EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南(1).ppt

p1 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁遮罩材料設(shè)計(jì)者指南 1 資料整理 BECK ZHANG 03 22 2004 p2 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 設(shè)計(jì)的緊迫性本章講解 設(shè)計(jì)的緊迫性 爲(wèi)本書(shū)重點(diǎn)介紹實(shí)際技術(shù)提供背景 首先簡(jiǎn)單介紹 符合性測(cè)試的要求 然後介紹相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) 最後復(fù)習(xí)一下電磁遮罩的理論 以爲(wèi)讀者提供足夠的知識(shí)來(lái)選擇適當(dāng)?shù)恼谡旨夹g(shù) 什麼是電磁相容性 電磁相容是一臺(tái)設(shè)備在所處的環(huán)境中能滿(mǎn)意地工作的能力 它既不對(duì)其他設(shè)備造成干擾 也不受其他干擾源的影響 干擾的定義是能引起誤動(dòng)作或性能下降的電磁能量 今後我們稱(chēng)爲(wèi) 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 p3 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 表1 1電磁干擾源和敏感器 4 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 任何一個(gè)電磁能量會(huì)産生擴(kuò)散的球面波 這種波在所有方向上傳播 在任何一點(diǎn) 這種波包含相互垂直的電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量 這兩種分量都垂直於波的傳播方向 這種情況如圖 所示 雖然如圖 所示的頻譜中的任何頻率的都能引起干擾 但主要問(wèn)題是由 z z範(fàn)圍內(nèi)的射頻能量引起的 射頻干擾 是電磁干擾的一種特殊形式 光 熱和 射線(xiàn)是電磁能量的其他特殊形式 電磁干擾需要兩個(gè)基本條件 電磁能量源和對(duì)這個(gè)源産生的特定幅度 頻率的能量敏感的器件 稱(chēng)爲(wèi)敏感器 表 給出了一些常見(jiàn)的源和敏感器 另外 在源和敏感器之間還需要傳播路徑來(lái)傳輸能量 電磁干擾遮罩通常改變電磁能量傳播路徑來(lái)達(dá)到的 圖1 1電磁場(chǎng) 圖1 2電磁譜 p5 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 電磁干擾分爲(wèi)兩類(lèi) 輻射干擾和傳導(dǎo)干擾 這是由傳播路徑的類(lèi)型來(lái)定的 當(dāng)一個(gè)器件發(fā)射的能量 通常是射頻能量 通過(guò)空間到達(dá)敏感器時(shí) 稱(chēng)爲(wèi)輻射干擾 干擾源既可以是受干擾系統(tǒng)中的一部分 也可以是完全電氣隔離的單元 傳導(dǎo)干擾的産生是因爲(wèi)源與敏感器之間有電磁線(xiàn)或信號(hào)電纜連接 干擾沿著電纜從一個(gè)單元傳到另一個(gè)單元 傳導(dǎo)干擾經(jīng)常會(huì)影響設(shè)備的電源 這可以通過(guò)濾波器來(lái)控制 輻射干擾能影響設(shè)備中的任何信號(hào)路徑 其遮罩有較大難度 輻射電磁能量成爲(wèi)電磁干擾的機(jī)理可以由法拉第定律來(lái)解釋 這個(gè)定律表明當(dāng)一個(gè)變化的電場(chǎng)作用于一個(gè)導(dǎo)體時(shí) 在這個(gè)導(dǎo)體上會(huì)感應(yīng)出電流 這個(gè)電流與工作電流無(wú)關(guān) 但是電路會(huì)象與工作電流一樣來(lái)接收這個(gè)電流並發(fā)生回應(yīng) 換句話(huà)說(shuō) 隨機(jī)的射頻信號(hào)能夠向電腦發(fā)出指令 使程式發(fā)生變化 技術(shù)驅(qū)動(dòng)力有許多因素使 成爲(wèi)電子設(shè)備設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容 首先 日益增多的電子設(shè)備帶來(lái)了許多電磁干擾源和敏感器 這增加了潛在的干擾 設(shè)備的小型化使源與敏感器靠得很近 這使傳播路徑縮短 增加了干擾的機(jī)會(huì) 器件的小型化增加了它們對(duì)干擾的敏感度 由於設(shè)備越來(lái)越小並且便於攜帶 象汽車(chē)電話(huà) 膝上電腦等設(shè)備隨處可用 而不一定局限於辦公室那樣的受控環(huán)境 