電磁屏蔽技術(shù)探討
發(fā)布時間:2007/4/23 0:00:00 訪問次數(shù):520
摘要:討論了電磁屏蔽技術(shù),包括電磁屏蔽的技術(shù)原理、屏蔽材料的性能和應(yīng)用場合、屏蔽技術(shù)的注意事項、屏蔽效能的檢測以及特殊部位的屏蔽措施。
關(guān)鍵詞:電磁屏蔽;屏蔽材料;屏蔽效能
引言
近幾年來,隨著電磁兼容工作的開展,電磁屏蔽技術(shù)應(yīng)用得越來越廣泛。為了對電磁屏蔽技術(shù)有更深入的理解,應(yīng)當(dāng)對屏蔽材料的性能和應(yīng)用場合、屏蔽技術(shù)的注意事項、屏蔽效能的檢測以及特殊部位的屏蔽措施等進(jìn)行更深入的探討。
1 電磁屏蔽的技術(shù)原理
電磁屏蔽是電磁兼容技術(shù)的主要措施之一。即用金屬屏蔽材料將電磁干擾源封閉起來,使其外部電磁場強(qiáng)度低于允許值的一種措施;或用金屬屏蔽材料將電磁敏感電路封閉起來,使其內(nèi)部電磁場強(qiáng)度低于允許值的一種措施。
1.1 靜電屏蔽
用完整的金屬屏蔽體將帶正電導(dǎo)體包圍起來,在屏蔽體的內(nèi)側(cè)將感應(yīng)出與帶電導(dǎo)體等量的負(fù)電荷,外側(cè)出現(xiàn)與帶電導(dǎo)體等量的正電荷,如果將金屬屏蔽體接地,則外側(cè)的正電荷將流入大地,外側(cè)將不會有電場存在,即帶正電導(dǎo)體的電場被屏蔽在金屬屏蔽體內(nèi)。
1.2 交變電場屏蔽
為降低交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓,可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體,并將金屬屏蔽體接地。交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地,就能使交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。電場屏蔽以反射為主,因此屏蔽體的厚度不必過大,而以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
1.3 交變磁場屏蔽
交變磁場屏蔽有高頻和低頻之分。低頻磁場屏蔽是利用高磁導(dǎo)率的材料構(gòu)成低磁阻通路,使大部分磁場被集中在屏蔽體內(nèi)。屏蔽體的磁導(dǎo)率越高,厚度越大,磁阻越小,磁場屏蔽的效果越好。當(dāng)然要與設(shè)備的重量相協(xié)調(diào)。高頻磁場的屏蔽是利用高電導(dǎo)率的材料產(chǎn)生的渦流的反向磁場來抵消干擾磁場而實現(xiàn)的。
1.4 交變電磁場屏蔽
一般采用電導(dǎo)率高的材料作屏蔽體,并將屏蔽體接地。它是利用屏蔽體在高頻磁場的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場與原磁場抵消而削弱高頻磁場的干擾,又因屏蔽體接地而實現(xiàn)電場屏蔽。屏蔽體的厚度不必過大,而以趨膚深度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
2 屏蔽效能計算
屏蔽效能(SE)的定義是:在電磁場中同一地點無屏蔽時的電磁場強(qiáng)度與加屏蔽體后的電磁場強(qiáng)度之比。常用分貝數(shù)(dB)表示。
SE=A+R+B (1)
式中:A為吸收損耗;
R為反射損耗;
B為多次反射損耗。
2.1 電磁波反射損耗
由于空氣和屏蔽金屬的電磁波阻抗不同,使入射電磁波產(chǎn)生反射作用。而空氣的電磁波阻抗在不同場源和場區(qū)中是不一樣的,分別計算如下。
磁場源近場中的反射損耗R(dB)為
式中:μr為相對磁導(dǎo)率;
σr為相對電導(dǎo)率;
f為電磁波頻率(Hz);
D為輻射源到屏蔽體的距離(cm)。
電場源近場中的反射損耗R(dB)為
電磁場源遠(yuǎn)場中的反射損耗R(dB)為
R=168-10log10(μrf/σr) (4)
2.2 電磁波吸收損耗
當(dāng)進(jìn)入金屬屏蔽內(nèi)的電磁波在屏蔽金屬內(nèi)傳播時,由于衰減而產(chǎn)生吸收作用。吸收損耗A(dB)為
式中:d為屏蔽材料厚度(mm)。
2.3 多次反射損耗
電磁波在屏蔽層間的多次反射損耗B(dB)為
