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電磁屏蔽
屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場,可抵消部分干擾電磁波)的作用,所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。根據電磁場理論,計算電磁波在不同傳播媒介的分界面及媒質內部傳輸時產生的反射與衰減。⑴當干擾電磁場的頻率較高時,利用低電阻率的金屬材料中產生的渦流,形成對外來電磁波的抵消作用,從而達到屏蔽的效果。⑵當干擾電磁波的頻率較低時,要采用高導磁率的材料,從而使磁力線限制在屏蔽體內部,防止擴散到屏蔽的空間去。⑶在某些場合下,如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時,往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。
電磁屏蔽的原理
電磁屏蔽是用屏蔽體阻止高頻電磁場在空間傳播的一種措施。在許多文獻中將電磁屏蔽體比喻成液體密封容器,似乎只有當用導電彈性材料將縫隙密封到滴水不漏的程度才能夠防止電磁波泄漏。電磁波在通過金屬或對電磁波有衰減作用的阻擋層時,會受到一定程度的衰減,說明該阻擋層材料有屏蔽作用。材料的屏蔽效能與電磁波的自身特性及材料的性質有關。電磁屏蔽機理常用分析方法有3種:借助電路理論,即電磁感應原理,通過渦流的屏蔽效應闡述電磁屏蔽的機理;根據電磁場理論,計算電磁波在不同傳播媒介的分界面及媒質內部傳輸時產生的反射與衰減;根據傳輸線理論,行波在有耗非均勻傳輸線中會反射與損耗,這與電磁波在通過金屬時的現象相似,用它計算屏蔽材料的反射與衰減,比經典的電磁場理論更為簡便。隨著數值計算方法的不斷完善,有限元法及有限時域差分法已開始被用于復雜屏蔽體效能的計算。
電磁屏蔽室
電磁屏蔽室就是利用屏蔽材料阻隔或削弱被屏蔽區(qū)域與外界的電磁能量傳播。具體講,就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來,防止干擾電磁場向外擴散。電磁屏蔽的原理是利用屏蔽體對電磁能流的反射、吸收和引導,它與屏蔽結構表面和屏蔽體內部產生的電荷、電流與極化現象密切相關。電磁屏蔽室按照其原理分為電場屏蔽(靜電屏蔽和交變電場屏蔽)、磁場屏蔽(低頻磁場和高頻磁場屏蔽)和電磁場屏蔽(電磁波的屏蔽)。通常所說的電磁屏蔽室是指后一種,就是對電場和磁場同時進行屏蔽。
按照屏蔽作用原理,屏蔽體對屏蔽效能的貢獻分為3部分:
(1)屏蔽體表面因阻抗失配引起的反射損耗;
(2)電磁波在屏蔽材料內部傳輸時,電磁能量被吸收引起傳輸損耗或吸收損耗;
(3)電磁波在屏蔽材料內壁面之間多次反射引起的多次反射損耗。
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。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。這也是屏蔽材料研究本身所必須關注的問題和突破口。當然,對于電磁屏蔽體結構,其電磁屏蔽室作用還與結構、形狀、氣密性等有關,對于具體問題,還需要考慮被屏蔽的電磁波頻率、場源性質等。