电磁兼容技术基础知识3_电磁屏蔽技术(布谷鸟声学)

1、电磁兼容技术电磁兼容技术基础知识基础知识电磁屏蔽技术内部培训资料内部培训资料目目 录录n屏蔽材料的选择n 实际屏蔽体的设计屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择屏蔽前的场强E1屏蔽后的场强E2对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽,电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB 电磁屏蔽电磁屏蔽: :入射波场强距离吸收损耗AR1R2SE R1 R2 AB R ABB屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择实心材料屏蔽效能的计算实心材料屏蔽效能的计算: :波阻抗电场为主电场为主 E 1/ r3 H 1 / r2磁场为主磁场为主 H 1/ r3 E 1/ r2平面波平面波 E 1/ r

2、 H 1/ r377/ 2到观测点距离 rE/H屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择波阻抗的概念波阻抗的概念: :t入射电磁波E0剩余电磁波E1E1 = E0e-t/ A 20 lg ( E0 / E1 ) = 20 lg ( e t / ) dB0.37E0 A 8.69 ( t / ) dBA = 3.34 t f rr dB屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择吸收损耗的计算吸收损耗的计算: : R 20 lgZW4 Zs反射损耗与波阻抗有关，波阻抗越高，则反射损耗反射损耗与波阻抗有关，波阻抗越高，则反射损耗越大。越大。ZS = 3.68 10-7 f r/r远场：377近场：取决于源的阻抗同一种材料的阻

3、抗随频率变屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择反射损耗反射损耗: :远场: R 20 lg3774 Zs4500Zs = 屏蔽体阻抗， D = 屏蔽体到源的距离（m）f = 电磁波的频率（MHz）2 D fD f Zs Zs电场: R 20 lg磁场: R 20 lgdB屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择不同电磁波的反射损耗不同电磁波的反射损耗: :150 0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M平面波3 108 / 2rfR(dB)r = 30 m 电场r = 1 m靠近辐射源r = 30 m磁场 r = 1 m靠近辐射源屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择影响反射损耗的因素影响反射损耗的因素:

4、:150250平面波平面波00.1k 1k 10k 100k 1M 10M高频时高频时电磁波种类电磁波种类的影响很小的影响很小电场波电场波 r = 0.5 m磁场波磁场波 r = 0.5 m屏蔽效能（dB）频率屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择综合屏蔽效能综合屏蔽效能 (0.5mm(0.5mm铝板铝板):):电磁波在屏蔽体内多次反射，会引起附加的电磁泄漏，因此要对前面的计算进行修正。B = 20 lg ( 1 - e -2 t / )说明：说明： B为负值，其作用是减小屏蔽效能为负值，其作用是减小屏蔽效能 当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时，可以忽略当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时，可以忽略 对于电场波，

5、可以忽略对于电场波，可以忽略屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择多次反射修正因子的计算多次反射修正因子的计算: :低频磁场低频磁场吸收损耗小反射损耗小高导电材料高导磁材料高导电材料屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择怎样屏蔽低频磁场？怎样屏蔽低频磁场？H0H1H0RsR0H1R0RsSE = 1 + R0/RS屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择高导磁率材料的磁旁路效果高导磁率材料的磁旁路效果: :151015坡莫合金坡莫合金 金属金属镍钢镍钢冷轧钢冷轧钢 0.01 0.1 1.0 10 100 kHzr 103屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择磁屏蔽材料的频率特性磁屏蔽材料的频率特性: :磁通密度 B 磁场强度 H饱和起

6、始磁导率最大磁导率 = B / H屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择磁导率随场强的变化磁导率随场强的变化: :高导磁率材料：饱和低导磁率材料：屏效不够低导磁率材料低导磁率材料高导磁率材料屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择强磁场的屏蔽强磁场的屏蔽2040608010010 100 1k 10k跌落前跌落后屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择加工的影响加工的影响屏蔽体屏蔽体导电连续导电连续没有穿过屏没有穿过屏蔽体的导体蔽体的导体屏蔽效能高的屏蔽体屏蔽效能高的屏蔽体不要忘记：不要忘记：选择适当的屏蔽材料你知道吗：与屏蔽体接地与否无关屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择良好电磁屏蔽的关键因素良好电磁屏蔽的关键因素通风口显示窗键盘

7、指示灯电缆插座调节旋钮实际机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙通风口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等电源线缝隙屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择实际屏蔽体的问题实际屏蔽体的问题LLSE = 100 20lgL 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H) = 0 dB 若 L / 2H屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择远场区孔洞的屏蔽效能远场区孔洞的屏蔽效能若若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源）：（说明是电场源）SE = 48 + 20lg ZC 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) )若若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源）：（说明是磁场源

8、）SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ) （注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）（注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择孔洞在近场区的屏蔽效能孔洞在近场区的屏蔽效能低频起主要作用低频起主要作用高频起主要作用高频起主要作用屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择缝隙的泄漏缝隙的泄漏电磁密封衬垫缝隙屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择缝隙的处理缝隙的处理 金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的)导电橡胶(不同导电填充物的)指形簧片(不同表面涂覆层的)螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的)导电布屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择电磁密封衬垫的种类电磁密封衬垫的种类

9、 屏蔽效能 (关系到总体屏蔽效能) 回弹力（关系到盖板的刚度和螺钉间距） 最小密封压力（关系到最小压缩量）最大形变量（关系到最大压缩量） 压缩永久形变（关系到允许盖板开关次数） 电化学相容性（关系到屏蔽效能的稳定性）屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择电磁密封衬垫的主要参数电磁密封衬垫的主要参数绝缘漆环境密封屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择电磁密封衬垫的安装方法电磁密封衬垫的安装方法损耗频率fc截止频率频率高的电磁波能通过波导管，频率低的电磁波损耗很大！工作在截止区的波导管叫截止波导。截止区屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择截止波导管截止波导管截止波导管 屏蔽效能=反射损耗：远场区计算公式近场区计算公式+吸收损耗圆形截止波导：32 t / d矩形截止波导：27.2 t / l孔洞计算屏蔽效能公式屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择截止波导管的屏效截止波导管的屏效目目 录录n屏蔽材料的选择n 实际屏蔽体的设计孔洞的泄漏不能满足屏蔽要求SE 确定截止波导管的截面形状 确定要屏蔽的最高的频率 f 确定波导管的截止频率 fc 计算截止波导管的截面尺寸 由SE 确定截止波导管的长度 5f屏蔽材料的选择屏蔽材料的选择截止波导管的设计步骤截止波导管的设计步骤隔离舱滤波器屏蔽窗滤波器屏蔽材料的选择屏