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發布時間:2020-09-08 19:19  





電磁屏蔽體的分類
根據屏蔽目的的不同,屏蔽體可分為靜電屏蔽體、磁屏蔽體和電磁屏蔽體三種。
靜電屏蔽體:由逆磁材料(如銅、鋁)制成,并和地連接。靜電屏蔽體的作用是使電場終止在屏蔽體的金屬表面上,并把電荷轉送入地。
磁屏蔽體:由磁導率很高的強磁材料(如鋼)制成,可把磁力線限制于屏蔽體內。
電磁屏蔽體:主要用來遏止高頻電磁場的影響,使干擾場在屏蔽體內形成渦流并在屏蔽體與被保護空間的分界面上產生反射,從而大大削弱干擾場在被保護空間的場強值,達到了屏蔽效果。有時為了增強屏蔽效果,還可采用多層屏蔽體,其外層一般采用電導率高的材料,以加大反射作用,而其內層則采用磁導率高的材料,以加大渦流效應。如果屏蔽體上出現洞穴或縫隙,將會直接降低屏蔽效果。因為鐵磁材料的磁導率比空氣的磁導率要大幾千倍,所以空腔的磁阻比鐵磁材料的磁阻大得多,外磁場的磁感應線的絕大部份將沿著鐵磁材料壁內通過,而進入空腔的磁通量較少。頻率愈高,這種現象愈顯著。
電磁屏蔽
在電子設備及電子產品中,電磁干擾(Electromagnetic Interference) 能量通過傳導性耦合和輻射性耦合來進行傳輸。為滿足電磁兼容性要求,對傳導性耦合需采用濾波技術,即采用EMI濾波器件加以抑制,對輻射性耦合則需采用屏蔽技術加以抑制。在當前電磁頻譜日趨密集、單位體積內電磁功率密度急劇增加、高低電平器件或設備大量混合使用等因素而導致設備及系統電磁環境日益惡化的情況下,其重要性就顯得更為突出。屏蔽是通過由金屬制成的殼、盒、板等屏蔽體,將電磁波局限于某一區域內的一種方法。由于輻射源分為近區的電場源、磁場源和遠區的平面波,因此屏蔽體的屏蔽性能依據輻射源的不同,在材料選擇、結構形狀和對孔縫泄漏控制等方面都有所不同。對于高頻電磁場,一般不采用鐵磁材料,因為鐵磁材料有較大的磁滯損耗和渦流損失,會造成諧振回路品質因數(Q值)下降,站較多的是采用高電導率材料的電磁屏蔽。在設計中要達到所需的屏蔽性能,則需首先確定輻射源,明確頻率范圍,再根據各個頻段的典型泄漏結構,確定控制要素,進而選擇恰當的屏蔽材料,設計屏蔽殼體。
電磁屏蔽的方法
靜電屏蔽:為了避免外界電場對儀器設備的影響,或者為了避免電器設備的電場對外界的影響,用一個空腔導體把外電場遮住,使其內部不受影響,也不使電器設備對外界產生影響,這就叫做靜電屏蔽。
在靜電平衡狀態下,不論是空心導體還是實心導體;不論導體本身帶電多少,或者導體是否處于外電場中,必定為等勢體,其內部場強為零,這是靜電屏蔽的理論基礎
可采用空腔導體(金屬殼、金屬網)來實現靜電屏蔽。若空腔導體不接地,則為外屏蔽,即可以屏蔽外電場對于空腔以內的元器件的影響,但不能屏蔽空腔以內的電場對于外界的影響。因為這時如果空腔以內有帶電體,則將在空腔內壁上、以及外表上都感生出等量的異號電荷——感生電荷,這些感生電荷的電場可以對外界產生影響。由此可以得到影響材料屏蔽效能的3個基本因素,即材料的電導率、磁導率及材料厚度。
若空腔導體接地,則為全屏蔽,即既可以屏蔽外電場對于空腔以內的元器件的影響,也可以屏蔽空腔以內的電場對于外界的影響。因為這時空腔以內的電場強度總是為0 ,則即使有電荷存在,使得空腔的內、外面都有感生電荷,但其面的感生電荷通過地線而與大地中和了,相應地內表面的感生電荷及其影響也就消除了。在當前電磁頻譜日趨密集、單位體積內電磁功率密度急劇增加、高低電平器件或設備大量混合使用等因素而導致設備及系統電磁環境日益惡化的情況下,其重要性就顯得更為突出。
把電子儀器的金屬外殼接地,在某些連接導線或者通信電纜的外面包覆一層金屬網(即成為屏蔽線),在電源變壓器的初級繞組和次級繞組之間放置一不閉合的金屬薄片,在高壓變壓器外面加設金屬網等,這些方法都是為了達到靜電屏蔽的目的。
在電磁場(電磁波)中,導體表面將要吸收、損耗電磁場的能量,使得電磁場的傳播從導體表面往里面是指數式衰減的(即電場和磁場的振幅是指數式衰減),這種現象就是趨膚效應。利用趨膚效應即可阻止高頻電磁波進入導體內部,以實現電磁屏蔽,因此可采用適當厚度的金屬來制作電磁屏蔽罩。 由于趨膚電流是一種渦流,所以電磁屏蔽又稱為渦流屏蔽。電磁屏蔽在電子設備及電子產品中,電磁干擾(ElectromagneticInterference)能量通過傳導性耦合和輻射性耦合來進行傳輸。
為了獲得有效的電磁屏蔽效果,導體屏蔽層的厚度必須接近電磁場的趨膚深度。電導率越高的材料,趨膚深度就越小。對于500kHz的廣播頻率,銅和鋁的趨膚深度分別約為0.094mm和0.12mm ,因此銅片和鋁片就能夠實現較好的屏蔽了;對于更高頻率的電磁場,還可以使用更薄的材料。電磁屏蔽電磁波屏蔽(電磁屏蔽)的概念就是要作到建筑物內的電磁波不能泄漏出去,建筑物外的電磁波也不能進入建筑物內。
對于高頻電磁場,一般不采用鐵磁材料,因為鐵磁材料有較大的磁滯損耗和渦流損失,會造成諧振回路品質因數(Q值)下降,站較多的是采用高電導率材料的電磁屏蔽。