屏蔽效能分析课件

屏蔽效能分析屏蔽效能分析1屏蔽效能分析1目录目录2目录2一一 屏蔽效能的计算屏蔽效能的计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电磁骚扰越出一是限制屏蔽体内部的电磁骚扰越出某一区域某一区域;二是防止外来的电磁干扰二是防止外来的电磁干扰(骚扰骚扰)进入屏蔽体内的进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实芯型、非实芯型非实芯型(例如例如,金属金属网网)和和金属编织带金属编织带等几种类型等几种类型,后者主要用作电缆的屏蔽。后者主要用作电缆的屏蔽。各种屏蔽体的屏蔽效果均用该屏蔽体的各种屏蔽体的屏蔽效果均用该屏蔽体的屏蔽效能屏蔽效能来表示。来表示。屏蔽效能表现了屏蔽体对电磁波的屏蔽效能表现了屏蔽体对电磁波的衰减程度衰减程度。由于屏蔽由于屏蔽体通常能将电磁波的强度衰减到原来的体通常能将电磁波的强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,因此通常用分贝因此通常用分贝(dB)来表述。来表述。一般的屏蔽体的屏蔽效一般的屏蔽体的屏蔽效能可达能可达40 dB,军用设备的屏蔽体的屏蔽效能可达军用设备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设备的屏蔽体的屏蔽效能可达80 dB以上。以上。3一 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场强屏蔽前的场强E0,H0屏蔽后的场强屏蔽后的场强Es,Hs 对于屏蔽作用的评价可以用对于屏蔽作用的评价可以用屏蔽效能屏蔽效能来表示来表示:对电场对电场 对磁场对磁场 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？4屏蔽前的场强E0,H0屏蔽后的场强Es,Hs 另外另外,还可以用还可以用传输系数传输系数(或透射系数或透射系数)TE表示屏蔽效果表示屏蔽效果,TE是指存在屏蔽体时某处的电场强度是指存在屏蔽体时某处的电场强度ES与不存在屏蔽体时同与不存在屏蔽体时同一处的电场强度一处的电场强度E0之比之比;或者是指存在屏蔽体时某处的磁场或者是指存在屏蔽体时某处的磁场强度强度HS与不存在屏蔽体时同一处的磁场强度与不存在屏蔽体时同一处的磁场强度H0之比之比,即即:传输系数传输系数(或透射系数或透射系数)与屏蔽效能互为倒数关系与屏蔽效能互为倒数关系,即即或或5 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场强距离距离吸收损耗吸收损耗ARBSE R ABB 完整屏蔽体是指一个完全封闭的屏蔽结构，电磁场只有穿过完整屏蔽体是指一个完全封闭的屏蔽结构，电磁场只有穿过屏蔽体壁才能出入该封闭结构。屏蔽体壁才能出入该封闭结构。二二 完整屏蔽体的屏蔽效能完整屏蔽体的屏蔽效能AR6入射波场强距离吸收损耗ARBSE R ABB 1电磁波的反射损耗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传播到不同介质分界面发生反射与透射Z:特性阻抗特性阻抗71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过屏蔽体时的反射与透射：电磁波穿过屏蔽体时的反射与透射：一般一般ZlZ2 反射损耗反射损耗Z1为干扰场的为干扰场的特性阻抗特性阻抗,即即自由空间波自由空间波阻抗阻抗8电磁波穿过屏蔽体时的反射与透射：一般ZlZ2 反射 在远场（）平面波的情况下在远场（）平面波的情况下 Z1=120=377()在低阻抗磁场源的近场（）在低阻抗磁场源的近场（）Z1=在高阻抗电场源的近场（）在高阻抗电场源的近场（）Z1=9 在远场（）平面波的情况下 2电磁波的吸收损耗电磁波的吸收损耗 电磁波到达屏蔽体的穿出面时电磁波到达屏蔽体的穿出面时电场强度电场强度磁场强度磁场强度屏蔽体的吸收损耗屏蔽体的吸收损耗f 越大，吸收越大，吸收损耗越？损耗越？从上式可以看出从上式可以看出,在频率在频率f 较高时较高时,吸收损耗是相当吸收损耗是相当大的，表大的，表2-1 给出几种常用金属材料在吸收损耗分别给出几种常用金属材料在吸收损耗分别为为A=8.68 dB、20 dB、40 dB时所需的屏蔽平板厚度时所需的屏蔽平板厚度t。102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 几种金属的电导率几种金属的电导率、磁导率磁导率及所需屏蔽厚度及所需屏蔽厚度t 11表2-1 几种金属的电导率、磁导率及所需屏蔽厚度t 1212由表由表2-1可以看出可以看出:当当 f 1 MHz时时,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,能将场强减弱为原场强的能将场强减弱为原场强的1/100左右。左右。