這也帶來(lái)了相容性問(wèn)題 例如 許多汽車(chē)裝有包括防抱死控制系統(tǒng)在內(nèi)的大量的電子電路 如果汽車(chē)電話(huà)與這個(gè)控制系統(tǒng)不相容 則會(huì)引起誤動(dòng)作 p6 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展降低了電磁干擾的閾值 例如 大型積體電路片較較低的供電電壓降低了內(nèi)部雜訊門(mén)限 而它們精細(xì)的幾何尺寸的較低的電平下就受到電弧損壞 它們更快的同步操作産生更尖的電流脈衝 這會(huì)帶來(lái)從 埠産生寬帶發(fā)射的問(wèn)題 一般來(lái)說(shuō) 高速數(shù)位電路比統(tǒng)的類(lèi)比電路産生更多的干擾 傳統(tǒng)上 電子線(xiàn)路裝在金屬盒內(nèi) 這種金屬盒能夠通過(guò)切斷電磁能量的傳插路徑來(lái)提供遮罩作用 現(xiàn)在 爲(wèi)了減輕重量 降低成本 越來(lái)越多地採(cǎi)用塑膠機(jī)箱 塑膠機(jī)箱對(duì)與電磁干擾是透明的 因此敏感器件處?kù)稛o(wú)保護(hù)的狀態(tài) 法律的變化也是驅(qū)動(dòng)力支一 控制電磁發(fā)射和敏感度的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施 迫使製造商們實(shí)施 計(jì)劃 産品可靠性的法規(guī)將使可靠性成爲(wèi)頭等重要的事項(xiàng) 因爲(wèi)一旦設(shè)備由於干擾而産生誤動(dòng)作造成傷害 製造商要承擔(dān)法律責(zé)任 這對(duì)於醫(yī)療設(shè)備特別重要 在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的工業(yè)中 可靠性已經(jīng)成爲(wèi)電子設(shè)備的一個(gè)重要市場(chǎng)特徵 自動(dòng)化設(shè)備 特別是醫(yī)療設(shè)備 必須連續(xù)工作 這時(shí)設(shè)備內(nèi)的 遮罩技術(shù)提高了設(shè)備的可靠性 對(duì)於資料保密的要求是遮罩市場(chǎng)發(fā)展的一個(gè)重要?jiǎng)恿?已有報(bào)道揭露美國(guó)駐莫斯科使追究中的資訊已被前蘇聯(lián)竊取到 這是通過(guò)接收使館內(nèi)設(shè)備産生的電磁能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的 同樣的技術(shù)也被用來(lái)截獲密碼 然後攻擊銀行電腦系統(tǒng) 通過(guò)遮罩 設(shè)備的電磁發(fā)射能夠減小 提高系統(tǒng)的安全性 現(xiàn)在 人們?cè)絹?lái)越開(kāi)始注意各種輻射對(duì)健康的影響 過(guò)量的 射線(xiàn)和紫外線(xiàn)照射的危險(xiǎn)已經(jīng)被充分證明了 現(xiàn)在討論的焦點(diǎn)是微波和射頻顯示單元産生的輻射對(duì)婦女健康的傷害 因爲(wèi)已經(jīng)有充分的證據(jù)說(shuō)明在高壓線(xiàn)附近生活會(huì)患疾病 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 p7 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)於設(shè)備工程師 瞭解不同市場(chǎng)中對(duì)電子設(shè)備的 法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的知識(shí)是十分必要的 現(xiàn)在有許多關(guān)於産品輻射和傳導(dǎo)發(fā)射限制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 有些還規(guī)定了對(duì)各種干擾的最低敏感度要求 通常 對(duì)於不同類(lèi)型的電子設(shè)備有不同的標(biāo)準(zhǔn) 表 給出了一些電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn) 雖然一個(gè)産品要獲得市場(chǎng)的成功 滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn)是必要的 但符合這些標(biāo)準(zhǔn)是自願(yuàn)的 但是 有些國(guó)家給出的是規(guī)範(fàn) 而不是標(biāo)準(zhǔn) 因此要在這些國(guó)家銷(xiāo)售産品 符合標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性的 