屏蔽體的交變電場(chǎng)的耦合Z1:金屬屏蔽體對(duì)地阻抗要使Us比較小，則?C1、C2和Z1減小。接受器上的感應(yīng)電壓為若Z1=0，?U1=0，?Us=0。即：屏蔽體必須良好接地，才能真正將騷擾源產(chǎn)生的騷擾電場(chǎng)的耦合抑制或消除，保護(hù)接受器免受騷擾。

8、交變電場(chǎng)屏蔽的基本原理:采用接地良好的金屬屏蔽體將騷擾源產(chǎn)生的交變電場(chǎng)限制在一定的空間內(nèi)，從而阻斷了騷擾源至接受器的傳輸路徑。一、屏蔽效能1.屏蔽效能的表示2.屏蔽效能的計(jì)算方法