電磁兼容技術(shù)-屏蔽-第四講

第四講-----電磁屏蔽4.1電磁屏蔽基本概念抑制以場(chǎng)的形式造成干擾的有效方法是電磁屏蔽。所謂電磁屏蔽就是以某種材料〔導(dǎo)電或?qū)Т挪牧?制成的屏蔽殼體(實(shí)體的或非實(shí)體的)將需要屏蔽的區(qū)域封閉起來(lái)，形成電磁隔離，即其內(nèi)的電磁場(chǎng)不能越出這一區(qū)域，而外來(lái)的輻射電磁場(chǎng)不能進(jìn)人這一區(qū)域(或者進(jìn)出該區(qū)域的電磁能量將受到很大的衰減)。電磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽體對(duì)電磁能流的反射、吸收和引導(dǎo)作用。4.2電磁屏蔽分類(lèi)

電磁屏蔽是解決電磁兼容問(wèn)題的重要手段之一。大部分電磁兼容問(wèn)題都可以通過(guò)電磁屏蔽來(lái)解決。用電磁屏蔽的方法來(lái)解決電磁干擾問(wèn)題的最大好處是不會(huì)影響電路的正常工作，因此不需要對(duì)電路做任何修改。

屏蔽體的有效性用屏蔽效能來(lái)度量。屏蔽效能是沒(méi)有屏蔽時(shí)空間某個(gè)位置的場(chǎng)強(qiáng)與有屏蔽時(shí)該位置的場(chǎng)強(qiáng)的比值，它表征了屏蔽體對(duì)電磁波的衰減程度。如果屏蔽效能計(jì)算中使用的磁場(chǎng)，則稱(chēng)為磁場(chǎng)屏蔽效能，如果計(jì)算中用的是電場(chǎng)，則稱(chēng)為電場(chǎng)屏蔽效能。4.3電磁屏蔽效能

一般民用產(chǎn)品機(jī)箱的屏蔽效能在40dB以下，軍用設(shè)備機(jī)箱的屏蔽效能一般要達(dá)到60B，TEMPEST設(shè)備的屏蔽機(jī)箱的屏蔽效要達(dá)到80dB以上。屏蔽室或屏蔽艙等往往要達(dá)到100dB。100dB以上的屏蔽體是很難制造的，成本也很高。4.3.1電磁屏蔽效能屏蔽前的場(chǎng)強(qiáng)E1屏蔽后的場(chǎng)強(qiáng)E2對(duì)電磁波產(chǎn)生衰減的作用就是電磁屏蔽,電磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:SE=20lg(E1/E2

)dB實(shí)心材料屏蔽效能的計(jì)算入射波場(chǎng)強(qiáng)距離吸收損耗AR1R2SE＝R1＋R2＋A＋B＝R＋A＋BB

電磁波在穿過(guò)屏蔽體時(shí)發(fā)生衰減是因?yàn)槟芰坑辛藫p耗，這種損耗可以分為兩部分：反射損耗和吸收損耗。反射損耗：當(dāng)電磁波入射到不同媒質(zhì)的分界面時(shí)，就會(huì)發(fā)生反射，使穿過(guò)界面的電磁能量減弱。由于反射現(xiàn)象而造成的電磁能量損失稱(chēng)為反射損耗。當(dāng)電磁波穿過(guò)一層屏蔽體時(shí)要經(jīng)過(guò)兩個(gè)界面，因此要發(fā)生兩次反射。因此，電磁波穿過(guò)屏蔽體時(shí)的反射損耗等于兩個(gè)界面上的反射損耗的總和。對(duì)于電場(chǎng)波而言：第一個(gè)界面的反射損耗較大，第二個(gè)界面的反射損耗較小。對(duì)于磁場(chǎng)波而言，情況正好相反，第一個(gè)界面的反射損耗較小，第二個(gè)界面的反射損耗較大。吸收損耗：電磁波在屏蔽材料中傳播時(shí)，會(huì)有一部分能量轉(zhuǎn)換成熱量，導(dǎo)致電磁能量損失，損失的這部分能量稱(chēng)為屏蔽材料的吸收損耗。多次反射修正因子：電磁波在屏蔽體的第二個(gè)界面（穿出屏蔽體的界面）發(fā)生反射后，會(huì)再次傳輸?shù)降谝粋€(gè)界面，在第一個(gè)界面發(fā)射再次反射，而再次到達(dá)第二個(gè)界面，在這個(gè)截面會(huì)有一部分能量穿透界面，泄漏到空間。這部分是額外泄漏的，應(yīng)該考慮進(jìn)屏蔽效能的計(jì)算。這就是多次反射修正因子。源的位置對(duì)屏蔽效能計(jì)算的影響：如果輻射源在屏蔽機(jī)箱的外部（例如，屏蔽是為了機(jī)箱內(nèi)的電路免受外界干擾的影響），則反射損耗和吸收損耗都對(duì)屏蔽效能有貢獻(xiàn)。如果輻射源在屏蔽機(jī)箱內(nèi)部（例如，屏蔽是為了抑制機(jī)箱內(nèi)的電路輻射），則主要是吸收損耗對(duì)屏蔽效能有貢獻(xiàn)，因?yàn)榉瓷涞哪芰靠偸窃跈C(jī)箱內(nèi)。吸收損耗的計(jì)算當(dāng)電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí),按照指數(shù)規(guī)律衰減：E1=E0e-h/