有些規(guī)範(fàn)不僅規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn) 還賦予當(dāng)局罰沒(méi)不符合産品的權(quán)力 下面幾節(jié)簡(jiǎn)單概述一下一些主要的管理機(jī)構(gòu)的電磁相容標(biāo)準(zhǔn) p8 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 表1 2與電磁干擾和兼容相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) p9 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 國(guó)際 是國(guó)際電工委員會(huì) 的一個(gè)分委會(huì) 它成立於 年 那時(shí)射頻干擾問(wèn)題開(kāi)始出現(xiàn) 這是編制防止無(wú)線(xiàn)電干擾標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)國(guó)際化聯(lián)合組織 沒(méi)有編制法律或發(fā)佈法規(guī)的機(jī)構(gòu) 它所推薦的標(biāo)準(zhǔn) 只有當(dāng)個(gè)別成員國(guó)採(cǎi)取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)時(shí) 才能成爲(wèi)法律 中推薦的針對(duì)資訊技術(shù)設(shè)備的傳導(dǎo)和輻射發(fā)射要求構(gòu)成了許多主要國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ) 不幸的是 有些國(guó)家在將這些推薦標(biāo)準(zhǔn)作爲(wèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí) 進(jìn)行了調(diào)整 這造成了不同國(guó)家的要求之間的差異 美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì) 是負(fù)責(zé)頻率管理和干擾控制的政府機(jī)構(gòu) 有覆蓋多種設(shè)備發(fā)射限制的規(guī)範(fàn) 綱要第 號(hào) 第 部分 第 分部適用於所有的數(shù)位設(shè)備 這些 規(guī)範(fàn)給出了兩個(gè)不同的發(fā)射極限值 哪一個(gè)極限值適用取決於設(shè)備在什麼環(huán)境中使用 級(jí)設(shè)備被設(shè)計(jì)成在商業(yè)或工業(yè)環(huán)境中使用 更嚴(yán)格一引進(jìn)的 級(jí)適用於在家庭或居民工內(nèi)使用的設(shè)備 沒(méi)有規(guī)定遮罩效能值 而規(guī)定了射頻發(fā)射值 表 給出了 級(jí)和 級(jí)和輻射發(fā)射極限值 表 給出了傳導(dǎo)發(fā)射極限值 所有在美國(guó)國(guó)內(nèi)使用的設(shè)備必須滿(mǎn)足 規(guī)範(fàn) 雖然 的大部分強(qiáng)制性要求在第 部分 第 部分也與 有關(guān) 第 部分也與 有關(guān) 第 部分中有關(guān)於用於工業(yè) 科學(xué)和醫(yī)療目的的射頻發(fā)生設(shè)備的管理?xiàng)l例 它規(guī)定了在一些頻率點(diǎn)上允許的最大幅射值和 z至 z頻段內(nèi)這類(lèi)設(shè)備可以使用的頻段 p10 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 表1 3FCC輻射干擾極限值 表1 4FCC傳導(dǎo)發(fā)射干擾極限值 p11 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 德國(guó)德國(guó)的關(guān)於干擾控制的法規(guī)是基於 制定的標(biāo)準(zhǔn) 相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) 覆蓋了所的産生或處理射頻能量的設(shè)備 這些極限值不僅適用於所有種類(lèi)的計(jì)算和數(shù)位設(shè)備 還適用於工業(yè) 科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備 唯一的限制是設(shè)備産生的基頻高於 z 對(duì)於數(shù)位設(shè)備的要求與 規(guī)定的相似 但是頻率範(fàn)圍更寬 低頻拓寬到 z 極限值也分爲(wèi) 級(jí)和 級(jí) 更嚴(yán)格的 級(jí)適用於通用的用途 級(jí)限於需要特殊安裝的設(shè)備 關(guān)於輻射和傳導(dǎo)的極限值在表 和表 6中給出 符合 是強(qiáng)制性的 