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1、第三章电磁屏蔽技术 屏蔽材料的选择实际屏蔽体的设计 电磁屏蔽 屏蔽前的场强E1 屏蔽后的场强E2 对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量 SE 20lg E1 E2 dB 实心材料屏蔽效能的计算 入射波 场强 距离 吸收损耗A R1 R2 SE R1 R2 A B R A B B 波阻抗的概念 波阻抗 电场为主E 1 r3H 1 r2 磁场为主H 1 r3E 1 r2 平面波E 1 rH 1 r 377 2 到观测点距离r E H 吸收损耗的计算 t 入射电磁波E0 剩余电磁波E1 E1 E0e t A 20lg E0 E1 20lg et dB 0 37E0 A
2、 8 69 t dB A 3 34t f r rdB 趋肤深度举例 反射损耗 R 20lg ZW 4Zs 反射损耗与波阻抗有关 波阻抗越高 则反射损耗越大 ZS 3 68 10 7 f r r 远场 377 近场 取决于源的阻抗 同一种材料的阻抗随频率变 不同电磁波的反射损耗 远场 R 20lg 377 4Zs 4500 Zs 屏蔽体阻抗 D 屏蔽体到源的距离 m f 电磁波的频率 MHz 2Df DfZs Zs 电场 R 20lg 磁场 R 20lg dB 影响反射损耗的因素 150 0 1k1k10k100k1M10M100M 平面波 3 108 2 r f R dB r 30m 电场r
3、1m 靠近辐射源 r 30m 磁场r 1m 靠近辐射源 综合屏蔽效能 0 5mm铝板 150 250 平面波 0 0 1k1k10k100k1M10M 高频时电磁波种类的影响很小 电场波r 0 5m 磁场波r 0 5m 屏蔽效能 dB 频率 多次反射修正因子的计算 电磁波在屏蔽体内多次反射 会引起附加的电磁泄漏 因此要对前面的计算进行修正 B 20lg 1 e 2t 说明 B为负值 其作用是减小屏蔽效能当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时 可以忽略对于电场波 可以忽略 怎样屏蔽低频磁场 低频磁场 低频 磁场 吸收损耗小 反射损耗小 高导电材料 高导磁材料 高导电材料 高导磁率材料的磁旁路效果 H0
4、H1 H0 Rs R0 H1 R0 Rs SE 1 R0 RS 低频磁场屏蔽产品 磁屏蔽材料的频率特性 1 5 10 15 坡莫合金 金属 镍钢 冷轧钢 0 010 11 010100kHz r103 磁导率随场强的变化 磁通密度B 磁场强度H 饱和 起始磁导率 最大磁导率 B H 强磁场的屏蔽 高导磁率材料 饱和 低导磁率材料 屏效不够 低导磁率材料 高导磁率材料 加工的影响 20 40 60 80 100 101001k10k 跌落前 跌落后 良好电磁屏蔽的关键因素 屏蔽体导电连续 没有穿过屏蔽体的导体 屏蔽效能高的屏蔽体 不要忘记 选择适当的屏蔽材料 你知道吗 与屏蔽体接地与否无关 实际
5、屏蔽体的问题 通风口 显示窗 键盘 指示灯 电缆插座 调节旋钮 实际机箱上有许多泄漏源 不同部分结合处的缝隙通风口 显示窗 按键 指示灯 电缆线 电源线等 电源线 缝隙 远场区孔洞的屏蔽效能 L L SE 100 20lgL 20lgf 20lg 1 2 3lg L H 0dB若L 2 H 孔洞在近场区的屏蔽效能 若ZC 7 9 Df 说明是电场源 SE 48 20lgZC 20lgLf 20lg 1 2 3lg L H 若ZC 7 9 Df 说明是磁场源 SE 20lg D L 20lg 1 2 3lg L H 注意 对于磁场源 屏效与频率无关 缝隙的泄漏 低频起主要作用 高频起主要作用 缝
6、隙的处理 电磁密封衬垫 缝隙 电磁密封衬垫的种类 金属丝网衬垫 带橡胶芯的和空心的 导电橡胶 不同导电填充物的 指形簧片 不同表面涂覆层的 螺旋管衬垫 不锈钢的和镀锡铍铜的 导电布 指形簧片 螺旋管电磁密封衬垫 电磁密封衬垫的主要参数 屏蔽效能 关系到总体屏蔽效能 回弹力 关系到盖板的刚度和螺钉间距 最小密封压力 关系到最小压缩量 最大形变量 关系到最大压缩量 压缩永久形变 关系到允许盖板开关次数 电化学相容性 关系到屏蔽效能的稳定性 电磁密封衬垫的安装方法 绝缘漆 环境密封 截止波导管 损耗 频率 fc 截止频率 频率高的电磁波能通过波导管 频率低的电磁波损耗很大 工作在截止区的波导管叫截止
7、波导 截止区 截止波导管的屏效 截止波导管屏蔽效能 反射损耗 远场区计算公式近场区计算公式 吸收损耗圆形截止波导 32t d矩形截止波导 27 2t l 孔洞计算屏蔽效能公式 截止波导管的损耗 截止波导管的设计步骤 孔洞的泄漏不能满足屏蔽要求SE 确定截止波导管的截面形状 确定要屏蔽的最高的频率f 确定波导管的截止频率fc 计算截止波导管的截面尺寸 由SE确定截止波导管的长度 5f 显示窗 器件的处理 隔离舱 滤波器 屏蔽窗 滤波器 操作器件的处理 屏蔽体上开小孔 屏蔽体上栽上截止波导管 用隔离舱将操作器件隔离出 通风口的处理 穿孔金属板 截止波导通风板 贯通导体的处理 屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方法 在内部可将电缆延伸 表面做导电清洁处理 保持360度连接注意防腐 屏蔽互套 屏蔽体边界 屏蔽电缆 与电缆套360度搭接 搭接 电子设备中 金属部件之间的低阻抗连接称为搭接 例如 电缆屏蔽层与机箱之间搭接屏蔽体上不同部分之间的搭接滤波器与机箱之间的搭接不同机箱之间的地线搭接 搭接不良的滤波器 滤波器接地阻抗 预期干扰电流路径 实际干扰电流路径 搭接不良的机箱 V I 航天飞行器上的搭接阻抗要小于2 5m 搭接阻抗的测量 机柜 搭接阻抗 频率 寄生电容 导线电感 并联谐振点 V I Z V I 不同的搭接条 频率不同搭接方式不同 搭接面的腐蚀 I IV III II 搭接点的保护