h入射電磁波E00.37E0

剩余電磁波E1介質(zhì)厚度趨膚深度吸收損耗的計(jì)算

A＝20lg(E0/E1)=20lg(eh/

)dB

A＝8.69(h/)dBA=3.34h

f

r

rdB=0.066/(f

r

r)1/2電磁波衰減為原始強(qiáng)度的1/e時(shí)所傳播的距離為趨膚深度。趨膚深度定義：則吸收損耗A為:其中，f=

入射電磁波的頻率（MHz），

r=

相對(duì)磁導(dǎo)率，

r=相對(duì)電導(dǎo)率反射損耗的計(jì)算

R＝20lgZW4ZsZS=3.6810-7

f

r/r電磁波的波阻抗Zw遠(yuǎn)場(chǎng)：377

近場(chǎng)：取決于源的阻抗同一種材料的阻抗隨頻率變屏蔽材料的特征阻抗Zs屏蔽材料的特征阻抗Zs：反射損耗R：反射損耗與電磁波的波阻抗Zw和屏蔽材料的特征阻抗Zs有關(guān)。一般表達(dá)式為：

R=lg(Zw/4Zs)dB從式中可以看出，對(duì)于特定的屏蔽材料（Zs一定），被屏蔽的電磁波的波阻抗越高，則反射損耗越大；對(duì)于確定的電磁波（Zw一定），屏蔽材料的阻抗越低，則反射損耗越大。在遠(yuǎn)場(chǎng)：電磁波的波阻抗為377

。在近場(chǎng)：電場(chǎng)波和磁場(chǎng)波的波阻抗是不同的，因此做近場(chǎng)屏蔽時(shí)，要分別考慮電場(chǎng)波和磁場(chǎng)波的情況。由于電場(chǎng)波的波阻抗較高，因此反射損耗較大。磁場(chǎng)波的波阻抗較低，往往反射損耗較小。電場(chǎng)波：屏蔽體距離輻射源越近，反射損耗越大。磁場(chǎng)波：屏蔽體距離輻射源越遠(yuǎn)，反射損耗越大。不同電磁波的反射損耗遠(yuǎn)場(chǎng):R＝20lg3774ZsZs=屏蔽體阻抗，D=屏蔽體到源的距離（m）f=電磁波的頻率（MHz）4500DfZs電場(chǎng):R＝20lg2DfZs磁場(chǎng):R＝20lgdB4.3.2影響反射損耗的因素1500.1k1k10k100k1M10M100M平面波3

