第三章电磁兼容屏蔽技术课件

电磁屏蔽2

物理电子学路书祥电磁兼容设计电磁屏蔽2物理电子学路书祥电磁上节回顾传导耦合电磁骚扰源传播途径电磁兼容设计电磁干扰分析电磁干扰测试电磁干扰防护基于路径的方法基于场的计算方法网格法特征线法频域法有限元边界元法差分法模拟电荷法接地电磁屏蔽滤波保护设备PCB中EMC设计电磁辐射人为：核电磁脉冲；电源质量；网络结构参数变化；静电等自然：雷电；太阳风暴；辐射等测试方法测试系统测试标准案例分析上节回顾传导耦合电磁骚扰源传播途径电磁兼容设计电磁干扰分析电23.1概述3.2电屏蔽

3.3磁屏蔽3.4电磁屏蔽3.5孔缝对屏蔽效能的影响3.7屏蔽设计要点3.6电磁密封处理3.1概述3.2电屏蔽4屏蔽机理设金属平板左右两侧均为空气，因而在左右两个界面上出现波阻抗突变，入射电磁波在界面上就产生反射和透射。电磁能（波）的反射，是屏蔽体对电磁波衰减的第一种机理，称为反射损耗，用R表示。

透射入金属板内继续传播，其场量振幅要按指数规律衰减。场量的衰减反映了金属板对透射入的电磁能量的吸收，电磁波衰减的第二种机理．称为吸收损耗，用A表示

在金属板内尚未衰减掉的剩余能量达到金属右边界面上时，又要发生反射，并在金属板的两个界面之间来回多次反射。只有剩余的一小部分电磁能量透过屏蔽的空间。电磁波衷减的第三种机理，称为多次反射修正因子，用B表示。3.4电磁屏蔽4屏蔽机理设金属平板左右两侧均为空气，因而在左右两个界面上出45屏蔽效能的第一种机理－电磁能的反射是因为空气－金属界面上阻抗不匹配而发生的。反射系数为——辐射场的波阻抗

——金属板的波阻抗

吸收损耗

第三种机理，称为多次反射修正因子：

三次反射(吸收过程)五次反射(吸收过程)3.4电磁屏蔽5屏蔽效能的第一种机理－电磁能的反射是因为空气－金属界面上阻56

实心材料屏蔽效能＝

R＋

A＋B入射场强距离吸收损耗AR1R2SE＝R1

＋R2

＋A＋BB透射泄漏R－反射损耗A－吸收损耗B－多次反射修正因子

实心材料对电磁波的反射和吸收损耗使电磁能量被大大衰减，将电场和磁场同时屏蔽，即电磁屏蔽。反射AR1R23.4电磁屏蔽6实心材料屏蔽效能＝R＋A＋B入射场强距离吸收6波阻抗：a.远场：b.近场（以电场为主）：c.近场（以磁场为主）：反射系数：透射系数：123.4电磁屏蔽波阻抗：a.远场：b.近场（以电场为主）：c.近场（以7——相对于铜的电导率，铜：——厚度（mm）。①吸收损耗A(dB)

屏蔽材料越厚，吸收损耗越大，厚度增一个趋肤深度，吸收损耗增加得9dB；

磁导率越高，吸收损耗越大；电导率越高，吸收损耗越大；频率越高，吸收损耗越大。——相对磁导率；良导体结论：3.4电磁屏蔽——相对于铜的电导率，铜：——厚度（mm）。①吸收损耗8②反射损耗R(dB)波阻抗良导体：a.远场：b.近场：电场源媒质本征阻抗频率升高，反射损耗减小c.近场：磁场源频率升高，反射损耗增加3.4电磁屏蔽②反射损耗R(dB)波阻抗良导体：a.远场：b.近场9③

多次反射修正B（dB）而故：当时，则当时，通常可忽略B。3.4电磁屏蔽③多次反射修正B（dB）而故：当10反射损耗：电场源磁场源（）屏蔽效能：吸收损耗：远场平面波源多次反射修正：小结3.4电磁屏蔽反射损耗：电场源磁场源（11例1