並由德國(guó)郵電部執(zhí)行 p12 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 表 輻射干擾極限值 表 6 傳導(dǎo)發(fā)射干擾極限值 p13 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 英國(guó)從表 2中可以看出 英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)發(fā)佈了好幾個(gè)關(guān)於 的標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)用最多的是 關(guān)於資料處理和電子辦公設(shè)備産生的亂真信號(hào)的極限值和測(cè)量方法 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的範(fàn)圍和內(nèi)容與 相同 儘管它們的標(biāo)題不同 覆蓋於 z頻率範(fàn)圍的 級(jí)要求適用於商業(yè)和工業(yè)場(chǎng)合的應(yīng)用 更嚴(yán)格的 級(jí)極限值適用於住宅區(qū)中使用的設(shè)備 兩級(jí)都包含準(zhǔn)峰值和平均測(cè)量的要求 兩級(jí)的極限值數(shù)值是相同的 嚴(yán)格度是通過(guò)將測(cè)量距離從 米減小到 米來(lái)實(shí)現(xiàn)的 表 7給出了推薦的輻射場(chǎng)強(qiáng)極限值 表 8給出傳導(dǎo)發(fā)射的電壓極限值 表 輻射干擾極限值 表 傳導(dǎo)發(fā)射干擾極限值 p14 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 歐洲經(jīng)濟(jì)共同體爲(wèi)了在歐共體內(nèi)實(shí)現(xiàn)單一的 標(biāo)準(zhǔn) 以適應(yīng) 實(shí)行的單一歐洲市場(chǎng) 歐洲委員會(huì)推行了歐共指令 它要求成員對(duì)所有的電子裝置的電磁相容性法規(guī)化 法規(guī)必須包含干擾和敏感度兩個(gè)方面 這個(gè)指令中定義的 裝置 包括所有電氣 電子應(yīng)用設(shè)備以及配套的電氣 電子器件 例外情況是出現(xiàn)在其他包含 要求的指令中的裝置 目前 這種例外包括機(jī)動(dòng)車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)和某些電度錶 另外 不是用於商業(yè)目的的業(yè)餘無(wú)線(xiàn)電裝置也屬於例外 這個(gè)法規(guī)不僅適用於設(shè)備的新設(shè)計(jì) 也適用於指令實(shí)施後繼續(xù)生産的已有設(shè)計(jì) 歐洲委員會(huì)已經(jīng)責(zé)成 電工標(biāo)準(zhǔn)化歐洲組織 制定歐洲標(biāo)準(zhǔn) 成員國(guó)必須將這些標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等同使用 任何矛盾的標(biāo)準(zhǔn)必須撤除 可以在 或 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上應(yīng)用 但不一定要與它們等同 製造商有兩種方法來(lái)證明符合這個(gè)指令 即 自認(rèn)證 和使用 技術(shù)構(gòu)造文件 使用自認(rèn)證方法時(shí) 製造商通過(guò)自己測(cè)試或按照適當(dāng)?shù)?進(jìn)行測(cè)試 來(lái)認(rèn)證産品是否符合 在這種方法中 沒(méi)有明確要求要使用特許的設(shè)施 但是 如果日後發(fā)現(xiàn)産品不符合 製造商將承擔(dān)法律責(zé)任 在關(guān)於産品符合性的爭(zhēng)端中 一個(gè)由特許測(cè)試部門(mén)提供的測(cè)試報(bào)告是十分有分量的 如果沒(méi)有相關(guān)的 或設(shè)備製造商不準(zhǔn)備使用它 符合性只有通過(guò)編輯技術(shù)構(gòu)造文件來(lái)證明 這個(gè)文件描述的裝置 列出保證設(shè)備與指令一致的措施 並包含一個(gè)技術(shù)報(bào)告或權(quán)威部門(mén)的認(rèn)證 在英國(guó) 一個(gè)權(quán)威部門(mén)是 國(guó)家測(cè)量批準(zhǔn)服務(wù) 批準(zhǔn)的 實(shí)驗(yàn)室 任何權(quán)威部門(mén)提供認(rèn)證在歐共體的所有成員國(guó)內(nèi)都是可行的 p15 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 