108/2rfR(dB)r=30m

電場(chǎng)r=1m靠近輻射源r=30m磁場(chǎng)r=1m靠近輻射源反射損耗最大的特點(diǎn)是與電磁波的波阻抗有關(guān)。對(duì)于特定的屏蔽材料，波阻抗越高，反射損耗越大。對(duì)于銅屏蔽材料（其它材料的趨勢(shì)也大致相同），根據(jù)電場(chǎng)源和磁場(chǎng)源的波阻抗變化規(guī)律，可以繪出上圖。電磁波類(lèi)型的影響：電場(chǎng)波的波阻抗較高，因此具有較大的反射損耗。而磁場(chǎng)波的反射損耗較小。但當(dāng)頻率升高時(shí)，電場(chǎng)波和磁場(chǎng)波的反射損耗趨向于一致，最終匯合在平面波的反射損耗數(shù)值上。距離的影響：距離電場(chǎng)源越近，則反射損耗越大。這是因?yàn)榫嚯x電場(chǎng)源越近，電磁波的波阻抗越高。對(duì)于磁場(chǎng)源，則正好相反。因此要獲得盡量高的屏蔽效能，如果是電場(chǎng)源，則屏蔽體應(yīng)盡量靠近輻射源，如果是磁場(chǎng)，則應(yīng)盡量遠(yuǎn)離輻射源。頻率的影響：頻率對(duì)反射損耗的影響是從兩個(gè)方面發(fā)生，一個(gè)是頻率升高時(shí)，電磁波的波阻抗發(fā)生變化，電場(chǎng)波的波阻抗變低，磁場(chǎng)波的波阻抗變高。另一個(gè)影響因素是頻率升高時(shí)，屏蔽材料的阻抗發(fā)生變化（變大）。綜合這兩個(gè)方面的影響，就得出圖示的反射損耗特性。對(duì)于平面波，由于波阻抗一定（377

），因此隨著頻率升高，反射損耗降低。注意：屏蔽材料的反射損耗并不是將電磁能量損耗掉，而是將其反射到空間，傳播到其它地方。因此，反射損耗很大并不一定是好事情，反射的電磁波有可能對(duì)其它電路造成影響。特別是當(dāng)輻射源在屏蔽機(jī)箱內(nèi)時(shí)，反射波在機(jī)箱內(nèi)可能會(huì)由于機(jī)箱的諧振得到增強(qiáng)，對(duì)電路造成干擾。綜合屏蔽效能(0.5mm鋁板)平面波高頻時(shí)電磁波種類(lèi)的影響很小電場(chǎng)波r=0.5m15025000.1k1k10k100k1M10M磁場(chǎng)波r=0.5m屏蔽效能（dB）頻率總的屏蔽效能等于吸收損耗與反射損耗之和。低頻：由于趨膚深度很大，吸收損耗很小，屏蔽效能主要決于反射損耗。而反射損耗與電磁波的波阻抗關(guān)系很大，因此，低頻時(shí)不同的電磁波的屏蔽效能相差很大。電場(chǎng)波的屏蔽效能遠(yuǎn)高于磁場(chǎng)波。高頻：隨著頻率升高，電場(chǎng)波的反射損耗降低，磁場(chǎng)波的反射損耗增加（見(jiàn)前頁(yè)圖），另一方面由于趨膚深度減小，吸收損耗增加，當(dāng)頻率高到一定程度時(shí)，吸收損耗已經(jīng)很大，屏蔽效能主要由吸收損耗決定。由于屏蔽的吸收損耗與電磁波的種類(lèi)（波阻抗）無(wú)關(guān)，在高頻時(shí)，不同種類(lèi)的電磁波的屏蔽效能幾乎相同。電場(chǎng)波種類(lèi)與屏蔽效能：從圖中可以看出，屏蔽的難度按電場(chǎng)波、平面波、磁場(chǎng)波的順序依次增加。電場(chǎng)波是最容易屏蔽的，而磁場(chǎng)波是最難屏蔽的。特別是頻率較低的磁場(chǎng)波，很難屏蔽。了解這一點(diǎn)很重要，因?yàn)樵谶x購(gòu)屏蔽材料時(shí)，要參考廠家提供的屏蔽數(shù)據(jù)，一定要搞清楚數(shù)據(jù)是在什么條件下獲得的。導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電涂覆層等對(duì)磁場(chǎng)往往屏蔽效能很低，廠家給出的屏蔽數(shù)據(jù)一般是電場(chǎng)波或平面波的。多次反射修正因子的計(jì)算電磁波在屏蔽體內(nèi)多次反射，會(huì)引起附加的電磁泄漏，因此要對(duì)前面的計(jì)算進(jìn)行修正。B=20lg(1-e-2t/