摘要:討論了電磁屏蔽技術(shù),包括電磁屏蔽的技術(shù)原理、屏蔽材料的性能和應(yīng)用場合、屏蔽技術(shù)的注意事項、屏蔽效能的檢測以及特殊部位的屏蔽措施。
關(guān)鍵詞:電磁屏蔽;屏蔽材料;屏蔽效能
引言
近幾年來,隨著電磁兼容工作的開展,電磁屏蔽技術(shù)應(yīng)用得越來越廣泛。為了對電磁屏蔽技術(shù)有更深入的理解,應(yīng)當(dāng)對屏蔽材料的性能和應(yīng)用場合、屏蔽技術(shù)的注意事項、屏蔽效能的檢測以及特殊部位的屏蔽措施等進(jìn)行更深入的探討。
1 電磁屏蔽的技術(shù)原理
電磁屏蔽是電磁兼容技術(shù)的主要措施之一。即用金屬屏蔽材料將電磁干擾源封閉起來,使其外部電磁場強(qiáng)度低于允許值的一種措施;或用金屬屏蔽材料將電磁敏感電路封閉起來,使其內(nèi)部電磁場強(qiáng)度低于允許值的一種措施。
1.1 靜電屏蔽
用完整的金屬屏蔽體將帶正電導(dǎo)體包圍起來,在屏蔽體的內(nèi)側(cè)將感應(yīng)出與帶電導(dǎo)體等量的負(fù)電荷,外側(cè)出現(xiàn)與帶電導(dǎo)體等量的正電荷,如果將金屬屏蔽體接地,則外側(cè)的正電荷將流入大地,外側(cè)將不會有電場存在,即帶正電導(dǎo)體的電場被屏蔽在金屬屏蔽體內(nèi)。
1.2 交變電場屏蔽
為降低交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓,可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體,并將金屬屏蔽體接地。交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地,就能使交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。電場屏蔽以反射為主,因此屏蔽體的厚度不必過大,而以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
1.3 交變磁場屏蔽
交變磁場屏蔽有高頻和低頻之分。低頻磁場屏蔽是利用高磁導(dǎo)率的材料構(gòu)成低磁阻通路,使大部分磁場被集中在屏蔽體內(nèi)。屏蔽體的磁導(dǎo)率越高,厚度越大,磁阻越小,磁場屏蔽的效果越好。當(dāng)然要與設(shè)備的重量相協(xié)調(diào)。高頻磁場的屏蔽是利用高電導(dǎo)率的材料產(chǎn)生的渦流的反向磁場來抵消干擾磁場而實現(xiàn)的。
1.4 交變電磁場屏蔽
一般采用電導(dǎo)率高的材料作屏蔽體,并將屏蔽體接地。它是利用屏蔽體在高頻磁場的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場與原磁場抵消而削弱高頻磁場的干擾,又因屏蔽體接地而實現(xiàn)電場屏蔽。屏蔽體的厚度不必過大,而以趨膚深度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
2 屏蔽效能計算
屏蔽效能(SE)的定義是:在電磁場中同一地點無屏蔽時的電磁場強(qiáng)度與加屏蔽體后的電磁場強(qiáng)度之比。常用分貝數(shù)(dB)表示。
SE=A+R+B (1)
式中:A為吸收損耗;
R為反射損耗;
B為多次反射損耗。
2.1 電磁波反射損耗
由于空氣和屏蔽金屬的電磁波阻抗不同,使入射電磁波產(chǎn)生反射作用。而空氣的電磁波阻抗在不同場源和場區(qū)中是不一樣的,分別計算如下。
磁場源近場中的反射損耗R(dB)為
式中:μr為相對磁導(dǎo)率;
σr為相對電導(dǎo)率;
f為電磁波頻率(Hz);
D為輻射源到屏蔽體的距離(cm)。
電場源近場中的反射損耗R(dB)為
電磁場源遠(yuǎn)場中的反射損耗R(dB)為
R=168-10log10(μrf/σr) (4)
2.2 電磁波吸收損耗
當(dāng)進(jìn)入金屬屏蔽內(nèi)的電磁波在屏蔽金屬內(nèi)傳播時,由于衰減而產(chǎn)生吸收作用。吸收損耗A(dB)為
式中:d為屏蔽材料厚度(mm)。
2.3 多次反射損耗
電磁波在屏蔽層間的多次反射損耗B(dB)為
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