物理性污染控制-電磁輻射污染及其防治

人類對電磁輻射利用始于1831年英國科學(xué)家法拉第發(fā)覺電磁感應(yīng)現(xiàn)象。時至今日，電磁輻射已經(jīng)深入到人類生產(chǎn)、生活各個方面。但電磁輻射大規(guī)模應(yīng)用，也帶來了嚴(yán)重電磁污染。第四章電磁輻射污染及其防治第一節(jié)概述一、電磁環(huán)境和電磁輻射污染電磁環(huán)境是指存在電磁輻射空間范圍。第1頁

電磁輻射污染：指產(chǎn)生電磁輻射器具泄露電磁能量傳輸?shù)绞覂?nèi)外空間，其量超出環(huán)境本底值，其強度和連續(xù)時間等綜合影響引發(fā)周圍人群不適感，或超出儀器設(shè)備所允許程度。二、電磁輻射起源1、天然源地球本身是一個大磁場，表面熱輻射和雷電都可產(chǎn)生電磁輻射。另外，太陽及其它星球自外層空間也源源不停地產(chǎn)生電磁輻射。但天然產(chǎn)生電磁輻射對人體沒有多大損害。對人體組成威脅、對環(huán)境造成污染是人工電磁輻射。第2頁雷達(dá)系統(tǒng)、電視和廣播發(fā)射系統(tǒng)、射頻感應(yīng)及介質(zhì)加熱設(shè)備、射頻及微波醫(yī)療設(shè)備、各種電加工設(shè)備、通信發(fā)射臺站、衛(wèi)星地球通信站、大型電力發(fā)電站、輸變電設(shè)備、高壓及超高壓輸電線、地鐵列車及電氣火車以及大多數(shù)家用電器等，是產(chǎn)生不一樣形式、不一樣頻率、不一樣強度電磁輻源。2、人為源第3頁三、電磁輻射污染危害

1、電磁輻射對人體危害

各種頻率電磁波尤其是高頻波和較強電磁場作用人體直接后果是在不知不覺中造成人精力和體力減退，輕易產(chǎn)生白內(nèi)障、白血病、腦腫瘤，心血管疾病、大腦機能障礙以及婦女流產(chǎn)和不孕等，甚至造成人類免疫機能低下，引發(fā)癌癥等病變。

第4頁2、電磁輻射對機械設(shè)備危害

影響飛行、航海安全；交通指揮燈失控；自動化操作失靈；假警報；電視機被干擾3、電磁輻射對安全危害

電磁輻射會引燃引爆，尤其是高場強作用下引發(fā)火花而造成可燃性油類、氣體和武器彈藥燃燒與爆炸事故。第5頁第二節(jié)電磁輻射基礎(chǔ)一、場分類

場是表征空間區(qū)域中各點物理量時空分布函數(shù)標(biāo)量場——空間各點僅有大小物理量

如

溫度、密度、氣壓和電位場矢量場——空間各點現(xiàn)有大小又有方向物理量如速度、加速度、重力、電場和磁場

靜態(tài)場——僅由空間位置確定，不隨時間改變場

如

靜電場和靜磁場時變場(動態(tài)場)——同時隨空間位置和時間改變場

如

時變電磁場第6頁靜電荷：相對觀察者靜止、量值不隨時間改變電荷靜電場：靜電荷在其周圍空間產(chǎn)生電場電荷受到作用力揭示了電場存在，反應(yīng)了電場物質(zhì)性。二、電場1、靜電場庫侖定律：q1F21q2R真空電容率第7頁作用力方向：在兩點電荷連線或其延長線上，由施力電荷指向受力電荷。電場強度定義

設(shè)在電場中某點處有一個試驗電荷qt受力為F。

qt放在不一樣位置，所受電場力大小和方向各不相同，即

qt所受電場力F=F（r）是電場區(qū)域中坐標(biāo)函數(shù)（r點函數(shù)）。其極限：單位是V/m第8頁靜電場最基本特征是對靜止電荷有作用力，表明靜電場含有能量。這種電場能量處于靜態(tài)條件、以位能形式存在著，我們稱之為“靜電能量”。在靜電場中導(dǎo)體中沒有電場，沒有電荷運動。當(dāng)導(dǎo)體中有電場存在時，導(dǎo)體中自由電荷在電場力作用下就會作定向運動，形成電流。2、恒定電場第9頁如導(dǎo)體中電場保持不變，運動著自由電荷在導(dǎo)體中分布將到達(dá)一個動態(tài)平衡，不隨時間而改變，這種運動電荷形成電流稱為恒定電流，維持導(dǎo)體中含有恒定電流電場稱為恒定電場。電場所含有能量可用電場中各點能量密度表示ε——介電常數(shù)，F(xiàn)/m恒定電場在導(dǎo)電媒質(zhì)中引發(fā)了恒定電流，而恒定電流在它周圍空間又產(chǎn)生了磁場，稱為恒定磁場。第10頁三、恒定磁場恒定磁場對運動電荷有作用力（洛侖茲力），作用力大小與方向與電荷運動速度和運動方向相關(guān)。磁感應(yīng)強度：描述磁場強弱和方向基本物理量。為垂直于磁場方向長1米，電流為1A導(dǎo)線所受磁場力大小q：帶電粒子電荷量E：電場強度v：帶電粒子速度B：磁感應(yīng)強度第11頁媒質(zhì)處于外磁場中，媒質(zhì)中分子電流受到磁場洛侖茲力作用，其磁矩將朝外磁場方向偏轉(zhuǎn)，趨向于較為有序排列，對外展現(xiàn)宏觀磁矩。這種媒質(zhì)中分子電流磁矩取向趨向一致現(xiàn)象稱為媒質(zhì)磁化，其結(jié)果使外磁場得到加強。磁場強度