)說(shuō)明：

B為負(fù)值，其作用是減小屏蔽效能當(dāng)趨膚深度與屏蔽體的厚度相當(dāng)時(shí)，可以忽略對(duì)于電場(chǎng)波，可以忽略多次反射修正因子的含義：電磁波每當(dāng)入射到不同介質(zhì)的界面時(shí)，都會(huì)發(fā)生反射。因此屏蔽材料內(nèi)的電磁波會(huì)在金屬的兩個(gè)表面上多次反射。而每次到達(dá)界面時(shí)，都會(huì)泄漏出一部分能量。這就造成了額外的泄漏。為了在屏蔽效能計(jì)算公式中體現(xiàn)這一點(diǎn)，引入多次反射修正因子。說(shuō)明一：對(duì)于電場(chǎng)波，由于大部分能量在金屬與空氣的第一個(gè)界面反射，進(jìn)入金屬的能量已經(jīng)很小，造成多次反射泄漏時(shí)，電磁波在屏蔽材料內(nèi)已經(jīng)傳輸了三個(gè)厚度的距離，其幅度往往已經(jīng)小可以忽略的程度。說(shuō)明二：對(duì)于磁場(chǎng)波，在第一個(gè)界面上，進(jìn)入屏蔽材料的磁場(chǎng)強(qiáng)度是入射磁場(chǎng)強(qiáng)度的2倍，因此多次反射造成的影響是必須考慮的。說(shuō)明三：當(dāng)屏蔽材料的厚度較厚時(shí)，形成多次反射泄漏之前，電磁波在屏蔽材料內(nèi)傳輸三個(gè)厚度的距離，衰減已經(jīng)相當(dāng)大，多次反射泄漏也可以忽略。

一大功率線圈的工作頻率為20KHz，在離該線圈0.5m處置一鋁板以屏蔽線圈對(duì)某每感設(shè)備的影響，設(shè)鋁板厚度為0.5mm；試計(jì)算鋁板的屏蔽效能。4.4電磁屏蔽設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)過(guò)程：先判斷屏蔽體處于哪個(gè)場(chǎng)區(qū)

可見(jiàn)，則屏蔽板處于近場(chǎng)區(qū)。故反射損耗為：干擾源是大功率線圈，干擾場(chǎng)以磁場(chǎng)為主。查表可知：鋁的，

吸收損耗為

:此時(shí)A<10dB，應(yīng)考慮多次反射修正因子，為此先計(jì)算出鋁板的特性阻抗zm和近場(chǎng)區(qū)以磁場(chǎng)為主的自由空間波阻抗zwm.故多次反射修正因子為：則該金屬屏蔽板總的屏蔽效能為：電磁屏蔽分類(lèi)4.5屏蔽材料1導(dǎo)磁材料根據(jù)磁屏蔽理論，磁屏蔽是利用由高導(dǎo)磁材料制成的磁屏蔽體，提供低磁阻的磁通路使得大部分磁通在磁屏蔽體上的分流，來(lái)達(dá)到屏蔽的目的。因而磁導(dǎo)率成為選擇磁屏蔽材料的主要依據(jù)。屏蔽材料磁導(dǎo)率磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度真空磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率屏蔽材料抗磁性物質(zhì)順磁性物質(zhì)鐵磁性物質(zhì)鉍、銅、鋅、銀等鋁、鋇、鈣、鎂等鐵、坡莫合金等屏蔽材料鐵磁材料的導(dǎo)磁性特點(diǎn)：相對(duì)磁導(dǎo)率和H的非線性關(guān)系相對(duì)磁導(dǎo)率和H關(guān)系屏蔽材料鐵磁性材料隨頻率升高，相對(duì)磁導(dǎo)率降低（？）磁屏蔽材料的效能還與外加磁場(chǎng)H的強(qiáng)弱有關(guān)。如圖所示：靜磁導(dǎo)率

=B/

H，在場(chǎng)強(qiáng)適中的部分，磁導(dǎo)率最高，這時(shí)屏蔽效能最高。在場(chǎng)強(qiáng)大或小時(shí)，磁導(dǎo)率都較低。大場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，磁導(dǎo)率降低是由于飽和，這與材料的種類(lèi)和厚度有關(guān)。當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)飽和點(diǎn)時(shí)，磁導(dǎo)率迅速下降。一般磁導(dǎo)率越高的材料，越容易飽和。大多數(shù)手冊(cè)上給出的磁導(dǎo)率是最大磁導(dǎo)率，這很容易引起誤解。材料的磁導(dǎo)率越高，也越容易飽和。屏蔽材料屏蔽材料