有一个大功率线圈的工作频率为20kHz，在离线圈0.5m处置一铝板以屏蔽线圈对设备的影响。设铝板厚度为0.5mm。试计算其屏蔽效能。解：

屏蔽体处于哪个场区：——近场大功率线圈——强磁场，主要为磁屏蔽.故3.4电磁屏蔽例1有一个大功率线圈的工作频率为20kHz，在离线圈0.又故3.4电磁屏蔽又故3.4电磁屏蔽式中：2.双层屏蔽体的屏蔽效能总反射损耗多次反射修正总吸收损耗t2x21t1d3.4电磁屏蔽式中：2.双层屏蔽体的屏蔽效能总反射损耗多次反射修正总吸①的多次反射②的多次反射空气层中的多次反射t2x21t1d3.4电磁屏蔽①的多次反射②的多次反射空气层中的多次反射t2x21t1d3通常两层之间的空气中的多次反射起主要作用，则当两屏蔽层采用同一金属材料且相同厚度时，3.4电磁屏蔽通常两层之间的空气中的多次反射起主要作用，则当两屏蔽层采用同16（3）薄膜屏蔽：工程塑料机箱具有造型美观、加工方便、质量轻等优点。如何使机箱具有屏蔽作用？通过喷涂、真空沉积以及粘贴等技术在机箱上包裹一层导电薄膜。设薄膜厚度为t，电磁波在薄膜中的波长为，当，称这种屏蔽层为薄膜屏蔽。由于薄膜屏蔽导电层很薄，吸收损耗可以忽略，屏蔽效能主要由反射损耗和多次反射修正因子确定，可以按金属平板屏蔽的相关公式进行计算。3.4电磁屏蔽（3）薄膜屏蔽：工程塑料机箱具有造型美观、加工方便、质量轻等17屏蔽层厚度105nm1250nm21960nm频率1MHz1GHz1MHz1GHz1MHz1GHz吸收损耗A0.0140.440.165.22.992反射损耗R109791097910979修正因子B-47-17-25-0.6-3.50屏蔽效能SE62628384108171铜薄膜屏蔽层屏蔽效能3.4电磁屏蔽屏蔽层厚度105nm1250nm21960nm频率1MHz1183.5孔缝对屏蔽效能的影响实际机箱上有许多泄漏源:信号线的出入口，电流线的出入口，通风散热孔，接缝处的缝隙等。3.5孔缝对屏蔽效能的影响实际机箱上有许多泄漏源:信号线的19设各泄漏因素的屏蔽效能为，即总泄漏场故1、综合屏蔽效能的计算公式设各泄漏因素的屏蔽效能为20例2

设某一频率下，机壳屏蔽材料本身有110dB的屏蔽效能，各泄漏因素造成屏蔽效能为：（1）滤波与连接器面板：

101dB；（2）通风孔92dB;（3）门泄漏：88dB;（4）接缝泄漏：83dB。求机箱的总屏蔽效能。解：3.5孔缝对屏蔽效能的影响例2设某一频率下，机壳屏蔽材料本身有110dB的屏蔽效212、缝隙的电磁泄漏故

设金属屏蔽体上有一缝隙，其间隙为g

，屏蔽板厚度为t

，入射波电场为E0，经缝隙泄漏到屏蔽体中的场为Ep

，当g

<10δ/3时，有gt3.5孔缝对屏蔽效能的影响2、缝隙的电磁泄漏故设金属屏蔽体上有一缝隙22例3

在例1中开一缝隙，若其宽度为0.5mm、0.25mm、0.1mm，分别求其屏蔽效能。解：当当当无缝隙时的屏蔽效能：SE=54.83dB3.5孔缝对屏蔽效能的影响例3在例1中开一缝隙，若其宽度为0.5mm、0.2523缝隙的处理衬垫的种类：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3.5孔缝对屏蔽效能的影响缝隙的处理衬垫的种类：金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的)3.243.截止波导损耗频率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3.5孔缝对屏蔽效能的影响253.截止波导损耗频率fc截止频率频率高的电磁波能通过波导管，截止波导屏蔽效能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：与截止频率有关孔洞计算屏蔽效能公式，前述波导壁面吸收损失屏蔽效能明显3.5孔缝对屏蔽效能的影响.26截止波导屏蔽效能截止波导管=反射损耗：+吸收损耗：与截止频率截止波导式通风孔的屏蔽效能截止频率：矩形波导：fc10=

