屏蔽效能分析课件

屏蔽效能分析屏蔽效能分析1A屏蔽效能分析1A目目录2A目录2A一一 屏蔽效能的屏蔽效能的计算算屏蔽有两个目的屏蔽有两个目的:一是限制屏蔽体内部的一是限制屏蔽体内部的电磁磁骚扰越出越出某一区域某一区域;二是防止外来的二是防止外来的电磁干磁干扰(骚扰)进入屏蔽体内的入屏蔽体内的某一区域。某一区域。屏蔽体一般有屏蔽体一般有实芯型芯型、非非实芯型芯型(例如例如,金属金属网网)和和金属金属编织带等几种等几种类型型,后者主要用作后者主要用作电缆的屏蔽。的屏蔽。各种屏蔽体的屏蔽效果均用各种屏蔽体的屏蔽效果均用该屏蔽体的屏蔽体的屏蔽效能屏蔽效能来表示。来表示。屏蔽效能表屏蔽效能表现了屏蔽体了屏蔽体对电磁波的磁波的衰减程度衰减程度。由于屏蔽由于屏蔽体通常能将体通常能将电磁波的磁波的强度衰减到原来的度衰减到原来的百分之一百分之一至至万分之万分之一一,因此通常用分因此通常用分贝(dB)来表述。来表述。一般的屏蔽体的屏蔽效能一般的屏蔽体的屏蔽效能可达可达40 dB,军用用设备的屏蔽体的屏蔽效能可达的屏蔽体的屏蔽效能可达60 dB,TEMPEST设备的屏蔽体的屏蔽效能可达的屏蔽体的屏蔽效能可达80 dB以上。以上。3A一 屏蔽效能的计算 屏蔽效能表现了屏蔽体对电磁波的衰减屏蔽前的屏蔽前的场强E0,H0屏蔽后的屏蔽后的场强Es,Hs 对于屏蔽作用的于屏蔽作用的评价可以用价可以用屏蔽效能屏蔽效能来表示来表示:对电场 对磁磁场 屏蔽效能屏蔽效能SE越越大大，表示屏蔽效果越，表示屏蔽效果越好好。SE越大，屏越大，屏蔽效果越？蔽效果越？4A屏蔽前的场强E0,H0屏蔽后的场强Es,Hs 另外另外,还可以用可以用传输系数系数(或透射系数或透射系数)TE表示屏蔽效果表示屏蔽效果,TE是指存在屏蔽体是指存在屏蔽体时某某处的的电场强度度ES与不存在屏蔽体与不存在屏蔽体时同同一一处的的电场强度度E0之比之比;或者是指存在屏蔽体或者是指存在屏蔽体时某某处的磁的磁场强度度HS与不存在屏蔽体与不存在屏蔽体时同一同一处的磁的磁场强度度H0之比之比,即即:传输系数系数(或透射系数或透射系数)与屏蔽效能互与屏蔽效能互为倒数关系倒数关系,即即或或5A 另外,还可以用传输系数(或透射系数)TE表入射波入射波场强距离距离吸收吸收损耗耗ARBSE R ABB 完整屏蔽体是指一个完全封完整屏蔽体是指一个完全封闭的屏蔽的屏蔽结构，构，电磁磁场只有穿只有穿过屏蔽体壁才能出入屏蔽体壁才能出入该封封闭结构。构。二二 完整屏蔽体的屏蔽效能完整屏蔽体的屏蔽效能AR6A入射波场强距离吸收损耗ARBSE R ABB 1电磁波的反射磁波的反射损耗耗电磁波磁波传播到不同介播到不同介质分界面分界面发生反射与透射生反射与透射Z:特性阻抗特性阻抗7A1电磁波的反射损耗电磁波传播到不同介质分界面发生反射与透射电磁波穿磁波穿过屏蔽体屏蔽体时的反射与透射：的反射与透射：一般一般ZlZ2 反射反射损耗耗Z1为干干扰场的的特性阻抗特性阻抗,即即自由空自由空间波波阻抗阻抗8A电磁波穿过屏蔽体时的反射与透射：一般ZlZ2 反射 在在远场（）平面波的情况下（）平面波的情况下 Z1=120=377()在低阻抗磁在低阻抗磁场源的近源的近场（）（）Z1=在高阻抗在高阻抗电场源的近源的近场（）（）Z1=9A 在远场（）平面波的情况下 2电磁波的吸收磁波的吸收损耗耗 电磁波到达屏蔽体的穿出面磁波到达屏蔽体的穿出面时电场强度度磁磁场强度度屏蔽体的吸收屏蔽体的吸收损耗耗f 越大，吸收越大，吸收损耗越？耗越？从上式可以看出从上式可以看出,在在频率率f 较高高时,吸收吸收损耗是相当耗是相当大的，表大的，表2-1 给出几种常用金属材料在吸收出几种常用金属材料在吸收损耗分耗分别为A=8.68 dB、20 dB、40 dB时所需的屏蔽平板厚度所需的屏蔽平板厚度t。10A2电磁波的吸收损耗 电磁波到达屏蔽体的穿出面时电场强度磁表表2-1 几种金属的几种金属的电导率率、磁磁导率率及所需屏蔽厚度及所需屏蔽厚度t 11A表2-1 几种金属的电导率、磁导率及所需屏蔽厚度t 12A12A由表由表2-1可以看出可以看出:当当 f 1 MHz时,用用0.5 mm厚的任何一种金属板厚的任何一种金属板制成的屏蔽体制成的屏蔽体,能将能将场强减弱减弱为原原场强的的1/100左右。左右。