電磁屏蔽的原理

電磁屏蔽是用屏蔽體阻止高頻電磁場(chǎng)在空間傳播的一種措施。電電磁屏蔽和靜電屏蔽的比較磁屏蔽和靜電屏蔽有相同點(diǎn)也有不同點(diǎn)。電磁波在通過(guò)金屬或?qū)﹄姶挪ㄓ兴p作用的阻擋層時(shí)，會(huì)受到一定程度的衰減，說(shuō)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(zhì)有關(guān)。電磁屏蔽機(jī)理常用分析方法有3種：借助電路理論，即電磁感應(yīng)原理，通過(guò)渦流的屏蔽效應(yīng)闡述電磁屏蔽的機(jī)理；根據(jù)電磁場(chǎng)理論，計(jì)算電磁波在不同傳播媒介的分界面及媒質(zhì)內(nèi)部傳輸時(shí)產(chǎn)生的反射與衰減；根據(jù)傳輸線理論，行波在有耗非均勻傳輸線中會(huì)反射與損耗，這與電磁波在通過(guò)金屬時(shí)的現(xiàn)象相似，用它計(jì)算屏蔽材料的反射與衰減，比經(jīng)典的電磁場(chǎng)理論更為簡(jiǎn)便。隨著數(shù)值計(jì)算方法的不斷完善，有限元法及有限時(shí)域差分法已開(kāi)始被用于復(fù)雜屏蔽體效能的計(jì)算。

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。靜電屏蔽體的作用是使電場(chǎng)終止在屏蔽體的金屬表面上，并把電荷轉(zhuǎn)送入地。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(duì)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。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(kāi)口等都是電磁波的泄漏源。穿過(guò)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(jiàn)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。

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。電磁屏蔽的原理是利用屏蔽體對(duì)電磁能流的反射、吸收和引導(dǎo)，它與屏蔽結(jié)構(gòu)表面和屏蔽體內(nèi)部產(chǎn)生的電荷、電流與極化現(xiàn)象密切相關(guān)。電磁屏蔽室按照其原理分為電場(chǎng)屏蔽（靜電屏蔽和交變電場(chǎng)屏蔽）、磁場(chǎng)屏蔽（低頻磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)屏蔽）和電磁場(chǎng)屏蔽（電磁波的屏蔽）。通常所說(shuō)的電磁屏蔽室是指后一種，就是對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行屏蔽。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。

按照屏蔽作用原理，屏蔽體對(duì)屏蔽效能的貢獻(xiàn)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(nèi)部傳輸時(shí)，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(nèi)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(gè)基本因素，即材料的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率及材料厚度。這也是屏蔽材料研究本身所必須關(guān)注的問(wèn)題和突破口。當(dāng)然，對(duì)于電磁屏蔽體結(jié)構(gòu)，其電磁屏蔽室作用還與結(jié)構(gòu)、形狀、氣密性等有關(guān)，對(duì)于具體問(wèn)題，還需要考慮被屏蔽的電磁波頻率、場(chǎng)源性質(zhì)等。根據(jù)電磁場(chǎng)理論，計(jì)算電磁波在不同傳播媒介的分界面及媒質(zhì)內(nèi)部傳輸時(shí)產(chǎn)生的反射與衰減。