15×10

9/

a

（Hz）alllDW圆形波导：fc11=17.6×10

9/

D（Hz）六角波导：fc10=15×10

9/

W

（Hz）（a、D、W的单位为：cm）原理：

电磁波频率远低于波导的最低截止频率，因而产生很大的衰减。3.5孔缝对屏蔽效能的影响.截止波导式通风孔的屏蔽效能截止频率：矩形波导：fc1027

屏蔽效能矩形波导：圆形波导：六角波导：（l的单位为：cm）当f<<

fc时：设计要求：l≥3a、l≥3D、l≥3Wfc=

（5～10）f3.5孔缝对屏蔽效能的影响.屏蔽效能矩形波导：圆形波导：六角波导：（l的单位为：cm28

不能有金属材料穿过截止波导管当有金属材料穿过截止波导管时，会导致严重的电磁泄漏。需要注意的是有些光缆的内部加有金属加强筋，这时将光缆穿过截止波导时也会引起泄漏。

波导管的安装最可靠的方法是焊接，在屏蔽体上开一个尺寸与波导管截面相同的孔，然后将波导管的四周与屏蔽体连续焊接起来。如果波导管本身带法兰盘，利用法兰盘来将波导管固定在屏蔽体上，需要在法兰盘与屏蔽体基体之间安装电磁密封衬垫。3.5孔缝对屏蔽效能的影响.不能有金属材料穿过截止波导管波导管的安装3.529

截止波导通风窗

截止波导通风窗的原理是将大量的截止波导焊接在一起，构成截止波导阵列，这样可以形成很大的开口面积，同时能够防止电磁波泄漏。

3.5孔缝对屏蔽效能的影响.截止波导通风窗截止波导通风窗的原理是将30

截止波导通风窗的设计确定波导的截止频率确定波导的截面尺寸确定波导的截面形状根据通风面积确定波导数目N确定单根波导的屏蔽效能确定波导的长度进行屏蔽效能校核3.5孔缝对屏蔽效能的影响.截止波导通风窗的设计确定波导的截止频率确定波导的截面尺寸31波导的截止频率：fc=

f=

50GHz波导的截面形状：选用正方形截面波导波导的截面尺寸：fc=

15×10

9/

aa

=

15×10

9/fc=3mm波导数目N

=

0.45×10

6/(3×3)

=50000每个通风窗的波导数目：25000例4

一屏蔽室的工作频率范围是10KHz~10GHz，要求通风孔的总通风面积为0.45m2，设计总屏蔽效能为95dB的截止波导通风窗。

解：3.5孔缝对屏蔽效能的影响.波导的截止频率：fc=f=50GHz波导的截面形状：32波导的长度：单根波导的屏蔽效能3.5孔缝对屏蔽效能的影响.波导的长度：单根波导的屏蔽效能3.5孔缝对屏蔽效能的影响.334、金属孔板的屏蔽效能3.5孔缝对屏蔽效能的影响.4、金属孔板的屏蔽效能3.5孔缝对屏蔽效能的影响.34屏蔽效能的计算公式SE=A＋R＋B＋K1＋K2+K3式中：A—

孔的吸收损耗

R

—孔的反射损耗

B—

孔的多次反射损耗

K1

—

孔数目修正系数

K2

—

低频穿透修正系数

K3

—孔间耦合修正系数a.孔的吸收损耗A

按截止波导计算矩形孔：Ar=27.3t/

a

圆形孔：Ac=32.0t/D

t

—

孔的深度（cm）a

—矩形孔的最大宽度（cm）D—圆形孔的直径（cm）3.5孔缝对屏蔽效能的影响.屏蔽效能的计算公式SE=A＋R＋B＋K1＋K2+K3式中35b.孔的反射损耗R

其中：——矩形孔——

圆形孔——远场——

近区、电场——

近区、磁场3.5孔缝对屏蔽效能的影响.b.孔的反射损耗R其中：——矩形孔——圆形孔——36a—

每一孔洞的面积（cm2）P—

孔间导体宽度

/趋肤深度c.

多次反射修正Bd.孔数目修正系数K1

e.低频穿透修正系数K2f.孔间耦合修正系数K3

n—

每cm2内的孔洞数3.5孔缝对屏蔽效能的影响.a—每一孔洞的面积（cm2）P—孔间导体宽度/趋37解

a.A

=32t/D=12.8dB例某飞机控制盒用铝板加工而成，铝板厚度t=2mm，两侧面板上的总孔数为2×8×9,孔的形状为圆形，孔径D=5mm，孔的中心间距为18mm。设平面波的频率为f

=5MHz，求控制盒的屏蔽效能。b.c.