B:磁感應(yīng)強度M：磁化強度μ0：真空磁導(dǎo)率磁場含有能量可用磁場中各點能量密度來表示第12頁

磁性材料里面分成很多微小區(qū)域，每一個微小區(qū)域就叫一個磁疇，每一個磁疇都有自己磁矩（即一個微小磁場）。普通情況下，各個磁疇磁矩方向不一樣，磁場相互抵消，所以整個材料對外就不顯磁性。當(dāng)各個磁疇方向趨于一致時，整塊材料對外就顯示出磁性。

所謂磁化就是要讓磁性材料中磁疇磁矩方向變得一致。當(dāng)對外不顯磁性材料被放進另一個強磁場中時，就會被磁化，不過，不是全部材料都能夠磁化，只有少數(shù)金屬及金屬化合物能夠被磁化。第13頁四、時變電磁場

交變磁場周圍產(chǎn)生電場，交變電場周圍又會產(chǎn)生新磁場，它們相互作用，方向相互垂直，并與自己運動方向垂直。這種交替產(chǎn)生含有電場與磁場作用物質(zhì)空間，成為時變電磁場。時變電磁場以一定速度在空間傳輸，在其傳輸過程中不停向周圍空間輻射能量，此能量成為電磁輻射，亦稱為電磁波。第14頁

磁場含有能量可用磁場中各點能量密度來表示ε—介電常數(shù)，F(xiàn)/m；μ—磁導(dǎo)率，H/mH—磁場強度,E—電場強度在電磁波中，改變電場產(chǎn)生改變磁場，改變磁場又產(chǎn)生改變電場，伴伴隨電場和磁場傳輸是能量傳輸。五、電磁波第15頁電磁波傳輸方向

電場強度E和磁場強度H相互垂直關(guān)系能夠用右手螺旋法則來描述。右手四指由電場強度方向轉(zhuǎn)向磁場強度方向時，垂直伸直大拇指方向就是電磁波傳輸方向。S=ExH第16頁

電磁作用傳輸不是瞬時完成，即電磁波是以有限速度逐點傳輸。其傳輸速度為：(P148)

n稱為介質(zhì)折射率，n>1相對磁導(dǎo)率相對介電常數(shù)第17頁沿x軸方向傳輸正弦均勻平面波電磁波周期，頻率與波長：第18頁

理想介質(zhì)中正弦均勻平面波傳輸特點：

（1）橫電磁波（TEM波），電場和磁場與波傳輸方向三者兩兩相互垂直，且滿足右手螺旋法則。（2）等振幅振蕩：電場與磁場作等幅周期性改變

（3）同相位：電場與磁場做同相周期性改變

（4）電、磁能量密度相等：電磁波能流密度按相速傳輸，是相速（相速=波速）與頻率無關(guān)單色波。第19頁

正弦均勻平面電磁波在導(dǎo)電媒質(zhì)中傳輸特點：

（1）電場與磁場做周期性衰減改變（2）電場領(lǐng)先于磁場一個空間相位差做異相周期性改變

（3）電磁波能流密度做周期性衰減改變導(dǎo)電媒質(zhì)中正弦均勻平面電磁波在某時刻沿傳輸方向分布第20頁正弦均勻平面電磁波在良導(dǎo)體中傳輸特點：（1）頻率很高時電磁波在良導(dǎo)體衰減常數(shù)非常大，造成電場和磁場振幅急劇衰減，電磁波無法進入良導(dǎo)體深處，僅存在于其表面附近，展現(xiàn)顯著集膚效應(yīng)。

（2）良導(dǎo)體中電磁波以磁場為主，傳導(dǎo)電流是電流主要成份。

(3)良導(dǎo)體中電磁波相速和波長都較小。第21頁極化波——電場方向按一特定規(guī)律改變電磁波（平面極化波、圓極化波、橢圓極化波）平面極化波（線極化波）：水平極化波——電場方向與地面平行（我國電視臺電視廣播多采取水平極化波，即發(fā)射天線是水平安裝）垂直極化波——電場方向和地面垂直極化波。普通無線電語言廣播都采取垂直極化波。第22頁圓極化波：電磁波在一個周期中電場振幅不隨時間改變，瞬時值在垂直于傳輸方向平面內(nèi)所描繪軌跡是一個圓極化波（用于衛(wèi)星通訊）左旋圓極化波——沿傳輸方向看，電場在橫截面內(nèi)以等角速度作逆時針方向旋轉(zhuǎn)圓極化波；右旋圓極化波——電場作順時針方向旋轉(zhuǎn)圓極化波。第23頁以下內(nèi)容自學(xué)（P151-152)電磁波反射與透射電磁波相速與群速電磁波譜第24頁當(dāng)交流電頻率到達(dá)105Hz以上時，其周圍就形成了高頻電場和磁場，即射頻電磁場（無線電波）。通常將每秒振蕩十萬次以上交流電稱為高頻電流，所以射頻電磁場也稱高頻電磁場。射頻電磁場是非電離輻射，其電子能量在1.2×106~4×106電子伏特（ev）。通常射頻電磁場按頻率劃分為不一樣頻段。六、無線電波傳輸?shù)?5頁無線電波電磁波譜無線電波傳輸特征與波長或頻率f親密相關(guān)。無線電波在電磁波譜中位置第26頁第27頁

