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電磁屏蔽
電磁場在導(dǎo)電介質(zhì)中傳播時(shí),其場量(E和H)的振幅隨距離的增加而按指數(shù)規(guī)律衰減。
從能量的觀點(diǎn)看,電磁波在導(dǎo)電介質(zhì)中傳播時(shí)有能量損耗,因此,表現(xiàn)為場量振幅的減小。導(dǎo)體表面的場量較大,愈深入導(dǎo)體內(nèi)部,場量愈小。這種現(xiàn)象也稱為趨膚效應(yīng)。利用趨膚效應(yīng)可以阻止高頻電磁波透入良導(dǎo)體而作成電磁屏蔽裝置。它比靜電、靜磁屏蔽更具有普遍意義。電磁屏蔽是抑制干擾,增強(qiáng)設(shè)備的可靠性及提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段。電子元件對外界的干擾,稱為EMI(ElectromagneticInterference)。
合理地使用電磁屏蔽,可以抑制外來高頻電磁波的干擾,也可以避免作為干擾源去影響其他設(shè)備。如在收音機(jī)中,用空芯鋁殼罩在線圈外面,使它不受外界時(shí)變場的干擾從而避免雜音。音頻饋線用屏蔽線也是這個(gè)道理。示波管用鐵皮包著,也是為了使雜散電磁場不影響電子射線的掃描。在金屬屏蔽殼內(nèi)部的元件或設(shè)備所產(chǎn)生的高頻電磁波也透不出金屬殼而不致影響外部設(shè)備。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(nèi)形成渦流并在屏蔽體與被保護(hù)空間的分界面上產(chǎn)生反射,從而大大削弱干擾場在被保護(hù)空間的場強(qiáng)值,達(dá)到了屏蔽效果。
電磁屏蔽的材料
用什么材料作電磁屏蔽呢?電磁屏蔽體的分類根據(jù)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。因電磁波在良導(dǎo)體中衰減很快,把由導(dǎo)體表面衰減到表面值的1/e(約36.8%)處的厚度稱為趨膚厚度(又稱透入深度),用d表示,有其中μ和σ分別為屏蔽材料的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率。若電磁頻率f=100MHz,對銅導(dǎo)體(σ=5.8×107/·m,μ≈μo=4π×10-7H/m)可求出d=0.00667mm。可見良導(dǎo)體的電磁屏蔽效果顯著。如果是鐵(σ=107/·m)則d=0.016mm。如果是鋁(σ=3.54×107/·m)則d=0.0085mm。
電磁屏蔽的基本要點(diǎn)
靜電屏蔽應(yīng)具有兩個(gè)基本要點(diǎn),即完善的屏蔽體和良好的接地。電磁屏蔽不但要求有良好的接地,而且要求屏蔽體具有良好的導(dǎo)電連續(xù)性,對屏蔽體的導(dǎo)電性要求要比靜電屏蔽高得多。因而為了滿足電磁兼容性要求,常常用高導(dǎo)電性的材料作為屏蔽材料,如銅板、銅箔、鋁板、鋁箔、鋼板或金屬鍍層、導(dǎo)電涂層。這種反射不要求屏蔽材料必須有一定的厚度,只要求交界面上的不連續(xù)。在實(shí)際的屏蔽中,電磁屏蔽效能更大程度上依賴于機(jī)箱的結(jié)構(gòu),即導(dǎo)電的連續(xù)性。機(jī)箱上的接縫、開口等都是電磁波的泄漏源。穿過機(jī)箱的電纜也是造成屏蔽效能下降的主要原因。解決機(jī)箱縫隙電磁泄漏的方式是在縫隙處用電磁密封襯墊。電磁密封襯墊是一種導(dǎo)電的彈性材料,它能夠保持縫隙處的導(dǎo)電連續(xù)性。常見的電磁密封襯墊有導(dǎo)電橡膠、雙重導(dǎo)電橡膠、金屬編織網(wǎng)套、螺旋管襯墊、定向金屬導(dǎo)電橡膠等。