3.5孔缝对屏蔽效能的影响.解a.A=32t/D=12.8dB例38孔阵面积：d.孔数目修正系数K1

e.低频穿透修正系数K2f.总孔数：故SE=A+

R+

B+

K1+

K2+K3=55.8dB3.5孔缝对屏蔽效能的影响.孔阵面积：d.孔数目修正系数K1e.低频穿透修正系数395、通风孔上覆盖金属丝网焊接式安装压紧式安装3.5孔缝对屏蔽效能的影响.5、通风孔上覆盖金属丝网焊接式安装压紧式安装3.5孔缝对屏40操作器件的处理器件调谐孔的屏蔽设计操作器件的处理器件调谐孔的屏蔽设计41显示窗的处理显示窗的处理42贯通导体的处理不允许金属导线不采取任何措施直接穿过屏蔽体！贯通导体的处理不允许金属导线不采取任何措施直接穿过屏蔽体！43贯通导体的处理贯通导体的处理44减少结合处的紧固螺钉，增加设备美观性和可维护性降低对机械加工的要求，允许接触面有较低的平整度在缝隙处不会产生高频泄漏1.电磁密封衬垫电磁密封衬垫是解决缝隙电磁泄漏的有效而方便的方法使用电磁密封衬垫的主要优点3.6电磁密封的处理.减少结合处的紧固螺钉，增加设备美观性和可维护性降低对机械加工45机箱结合面的缝隙长度超过λ/20要求机箱的屏蔽效能大于40dB设备的发射或敏感频率超过100MHz无法采用机械加工来得到更好的导电连续性结合面采用了不同材料，而且设备要在恶劣环境下工作需要对环境采取密封措施使用电磁密封衬垫的场合3.6电磁密封的处理.机箱结合面的缝隙长度超过λ/20要求机箱的屏蔽效能大于40d46保持接触面清洁，且没有非导电保护层选用导电性能好的衬垫材料对衬垫施加足够的压力衬垫有足够的厚度注意衬垫与屏蔽体接触表面间的电化学腐蚀当需要活动接触时，应使用指形簧片使用电磁密封衬垫的关键3.6电磁密封的处理.保持接触面清洁，且没有非导电保护层选用导电性能好的衬垫材料对47回弹力导电性最小形变量衬垫厚度电化学相容性压缩永久形变电磁密封衬垫的主要性能指标3.6电磁密封的处理.回弹力导电性最小形变量衬垫厚度电化学相容性压缩永久形变电磁密48金属丝网衬垫

用铍铜丝、不锈钢丝编织成管状长条。为了增强金属网的弹性，有时在网管内加入橡胶芯。

常用电磁密封衬垫

屏蔽效能：电场——

130dB（10MHz），105dB（1GHz）磁场——

80dB（100kHz）3.6电磁密封的处理.金属丝网衬垫用铍铜丝、不锈钢丝编织成管状长条。为了增强金49

在硅橡胶内填充占总重量70～80％比例的金属颗粒，如银粉、铜粉、铝粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃球等。这种材料保留一部分硅橡胶良好弹性的特性，同时具有较好的导电性。

导电橡胶3.6电磁密封的处理.在硅橡胶内填充占总重量70～80％50导电布衬垫导电布包裹发泡橡胶构成。导电布由铜、铜镍与黑色树脂制成。有导电编织纤维、导电非编织纤维和导电丝网等几种类型。100dB以上的屏蔽效果（20MHz~10GHz）3.6电磁密封的处理.导电布衬垫导电布包裹发泡橡胶构成。导电布由铜、铜镍与黑色树脂51指形簧片铍铜制成的簧片，具有很好的弹性和导电性。螺旋管衬垫3.6电磁密封的处理.指形簧片铍铜制成的簧片，具有很好的弹性和导电性。螺旋管衬垫352衬垫种类优点缺点适用场合导电橡胶具有环境密封和电磁密封作用，高频屏蔽效能高需要的压力大、价格高需要环境密封和较高屏蔽效能的场合金属丝网条成本低、不易损坏高频屏蔽效能低、没有环境密封作用干扰频率在1GHz以下的场合指形簧片屏蔽效能高、允许滑动接触、形变范围大价格高、没有环境密封作用有滑动接触的场合、较高屏蔽效能的场合螺旋管屏蔽效能高、价格低、复合型能提供环境密封和电磁密封过量压缩时容易损坏需要环境密封和较高屏蔽效能的场合、有良好压缩限位的场合多重导电橡胶弹性好、价格低、可提供环境密封表层导电层较薄、反复使用时易脱落需要环境密封和一般屏蔽效能的场合、不能提供较大压力的场合导电布柔软、需要压力小、价格低温湿环境中容易损坏不能提供较大压力的场合不同衬垫材料的特点比较3.6电磁密封的处理.衬垫种类优点缺点适用场合导电橡胶具有环境密封和电磁密封作用，53尽量采用槽安装方式。（固定衬垫、限制过量压缩）槽的形状和尺寸电磁密封衬垫的安装3.6电磁密封的处理.尽量采用槽安装方式。（固定衬垫、限制过量压缩）槽的形状和尺寸54