鐵磁性材料尤其是高磁導(dǎo)率材料，對(duì)機(jī)械應(yīng)力較為敏感，因?yàn)檫@類(lèi)材料在加工時(shí)，受到機(jī)械力的作用，使磁疇的排列方向混亂，導(dǎo)致磁導(dǎo)率大為降低。例如坡莫合金，經(jīng)機(jī)械加工后未經(jīng)退火處理的磁導(dǎo)率僅為退火后磁導(dǎo)率的5%左右。因此磁屏蔽體在經(jīng)機(jī)械加工后，必須進(jìn)行退火處理，使磁疇排列方向一致，以提高材料的磁導(dǎo)率，其退火工序安排在屏蔽罩的機(jī)械加工全部完成之后進(jìn)行。屏蔽材料2導(dǎo)電材料根據(jù)屏蔽理論，電屏蔽和電磁屏蔽是利用由導(dǎo)電材料制成的屏蔽體并結(jié)合接地，來(lái)切斷干擾源與感受器之間的藕合通道，以達(dá)到屏蔽的目的，因而電導(dǎo)率成為選擇屏蔽材料的主要依據(jù)。由于電導(dǎo)率是一常數(shù)，不隨場(chǎng)強(qiáng)及頻率的變化而變化，因此電屏蔽和電磁屏蔽設(shè)計(jì)較磁屏蔽要簡(jiǎn)單得多，只需根據(jù)應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)成本，選擇盡可能好的導(dǎo)電材料即可。4.6低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）低頻磁場(chǎng)低頻磁場(chǎng)吸收損耗小反射損耗小高導(dǎo)磁材料高導(dǎo)電材料高導(dǎo)電材料如前所述：低頻磁場(chǎng)是最難屏蔽的一種電磁波。這是由于其自身特性所決定的，首先，“低頻”意味著趨膚深度很深，這決定了吸收損耗很??；“磁場(chǎng)”意味著波的波阻抗很低，這決定了反射損耗也很小。由于屏蔽材料的屏蔽效能是由吸收損耗和反射損耗兩部分構(gòu)成的，當(dāng)這兩部分都很小時(shí)，總的屏蔽效能也很低。另外，對(duì)于磁場(chǎng)，多次反射造成的泄漏也是不能忽略的。低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）改善低頻磁場(chǎng)屏蔽效能的方法：使用導(dǎo)磁率較高的材料，以增加吸收損耗。但是，導(dǎo)磁率高的材料通常導(dǎo)電性不是很好，這會(huì)降低反射損耗。對(duì)于磁場(chǎng)而言，反射損耗已經(jīng)很小，主要是靠吸收損耗，吸收損耗的增加往往比反射損耗的減小幅度大，因此還是能夠改善屏蔽效能的。但需要注意的是，對(duì)于電場(chǎng)，由于反射損耗是主要的，當(dāng)將屏蔽材料換成導(dǎo)磁率高的材料是，損失的反射損耗要大于獲得的吸收損耗，使屏蔽效能降低。低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）改進(jìn)的方法：為了能同時(shí)對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)有效的屏蔽，希望既能增加吸收損耗，又不損失反射損耗，可以在高導(dǎo)磁率材料的表面增加一層高導(dǎo)電率材料，增加電場(chǎng)波在屏蔽材料與空氣界面上的反射損耗。其它：從吸收損耗的計(jì)算公式中可以看出，增加屏蔽材料的厚度同樣可以增加吸收損耗，但這受到重量和體積的限制；另外，增加屏蔽材料與輻射源之間的距離可以增加反射損耗，但這也受到空間的限制。低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）高導(dǎo)磁率材料的磁旁路效果H0H1R0RsR0H0RsH1SE=1+R0/RS低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）

對(duì)于頻率極低（如直流或50Hz）的磁場(chǎng)，用高導(dǎo)磁率材料做屏蔽時(shí)，除了吸收損耗以外，其磁旁路作用也是十分重要的：高導(dǎo)磁率材料構(gòu)成的屏蔽體為磁場(chǎng)提供了一條低磁阻的通路，使磁場(chǎng)繞過(guò)敏感器件。旁路作用的計(jì)算：用電路模型來(lái)等效磁路：畫(huà)一個(gè)并聯(lián)電路圖，圖中并聯(lián)的兩個(gè)電阻分別代表屏蔽材料的磁阻和屏蔽體中空氣的磁阻。用計(jì)算并聯(lián)電路的方法可以如下關(guān)系式：