射頻（RF）——無線電波使用頻率。第28頁地波傳輸—由地面發(fā)射天線沿地表傳輸（適

用于長波至米波近距傳輸）；天波傳輸—由發(fā)射天線向天空輻射，在電離層

內(nèi)經(jīng)連續(xù)折射，返回地面?zhèn)鬏?/p>

（適合用于短波遠(yuǎn)距傳輸）；空間波傳輸—在發(fā)射天線和接收天線直視距

離（無障礙物阻擋）內(nèi)傳輸（適

用于米波至微波視距傳輸）；傳輸方式無線電波傳輸基本方式第29頁空間電波傳輸類型第30頁第三節(jié)電磁輻射防護標(biāo)準(zhǔn)一、電磁輻射量度單位1、電場強度E電場強度單位普通用V/m、mV/m和μV/m表示在表示電場干擾大小時，慣用dB來衡量；在微波領(lǐng)域，電磁場強弱慣用功率密度來表示，如W/cm2、mW/cm2和μW/cm2。第31頁2、磁場強度H磁場強度單位普通用A/m、mA/m和μA/m表示射頻電磁場頻段不一樣，其測量采取單位也有不一樣，高頻（100kHz~30MHz）與甚高頻（30~300MHz）電場強度用V/m、mV/m

和μV/m或dB來表示，1mV/m=0dB。特高頻（>300MHz）用功率密度來量度，

單位W/cm2、mW/cm2和μW/cm2。第32頁二、電磁輻射場區(qū)劃分電磁輻射場區(qū)普通分為遠(yuǎn)區(qū)場和近區(qū)場。

1、近區(qū)場及特點以場源為中心，在一個波長范圍內(nèi)區(qū)域，稱為近區(qū)場，也可稱為感應(yīng)場。近區(qū)場特點：近區(qū)場內(nèi)，電場強度與磁場強度大小沒有確定百分比關(guān)系。普通情況下，對于電壓高電流小場源(如發(fā)射天線、饋線等)，電場要比磁場強得多，對于電壓低電流大場源(如一些感應(yīng)加熱設(shè)備模具)，磁場要比電場大得多。第33頁近區(qū)場電磁場強度比遠(yuǎn)區(qū)場大得多，從這個角度上說，電磁防護重點應(yīng)該在近區(qū)場。近區(qū)場電磁場強度隨距離改變比較快，在此空間內(nèi)不均勻度較大。

2、遠(yuǎn)區(qū)場及特點以場源為中心，半徑為一個波長之外空間范圍稱為遠(yuǎn)區(qū)場，也可稱為輻射場。遠(yuǎn)區(qū)場主要特點：

在遠(yuǎn)區(qū)場中，全部電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳輸，這種場輻射強度衰減要比感應(yīng)場慢得多。第34頁在遠(yuǎn)區(qū)場，電場強度與磁場強度有以下關(guān)系：在國際單位制中，E=377H，電場與磁場運行方向相互垂直，并都垂直于電磁波傳輸方向。

遠(yuǎn)區(qū)場為弱場，其電磁場強度均較小。3、近區(qū)場與遠(yuǎn)區(qū)場劃分意義通常，對一個固定、能夠產(chǎn)生一定強度電磁輻射源來說，近區(qū)場輻射電磁場強度較大，應(yīng)格外注意對電磁輻射近區(qū)場防護。首先對作業(yè)人員及處于近區(qū)場環(huán)境內(nèi)人員防護，其次對位于近區(qū)場內(nèi)各種電子、電氣設(shè)備防護。第35頁對于遠(yuǎn)區(qū)場，因為電磁場強較小，通常對人危害較小，應(yīng)考慮主要原因是對信號保護。另外，應(yīng)該對近區(qū)場有一個概念，對我們經(jīng)常接觸從短波段30MHz到微波段3000MHz頻段范圍，其波長范圍從10米到1米。第36頁二、電磁輻射評價標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)計算方法

（一）國際上電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)情況國際上，有兩大主流標(biāo)準(zhǔn)，一個是ICNIRP標(biāo)準(zhǔn)，它是國際非電離輻射防護委員會（TheInternationalCommissionforNon-IonizingRadiationProtection,ICNIRP）公布標(biāo)準(zhǔn)，主要使用范圍在歐洲、澳大利亞、新加坡、巴西、以色列以及我國香港特區(qū)。當(dāng)前，移動制造商論壇（MMF）正在中國主動進行宣傳活動，希望中國也能夠采取ICNIRP標(biāo)準(zhǔn)。第37頁另一個標(biāo)準(zhǔn)是美國IEEE標(biāo)準(zhǔn)。主要使用范圍在美國，加拿大，日本、韓國以及我國臺灣地域（準(zhǔn)備采取ICNIRP標(biāo)準(zhǔn)）等。當(dāng)前在世界衛(wèi)生組織等國家組織推進下，IEEE標(biāo)準(zhǔn)限值今后會統(tǒng)一到歐標(biāo)（ICNIRP）限值上，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂工作正在進行之中。（二）我國電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)情況關(guān)于電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)，我國當(dāng)前情況是多個相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)同時并存，幾個部門同時又在制訂或修訂類似國家標(biāo)準(zhǔn)。第38頁我國與電磁輻射相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)情況以下：GB8702－88《電磁輻射防護要求》GB9715－88《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB12638－90《微波和超短波通信設(shè)備輻射安全要求》GB10436－89《作業(yè)場所微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB10437－89《作業(yè)場所超高頻輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB16203～96《作業(yè)場所工頻電場衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》第39頁我國當(dāng)前使用電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)是GB8702－88《電磁輻射防護要求》，它在30MHz～3GHz之間公眾導(dǎo)出限值是40mW/cm2。原來衛(wèi)生部也制訂了一個標(biāo)準(zhǔn)GB9715－88《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，但環(huán)境保護局執(zhí)法普通按照GB8702－88來進行。鏈接1鏈接2第40頁1、電磁輻射防護要求GB8702-88

基本限值是指判定人體對電磁場產(chǎn)生生理反應(yīng)基本量，適合用于身體存在場中情形。人體暴露基本限值通常以比吸收率（SpecificAbsorptionRate，SAR）來表示。使用基本限值和導(dǎo)出限值給出電磁輻射限值。本要求中防護限值范圍為100KHZ～300GHZ。本要求中防護限值是能夠接收防護水平上限，并包含各種可能電磁輻射污染總量值。第41頁

