屏蔽效能分析課件

屏蔽效能分析1A屏蔽效能分析1A目錄2A目錄2A一

屏蔽效能的計(jì)算

屏蔽有兩個(gè)目的:一是限制屏蔽體內(nèi)部的電磁騷擾越出某一區(qū)域;二是防止外來的電磁干擾(騷擾)進(jìn)入屏蔽體內(nèi)的某一區(qū)域。屏蔽體一般有實(shí)芯型、非實(shí)芯型(例如,金屬網(wǎng))和金屬編織帶等幾種類型,后者主要用作電纜的屏蔽。各種屏蔽體的屏蔽效果均用該屏蔽體的屏蔽效能來表示。

屏蔽效能表現(xiàn)了屏蔽體對電磁波的衰減程度。由于屏蔽體通常能將電磁波的強(qiáng)度衰減到原來的百分之一至萬分之一,因此通常用分貝(dB)來表述。一般的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)40dB,軍用設(shè)備的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)60dB,TEMPEST設(shè)備的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)80dB以上。3A一屏蔽效能的計(jì)算屏蔽效能表現(xiàn)了屏蔽體對電磁波的衰減屏蔽前的場強(qiáng)E0,H0屏蔽后的場強(qiáng)Es,Hs

對于屏蔽作用的評價(jià)可以用屏蔽效能來表示:對電場

對磁場

屏蔽效能SE越大，表示屏蔽效果越好。

SE越大，屏蔽效果越？4A屏蔽前的場強(qiáng)E0,H0屏蔽后的場強(qiáng)Es,Hs

另外,還可以用傳輸系數(shù)(或透射系數(shù))TE表示屏蔽效果,TE是指存在屏蔽體時(shí)某處的電場強(qiáng)度ES與不存在屏蔽體時(shí)同一處的電場強(qiáng)度E0之比;或者是指存在屏蔽體時(shí)某處的磁場強(qiáng)度HS與不存在屏蔽體時(shí)同一處的磁場強(qiáng)度H0之比,即:傳輸系數(shù)(或透射系數(shù))與屏蔽效能互為倒數(shù)關(guān)系,即或5A另外,還可以用傳輸系數(shù)(或透射系數(shù))TE表入射波場強(qiáng)距離吸收損耗ARBSE＝R＋A＋BB

完整屏蔽體是指一個(gè)完全封閉的屏蔽結(jié)構(gòu)，電磁場只有穿過屏蔽體壁才能出入該封閉結(jié)構(gòu)。二完整屏蔽體的屏蔽效能AR6A入射波場強(qiáng)距離吸收損耗ARBSE＝R＋A＋BB1．電磁波的反射損耗電磁波傳播到不同介質(zhì)分界面發(fā)生反射與透射Z:特性阻抗7A1．電磁波的反射損耗電磁波傳播到不同介質(zhì)分界面發(fā)生反射與透射電磁波穿過屏蔽體時(shí)的反射與透射：一般Zl>>Z2

反射損耗Z1為干擾場的特性阻抗,即自由空間波阻抗8A電磁波穿過屏蔽體時(shí)的反射與透射：一般Zl>>Z2反射①在遠(yuǎn)場（）平面波的情況下

Z1=120π=377(Ω)

②在低阻抗磁場源的近場（）Z1=

③在高阻抗電場源的近場（）Z1=

9A①在遠(yuǎn)場（）平面波的情況下2．電磁波的吸收損耗

電磁波到達(dá)屏蔽體的穿出面時(shí)電場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度屏蔽體的吸收損耗f越大，吸收損耗越？

從上式可以看出,在頻率f較高時(shí),吸收損耗是相當(dāng)大的，表2-1給出幾種常用金屬材料在吸收損耗分別為A=8.68dB、20dB、40dB時(shí)所需的屏蔽平板厚度t。

10A2．電磁波的吸收損耗電磁波到達(dá)屏蔽體的穿出面時(shí)電場強(qiáng)度磁表2-1

幾種金屬的電導(dǎo)率σ、磁導(dǎo)率μ及所需屏蔽厚度t

11A表2-1幾種金屬的電導(dǎo)率σ、磁導(dǎo)率μ及所需屏蔽厚度t12A12A

由表2-1可以看出:

①當(dāng)f≥1MHz時(shí),用0.5mm厚的任何一種金屬板制成的屏蔽體,能將場強(qiáng)減弱為原場強(qiáng)的1/100左右。因此,在選擇材料與厚度時(shí),應(yīng)著重考慮材料的機(jī)械強(qiáng)度、剛度、工藝性及防潮、防腐等因素。②當(dāng)f≥10MHz時(shí),用0.1mm厚的銅皮制成的屏蔽體能將場強(qiáng)減弱為原場強(qiáng)的1/100

甚至更低。因此,這時(shí)的屏蔽體可用表面貼有銅箔的絕緣材料制成。·③當(dāng)f≥100MHz時(shí),可在塑料殼體上鍍或噴以銅層或銀層制成屏蔽體。13A由表2-1可以看出:13A

表2-2列出了常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率。根據(jù)要求的吸收衰減量可求出屏蔽體的厚度,由式得：