H1=H0RS/（RS+R0）式中：H1=屏蔽體中心處的磁場(chǎng)強(qiáng)度，H0=屏蔽體外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度，

RS=屏蔽體的磁阻，R0=空氣的磁阻

低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）根據(jù)屏蔽效能的定義：

屏蔽效能=H0/H1=（RS+R0）/RS=1+R0/RS

磁阻的計(jì)算：

R=L/（

S）式中：L=屏蔽體中磁路的長(zhǎng)度，

S=屏蔽體中穿過(guò)磁力線的截面面積，

=

0

r

。結(jié)論：

屏蔽體的磁阻越小，屏蔽效能越高。為了減小屏蔽體的磁阻，應(yīng)該：使屏蔽體盡量小，這樣可以使磁路盡量短，從而達(dá)到減小磁阻的目的.增加磁路的截面積使用導(dǎo)磁率盡量高的材料.低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）低頻磁場(chǎng)屏蔽圖低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）使用鐵磁材料作屏蔽體時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題:1）所用鐵磁材料的磁導(dǎo)率產(chǎn)越高，屏蔽罩越厚，則磁阻越小，磁屏蔽效果越好。為了獲得更好的磁屏蔽效果，需要選用高磁導(dǎo)率材料，并要使屏蔽罩有足夠的厚度，有時(shí)需用多層屏蔽。所以，效果良好的鐵磁屏蔽往往是既昂貴又笨重。低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）(2)用鐵磁材料做的屏蔽罩，在垂直磁力線方向不應(yīng)開(kāi)口或有縫隙。因?yàn)槿艨p隙垂直于磁力線，則會(huì)切斷磁力線，使磁阻增大，屏蔽效果變差。

(3)鐵磁材料的屏蔽不能用于高頻磁場(chǎng)屏蔽。因?yàn)楦哳l時(shí)鐵磁材料中的磁性損耗(包括磁滯損耗和渦流損耗)很大，導(dǎo)磁率明顯下降。低頻磁場(chǎng)屏蔽（100KHz以下）4.7高頻磁場(chǎng)屏蔽高頻磁場(chǎng)的屏蔽是利用高電導(dǎo)率材料產(chǎn)生的渦流的反向磁場(chǎng)來(lái)抵消干擾磁場(chǎng)而實(shí)現(xiàn)的。可用鈹銅復(fù)合材料、銀、或鋁等材料，而這些材料對(duì)低頻磁場(chǎng)沒(méi)有任何屏蔽作用。高頻磁場(chǎng)屏蔽渦流效應(yīng)圖法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于穿過(guò)該回路的磁通量的時(shí)變率。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引起感應(yīng)電流，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通要阻止原來(lái)磁通的變化，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通方向與原來(lái)磁通的變化方向相反。反向磁場(chǎng)將抵消穿過(guò)金屬板的原磁場(chǎng)。高頻磁場(chǎng)屏蔽高頻磁場(chǎng)屏蔽圖高頻磁場(chǎng)屏蔽等效電路圖殼體等效為線圈高頻磁場(chǎng)屏蔽則殼體等效線圈渦流為：在高頻時(shí)，k是線圈與屏蔽盒之間的藕含系數(shù)，n為線圈匝數(shù)。高頻磁場(chǎng)屏蔽高頻磁場(chǎng)屏蔽特點(diǎn)：