導(dǎo)出限值是指能夠產(chǎn)生與基本限值對應(yīng)電場、磁場和功率通量密度值。因為基本限值極難測出，所以大多數(shù)文件給出了電場、磁場和功率密度導(dǎo)出（參考）限值。

（1）電磁輻射防護限值

基本限值

職業(yè)照射：在8h工作期間內(nèi)，任意連續(xù)6min按全身平均比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.1W/kg。

公眾照射：在24h內(nèi)，任意連續(xù)6min按全身平均比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.02W/kg。

第42頁表1職業(yè)照射導(dǎo)出限值頻率范圍MHz電場強度V/m磁場強度A/m功率密度W/m20.1～3870.25(20)(1)3～30150/0.40/(60/f)(1)30～3000(28)(2)(0.075)(2)0.43000～15000(0.5)(2)(0.0015)(2)f/150015000～30000(61)(2)(0.16)(2)10

導(dǎo)出限值

職業(yè)照射：在天天8h工作期間內(nèi)，電磁輻射場場量參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)平均值應(yīng)滿足表1要求。

注:(1)系平面波等效值,供對照參考。(2)供對照參考,不作為限值;表中f是頻率,單位為MHz;表

中數(shù)據(jù)作了取整處理。第43頁

公眾照射：在24h內(nèi)，環(huán)境電磁輻射場參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)平均值應(yīng)滿足表2要求。表2公眾照射導(dǎo)出限值頻率范圍MHz電場強度V/m磁場強度A/m功率密度W/m20.1～3400.1(40)1)3～3067/0.17/(12/f)1)30～3000(12)2)(0.032)2)0.43000～15000(0.22/)2)(0.001)2)f/750015000～30000(27)2)(0.073)2)2注:1)系平面波等效值,供對照參考。2)供對照參考,不作為限值;表中f是頻率,單位為MHz;表

中數(shù)據(jù)作了取整處理。第44頁

SAR測定：SAR值測量系統(tǒng)由人體模型、測量儀表、探針、機械臂等組成。測量時，在人體模型內(nèi)部倒入專用測試液體，液體電磁性與人體電磁性一致;將發(fā)射源緊貼模型放置，設(shè)置好發(fā)射源發(fā)射功率，由機械臂帶動探針在液體內(nèi)運動，自動測量場強E，由以下公式能夠計算SAR值（單位：W/kg）：

SAR=E2

(δ/ρ)其中:E為電場強；δ為介電常數(shù)；ρ為液體密度。第45頁對一個輻射體發(fā)射幾個頻率或存在多個輻射體時，其電磁輻射場場量參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)平均值之和，應(yīng)滿足A(i,j)---第i個輻射體受j頻段輻射輻射水平；B(i,j)---對應(yīng)于j頻段電磁輻射所要求照射限值。第46頁2、環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB9175─88本標(biāo)準(zhǔn)適合用于一切人群經(jīng)常居住和活動場所環(huán)境電磁輻射，不包含職業(yè)輻射和射頻、微波治療需要輻射。（1）分級標(biāo)準(zhǔn)以電磁波輻射強度及其頻段特征對人體可能引發(fā)潛在性不良影響閾下值為界，將環(huán)境電磁波允許輻射強度標(biāo)準(zhǔn)分為二級。第47頁一級標(biāo)準(zhǔn)為安全區(qū)，指在該環(huán)境電磁波強度下長久居住、工作、生活一切人群（包含嬰兒、孕婦和老弱病殘者），均不會受到任何有害影響區(qū)域；新建、改建或擴建電臺、電視臺和雷達(dá)站等發(fā)射天線，在其居民覆蓋區(qū)內(nèi)，必須符合“一級標(biāo)準(zhǔn)”要求。二級標(biāo)準(zhǔn)為中間區(qū)，指在該環(huán)境電磁波強度下長久居住、工作和生活一切人群（包含嬰兒、孕婦和老弱病殘者）可能引發(fā)潛在性不良反應(yīng)區(qū)域；在此區(qū)內(nèi)可建造工廠和機關(guān)，但在不許建造居民住宅、學(xué)校、醫(yī)院和療養(yǎng)院等，已建造必須采取適當(dāng)防護辦法。第48頁超出二級標(biāo)準(zhǔn)地域，對人體可帶來有害影響；在此區(qū)內(nèi)可作綠化或種植農(nóng)作物，但禁止建造居民住宅及人群經(jīng)?；顒右磺泄苍O(shè)施，如機關(guān)、工廠、商店和影劇院等；如在此區(qū)內(nèi)已經(jīng)有這些建筑，則應(yīng)采取辦法，或限制輻射時間。環(huán)境電磁波允許輻射強度分級標(biāo)準(zhǔn)波長單位允許場強一級(安全區(qū))二級(中間區(qū))長、中、短波100KHz~3MHzV/m<10<25超短波30~300MHzV/m<5<12微波300MHz~300GHzμW/cm2<10<40混合V/m按主要波段場強；若各波段場分散，則按復(fù)合場強加權(quán)確定（2）衛(wèi)生要求第49頁復(fù)合場強：指兩個或兩個以上頻率電磁波復(fù)合在一起電場強，其值為各單個頻率電場強平方和根值。E1、E2......En──各單個頻率所測得電場強，V／m第50頁自學(xué)內(nèi)容：其它標(biāo)準(zhǔn)（p155-157）電磁輻射評價測量范圍p160第51頁第四節(jié)電磁輻射污染防治技術(shù)一、電磁輻射防護基本標(biāo)準(zhǔn)2、電磁輻射防護基本標(biāo)準(zhǔn)（1）主動防御與治理（2）被動防御與治理1、傳輸路徑空間輻射線路傳導(dǎo)第52頁3、電磁輻射防護形式（1）泄漏和輻射源層面防護辦法特點：降低設(shè)備電磁泄漏場和電磁泄漏能，使泄漏到空間電磁場強度和功率密度降低到最小程度。（2）作業(yè)人員層面（工作環(huán)境）防護辦法。特點：增加電磁波在介質(zhì)中衰減，使抵達(dá)人體場強和能量降低到防護標(biāo)準(zhǔn)以下。第53頁二、電磁輻射防護基本方法（一）屏蔽屏蔽就是對兩個空間區(qū)域之間進行金屬隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域感應(yīng)和輻射。1、屏蔽種類若從屏蔽作用來分，主要分為兩類：屏蔽、接地技術(shù)、濾波、城市規(guī)劃及綠化第54頁（1）主動場屏蔽用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)干擾源包圍起來，預(yù)防干擾電磁場向外擴散。

