電磁兼容問題解決方案電磁屏蔽技術(shù)

1、    電磁兼容問題解決方案電磁屏蔽技術(shù)dB)用這個定義式只能測試屏蔽材料的屏蔽效能,而無法確定應該使用什么材料做屏蔽體.要確定使用什么材料制造屏蔽體,需要知道材料的屏蔽效能與材料的什么特性參數(shù)有關(guān).工程中實用的表征材料屏蔽效能的公式為:SE = A + R (dB)式中的A稱為屏蔽材料的吸收損耗,是電磁波在屏蔽材料中傳播時發(fā)生的,計算公式為:A=3.34t(frr) (dB)t = 材料的厚度,r = 材料的磁導率,r = 材料的電導率,對于特定的材料,這些都是已知的.f = 被屏蔽電磁波的頻率.式中的R稱為屏蔽材料的反射損耗,是當電磁波入射到不同媒質(zhì)

2、的分界面時發(fā)生的,計算公式為:R=20lg(ZW/ZS)(dB)式中,Zw=電磁波的波阻抗,Zs=屏蔽材料的特性阻抗.電磁波的波阻抗定義為電場分量與磁場分量的比值:Zw = E / H.在距離輻射源較近(</2,稱為近場區(qū))時,波阻抗的值取決于輻射源的性質(zhì)、觀測點到源的距離、介質(zhì)特性等.若輻射源為大電流、低電壓(輻射源電路的阻抗較低),則產(chǎn)生的電磁波的波阻抗小于377,稱為低阻抗波,或磁場波.若輻射源為高電壓,小電流(輻射源電路的阻抗較高),則波阻抗大于377,稱為高阻抗波或電場波.關(guān)于近場區(qū)內(nèi)波阻抗的具體計算公式本文不予論述,以免沖淡主題,感興趣的讀者可以參考有關(guān)電磁場方面的參

3、考書.當距離輻射源較遠(>/2,稱為遠場區(qū))時,波波阻抗僅與電場波傳播介質(zhì)有關(guān),其數(shù)值等于介質(zhì)的特性阻抗,空氣為377.屏蔽材料的阻抗計算方法為:|ZS|=3.68×10-7(fr/r) ()f=入射電磁波的頻率(Hz),r=相對磁導率,r=相對電導率從上面幾個公式,就可以計算出各種屏蔽材料的屏蔽效能了,為了方便設(shè)計,下面給出一些定性的結(jié)論. 在近場區(qū)設(shè)計屏蔽時,要分別考慮電場波和磁場波的情況; 屏蔽電場波時,使用導電性好的材料,屏蔽磁場波時,使用導磁性好的材料; 同一種屏蔽材料,對于不同的電磁波,屏蔽效能使不同的,對電場波的屏蔽效能最高,對磁場波的屏蔽效能最低,也就是說,電場

4、波最容易屏蔽,磁場波最難屏蔽; 一般情況下,材料的導電性和導磁性越好,屏蔽效能越高; 屏蔽電場波時,屏蔽體盡量靠近輻射源,屏蔽磁場源時,屏蔽體盡量遠離磁場源;有一種情況需要特別注意,這就是1kHz以下的磁場波.這種磁場波一般由大電流輻射源產(chǎn)生,例如,傳輸大電流的電力線,大功率的變壓器等.對于這種頻率很低的磁場,只能采用高導磁率的材料進行屏蔽,常用的材料是含鎳80%左右的坡莫合金.2 孔洞和縫隙的電磁泄漏與對策一般除了低頻磁場外,大部分金屬材料可以提供100電源電纜.這些電纜會極大地危害屏蔽體,使屏蔽體的屏蔽效能降低數(shù)十分貝.妥善處理這些電纜是屏蔽設(shè)計中的重要內(nèi)容之一(穿過屏蔽體的導體的危害有時

5、比孔縫的危害更大).當電磁波入射到一個孔洞時,其作用相當于一個偶極天線(圖1),當孔洞的長度達到/2時,其輻射效率最高(與孔洞的寬度無關(guān)),也就是說,它可以將激勵孔洞的全部能量輻射出去.對于一個厚度為0材料上的孔洞,在遠場區(qū)中,最壞情況下(造成最大泄漏的極化方向)的屏蔽效能(實際情況下屏蔽效能可能會更大一些)計算公式為:SE=100 - 20lgL - 20lg f + 20lg 1 + 2.3lg(L/H) (dB)若 L /2,SE = 0 (dB)式中各量:L = 縫隙的長度(mm),H = 縫隙的寬度(mm),f = 入射電磁波的頻率(MHz).在近場區(qū),孔洞的泄漏還與輻射源的特性有關(guān).當輻射源是電場源時,孔洞的泄漏比遠場時小(屏蔽效能高),而當輻射源是磁場源時,孔洞的泄漏比遠場時要大(屏蔽效能低).近場區(qū),孔洞的電磁屏蔽計算公式為:若ZC >(7.9/D·f):SE = 48 + 20lg ZC - 20lgL·f+ 20lg 1 + 2.3lg (L/H) 若Zc<(7.9/D·f):SE = 20lg (D/L)