单层屏蔽的双导线

单层屏蔽的单导线

各自屏蔽的双导线

外带有单层或双层屏蔽，内部又各自屏蔽并彼此绝缘的双导线

单层屏蔽的双绞线

双层屏蔽的双绞线

单层或双层屏蔽的三芯线

屏蔽的多芯线屏蔽电缆的类型3.6电磁密封的处理单层屏蔽的双导线单层屏蔽的单导线各自屏蔽的双55海底电缆3.6电磁密封的处理56海底电缆3.6电磁密封的处理56“猪尾巴（Pigtail）效应”的影响3.6电磁密封的处理“猪尾巴（Pigtail）效应”的影响3.6电磁密封的处理57“猪尾巴（Pigtail）效应”的影响3.6电磁密封的处理“猪尾巴（Pigtail）效应”的影响3.6电磁密封的处理58屏蔽电缆的连接3.6电磁密封的处理屏蔽电缆的连接3.6电磁密封的处理591.确定屏蔽效能2.材料的选择3.7屏蔽设计要点根据电磁特性：近场电屏蔽——高导电率金属，接地；近场低频磁场屏蔽——高导磁率材料，不接地；近场高频磁场屏蔽——高导电率金属，可不接地；远场电磁屏蔽——高导电率金属，良好接地可根据电磁兼容标准要求来确定.1.确定屏蔽效能2.材料的选择3.7屏蔽设计要点根据603.结构的完整性设计4.校验屏蔽效能2)缝隙屏蔽增加深度加装导电衬垫1)多层设计3)通风孔加装金属丝网罩；打孔金属板；蜂窝形通风板4)电缆及接口屏蔽硬管屏蔽；软管屏蔽；单层编织丝网；双层编织丝网；编织线与金属箔组合滤波连接器.3.结构的完整性设计4.校验屏蔽效能2)缝隙屏蔽161

电磁屏蔽2

物理电子学路书祥电磁兼容设计电磁屏蔽2物理电子学路书祥电磁上节回顾传导耦合电磁骚扰源传播途径电磁兼容设计电磁干扰分析电磁干扰测试电磁干扰防护基于路径的方法基于场的计算方法网格法特征线法频域法有限元边界元法差分法模拟电荷法接地电磁屏蔽滤波保护设备PCB中EMC设计电磁辐射人为：核电磁脉冲；电源质量；网络结构参数变化；静电等自然：雷电；太阳风暴；辐射等测试方法测试系统测试标准案例分析上节回顾传导耦合电磁骚扰源传播途径电磁兼容设计电磁干扰分析电633.1概述3.2电屏蔽

3.3磁屏蔽3.4电磁屏蔽3.5孔缝对屏蔽效能的影响3.7屏蔽设计要点3.6电磁密封处理3.1概述3.2电屏蔽65屏蔽机理设金属平板左右两侧均为空气，因而在左右两个界面上出现波阻抗突变，入射电磁波在界面上就产生反射和透射。电磁能（波）的反射，是屏蔽体对电磁波衰减的第一种机理，称为反射损耗，用R表示。

透射入金属板内继续传播，其场量振幅要按指数规律衰减。场量的衰减反映了金属板对透射入的电磁能量的吸收，电磁波衰减的第二种机理．称为吸收损耗，用A表示

在金属板内尚未衰减掉的剩余能量达到金属右边界面上时，又要发生反射，并在金属板的两个界面之间来回多次反射。只有剩余的一小部分电磁能量透过屏蔽的空间。电磁波衷减的第三种机理，称为多次反射修正因子，用B表示。3.4电磁屏蔽4屏蔽机理设金属平板左右两侧均为空气，因而在左右两个界面上出6566屏蔽效能的第一种机理－电磁能的反射是因为空气－金属界面上阻抗不匹配而发生的。反射系数为——辐射场的波阻抗