特點：場源位于屏蔽體之內(nèi)，所要屏蔽電磁輻射強，屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計要嚴(yán)謹(jǐn)，屏蔽體要妥善進行符合技術(shù)要求接地處理。（2）被動場屏蔽就是用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來，預(yù)防它們受到外界電磁場影響。特點：場源位于屏蔽體之外，屏蔽體與場源間距大，所要屏蔽電磁輻射較弱。第55頁高壓試驗屏蔽室第56頁微波暗室電波暗室第57頁銅網(wǎng)式電磁屏蔽機房第58頁核磁共振屏蔽室第59頁電動氣密屏蔽門第60頁通風(fēng)波導(dǎo)窗屏蔽視窗第61頁電磁屏蔽柜屏蔽過濾器第62頁軍用屏蔽帳篷主要功效有、防電子偵察，防電磁干擾輻射，防電磁轟炸，保持棚內(nèi)電子設(shè)施在戰(zhàn)時通暢無阻。第63頁第64頁手機信號屏蔽器第65頁2、電磁屏蔽機理

電磁屏蔽按內(nèi)容可分為電場屏蔽（靜電屏蔽和交變電場屏蔽）、磁場屏蔽（靜磁屏蔽和交變磁場屏蔽）和電磁場屏蔽三種。（1）靜電屏蔽：第66頁（1）靜電屏蔽：在靜電平衡狀態(tài)下，不論是空心還是實心導(dǎo)體；不論導(dǎo)體本身帶電多少，或者導(dǎo)體是否處于外電場中，導(dǎo)體必定為等勢體，其內(nèi)部場強為零。封閉導(dǎo)體殼不論接地是否，內(nèi)部電場不受殼外電荷與電場影響；接地封閉導(dǎo)體殼外電場不受殼內(nèi)電荷影響。第67頁

靜電屏蔽應(yīng)用舉例：室內(nèi)高壓設(shè)備罩上接地金屬罩或較密金屬網(wǎng)罩；電子管用金屬管殼；作全波或橋式整流電源變壓器，在初級繞組和次級繞組之間包上金屬薄片或繞上一層漆包線并使之接地，到達(dá)屏蔽作用。在高壓帶電作業(yè)中，工人穿上用金屬絲或?qū)щ娎w維織成均壓服，能夠?qū)θ梭w起屏蔽保護作用。（2）磁場屏蔽：2.1低頻磁場屏蔽2.2高頻磁場屏蔽第68頁

2.1低頻磁場屏蔽低頻：100kHz以下屏蔽原理：利用高磁導(dǎo)率鐵磁材料（如鐵、硅鋼片）對騷擾磁場進行分路，把磁力線集中在其內(nèi)部經(jīng)過，限制在空氣中大量發(fā)散。磁導(dǎo)率越高，截面積越大，則磁路磁阻越小，集中在磁路中磁通越大，在空氣中漏磁通就大大降低。第69頁

2.2高頻磁場屏蔽高頻磁場屏蔽采取低電阻率良導(dǎo)體（銅、鋁）屏蔽原理：利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象（楞次定律）在屏蔽體表面所產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流）生成反磁場來到達(dá)屏蔽目標(biāo)，即利用了渦流（感應(yīng)電流）產(chǎn)生反向磁場對于原騷擾磁場排斥作用，抑制或抵消屏蔽體外磁場。第70頁

屏蔽是利用感應(yīng)渦流反磁場排斥原騷擾磁場而到達(dá)屏蔽目標(biāo)，渦電流大小直接影響屏蔽效果。屏蔽體電阻越小，產(chǎn)生感應(yīng)渦流越大而且屏蔽體本身損耗也越小。所以高頻磁屏蔽材料需用良導(dǎo)體。注：因為高頻時鐵磁材料磁性損耗（包含磁滯損耗和渦流損耗）很大，導(dǎo)磁率顯著下降。鐵磁材料不適合用于高頻磁場屏蔽。第71頁（3）電磁場屏蔽：時變電磁場中，電場和磁場總是同時存在，通常所說屏蔽，多指電磁屏蔽。電磁屏蔽是指同時抑制或減弱電場和磁場。電磁屏蔽普通也是指高頻交變電磁屏蔽（10vkHz-40GHz)；在頻率較低時（近場區(qū)，近場伴隨騷擾源性質(zhì)不一樣，電場和磁場大小有很大差異）：高電壓小電流騷擾源以電場為主（電準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)場-忽略了感應(yīng)電壓），磁場騷擾較?。ㄓ袝r可忽略）。低電壓高電流騷擾源以磁場騷擾為主（磁準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)場-忽略了位移電流），電場騷擾較小。伴隨頻率增高，電磁輻射能力增加，產(chǎn)生輻射電磁場，并趨向于遠(yuǎn)場騷擾。遠(yuǎn)場騷擾中電場騷擾和磁場騷擾都不可忽略，所以需將電場和磁場同時屏蔽，即電磁屏蔽。第72頁3.1電磁場屏蔽機理：A、反射：電磁波抵達(dá)屏蔽體表面，因為空氣與金屬交界面上阻抗不一致，對入射波產(chǎn)生反射。二者阻抗相差越大反射作用越顯著。b、吸收：未被表面反射掉而進入屏蔽體能量，被屏蔽材料所衰減，轉(zhuǎn)化成熱耗損，即所謂吸收。c、在屏蔽體內(nèi)屢次反射：還未衰減掉剩下能量，傳到材料另一表面時，碰到金屬－空氣阻抗不連續(xù)交界面，會形成再次反射，并重新返回屏蔽體內(nèi)。第73頁3.1.1影響反射損耗原因：電場反射損耗>磁場反射損耗；當(dāng)頻率升高時，電場反射損耗減小，磁場反射損耗增加；距離電偶極源（D）越近，則反射損耗越大；距離磁偶極源（D）越近，則反射損耗越小。

