電磁兼容技術基礎知識3_電磁屏蔽技術(布谷鳥聲學)

1、電磁兼容技術電磁兼容技術基礎知識基礎知識電磁屏蔽技術內部培訓資料內部培訓資料目目 錄錄n屏蔽材料的選擇n 實際屏蔽體的設計屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇屏蔽前的場強E1屏蔽后的場強E2對電磁波產生衰減的作用就是電磁屏蔽,電磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB 電磁屏蔽電磁屏蔽: :入射波場強距離吸收損耗AR1R2SE R1 R2 AB R ABB屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇實心材料屏蔽效能的計算實心材料屏蔽效能的計算: :波阻抗電場為主電場為主 E 1/ r3 H 1 / r2磁場為主磁場為主 H 1/ r3 E 1/ r2平面波平面波 E 1/ r

2、 H 1/ r377/ 2到觀測點距離 rE/H屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇波阻抗的概念波阻抗的概念: :t入射電磁波E0剩余電磁波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屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇吸收損耗的計算吸收損耗的計算: : R 20 lgZW4 Zs反射損耗與波阻抗有關，波阻抗越高，則反射損耗反射損耗與波阻抗有關，波阻抗越高，則反射損耗越大。越大。ZS = 3.68 10-7 f r/r遠場：377近場：取決于源的阻抗同一種材料的阻

3、抗隨頻率變屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇反射損耗反射損耗: :遠場: R 20 lg3774 Zs4500Zs = 屏蔽體阻抗， D = 屏蔽體到源的距離（m）f = 電磁波的頻率（MHz）2 D fD f Zs Zs電場: R 20 lg磁場: R 20 lgdB屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇不同電磁波的反射損耗不同電磁波的反射損耗: :150 0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M平面波3 108 / 2rfR(dB)r = 30 m 電場r = 1 m靠近輻射源r = 30 m磁場 r = 1 m靠近輻射源屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇影響反射損耗的因素影響反射損耗的因素:

4、:150250平面波平面波00.1k 1k 10k 100k 1M 10M高頻時高頻時電磁波種類電磁波種類的影響很小的影響很小電場波電場波 r = 0.5 m磁場波磁場波 r = 0.5 m屏蔽效能（dB）頻率屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇綜合屏蔽效能綜合屏蔽效能 (0.5mm(0.5mm鋁板鋁板):):電磁波在屏蔽體內多次反射，會引起附加的電磁泄漏，因此要對前面的計算進行修正。B = 20 lg ( 1 - e -2 t / )說明：說明： B為負值，其作用是減小屏蔽效能為負值，其作用是減小屏蔽效能 當趨膚深度與屏蔽體的厚度相當時，可以忽略當趨膚深度與屏蔽體的厚度相當時，可以忽略 對于電場波，

5、可以忽略對于電場波，可以忽略屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇多次反射修正因子的計算多次反射修正因子的計算: :低頻磁場低頻磁場吸收損耗小反射損耗小高導電材料高導磁材料高導電材料屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇怎樣屏蔽低頻磁場？怎樣屏蔽低頻磁場？H0H1H0RsR0H1R0RsSE = 1 + R0/RS屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇高導磁率材料的磁旁路效果高導磁率材料的磁旁路效果: :151015坡莫合金坡莫合金 金屬金屬鎳鋼鎳鋼冷軋鋼冷軋鋼 0.01 0.1 1.0 10 100 kHzr 103屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇磁屏蔽材料的頻率特性磁屏蔽材料的頻率特性: :磁通密度 B 磁場強度 H飽和起

6、始磁導率最大磁導率 = B / H屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇磁導率隨場強的變化磁導率隨場強的變化: :高導磁率材料：飽和低導磁率材料：屏效不夠低導磁率材料低導磁率材料高導磁率材料屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇強磁場的屏蔽強磁場的屏蔽2040608010010 100 1k 10k跌落前跌落后屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇加工的影響加工的影響屏蔽體屏蔽體導電連續(xù)導電連續(xù)沒有穿過屏沒有穿過屏蔽體的導體蔽體的導體屏蔽效能高的屏蔽體屏蔽效能高的屏蔽體不要忘記：不要忘記：選擇適當的屏蔽材料你知道嗎：與屏蔽體接地與否無關屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇良好電磁屏蔽的關鍵因素良好電磁屏蔽的關鍵因素通風口顯示窗鍵盤

7、指示燈電纜插座調節(jié)旋鈕實際機箱上有許多泄漏源：不同部分結合處的縫隙通風口、顯示窗、按鍵、指示燈、電纜線、電源線等電源線縫隙屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇實際屏蔽體的問題實際屏蔽體的問題LLSE = 100 20lgL 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H) = 0 dB 若 L / 2H屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇遠場區(qū)孔洞的屏蔽效能遠場區(qū)孔洞的屏蔽效能若若ZC （7.9/Df）：（說明是電場源）：（說明是電場源）SE = 48 + 20lg ZC 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) )若若ZC （7.9/Df）：（說明是磁場源）：（說明是磁場源

8、）SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ) （注意：對于磁場源，屏效與頻率無關?。ㄗ⒁猓簩τ诖艌鲈?，屏效與頻率無關！）屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇孔洞在近場區(qū)的屏蔽效能孔洞在近場區(qū)的屏蔽效能低頻起主要作用低頻起主要作用高頻起主要作用高頻起主要作用屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇縫隙的泄漏縫隙的泄漏電磁密封襯墊縫隙屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇縫隙的處理縫隙的處理 金屬絲網襯墊(帶橡膠芯的和空心的)導電橡膠(不同導電填充物的)指形簧片(不同表面涂覆層的)螺旋管襯墊(不銹鋼的和鍍錫鈹銅的)導電布屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇電磁密封襯墊的種類電磁密封襯墊的種類

9、 屏蔽效能 (關系到總體屏蔽效能) 回彈力（關系到蓋板的剛度和螺釘間距） 最小密封壓力（關系到最小壓縮量）最大形變量（關系到最大壓縮量） 壓縮永久形變（關系到允許蓋板開關次數） 電化學相容性（關系到屏蔽效能的穩(wěn)定性）屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇電磁密封襯墊的主要參數電磁密封襯墊的主要參數絕緣漆環(huán)境密封屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇電磁密封襯墊的安裝方法電磁密封襯墊的安裝方法損耗頻率fc截止頻率頻率高的電磁波能通過波導管，頻率低的電磁波損耗很大！工作在截止區(qū)的波導管叫截止波導。截止區(qū)屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇截止波導管截止波導管截止波導管 屏蔽效能=反射損耗：遠場區(qū)計算公式近場區(qū)計算公式+吸收損耗圓形截止波導：32 t / d矩形截止波導：27.2 t / l孔洞計算屏蔽效能公式屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇截止波導管的屏效截止波導管的屏效目目 錄錄n屏蔽材料的選擇n 實際屏蔽體的設計孔洞的泄漏不能滿足屏蔽要求SE 確定截止波導管的截面形狀 確定要屏蔽的最高的頻率 f 確定波導管的截止頻率 fc 計算截止波導管的截面尺寸 由SE 確定截止波導管的長度 5f屏蔽材料的選擇屏蔽材料的選擇截止波導管的設計步驟截止波導管的設計步驟隔離艙濾波器屏蔽窗濾波器屏蔽材料的選擇屏