——金属板的波阻抗

吸收损耗

第三种机理，称为多次反射修正因子：

三次反射(吸收过程)五次反射(吸收过程)3.4电磁屏蔽5屏蔽效能的第一种机理－电磁能的反射是因为空气－金属界面上阻6667

实心材料屏蔽效能＝

R＋

A＋B入射场强距离吸收损耗AR1R2SE＝R1

＋R2

＋A＋BB透射泄漏R－反射损耗A－吸收损耗B－多次反射修正因子

实心材料对电磁波的反射和吸收损耗使电磁能量被大大衰减，将电场和磁场同时屏蔽，即电磁屏蔽。反射AR1R23.4电磁屏蔽6实心材料屏蔽效能＝R＋A＋B入射场强距离吸收67波阻抗：a.远场：b.近场（以电场为主）：c.近场（以磁场为主）：反射系数：透射系数：123.4电磁屏蔽波阻抗：a.远场：b.近场（以电场为主）：c.近场（以68——相对于铜的电导率，铜：——厚度（mm）。①吸收损耗A(dB)

屏蔽材料越厚，吸收损耗越大，厚度增一个趋肤深度，吸收损耗增加得9dB；

磁导率越高，吸收损耗越大；电导率越高，吸收损耗越大；频率越高，吸收损耗越大。——相对磁导率；良导体结论：3.4电磁屏蔽——相对于铜的电导率，铜：——厚度（mm）。①吸收损耗69②反射损耗R(dB)波阻抗良导体：a.远场：b.近场：电场源媒质本征阻抗频率升高，反射损耗减小c.近场：磁场源频率升高，反射损耗增加3.4电磁屏蔽②反射损耗R(dB)波阻抗良导体：a.远场：b.近场70③

多次反射修正B（dB）而故：当时，则当时，通常可忽略B。3.4电磁屏蔽③多次反射修正B（dB）而故：当71反射损耗：电场源磁场源（）屏蔽效能：吸收损耗：远场平面波源多次反射修正：小结3.4电磁屏蔽反射损耗：电场源磁场源（72例1

有一个大功率线圈的工作频率为20kHz，在离线圈0.5m处置一铝板以屏蔽线圈对设备的影响。设铝板厚度为0.5mm。试计算其屏蔽效能。解：

屏蔽体处于哪个场区：——近场大功率线圈——强磁场，主要为磁屏蔽.故3.4电磁屏蔽例1有一个大功率线圈的工作频率为20kHz，在离线圈0.又故3.4电磁屏蔽又故3.4电磁屏蔽式中：2.双层屏蔽体的屏蔽效能总反射损耗多次反射修正总吸收损耗t2x21t1d3.4电磁屏蔽式中：2.双层屏蔽体的屏蔽效能总反射损耗多次反射修正总吸①的多次反射②的多次反射空气层中的多次反射t2x21t1d3.4电磁屏蔽①的多次反射②的多次反射空气层中的多次反射t2x21t1d3通常两层之间的空气中的多次反射起主要作用，则当两屏蔽层采用同一金属材料且相同厚度时，3.4电磁屏蔽通常两层之间的空气中的多次反射起主要作用，则当两屏蔽层采用同77（3）薄膜屏蔽：工程塑料机箱具有造型美观、加工方便、质量轻等优点。如何使机箱具有屏蔽作用？通过喷涂、真空沉积以及粘贴等技术在机箱上包裹一层导电薄膜。设薄膜厚度为t，电磁波在薄膜中的波长为，当，称这种屏蔽层为薄膜屏蔽。由于薄膜屏蔽导电层很薄，吸收损耗可以忽略，屏蔽效能主要由反射损耗和多次反射修正因子确定，可以按金属平板屏蔽的相关公式进行计算。3.4电磁屏蔽（3）薄膜屏蔽：工程塑料机箱具有造型美观、加工方便、质量轻等78屏蔽层厚度105nm1250nm21960nm频率1MHz1GHz1MHz1GHz1MHz1GHz吸收损耗A0.0140.440.165.22.992反射损耗R109791097910979修正因子B-47-17-25-0.6-3.50屏蔽效能SE62628384108171铜薄膜屏蔽层屏蔽效能3.4电磁屏蔽屏蔽层厚度105nm1250nm21960nm频率1MHz1793.5孔缝对屏蔽效能的影响实际机箱上有许多泄漏源:信号线的出入口，电流线的出入口，通风散热孔，接缝处的缝隙等。3.5孔缝对屏蔽效能的影响实际机箱上有许多泄漏源:信号线的80设各泄漏因素的屏蔽效能为，即总泄漏场故1、综合屏蔽效能的计算公式设各泄漏因素的屏蔽效能为81例2