1）感應(yīng)渦流產(chǎn)生的反磁場(chǎng)任何時(shí)候都不可能比感應(yīng)出這個(gè)渦流的那個(gè)原磁場(chǎng)還大，所以渦流隨頻率增大到一定程度后，頻率繼續(xù)升高渦流就不會(huì)再增大了。2）屏蔽體電阻越小，則產(chǎn)生的感應(yīng)渦流越大，面且屏蔽體自身的損耗也越小。所以，高頻磁屏蔽材料需用良導(dǎo)體，常用鋁、銅及銅鍍銀等。3)由于高額電流的集膚效應(yīng)，渦流僅在屏蔽盒的表面薄層流過(guò)，所以，高頻屏蔽盒無(wú)須做得很厚。這與采用鐵磁材料作低頻磁場(chǎng)屏蔽體時(shí)不同。對(duì)于常用銅、鋁材料的屏蔽盒，當(dāng)頻率了>1MHz時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)及工藝上所要求的屏蔽盒厚度，總比能獲得可靠的高頻磁屏蔽時(shí)所需要的厚度大得多，因此，高頻屏蔽一般無(wú)須從屏蔽效能考慮屏蔽盒的厚度。實(shí)際中，一般取屏蔽盒的厚度為0.2-0.8mm。高頻磁場(chǎng)屏蔽4)屏蔽盒在垂直于渦流的方向上不應(yīng)有縫隙或開(kāi)口。因?yàn)榇怪庇跍u流的方向上有縫隙或開(kāi)口時(shí)，將切斷渦流。這意味著渦流電阻增大，渦流減小，屏蔽效果變差，如果需要屏蔽盒必須有縫隙或開(kāi)口時(shí)，則縫隙或開(kāi)口應(yīng)沿著渦流方向。5)磁場(chǎng)屏蔽的屏蔽盒是否接地不影響磁屏蔽效果高頻磁場(chǎng)屏蔽高頻磁場(chǎng)屏蔽則殼體等效線圈渦流為：在低頻時(shí)低頻時(shí)產(chǎn)生的渦流小，因此渦流反磁場(chǎng)也就不能完全排斥原騷擾磁場(chǎng)。故利用感應(yīng)渦流進(jìn)行屏蔽在低頻時(shí)效果是很小的，這種屏蔽方法主要用于高頻。4.8強(qiáng)磁場(chǎng)屏蔽高導(dǎo)磁率材料：飽和低導(dǎo)磁率材料：屏效不夠低導(dǎo)磁率材料高導(dǎo)磁率材料對(duì)強(qiáng)磁場(chǎng)屏蔽遇到一個(gè)矛盾，這就是從屏蔽效能考慮，希望材料的磁導(dǎo)率越高越好，但是磁導(dǎo)率高的材料在強(qiáng)磁場(chǎng)的作用下容易發(fā)生飽和。解決這個(gè)矛盾的方法是，采用雙層屏蔽，先用不容易發(fā)生飽和的磁導(dǎo)率較低的材料將磁場(chǎng)衰減到一定程度，然后用高導(dǎo)磁率材料將磁場(chǎng)衰減到滿(mǎn)足要求。強(qiáng)磁場(chǎng)屏蔽4.9交變電場(chǎng)屏蔽交變電場(chǎng)耦合交變電場(chǎng)屏蔽則干擾電壓為：要減小干擾電壓，通過(guò)上面公式可知，需減小耦合電容C1交變電場(chǎng)屏蔽有屏蔽時(shí)的交變電場(chǎng)耦合（Z1屏蔽體對(duì)地阻抗）交變電場(chǎng)屏蔽則屏蔽體上的感應(yīng)電壓為：接收器上的感應(yīng)電壓為：4.10電磁場(chǎng)屏蔽近區(qū)：電場(chǎng)或磁場(chǎng)遠(yuǎn)區(qū)：電場(chǎng)和磁場(chǎng)均不能忽略。采用良導(dǎo)電材料，能同時(shí)具有對(duì)電場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)的屏蔽。由于高頻集膚效應(yīng)，電磁屏蔽無(wú)須做得很厚。當(dāng)頻率在500kHz－30MHz范圍時(shí)，可選用鋁；當(dāng)頻率大于30MHz時(shí)，選用銅、銅鍍銀等。