表2-2

常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率14A表2-2列出了常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率。多次反射損耗3．電磁波的多次反射損耗電磁波穿出屏蔽體時(shí)，在穿出面發(fā)生反射，該反射波返回進(jìn)入面時(shí)再次被反射，如此反復(fù)，直到其能量被吸收至可以忽略為止。15A多次反射損耗3．電磁波的多次反射損耗電磁波穿出屏蔽體時(shí)，在穿

屏蔽體上總會有門、蓋、儀表、開關(guān)等各種孔縫隙，以及連線穿透，這些都不同程度地破壞了屏蔽的完整性。三

屏蔽體不完整對屏蔽效果的影響16A屏蔽體上總會有門、蓋、儀表、開關(guān)等各種孔縫隙，以及連線穿1．縫隙的影響

影響因素：開孔的最大線性尺寸（并非面積）、波阻抗、電磁波的頻率等。當(dāng)趨膚深度δ>0.3g時(shí)實(shí)際的縫隙泄漏不僅與縫寬、板厚有關(guān)，而且與其直線尺寸、縫隙數(shù)量、頻率等都有關(guān)。

應(yīng)當(dāng)盡量減少屏蔽體上縫隙的存在，并且縫隙的長度盡量控制在電磁波波長的1/20以下。為減少泄露，縫隙應(yīng)？17A1．縫隙的影響影響因素：開孔的最大線性尺寸（并非面積）、2．開孔的影響圓孔或方孔的泄漏磁場強(qiáng)度

為安裝開關(guān)、按鈕、電位器等，往往需要在屏蔽面板上開設(shè)圓形、方形或矩形的孔洞。3．波導(dǎo)結(jié)構(gòu)孔洞的影響截止頻率

屏蔽效能

孔面積屏蔽板面積內(nèi)直徑內(nèi)長邊18A2．開孔的影響圓孔或方孔的泄漏磁場強(qiáng)度為安裝開關(guān)、按鈕4．金屬絲網(wǎng)的影響

應(yīng)用于需要自然通風(fēng)或向內(nèi)窺視的屏蔽體。截止頻率

屏蔽效能

一般，在1~100MHz內(nèi)，金屬屏蔽網(wǎng)SE=60~100dB，玻璃夾層金屬屏蔽網(wǎng)SE=50~90dB。

用金屬絲網(wǎng)作窺視窗時(shí)其透明度較差。網(wǎng)眼寬度19A4．金屬絲網(wǎng)的影響應(yīng)用于需要自然通風(fēng)或向內(nèi)窺視的屏蔽體。5．薄膜及導(dǎo)電玻璃的影響

在玻璃或有機(jī)介質(zhì)薄膜上真空蒸發(fā)或噴涂一層導(dǎo)電薄膜作為電磁屏蔽體，可用來代替玻璃夾層的金屬絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

屏蔽線和屏蔽電纜是電子設(shè)備中用于連接兩個(gè)屏蔽體時(shí)最常用的導(dǎo)線。為保證柔軟、易于彎曲，其外層屏蔽體常用多股金屬絲編織而成。

透光性好，對電磁場中電場分量的屏蔽有效，而對磁場分量的屏蔽則比較微弱。6．屏蔽電纜的影響

屏蔽效能與編織屏蔽體的材料、密度等直接相關(guān)，一般單層編織屏蔽的屏蔽效能大約在50~60dB之間，雙層編織屏蔽則可達(dá)80~90dB。20A5．薄膜及導(dǎo)電玻璃的影響在玻璃或有機(jī)介質(zhì)薄膜上真空蒸發(fā)謝謝！21A謝謝！21A屏蔽效能分析22A屏蔽效能分析1A目錄23A目錄2A一

屏蔽效能的計(jì)算

屏蔽有兩個(gè)目的:一是限制屏蔽體內(nèi)部的電磁騷擾越出某一區(qū)域;二是防止外來的電磁干擾(騷擾)進(jìn)入屏蔽體內(nèi)的某一區(qū)域。屏蔽體一般有實(shí)芯型、非實(shí)芯型(例如,金屬網(wǎng))和金屬編織帶等幾種類型,后者主要用作電纜的屏蔽。各種屏蔽體的屏蔽效果均用該屏蔽體的屏蔽效能來表示。

屏蔽效能表現(xiàn)了屏蔽體對電磁波的衰減程度。由于屏蔽體通常能將電磁波的強(qiáng)度衰減到原來的百分之一至萬分之一,因此通常用分貝(dB)來表述。一般的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)40dB,軍用設(shè)備的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)60dB,TEMPEST設(shè)備的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)80dB以上。24A一屏蔽效能的計(jì)算屏蔽效能表現(xiàn)了屏蔽體對電磁波的衰減屏蔽前的場強(qiáng)E0,H0屏蔽后的場強(qiáng)Es,Hs