设某一频率下，机壳屏蔽材料本身有110dB的屏蔽效能，各泄漏因素造成屏蔽效能为：（1）滤波与连接器面板：

101dB；（2）通风孔92dB;（3）门泄漏：88dB;（4）接缝泄漏：83dB。求机箱的总屏蔽效能。解：3.5孔缝对屏蔽效能的影响例2设某一频率下，机壳屏蔽材料本身有110dB的屏蔽效822、缝隙的电磁泄漏故

设金属屏蔽体上有一缝隙，其间隙为g

，屏蔽板厚度为t

，入射波电场为E0，经缝隙泄漏到屏蔽体中的场为Ep

，当g

<10δ/3时，有gt3.5孔缝对屏蔽效能的影响2、缝隙的电磁泄漏故设金属屏蔽体上有一缝隙83例3

在例1中开一缝隙，若其宽度为0.5mm、0.25mm、0.1mm，分别求其屏蔽效能。解：当当当无缝隙时的屏蔽效能：SE=54.83dB3.5孔缝对屏蔽效能的影响例3在例1中开一缝隙，若其宽度为0.5mm、0.2584缝隙的处理衬垫的种类：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3.5孔缝对屏蔽效能的影响缝隙的处理衬垫的种类：金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的)3.853.截止波导损耗频率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3.5孔缝对屏蔽效能的影响863.截止波导损耗频率fc截止频率频率高的电磁波能通过波导管，截止波导屏蔽效能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：与截止频率有关孔洞计算屏蔽效能公式，前述波导壁面吸收损失屏蔽效能明显3.5孔缝对屏蔽效能的影响.87截止波导屏蔽效能截止波导管=反射损耗：+吸收损耗：与截止频率截止波导式通风孔的屏蔽效能截止频率：矩形波导：fc10=

15×10

9/

a

（Hz）alllDW圆形波导：fc11=17.6×10

9/

D（Hz）六角波导：fc10=15×10

9/

W

（Hz）（a、D、W的单位为：cm）原理：

电磁波频率远低于波导的最低截止频率，因而产生很大的衰减。3.5孔缝对屏蔽效能的影响.截止波导式通风孔的屏蔽效能截止频率：矩形波导：fc1088

屏蔽效能矩形波导：圆形波导：六角波导：（l的单位为：cm）当f<<

fc时：设计要求：l≥3a、l≥3D、l≥3Wfc=

（5～10）f3.5孔缝对屏蔽效能的影响.屏蔽效能矩形波导：圆形波导：六角波导：（l的单位为：cm89

不能有金属材料穿过截止波导管当有金属材料穿过截止波导管时，会导致严重的电磁泄漏。需要注意的是有些光缆的内部加有金属加强筋，这时将光缆穿过截止波导时也会引起泄漏。

波导管的安装最可靠的方法是焊接，在屏蔽体上开一个尺寸与波导管截面相同的孔，然后将波导管的四周与屏蔽体连续焊接起来。如果波导管本身带法兰盘，利用法兰盘来将波导管固定在屏蔽体上，需要在法兰盘与屏蔽体基体之间安装电磁密封衬垫。3.5孔缝对屏蔽效能的影响.不能有金属材料穿过截止波导管波导管的安装3.590

截止波导通风窗

截止波导通风窗的原理是将大量的截止波导焊接在一起，构成截止波导阵列，这样可以形成很大的开口面积，同时能够防止电磁波泄漏。

3.5孔缝对屏蔽效能的影响.截止波导通风窗截止波导通风窗的原理是将91

截止波导通风窗的设计确定波导的截止频率确定波导的截面尺寸确定波导的截面形状根据通风面积确定波导数目N确定单根波导的屏蔽效能确定波导的长度进行屏蔽效能校核3.5孔缝对屏蔽效能的影响.截止波导通风窗的设计确定波导的截止频率确定波导的截面尺寸92波导的截止频率：fc=

f=

50GHz波导的截面形状：选用正方形截面波导波导的截面尺寸：fc=

15×10

9/

aa

=

15×10

9/fc=3mm波导数目N

=

0.45×10

6/(3×3)