軍用設(shè)備爲(wèi)軍用設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)必須滿(mǎn)足 的要求 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了最大輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射的限制 還規(guī)定了系統(tǒng)對(duì)輻射和傳導(dǎo)干擾的敏感度要求 配套標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定了必要的測(cè)試裝置 商業(yè)公司經(jīng)常將 中的某些部分作爲(wèi)産品內(nèi)部 規(guī)範(fàn) 另一個(gè)關(guān)於 的軍用標(biāo)準(zhǔn)是保密的 計(jì)劃 這是用來(lái)保證保密通信系統(tǒng)安全的 現(xiàn)在可以接收並複現(xiàn)出大多數(shù)電子設(shè)備政黨工作時(shí)所發(fā)射的功率很低的射頻信號(hào) 象對(duì)電子竊聽(tīng)很脆弱的 終端那樣的軍用産品就屬於 的範(fàn)疇 在實(shí)踐中 控制設(shè)備發(fā)射 使無(wú)法解譯攜帶資訊的信號(hào) 由於關(guān)於 的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)十分複雜 關(guān)於資訊技術(shù)設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)在表 中 一些標(biāo)準(zhǔn)的頻率範(fàn)圍在圖 中標(biāo)明 p16 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 表1 9信息技術(shù)設(shè)備 ITE 的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn) p17 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 測(cè)試現(xiàn)有的規(guī)範(fàn)和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)産品輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度的極限值是在 m m或 m處規(guī)定的 爲(wèi)了測(cè)試設(shè)備是否滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn) 需要一塊能提供被測(cè)件與天線(xiàn)之間對(duì)應(yīng)距離的足夠大的場(chǎng)地 測(cè)試場(chǎng)地的背景電磁能量大大低於測(cè)試範(fàn)圍 被測(cè)設(shè)備所處的狀態(tài)必須與實(shí)際使用狀態(tài)相同 介面與適當(dāng)?shù)耐庠O(shè)連接 被測(cè)系統(tǒng)要放在轉(zhuǎn)臺(tái)上 這樣可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)找到最大輻射信號(hào) 轉(zhuǎn)臺(tái)與天線(xiàn)放在同一個(gè)地面上 這樣就可以測(cè)量系統(tǒng)工作時(shí)的輻射了 這種測(cè)試也可以在半無(wú)反射室中進(jìn)行 但一個(gè)合適的測(cè)試室其尺寸和成本都是可觀的 大多數(shù)輻射測(cè)試是在開(kāi)闊場(chǎng)中進(jìn)行 開(kāi)闊場(chǎng)是精心選擇的 其電磁背景很低 周?chē)鷽](méi)有反射物 如建築物 圖 是開(kāi)闊場(chǎng)的示意圖 圖1 4開(kāi)闊測(cè)試 p18 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 爲(wèi)了獲得不同材料的遮罩效能 採(cǎi)用一些其他的測(cè)試方法 遮罩盒是最先開(kāi)發(fā)的方法之一 在密封的遮罩盒內(nèi)放置接收天線(xiàn)的裝置如圖 所示 這個(gè)盒子上有一個(gè)方形的開(kāi)口 將它放置在遮罩室內(nèi)使外界干擾最小 遮罩室內(nèi)有信號(hào)發(fā)生器和發(fā)射天線(xiàn) 被測(cè)材料的樣品牢固地夾在盒子的開(kāi)口上 記錄下發(fā)射天線(xiàn)處的場(chǎng)強(qiáng)和接收天線(xiàn)處的場(chǎng)強(qiáng) 這種材料的遮罩效能就是兩個(gè)值的比值 純銅板可以用來(lái)作爲(wèi)參考值 圖 所示的四個(gè)遮罩室的裝置可以用來(lái)提高測(cè)量精確度 並且拓寬測(cè)量的頻率範(fàn)圍 圖1 5屏蔽盒測(cè)試 