因因此此,在在选择材料与厚度材料与厚度时,应着重考着重考虑材料的机械材料的机械强度、度、刚度、度、工工艺性及防潮、性及防潮、防腐等因素。防腐等因素。当当 f 10 MHz时,用用0.1 mm厚的厚的铜皮制成的屏蔽皮制成的屏蔽体能将体能将场强减弱减弱为原原场强的的1/100 甚至更低。甚至更低。因此因此,这时的屏蔽体可用表面的屏蔽体可用表面贴有有铜箔的箔的绝缘材料制成。材料制成。当当f 100 MHz时,可在塑料壳体上可在塑料壳体上镀或或喷以以铜层或或银层制成屏蔽体。制成屏蔽体。13A由表2-1可以看出:13A表表2-2列出了常用金属材料列出了常用金属材料对铜的相的相对电导率和相率和相对磁磁导率。率。根据要求的吸收衰减量可求出屏蔽体的厚度根据要求的吸收衰减量可求出屏蔽体的厚度,由式由式 得得：表表2-2 常用金属材料常用金属材料对铜的相的相对电导率和相率和相对磁磁导率率 14A表2-2列出了常用金属材料对铜的相对电导率和相对磁导率。多次反射多次反射损耗耗3电磁波的多次反射磁波的多次反射损耗耗电磁波穿出屏蔽体磁波穿出屏蔽体时，在穿出面在穿出面发生反射，生反射，该反射波返回反射波返回进入面入面时再次被反射，如此再次被反射，如此反复，直到其能量被反复，直到其能量被吸收至可以忽略吸收至可以忽略为止。止。15A多次反射损耗3电磁波的多次反射损耗电磁波穿出屏蔽体时，在穿 屏屏蔽蔽体体上上总会会有有门、盖盖、仪表表、开开关关等等各各种种孔孔缝隙隙，以以及及连线穿透，穿透，这些都不同程度地破坏了屏蔽的完整性。些都不同程度地破坏了屏蔽的完整性。三三 屏蔽体不完整屏蔽体不完整对屏蔽效果的影响屏蔽效果的影响16A 屏蔽体上总会有门、盖、仪表、开关等各种孔缝隙，以及连线穿1 1缝隙的影响隙的影响 影响因素：开孔的最大影响因素：开孔的最大线性尺寸（并非面性尺寸（并非面积）、波）、波阻抗、阻抗、电磁波的磁波的频率率等。等。当当趋肤深度肤深度0.3g时 实际的的缝隙泄漏不隙泄漏不仅与与缝宽、板厚有关，而且与其、板厚有关，而且与其直直线尺寸、尺寸、缝隙数量、隙数量、频率等都有关率等都有关。应当尽量减少屏蔽体上当尽量减少屏蔽体上缝隙的存在，并且隙的存在，并且缝隙的隙的长度尽量控制在度尽量控制在电磁波波磁波波长的的1/20以下。以下。为减少泄减少泄露，露，缝隙隙应？17A1缝隙的影响 影响因素：开孔的最大线性尺寸（并非面积）、2开孔的影响开孔的影响圆孔或方孔的泄漏磁孔或方孔的泄漏磁场强度度 为安安装装开开关关、按按钮、电位位器器等等，往往往往需需要要在在屏屏蔽蔽面面板上开板上开设圆形、方形或矩形的孔洞。形、方形或矩形的孔洞。3波波导结构孔洞的影响构孔洞的影响截止截止频率率 屏蔽效能屏蔽效能 孔面孔面积屏蔽板面屏蔽板面积内直径内直径内内长边18A2开孔的影响圆孔或方孔的泄漏磁场强度 为安装开关、按钮4金属金属丝网的影响网的影响 应用于需要自然通用于需要自然通风或向内或向内窥视的屏蔽体。的屏蔽体。截止截止频率率 屏蔽效能屏蔽效能 一般，在一般，在1100MHz内，金属屏蔽网内，金属屏蔽网SE=60100dB，玻璃，玻璃夹层金属屏蔽网金属屏蔽网SE=5090dB。用金属用金属丝网作网作窥视窗窗时其透明度其透明度较差差。网眼网眼宽度度19A4金属丝网的影响 应用于需要自然通风或向内窥视的屏蔽体。5薄膜及薄膜及导电玻璃的影响玻璃的影响 在在玻玻璃璃或或有有机机介介质薄薄膜膜上上真真空空蒸蒸发或或喷涂涂一一层导电薄薄膜膜作作为电磁磁屏屏蔽蔽体体，可可用用来来代代替替玻玻璃璃夹层的的金金属属丝网网结构。构。屏屏蔽蔽线和和屏屏蔽蔽电缆是是电子子设备中中用用于于连接接两两个个屏屏蔽蔽体体时最最常常用用的的导线。为保保证柔柔软、易易于于弯弯曲曲，其其外外层屏蔽体常用多股金属屏蔽体常用多股金属丝编织而成。而成。透透光光性性好好，对电磁磁场中中电场分分量量的的屏屏蔽蔽有有效效，而而对磁磁场分量的屏蔽分量的屏蔽则比比较微弱。微弱。6屏蔽屏蔽电缆的影响的影响 屏屏蔽蔽效效能能与与编织屏屏蔽蔽体体的的材材料料、密密度度等等直直接接相相关关，一一般般单层编织屏屏蔽蔽的的屏屏蔽蔽效效能能大大约在在5060dB之之间，双双层编织屏蔽屏蔽则可达可达8090dB。20A5薄膜及导电玻璃的影响 在玻璃或有机介质薄膜上真空蒸发谢谢！21A谢谢！21A