=50000每个通风窗的波导数目：25000例4

一屏蔽室的工作频率范围是10KHz~10GHz，要求通风孔的总通风面积为0.45m2，设计总屏蔽效能为95dB的截止波导通风窗。

解：3.5孔缝对屏蔽效能的影响.波导的截止频率：fc=f=50GHz波导的截面形状：93波导的长度：单根波导的屏蔽效能3.5孔缝对屏蔽效能的影响.波导的长度：单根波导的屏蔽效能3.5孔缝对屏蔽效能的影响.944、金属孔板的屏蔽效能3.5孔缝对屏蔽效能的影响.4、金属孔板的屏蔽效能3.5孔缝对屏蔽效能的影响.95屏蔽效能的计算公式SE=A＋R＋B＋K1＋K2+K3式中：A—

孔的吸收损耗

R

—孔的反射损耗

B—

孔的多次反射损耗

K1

—

孔数目修正系数

K2

—

低频穿透修正系数

K3

—孔间耦合修正系数a.孔的吸收损耗A

按截止波导计算矩形孔：Ar=27.3t/

a

圆形孔：Ac=32.0t/D

t

—

孔的深度（cm）a

—矩形孔的最大宽度（cm）D—圆形孔的直径（cm）3.5孔缝对屏蔽效能的影响.屏蔽效能的计算公式SE=A＋R＋B＋K1＋K2+K3式中96b.孔的反射损耗R

其中：——矩形孔——

圆形孔——远场——

近区、电场——

近区、磁场3.5孔缝对屏蔽效能的影响.b.孔的反射损耗R其中：——矩形孔——圆形孔——97a—

每一孔洞的面积（cm2）P—

孔间导体宽度

/趋肤深度c.

多次反射修正Bd.孔数目修正系数K1

e.低频穿透修正系数K2f.孔间耦合修正系数K3

n—

每cm2内的孔洞数3.5孔缝对屏蔽效能的影响.a—每一孔洞的面积（cm2）P—孔间导体宽度/趋98解

a.A

=32t/D=12.8dB例某飞机控制盒用铝板加工而成，铝板厚度t=2mm，两侧面板上的总孔数为2×8×9,孔的形状为圆形，孔径D=5mm，孔的中心间距为18mm。设平面波的频率为f

=5MHz，求控制盒的屏蔽效能。b.c.

3.5孔缝对屏蔽效能的影响.解a.A=32t/D=12.8dB例99孔阵面积：d.孔数目修正系数K1

e.低频穿透修正系数K2f.总孔数：故SE=A+

R+

B+

K1+

K2+K3=55.8dB3.5孔缝对屏蔽效能的影响.孔阵面积：d.孔数目修正系数K1e.低频穿透修正系数1005、通风孔上覆盖金属丝网焊接式安装压紧式安装3.5孔缝对屏蔽效能的影响.5、通风孔上覆盖金属丝网焊接式安装压紧式安装3.5孔缝对屏101操作器件的处理器件调谐孔的屏蔽设计操作器件的处理器件调谐孔的屏蔽设计102显示窗的处理显示窗的处理103贯通导体的处理不允许金属导线不采取任何措施直接穿过屏蔽体！贯通导体的处理不允许金属导线不采取任何措施直接穿过屏蔽体！104贯通导体的处理贯通导体的处理105减少结合处的紧固螺钉，增加设备美观性和可维护性降低对机械加工的要求，允许接触面有较低的平整度在缝隙处不会产生高频泄漏1.电磁密封衬垫电磁密封衬垫是解决缝隙电磁泄漏的有效而方便的方法使用电磁密封衬垫的主要优点3.6电磁密封的处理.减少结合处的紧固螺钉，增加设备美观性和可维护性降低对机械加工106机箱结合面的缝隙长度超过λ/20要求机箱的屏蔽效能大于40dB设备的发射或敏感频率超过100MHz无法采用机械加工来得到更好的导电连续性结合面采用了不同材料，而且设备要在恶劣环境下工作需要对环境采取密封措施使用电磁密封衬垫的场合3.6电磁密封的处理.机箱结合面的缝隙长度超过λ/20要求机箱的屏蔽效能大于40d107保持接触面清洁，且没有非导电保护层选用导电性能好的衬垫材料对衬垫施加足够的压力衬垫有足够的厚度注意衬垫与屏蔽体接触表面间的电化学腐蚀当需要活动接触时，应使用指形簧片使用电磁密封衬垫的关键3.6电磁密封的处理.保持接触面清洁，且没有非导电保护层选用导电性能好的衬垫材料对108回弹力导电性最小形变量衬垫厚度电化学相容性压缩永久形变电磁密封衬垫的主要性能指标3.6电磁密封的处理.回弹力导电性最小形变量衬垫厚度电