因此因此,在选择材料与厚度时在选择材料与厚度时,应着重考虑材料的机械强度应着重考虑材料的机械强度、刚度、刚度、工艺性及防潮、工艺性及防潮、防腐等因素。防腐等因素。当当 f 10 MHz时时,用用0.1 mm厚的铜皮制成的屏蔽厚的铜皮制成的屏蔽体能将场强减弱为原场强的体能将场强减弱为原场强的1/100 甚至更低。甚至更低。因此因此,这这时的屏蔽体可用表面贴有铜箔的绝缘材料制成。时的屏蔽体可用表面贴有铜箔的绝缘材料制成。当当f 100 MHz时时,可在塑料壳体上镀或喷以铜层可在塑料壳体上镀或喷以铜层或银层制成屏蔽体。或银层制成屏蔽体。13由表2-1可以看出:13表表2-2列出了常用金属材料对铜的相对电导率和相对磁导列出了常用金属材料对铜的相对电导率和相对磁导率。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 常用金属材料对铜的相对电导率和相对磁导率常用金属材料对铜的相对电导率和相对磁导率 14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。多次反射损耗多次反射损耗3电磁波的多次反射损耗电磁波的多次反射损耗电磁波穿出屏蔽体时，电磁波穿出屏蔽体时，在穿出面发生反射，在穿出面发生反射，该反射波返回进入面该反射波返回进入面时再次被反射，如此时再次被反射，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为止。吸收至可以忽略为止。15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总会会有有门门、盖盖、仪仪表表、开开关关等等各各种种孔孔缝缝隙隙，以以及及连连线线穿透，这些都不同程度地破坏了屏蔽的完整性。穿透，这些都不同程度地破坏了屏蔽的完整性。三三 屏蔽体不完整对屏蔽效果的影响屏蔽体不完整对屏蔽效果的影响16 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缝隙的影响缝隙的影响 影响因素：开孔的最大线性尺寸（并非面积）、波影响因素：开孔的最大线性尺寸（并非面积）、波阻抗、电磁波的频率阻抗、电磁波的频率等。等。当趋肤深度当趋肤深度0.3g时时 实际的缝隙泄漏不仅与缝实际的缝隙泄漏不仅与缝宽、板厚有关，而且与其宽、板厚有关，而且与其直线尺寸、缝隙数量、频直线尺寸、缝隙数量、频率等都有关率等都有关。应当尽量减少屏蔽体上缝隙的存在，并且缝隙的长应当尽量减少屏蔽体上缝隙的存在，并且缝隙的长度尽量控制在电磁波波长的度尽量控制在电磁波波长的1/20以下。以下。为减少泄为减少泄露，缝隙露，缝隙应？应？171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场强度圆孔或方孔的泄漏磁场强度 为为安安装装开开关关、按按钮钮、电电位位器器等等，往往往往需需要要在在屏屏蔽蔽面面板上开设圆形、方形或矩形的孔洞。板上开设圆形、方形或矩形的孔洞。3波导结构孔洞的影响波导结构孔洞的影响截止频率截止频率 屏蔽效能屏蔽效能 孔面积孔面积屏蔽板面积屏蔽板面积内直径内直径内长边内长边182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金属丝网的影响金属丝网的影响 应用于需要自然通风或向内窥视的屏蔽体。应用于需要自然通风或向内窥视的屏蔽体。截止频率截止频率 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，玻璃夹层金属屏蔽网，玻璃夹层金属屏蔽网SE=5090dB。用金属丝网作窥视窗时其透明度较差用金属丝网作窥视窗时其透明度较差。网眼宽度网眼宽度194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薄膜及导电玻璃的影响薄膜及导电玻璃的影响 在在玻玻璃璃或或有有机机介介质质薄薄膜膜上上真真空空蒸蒸发发或或喷喷涂涂一一层层导导电电薄薄膜膜作作为为电电磁磁屏屏蔽蔽体体，可可用用来来代代替替玻玻璃璃夹夹层层的的金金属属丝丝网结构。网结构。屏屏蔽蔽线线和和屏屏蔽蔽电电缆缆是是电电子子设设备备中中用用于于连连接接两两个个屏屏蔽蔽体体时时最最常常用用的的导导线线。为为保保证证柔柔软软、易易于于弯弯曲曲，其其外外层层屏蔽体常用多股金属丝编织而成。屏蔽体常用多股金属丝编织而成。透透光光性性好好，对对电电磁磁场场中中电电场场分分量量的的屏屏蔽蔽有有效效，而而对对磁场分量的屏蔽则比较微弱。磁场分量的屏蔽则比较微弱。6屏蔽电缆的影响屏蔽电缆的影响 屏屏蔽蔽效效能能与与编编织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，一一般般单单层层编编织织屏屏蔽蔽的的屏屏蔽蔽效效能能大大约约在在5060dB之之间间，双层编织屏蔽则可达双层编织屏蔽则可达8090dB。205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！谢谢！21谢谢！21