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屏蔽體的屏蔽效能如何計算?
文章來(lái)源:永阜康科技 更新時(shí)間:2019/11/15 10:56:00
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一,屏蔽效能的計算:

屏蔽有兩個(gè)目的: 一是限制屏蔽體內部的電磁騷擾越出某一區域; 二是防止外來(lái)的電磁干擾(騷擾)進(jìn)入屏蔽體內的某一區域。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(lèi)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(lái)表示。


屏蔽效能表現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度衰減到原來(lái)的百分之一至萬(wàn)分之一, 因此通常用分貝(dB)來(lái)表述。一般的屏蔽體的屏蔽效能可達 40 dB, 軍用設備的屏蔽體的屏蔽效能可達 60 dB, TEMPEST 設備的屏蔽體的屏蔽效能可達 80 dB 以上。

對于屏蔽作用的評價(jià)可以用屏蔽效能來(lái)表示:

屏蔽效能 SE 越大,表示屏蔽效果越好。

另外, 還可以用傳輸系數(或透射系數)TE 表示屏蔽效果, TE 是指存在屏蔽體時(shí)某處的電場(chǎng)強度 ES 與不存在屏蔽體時(shí)同一處的電場(chǎng)強度 E0 之比; 或者是指存在屏蔽體時(shí)某處的磁場(chǎng)強度 HS 與不存在屏蔽體時(shí)同一處的磁場(chǎng)強度 H0 之比, 即:

傳輸系數(或透射系數)與屏蔽效能互為倒數關(guān)系, 即

二、完整屏蔽體的屏蔽效能:

完整屏蔽體是指一個(gè)完全封閉的屏蔽結構,電磁場(chǎng)只有穿過(guò)屏蔽體壁才能出入該封閉結構。

 

 

1.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(guò)屏蔽體時(shí)的反射與透射:

 

 

 

 

2.電磁波的吸收損耗

電磁波到達屏蔽體的穿出面時(shí)

 

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

表 2-1 幾種金屬的電導率σ、 磁導率μ及所需屏蔽厚度 t。

 

由表 2-1 可以看出:

① 當 f ≥1 MHz 時(shí), 用 0.5 mm 厚的任何一種金屬板制成的屏蔽體, 能將場(chǎng)強減弱為原場(chǎng)強的 1/100 左右。因此, 在選擇材料與厚度時(shí), 應著(zhù)重考慮材料的機械強度、剛度、工藝性及防潮、防腐等因素。

② 當 f ≥10 MHz 時(shí), 用 0.1 mm 厚的銅皮制成的屏蔽體能將場(chǎng)強減弱為原場(chǎng)強的 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 f ≥100 MHz 時(shí), 可在塑料殼體上鍍或噴以銅層或銀層制成屏蔽體。

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

表 2-2 常用金屬材料對銅的相對電導率和相對磁導率

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,直到其能量被吸收至可以忽略為止。

三、屏蔽體不完整對屏蔽效果的影響:

屏蔽體上總會(huì )有門(mén)、蓋、儀表、開(kāi)關(guān)等各種孔縫隙,以及連線(xiàn)穿透,這些都不同程度地破壞了屏蔽的完整性。

影響因素:開(kāi)孔的最大線(xiàn)性尺寸(并非面積)、波阻抗、電磁波的頻率等。

實(shí)際的縫隙泄漏不僅與縫寬、板厚有關(guān),而且與其直線(xiàn)尺寸、縫隙數量、頻率等都有關(guān)。

應當盡量減少屏蔽體上縫隙的存在,并且縫隙的長(cháng)度盡量控制在電磁波波長(cháng)的 1/20 以下。

2.開(kāi)孔的影響

為安裝開(kāi)關(guān)、按鈕、電位器等,往往需要在屏蔽面板上開(kāi)設圓形、方形或矩形的孔洞。

4.金屬絲網(wǎng)的影響

應用于需要自然通風(fēng)或向內窺視的屏蔽體。

一般,在 1~100MHz 內,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。

5.薄膜及導電玻璃的影響

在玻璃或有機介質(zhì)薄膜上真空蒸發(fā)或噴涂一層導電薄膜作為電磁屏蔽體,可用來(lái)代替玻璃夾層的金屬絲網(wǎng)結構。

透光性好,對電磁場(chǎng)中電場(chǎng)分量的屏蔽有效,而對磁場(chǎng)分量的屏蔽則比較微弱。

6.屏蔽電纜的影響

屏蔽線(xiàn)和屏蔽電纜是電子設備中用于連接兩個(gè)屏蔽體時(shí)最常用的導線(xiàn)。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。

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 80~90dB。

 
 
 
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