第74頁3.1.2影響吸收損耗原因：趨膚效應(yīng)：交變電磁場經(jīng)過導(dǎo)體時，會在導(dǎo)體內(nèi)部引發(fā)渦流，電流在導(dǎo)體橫截面上分布不再均勻,

導(dǎo)體內(nèi)部電流密度小，導(dǎo)體表面電流密度大，這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。趨膚深度（厚度）：趨膚效應(yīng)使導(dǎo)體有效電阻增加。頻率越高，趨膚效應(yīng)越顯著。當(dāng)頻率很高電流經(jīng)過導(dǎo)線時，能夠認(rèn)為電流只在導(dǎo)線表面上很薄一層中流過，這等效于導(dǎo)線截面減小，電阻增大。既然導(dǎo)線中心部分幾乎沒有電流經(jīng)過，就能夠把這中心部分除去以節(jié)約材料。所以，在高頻電路中能夠采取空心導(dǎo)線代替實心導(dǎo)線。此導(dǎo)線厚度，稱為趨膚深度。第75頁3.1.2影響吸收損耗原因：材料厚度(t)越大，吸收損耗越大，每增加一個趨膚深度，吸收損耗增加約20

dB;趨膚深度（δ）越?。ù艑?dǎo)率、電導(dǎo)率和頻率越高），吸收損耗越大。良導(dǎo)體利用趨膚效應(yīng)阻止電磁波透入而成為電磁屏蔽體。第76頁4影響吸收損耗原因：材料厚度(t)越大，吸收損耗越大，每增加一個趨膚深度，吸收損耗增加約20

dB;趨膚深度（δ）越?。ù艑?dǎo)率、電導(dǎo)率和頻率越高），吸收損耗越大。良導(dǎo)體利用趨膚效應(yīng)阻止電磁波透入而成為電磁屏蔽體。第77頁4、實施屏蔽關(guān)鍵點以下各項可認(rèn)為是屏蔽設(shè)計中最突出幾個注意點：（1）屏蔽高頻電場應(yīng)該用銅，鋁等良導(dǎo)體，以得到最高反射損耗。（2）屏蔽低頻磁場應(yīng)該用鐵和鎳等金屬磁性材料，以得到最高貫通損耗。（3）任何一個屏蔽材料，只要其厚度足以穩(wěn)固地支撐本身，則普通也就能足以屏蔽電場。（4）采取薄膜屏蔽層時，在材料厚度低于λ/4情況下，屏蔽效果恒定，超出此厚度則顯著增大。（5）多層屏蔽不但能夠提供較高屏蔽效果而且拓寬屏蔽頻率范圍。第78頁（6）設(shè)計過程中，應(yīng)認(rèn)真對待全部開口和間斷點，以確保屏蔽效果減弱程度降到最小，應(yīng)注意選擇材料，使它不只適合用于屏蔽，而且從電化學(xué)腐蝕觀點看也應(yīng)該是令人滿意。（7）當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計其它方面允許時，連續(xù)對接或搭接式焊縫是最合乎需要。主要一點是要盡可能實現(xiàn)接縫處整個交接表面之間緊密接觸。（8）待配合表面必須清潔且不能有不導(dǎo)電涂層，除非接地工藝能絕對有效地貫通該涂層。（9）導(dǎo)電襯墊和指狀彈性簧片、波導(dǎo)衰減器、金屬絲網(wǎng)和百葉窗，以及導(dǎo)電玻璃是能夠保持面殼屏蔽效果主要裝置和伎倆。除屏蔽層本身第79頁特征之外，從空間利用率到經(jīng)濟性，從空氣環(huán)流到可見度等許多原因，都能夠改變在一些特定條件下所采取詳細(xì)方法。（10）屏蔽只是提供減小設(shè)備電磁干擾一個方法，不應(yīng)僅局限于屏蔽而不綜合考慮簡化或降低屏蔽要求濾波，接地和搭接等技術(shù)。第80頁（二）接地技術(shù)

1、接地抑制電磁輻射機理接地有射頻接地和高頻接地兩種。射頻接地是將場源屏蔽體或屏蔽體部件內(nèi)感應(yīng)電流快速導(dǎo)入大地，防止屏蔽體產(chǎn)生二次輻射。高頻接地是將設(shè)備屏蔽體和大地之間，或者與大地上能夠看做公共點一些構(gòu)件之間，采取低電阻導(dǎo)體連接起來，形成電流通路，使屏蔽系統(tǒng)與大地之間形成一個等電勢分布。第81頁接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成射頻設(shè)備接地線接地極2、接地系統(tǒng)設(shè)計與實施第82頁（1）接地線：屏蔽體接地系統(tǒng)表面積要足夠大，以寬為10cm銅帶為宜。①設(shè)備接地：要求每臺設(shè)備有各自接地連接，不應(yīng)采取匯流排線，防止引發(fā)干擾耦合效應(yīng)。②屏蔽部件接地：任何金屬屏蔽部件應(yīng)使用寬金屬帶作為接地線并多點接地，且與地極良好連接。③屏蔽電纜接地：電纜金屬屏蔽是產(chǎn)生射頻電磁場設(shè)備電流回路，要求電纜屏蔽外皮妥善接地。（2）接地極；接地板結(jié)構(gòu)設(shè)計有以下幾個型式：①接地銅板：普通將2m2銅板埋在地下，并將接地線良好地連接在接地銅板上。第83頁豎埋橫埋平埋第84頁②接地格網(wǎng)銅板：在一塊2m2銅板上立焊“#”字形銅板，使其成為格網(wǎng)結(jié)構(gòu)。格網(wǎng)式接地線第85頁③嵌入接地棒：將長度為2m、直徑為5~10cm金屬銅棒或鐵棒打入土壤，普通以3~5m間距為宜。然后將各接地棒上端連在一起，并與屏蔽體相連接。接地棒埋置示意圖第86頁（3）一點接地與多點接地：射頻設(shè)備接地，最好選擇單點接地。對射頻場源實施屏蔽，可實施多點接地。不論單點接地或多點接地，都須注意接地體本身所含有天線效應(yīng)問題，不然接地不完善會大量輻射電磁能量，造成干擾。