對于屏蔽作用的評價(jià)可以用屏蔽效能來表示:對電場

對磁場

屏蔽效能SE越大，表示屏蔽效果越好。

SE越大，屏蔽效果越？25A屏蔽前的場強(qiáng)E0,H0屏蔽后的場強(qiáng)Es,Hs

另外,還可以用傳輸系數(shù)(或透射系數(shù))TE表示屏蔽效果,TE是指存在屏蔽體時(shí)某處的電場強(qiáng)度ES與不存在屏蔽體時(shí)同一處的電場強(qiáng)度E0之比;或者是指存在屏蔽體時(shí)某處的磁場強(qiáng)度HS與不存在屏蔽體時(shí)同一處的磁場強(qiáng)度H0之比,即:傳輸系數(shù)(或透射系數(shù))與屏蔽效能互為倒數(shù)關(guān)系,即或26A另外,還可以用傳輸系數(shù)(或透射系數(shù))TE表入射波場強(qiáng)距離吸收損耗ARBSE＝R＋A＋BB

完整屏蔽體是指一個(gè)完全封閉的屏蔽結(jié)構(gòu)，電磁場只有穿過屏蔽體壁才能出入該封閉結(jié)構(gòu)。二完整屏蔽體的屏蔽效能AR27A入射波場強(qiáng)距離吸收損耗ARBSE＝R＋A＋BB1．電磁波的反射損耗電磁波傳播到不同介質(zhì)分界面發(fā)生反射與透射Z:特性阻抗28A1．電磁波的反射損耗電磁波傳播到不同介質(zhì)分界面發(fā)生反射與透射電磁波穿過屏蔽體時(shí)的反射與透射：一般Zl>>Z2

反射損耗Z1為干擾場的特性阻抗,即自由空間波阻抗29A電磁波穿過屏蔽體時(shí)的反射與透射：一般Zl>>Z2反射①在遠(yuǎn)場（）平面波的情況下

Z1=120π=377(Ω)

②在低阻抗磁場源的近場（）Z1=

③在高阻抗電場源的近場（）Z1=

30A①在遠(yuǎn)場（）平面波的情況下2．電磁波的吸收損耗

電磁波到達(dá)屏蔽體的穿出面時(shí)電場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度屏蔽體的吸收損耗f越大，吸收損耗越？

從上式可以看出,在頻率f較高時(shí),吸收損耗是相當(dāng)大的，表2-1給出幾種常用金屬材料在吸收損耗分別為A=8.68dB、20dB、40dB時(shí)所需的屏蔽平板厚度t。

31A2．電磁波的吸收損耗電磁波到達(dá)屏蔽體的穿出面時(shí)電場強(qiáng)度磁表2-1

幾種金屬的電導(dǎo)率σ、磁導(dǎo)率μ及所需屏蔽厚度t

32A表2-1幾種金屬的電導(dǎo)率σ、磁導(dǎo)率μ及所需屏蔽厚度t33A12A

由表2-1可以看出:

①當(dāng)f≥1MHz時(shí),用0.5mm厚的任何一種金屬板制成的屏蔽體,能將場強(qiáng)減弱為原場強(qiáng)的1/100左右。因此,在選擇材料與厚度時(shí),應(yīng)著重考慮材料的機(jī)械強(qiáng)度、剛度、工藝性及防潮、防腐等因素。②當(dāng)f≥10MHz時(shí),用0.1mm厚的銅皮制成的屏蔽體能將場強(qiáng)減弱為原場強(qiáng)的1/100

甚至更低。因此,這時(shí)的屏蔽體可用表面貼有銅箔的絕緣材料制成?！あ郛?dāng)f≥100MHz時(shí),可在塑料殼體上鍍或噴以銅層或銀層制成屏蔽體。34A由表2-1可以看出:13A

表2-2列出了常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率。根據(jù)要求的吸收衰減量可求出屏蔽體的厚度,由式得：

表2-2

常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率35A表2-2列出了常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率。多次反射損耗3．電磁波的多次反射損耗電磁波穿出屏蔽體時(shí)，在穿出面發(fā)生反射，該反射波返回進(jìn)入面時(shí)再次被反射，如此反復(fù)，直到其能量被吸收至可以忽略為止。36A多次反射損耗3．電磁波的多次反射損耗電磁波穿出屏蔽體時(shí)，在穿

屏蔽體上總會有門、蓋、儀表、開關(guān)等各種孔縫隙，以及連線穿透，這些都不同程度地破壞了屏蔽的完整性。三

屏蔽體不完整對屏蔽效果的影響37A屏蔽體上總會有門、蓋、儀表、開關(guān)等各種孔縫隙，以及連線穿1．縫隙的影響

影響因素：開孔的最大線性尺寸（并非面積）、波阻抗、電磁波的頻率等。當(dāng)趨膚深度δ>0.3g時(shí)實(shí)際的縫隙泄漏不僅與縫寬、板厚有關(guān)，而且與其直線尺寸、縫隙數(shù)量、頻率等都有關(guān)。

應(yīng)當(dāng)盡量減少屏蔽體上縫隙的存在，并且縫隙的長度盡量控制在電磁波波長的1/20以下。為減少泄露，縫隙應(yīng)？38A1．縫隙的影響影響因素：開孔的最大線性尺寸（并非面積）、2．