4.11屏蔽體的結(jié)構(gòu)－電屏蔽體電屏蔽體結(jié)構(gòu)1）單層門(mén)蓋結(jié)構(gòu)2）雙層門(mén)蓋結(jié)構(gòu)屏蔽體的結(jié)構(gòu)－電屏蔽體1）單層門(mén)蓋結(jié)構(gòu)C1干擾源與門(mén)蓋的耦合電容C2受感體與屏蔽盒蓋間的電容ZJ為盒蓋與盒體間的接觸阻抗及盒體的接地電阻屏蔽體的結(jié)構(gòu)－電屏蔽體被干擾源上的干擾電壓為：從上式可以看出，應(yīng)盡可能減小盒蓋與盒體間的接觸阻抗及盒體的接地電阻ZJ，消除蓋與盒體接觸面上的絕緣保護(hù)層盒氧化層，保證良好的電接觸。屏蔽體的結(jié)構(gòu)－電屏蔽體2）雙層門(mén)蓋結(jié)構(gòu)屏蔽體的結(jié)構(gòu)－電屏蔽體被干擾源上的干擾電壓為：采用雙層門(mén)結(jié)構(gòu)，與單層門(mén)蓋相比，多了一次衰減，提高了屏蔽效果。但每層依然要采取改善電接觸的措施。兩層蓋中央應(yīng)避免直接基礎(chǔ)。屏蔽體的結(jié)構(gòu)－電屏蔽體3）其他多層蓋結(jié)構(gòu)4.12屏蔽體的結(jié)構(gòu)－磁屏蔽體磁屏蔽是利用屏蔽體對(duì)磁通進(jìn)行分流，因而應(yīng)采用盒裝、筒狀、柱狀的結(jié)構(gòu)。由于磁阻與磁路的橫截面積和磁導(dǎo)率成反比，因此，磁屏蔽體的體積和重量比較大。結(jié)論：1）當(dāng)兩層屏蔽體厚度間的氣隙厚度為總厚度的1/3時(shí)，屏蔽效果最好。2）在相同厚度情況下，雙層效果優(yōu)于單層屏蔽效果。雙層屏蔽筒的屏蔽效能與氣隙厚度關(guān)系屏蔽體的結(jié)構(gòu)－磁屏蔽體4.13屏蔽體的結(jié)構(gòu)－電磁屏蔽體電磁屏蔽是利用屏蔽體對(duì)電磁波的吸收、反射來(lái)達(dá)到減弱干擾的目的。電磁屏蔽應(yīng)采用板狀、盒裝、筒狀、柱狀。形狀選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)減小接縫和避免腔體諧振為準(zhǔn)。圓柱形機(jī)箱的屏效比長(zhǎng)方形機(jī)箱高（高度和體積相等情況下）。顯示窗4.14實(shí)際屏蔽體的問(wèn)題通風(fēng)口鍵盤(pán)指示燈電纜插座調(diào)節(jié)旋鈕實(shí)際機(jī)箱上有許多泄漏源：不同部分結(jié)合處的縫隙通風(fēng)口、顯示窗、按鍵、指示燈、電纜線、電源線等電源線縫隙縫隙的泄漏低頻起主要作用高頻起主要作用一般情況下，屏蔽機(jī)箱上不同部分的結(jié)合處不可能完全接觸，只能在某些點(diǎn)接觸上，這構(gòu)成了一個(gè)孔洞陣列?？p隙是造成屏蔽機(jī)箱屏蔽效能降級(jí)的主要原因之一。在實(shí)際工程中，常常用縫隙的阻抗來(lái)衡量縫隙的屏蔽效能?？p隙的阻抗越小，則電磁泄漏越小，屏蔽效能越高?？p隙處的阻抗：縫隙的阻抗可以用電阻和電容并聯(lián)來(lái)等效。低頻時(shí)，電阻分量起主要作用；高頻時(shí)，電容分量起主要作用。由于電容的容抗隨著頻率的升高降低，因此如果縫隙是主要泄漏源，則屏蔽機(jī)箱的屏蔽效能經(jīng)常隨著頻率的升高而增加。影響電阻成分的因素：影響縫隙上電阻成分的因素主要有：接觸面積（接觸點(diǎn)數(shù)）、接觸面的材料（一般較軟的材料接觸電阻較?。?、接觸面的清潔程度、接觸面上的壓力（壓力要足以使接觸點(diǎn)穿透金屬表層氧化層）、氧化腐蝕等。影響電容成分的因素：根據(jù)電容器的原理，很容易知道：兩個(gè)表面之間的距離越近，相對(duì)的面積越大，則電容越大。減小縫隙電磁泄漏的基本思路：減小縫隙的阻抗（增加導(dǎo)電接觸點(diǎn)、加大兩塊金屬板之間的重疊面積、減小縫隙的寬度）方法一：使用機(jī)械加工的手段（如用銑床加工接觸表面）來(lái)增加接觸面的平整度。缺點(diǎn)：加工成本高。縫隙泄漏的抑制方法二：使用電磁密封襯墊原理：電磁密封襯墊是一種彈性的導(dǎo)電材料。如果在縫隙處安裝上連續(xù)的電磁密封襯墊，那么，對(duì)于電磁波而言，就如同在液體容器的蓋子上使用了橡膠密封襯墊后不會(huì)發(fā)生液體泄漏一樣，不會(huì)發(fā)生電磁