射頻接地系統(tǒng)設(shè)計注意：接地應(yīng)避開1/4波長奇數(shù)倍；接地板普通埋在地下水位上，詳細(xì)深度選取2～3m；必須立埋，加強泄流。平埋不利射頻電流快速泄入大地。第87頁埋設(shè)接地極必須注意以下幾個問題：（1）含水量：土壤電阻系數(shù)隨含水量增加而急劇下降。接地極周圍土壤必須潮濕，并有足夠深度。（2）土壤緊密程度：土壤越緊密電阻系數(shù)越小，接地電阻就越小。所以埋設(shè)接地極時，必須把周圍土壤扎實。（3）水溶性無機化合物影響，土壤中水溶性無機鹽、堿或酸，因為電離會降低土壤電阻系數(shù)。所以埋接地極時，在接地附近灑食鹽或澆食鹽水，以降低土壤電阻系數(shù)。第88頁(三)濾波

1、濾波機理濾波是抑制電磁干擾最有效伎倆之一。濾波即在電磁波全部頻譜中分離出一頻率范圍內(nèi)有用波段。線路濾波作用是確保有用信號經(jīng)過同時，阻截?zé)o用信號經(jīng)過。第89頁濾波器是一個選頻裝置，能夠使信號中特定頻率成份經(jīng)過，而極大地衰減其它頻率成份，它實質(zhì)上是一個選頻電路。2、濾波器濾波器中，把信號能夠經(jīng)過頻率范圍，稱為通頻帶或通帶；信號受到很大衰減或完全被抑制頻率范圍稱為阻帶；通帶和阻帶之間分界頻率稱為截止頻率；實際濾波器通帶和阻帶之間存在一定頻率范圍過渡帶。第90頁微波無源濾波器LC濾波器晶體濾波器螺旋濾波器聲表面濾波器腔體濾波器混頻器第91頁高頻系列濾波器第92頁低頻系列濾波器第93頁水平出線

垂直出線

垂直出線+屏蔽接口腔軍用電源濾波器第94頁單相電源濾波器

三相三線電源濾波器第95頁單相交流電源濾波器三相三線交流電源濾波器三相四線交流電源濾波器第96頁直流輸入濾波器

第97頁插座交流濾波器

第98頁（1）按處理信號：模擬和數(shù)字濾波器。（2）按經(jīng)過信號頻段：低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。低通濾波器：允許信號中低頻或直流分量經(jīng)過，抑制高頻分量或干擾和噪聲。高通濾波器：允許信號中高頻分量經(jīng)過，抑制低頻或直流分量。帶通濾波器：允許一定頻段信號經(jīng)過，抑制低于或高于該頻段信號、干擾和噪聲。帶阻濾波器：抑制一定頻段內(nèi)信號，允許該頻段以外信號經(jīng)過。3、濾波器分類第99頁（3）按采取元器件：無源和有源濾波器。無源濾波器：僅由無源元件(R、L和C)組成濾波器，利用電容和電感元件電抗隨頻率改變而改變原理組成。

優(yōu)點：電路簡單，不需要直流電源供電，可靠性高；

缺點：通帶內(nèi)信號有能量損耗，負(fù)載效應(yīng)較顯著，使用電感元件時輕易引發(fā)電磁感應(yīng)，當(dāng)電感L較大時在低頻域不適用。第100頁

有源濾波器：由無源元件(普通用R和C)和有源器件(如集成運算放大器）組成。

優(yōu)點：通帶內(nèi)信號不但沒有能量損耗，而且還能夠放大，負(fù)載效應(yīng)不顯著，多級相聯(lián)時相互影響小，利用級聯(lián)簡單方法很輕易組成高階濾波器，而且濾波器體積小、重量輕、不需要磁屏蔽(因為不使用電感元件）；

