第二章屏蔽技术

1、 1/29山东大学信息科学与工程学院 第二章 屏蔽技术2.1 2.1 电磁屏蔽原理电磁屏蔽原理 用导磁或导电材料制成的壳体，将需要屏蔽的区域封闭起用导磁或导电材料制成的壳体，将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，其内的电磁场不能越过此封闭层，外来的来，形成电磁隔离，其内的电磁场不能越过此封闭层，外来的辐射电磁场也不能进入这一区域（或进出该区域的电磁能量将辐射电磁场也不能进入这一区域（或进出该区域的电磁能量将受到很大衰减）。受到很大衰减）。 利用屏蔽体对电磁能量流的反射、吸收和引导作用，将电利用屏蔽体对电磁能量流的反射、吸收和引导作用，将电磁信号对屏蔽体内、外的影响减小。磁信号对屏蔽体内、外的

2、影响减小。 2/29山东大学信息科学与工程学院 2.1.1电磁屏蔽类型电磁屏蔽 电场屏蔽磁场屏蔽电磁屏蔽静电屏蔽交变电场屏蔽低频磁场屏蔽高频磁场屏蔽 3/29山东大学信息科学与工程学院 静电屏蔽：完整的屏蔽导体，良好的接地。静电屏蔽：完整的屏蔽导体，良好的接地。 交变电场屏蔽：屏蔽体导电性能好，良好的接地。交变电场屏蔽：屏蔽体导电性能好，良好的接地。 低频磁场屏蔽：磁导率低频磁场屏蔽：磁导率要高，厚度足够；要高，厚度足够； 垂直磁力线方向不应有缝隙；垂直磁力线方向不应有缝隙； 不能用于不能用于高频磁场屏蔽。高频磁场屏蔽。 高频磁场屏蔽：选择低电阻率的良导体；高频磁场屏蔽：选择低电阻率的良导体；

3、 壳体较薄；垂直于涡流方向不应有缝壳体较薄；垂直于涡流方向不应有缝 隙；无需接地。但实际使用时接地。隙；无需接地。但实际使用时接地。 4/29山东大学信息科学与工程学院 电磁屏蔽 对电场和磁场同时加以屏蔽。一般用来防止高频电磁场的影响。 高频磁场涡流效应： 5/29山东大学信息科学与工程学院 2.2屏蔽效能SEEESE0SHHHSE0SEEESE0lg20表示屏蔽体对电磁波的衰减程度，一般采用分贝表述。简称为屏效（），定义为屏蔽前某点的场强与屏蔽后该点的场强之比：式中E0、H0分别为屏蔽前某点的电磁强度，ES、HS为屏蔽后此点的电磁强度。SHHHSE0lg20 6/29山东大学信息科学与工程学

4、院 对于辐射电磁近场或低频场，SEESE。但对于辐射电磁远场， SEESHE。屏蔽系数US/U0 ，为干扰电路加屏蔽体后所感应的电压US与未加屏蔽体时的感应电压U0之比。传递系数TE、TH是分别指存在屏蔽体时某处的电场强度ES、磁场强度HS与不存在屏蔽体时该处的电场强度E0、磁场强度H0之比：0EEsTE0HHsTH传输系数与屏蔽效能互为倒数：ESETEESE1lg20lg200HSHTHHSE1lg20lg200 7/29山东大学信息科学与工程学院 屏蔽效能的计算、金属平板屏蔽效能的计算 传输损耗A的计算：由表 (下页)可知：当f1MHz时，0.5mm厚的金属板制成的屏蔽体能将场强削减为原场

5、强的1/100左右。当f10MHz时，0.1mm厚的铜皮制成的屏蔽体能将场强削减为原场强的1/100以下。当f100MHz时，只需在塑料壳体镀上或喷涂铜层制作屏蔽体。 8/29山东大学信息科学与工程学院 返回 9/29山东大学信息科学与工程学院 反射损耗的计算：见表2-3 其反射损耗不仅与材料的自身的特性（电导率、磁导率）有关，而且与金属板所处的位置有关。一般有 RERPRH 。多次反射损耗的计算：kleZwZwB21lg20式中：Zw为干扰场的特征阻抗，为屏蔽材料的特征阻抗。K为系数，为反射路径。 10/29山东大学信息科学与工程学院 返回 11/29山东大学信息科学与工程学院 、非实心型的

6、屏蔽体屏效的计算其表达式为：SE=Aa+Ra+K1+K2+K3 其中Aa：孔的传输损耗Ra：孔的单次反射损耗K1：与孔的个数有关的修正项K2：由趋肤深度不同引入的低频修正项K3：由相邻孔间相互耦合引入的修正项 12/29山东大学信息科学与工程学院 、多层屏蔽体屏蔽效能的计算多层屏蔽示意图见下页图2-12 多层屏蔽体的屏蔽效能表达为：)(1mnRnBnAnSE式中An、Bn、Rn分别表示单层的屏蔽损耗、反射损耗和多次反射损耗。 13/29山东大学信息科学与工程学院 、导体球壳屏蔽效能的计算分为电屏蔽情况和磁屏蔽情况两种 14/29山东大学信息科学与工程学院 、圆柱形壳体低频磁屏蔽效能的近似计算)

7、21lg(20errdSE圆柱形壳体的内半径a、外半径b的平均值re=(a+b)/2d为屏蔽壳的厚度，且red 15/29山东大学信息科学与工程学院 2.3屏蔽材料的特性 导磁材料弱磁材料：顺磁材料（铝）、抗磁材料（铜）；强磁材料：铁、镍等。导电材料金、银、铜等。薄膜材料与薄膜屏蔽P58表2-4、表2-5导电胶与导磁胶 P59表2-6 16/29山东大学信息科学与工程学院 17/29山东大学信息科学与工程学院 18/29山东大学信息科学与工程学院 2.屏蔽材料的结构用减小分布电容的措施来提高屏效。分为电屏蔽、磁屏蔽及电磁屏蔽结构三种。一、电屏蔽结构有：单层门盖结构等效电路 19/29山东大学信

8、息科学与工程学院 双层门盖结构等效电路双层门盖 20/29山东大学信息科学与工程学院 两级共盖两级分盖 21/29山东大学信息科学与工程学院 二、磁屏蔽结构有：对要求不高的可采用单层结构，但对要求较高的屏效时，采用双层屏蔽，能显著提高屏蔽效能。当屏蔽总厚度P=1.35mm用0.3mm厚的材料制成的双层圆筒与用1.35mm厚的同样材料制成的单层圆筒的屏蔽效果几乎相同，但重量减轻了一半。 22/29山东大学信息科学与工程学院 三、电磁屏蔽的结构较好较差 23/29山东大学信息科学与工程学院 2.5孔隙泄漏的抑制措施典型结构 24/29山东大学信息科学与工程学院 一、装配面处接缝泄漏的抑制措施、增加金属之间的搭接面、增加缝隙深度 25/29山东大学信息科学与工程学院 、装配面处加入电磁密封衬垫 26/29山东大学信息科学与工程学院 二、通风冷却孔泄漏的抑制措施、覆盖金属丝网、穿孔金属板、截止波导通风口 27/29山东大学信息科学与工程学院 三、观察窗口（显示器件）泄漏的抑制措施、使用透明屏蔽材料、采用隔离舱将其分开、使用波导衰减器 28/29山东大学信息科学与工程学院 四、器件调谐孔（有连接杆的操作器件）泄漏的抑制措施 29/29山东大学信息科学与工程学院 PC机的打印电缆一般为