圖1 6屏蔽室測(cè)試 p19 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 遮罩的理論方法電磁波理是經(jīng)典的理論 麥克斯威爾 法拉第和其他人在電子學(xué)之前就建立了描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)的基本方程式 然而 對(duì)實(shí)際中的複雜硬體幾乎不能直接應(yīng)用這些方程式 電場(chǎng)和磁場(chǎng)的衰減用從試驗(yàn)中得到的方程式能夠更好的表達(dá) 這些方程式在遮罩的設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用 有許多因素會(huì)影響電磁能量源周?chē)膱?chǎng) 源的種類(lèi)賦予了場(chǎng)一些特徵 如輻射幅度 距離源的距離和電磁波傳輸?shù)拿浇榈奶匦远紩?huì)影響場(chǎng)與遮罩之間的相互作用 在電磁遮罩中 波阻抗Zw是聯(lián)繫這些參數(shù)的有用的概念 波阻抗定義爲(wèi)電場(chǎng)E與磁場(chǎng)H的比值 源上的驅(qū)動(dòng)電壓決定了干擾的特性 例如 環(huán)天線(xiàn)中流動(dòng)的電流與較低的驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)應(yīng) 結(jié)果是在天線(xiàn)附近産生較小的電場(chǎng)和較大的磁場(chǎng) 具有較低的波阻抗 另一方面 四分之一波長(zhǎng)的距離上 所有源的波的阻抗趨近于自由空間的特徵阻抗 377歐姆 這時(shí) 稱(chēng)爲(wèi)平面波 作爲(wèi)參考 1MHz的波長(zhǎng)是300m 按照到源的距離 電磁波可以進(jìn)一步分爲(wèi)兩種 近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng) 兩種場(chǎng)的分界以波長(zhǎng) 除以2 的距離爲(wèi)分界點(diǎn) 2 附近的區(qū)域稱(chēng)爲(wèi)過(guò)渡區(qū) 源與過(guò)渡區(qū)是近場(chǎng) 超過(guò)這點(diǎn)爲(wèi)遠(yuǎn)場(chǎng) 近場(chǎng)波的特性主要由源特性決定 而遠(yuǎn)場(chǎng)波的特性由傳播媒介決定 如果源是大電流 低電壓 則在的近場(chǎng)以磁場(chǎng)波爲(wèi)主 高電壓 小電流的源産生電場(chǎng)爲(wèi)主的波 在設(shè)計(jì)遮罩控制輻射時(shí) 這個(gè)概念十分有用 由於這時(shí)遮罩殼與源之間的距離通常在釐米數(shù)量級(jí) 相對(duì)於遮罩電磁波爲(wèi)近場(chǎng)的情況 在遠(yuǎn)場(chǎng) 電場(chǎng)和磁場(chǎng)都變爲(wèi)平面波 即 波阻抗等於自由空間的特性阻抗 p20 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 知道干擾輻射的近場(chǎng)波阻抗對(duì)於設(shè)計(jì)控制方法是十分有用的 用能將磁通分流的高導(dǎo)磁率鐵磁性材料可以遮罩200KHz以下的低阻抗波 反過(guò)來(lái) 用能將電磁波中電向量短路的高導(dǎo)電性金屬能夠遮罩電場(chǎng)波和平面波 入射波的波阻抗與遮罩體的表面阻抗相差越大 遮罩體反射的能量越多 因此 一塊高導(dǎo)電率的薄銅片對(duì)低阻抗波的作用很小 對(duì)於任何電磁干擾 遮罩作用由三種機(jī)理構(gòu)成 入射波的一部分在遮罩體的前表面反射 另一部分被吸收 還有一部分在後表面反射 如圖1 7所示 圖1 7屏蔽對(duì)電磁干擾的衰減 p21 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 遮罩效能SE等於吸收因數(shù)A加上反射因數(shù)R 加上多次返射修正因數(shù)B 所有因數(shù)都以dB表示 SE A R B表1 10和表1 11給出了不同的遮罩效能 吸收損耗的計(jì)算公式如下 A 1 13t 式中 t 遮罩厚度 cm r 遮罩材料的相對(duì)導(dǎo)磁率 r 遮罩材料的相對(duì)導(dǎo)電率 f 頻率 Hz 由於吸收主要由遮罩厚度産生的 吸收因數(shù)對(duì)所有類(lèi)型的電磁波都一樣 與近場(chǎng)還是遠(yuǎn)場(chǎng)無(wú)關(guān) 以下是計(jì)算平面後反射損耗的公式 等於電場(chǎng)波和磁場(chǎng)波有類(lèi)似的公式 R 168101g rf r dB p22 正大光明公正無(wú)私幫助別人成就自己 EMC電磁屏蔽材料設(shè)計(jì)者指南 表1 10信號(hào)強(qiáng)度的衰減