缺點：通帶范圍受有源器件(如集成運算放大器）帶寬限制，需要直流電源供電，可靠性不如無源濾波器高，在高壓、高頻、大功率場所不適用。第101頁4、濾波器主要參數(shù)（1）通帶增益A0：濾波器通帶內(nèi)電壓放大倍數(shù)。（2）特征角頻率ωn和特征頻率fn：它只與濾波用電阻和電容元件參數(shù)相關(guān)，通常（3）截止角頻率ωc和截止頻率f0：它是電壓增益下降到時所對應(yīng)角頻率。注意：ωc不一定等于ωn。帶通和帶阻濾波器有兩個ωc，即ωL和ωH。第102頁（4）通帶(阻帶)寬度BW：它是帶通(帶阻)濾波器兩個ωc之差，即（5）等效品質(zhì)因數(shù)Q：對帶通(帶阻)濾波器而言，Q值等于中心角頻率與通帶(阻帶)寬度BW之比，即第103頁5、濾波器技術(shù)要求(略)（1）組成濾波器元件數(shù)量要少，重量小。（2）濾波器衰耗特征陡度要最大。阻頻帶內(nèi)衰耗頻率特征陡度與衰耗數(shù)值愈大，則濾波器選擇性愈好。（3）通頻帶內(nèi)衰耗最小，而且是常數(shù)。（4）通頻帶內(nèi)其特征阻抗應(yīng)盡可能維持一常數(shù)。（5）含有直線性相移特征。（6）電器特征恒定，不受濾波器輸入端電壓溫度，濕度以及外界電磁場影響。（7）能夠簡便均勻地調(diào)整通頻帶及其寬度。（8）能夠在各種不一樣頻率范圍內(nèi)工作。第104頁6、電源濾波器設(shè)計（略）電源濾波器—低通濾波器。其特點：被經(jīng)過頻率普通是工頻或零頻，即經(jīng)過50HZ工作電流或直流，不允許其它頻率電流經(jīng)過。電源網(wǎng)路全部引入線，在其進入屏蔽室之外必須裝設(shè)濾波器。若導(dǎo)線分別引入屏蔽室，則要求對每根導(dǎo)線都必須進行單獨濾波。（1）設(shè)計關(guān)鍵點沿電源線傳輸高頻電流可分成以下兩種形式：即一根電源線作為通路，而另一根電源線作為回路對稱分量形式；以電源線作為通路，以大地或鄰近物體作為回路非對稱形式。第105頁A、截止頻率：濾波器所允許經(jīng)過電流頻率是工頻，比所要濾除頻率低得多，若希望得到更大衰減常數(shù)，截止頻率要取低些。B、對象阻抗：經(jīng)過電源濾波器頻率與被抑制率差距懸殊，而僅需要考慮提升在衰減區(qū)域衰減值。當(dāng)濾波器對象阻抗絕對值和終端阻抗絕對值靠近或相等時，便產(chǎn)生靠近共軛匹配狀態(tài)，衰減值降低。為防止這種現(xiàn)象，在確保最大衰減值情況下，使濾波器對象阻抗極大或極小。然而濾波器對象阻抗不能高于線圈身特征阻抗，實際濾波器對象阻抗要取最小數(shù)值。第106頁C、衰減區(qū)域?qū)挾龋焊哳l振蕩器輸出含有很多諧波。電源濾波器必須對這些高次諧波給以衰減。為取得較寬衰減寬度，使串聯(lián)線圈對截頻電氣角小些，將衰減常數(shù)設(shè)計大些。D、線圈Q值：Q值愈大，通頻帶中工作衰減值最小值愈低，所以應(yīng)選擇小Q值。在工頻條件下若損失很大，溫升將成為一個問題，設(shè)計應(yīng)全盤考慮。第107頁（2）電源濾波器特征要求包括問題A、為確保高效能屏蔽，要求將L、C布于金屬殼內(nèi)，同時金屬殼尺寸要足夠大，各種線路布置在殼在中部位，防止因為線圈有效電感量減小所引發(fā)分布參數(shù)改變。B、當(dāng)抑制頻率是一個很寬頻帶時，應(yīng)串接上多個工作頻率范圍不一樣濾波器，并要求分別將這些濾波器妥善屏蔽。C、電容器接線形式必須正確，以加強側(cè)路效應(yīng)，盡可能降低電容器引出線影響。第108頁7、濾波器安裝與固定準(zhǔn)則（略）（1）濾波器必須插接到每根饋入到屏蔽室內(nèi)電源線各個單獨配線上。為降低濾波器數(shù)量，必須合理設(shè)計電源線系統(tǒng)，使引入線降低到最小。（2）各電源線濾波器應(yīng)分別進行屏蔽；在可能情況下應(yīng)對整個濾波器進行總屏蔽。（3）為防止濾波器置于強電磁場之中，應(yīng)將濾波主要零件放置在室外，若將濾波器放入屏蔽室內(nèi)，務(wù)應(yīng)放在弱場地方。（4）必須完全隔斷濾波器輸入端與輸出端雜散耦合?？蓪V波器兩端頭分別設(shè)置在屏蔽室內(nèi)外。第109頁（5）標(biāo)準(zhǔn)上，濾波器屏蔽殼下面接地，盡可能降低感應(yīng)電磁場對電源線影響。（6）濾波器屏蔽殼應(yīng)與屏蔽室屏蔽埋行完善電氣接觸。（7）電源線位于濾波器兩側(cè)，而且裝在金屬導(dǎo)管之中；或者使用靠近地面鉛皮電纜，盡可能地將它埋在土壤中一定深度。（8）在使用接地線情況下，接地線應(yīng)盡可能地短，而且直接接到高頻電源回線上或在接地電阻十分低地方接地。此時，高頻電源亦要良好接地。（9）電源線必須垂直引入濾波輸入端，以降低電源線上干擾電壓與屏蔽殼體耦合。第110頁（10）普通情況下，將電源線中零線接到屏蔽室接地芯柱，將火線經(jīng)過濾波器引入到屏蔽室內(nèi)，即進入屏蔽室。（11）濾波器裝在屏蔽容器內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)分隔部分用金屬板隔開，目標(biāo)是去除回路中各部份相互耦合，用一根裸銅線在穿過每一隔板地方焊牢。（12）濾波器應(yīng)近于需要濾波部位。（四）城市規(guī)劃及綠化第111頁三、電磁輻射防治技術(shù)（一）高(甚高)頻電磁輻射防護高(甚高)頻：即中波和短波，波長10m~3000m，頻率0.1~300MHz。

1、高頻設(shè)備：高頻淬火、熔煉、焊接、切割等感應(yīng)加熱設(shè)備；高頻介質(zhì)加熱設(shè)備、塑料加工、食品烘干設(shè)備。防護技術(shù)：電磁屏蔽、接地技術(shù)及濾波等。第112頁

屏蔽室。大型機械組