屏蔽有兩個目的:一是限制屏蔽體內(nèi)的電磁騷擾跨越一定區(qū)域;二是限制屏蔽體內(nèi)的電磁騷擾。 二是防止外部電磁干擾(騷擾)進入屏蔽體內(nèi)的一定區(qū)域。 屏蔽層一般有幾種類型:實芯型、非實芯型(例如金屬網(wǎng))和金屬編織帶。 后者主要用作電纜的屏蔽層。 各種屏蔽體的屏蔽效果用屏蔽體的屏蔽效能來表示。
屏蔽效能表示屏蔽體對電磁波的衰減程度。 由于屏蔽通常可以將電磁波的強度衰減至其原始值的百分之一到萬分之一,因此通常以分貝(dB)來表示。 普通屏蔽罩的屏蔽效能可達40分貝,軍用設(shè)備屏蔽罩的屏蔽效能可達60分貝,裝備屏蔽罩的屏蔽效能可達80分貝以上。
屏蔽效果的評價可以用屏蔽效能來表示:
屏蔽效能SE越大,屏蔽效果越好。
另外電磁波屏蔽,還可以用透射系數(shù)(或透射系數(shù))TE來表示屏蔽效果。 TE是指有屏蔽時某處的電場強度ES與無屏蔽時該處的電場強度E0的比值; 或者它指的是屏蔽的存在。 有屏蔽時某處的磁場強度HS與無屏蔽時該處的磁場強度H0之比,即:
透過系數(shù)(或稱透過系數(shù))與屏蔽效能存在倒數(shù)關(guān)系,即
2、完整屏蔽體的屏蔽效能:
完全屏蔽是指完全封閉的屏蔽結(jié)構(gòu)。 電磁場只能通過屏蔽墻進入和離開封閉結(jié)構(gòu)。
1.電磁波的反射損耗
電磁波傳播到不同介質(zhì)的界面,發(fā)生反射和傳播
電磁波穿過屏蔽層時的反射和透射:
2.電磁波吸收損耗
當(dāng)電磁波到達屏蔽層的穿透面時
從上式可以看出,當(dāng)頻率f較高時,吸收損耗相當(dāng)大。 表2-1給出了幾種常用金屬材料在A=8.68dB、20dB、40dB時所需的吸收損耗。 屏蔽板厚度t。
表2-1 幾種金屬的電導(dǎo)率σ、磁導(dǎo)率μ和所需屏蔽厚度t。
由表2-1可見:
① 當(dāng)f≥1MHz時,任意厚度為0.5mm的金屬板制成的屏蔽體均可將場強降低至原場強的1/100左右。 因此電磁波屏蔽,在選擇材料和厚度時,應(yīng)考慮機械強度、剛度、加工性能、防潮、防腐等因素。
②當(dāng)f≥10MHz時,用0.1mm厚的銅制成的屏蔽可以將場強降低到原來場強的1/100甚至更低。 因此,此時的屏蔽可以采用表面帶有銅箔的絕緣材料制成。 ·
③當(dāng)f≥100 MHz時,可在塑料外殼上電鍍或噴涂銅層或銀層,制成屏蔽層。
表2-2列出了常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率。屏蔽體的厚度可根據(jù)所需的吸收衰減計算,如下:
表2-2 常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率
3.電磁波的多次反射損耗
當(dāng)電磁波穿過屏蔽體時,在出射面被反射,反射波返回到入射面時再次被反射,以此類推,直至其能量被吸收到可以忽略不計的程度。
3、屏蔽不完全對屏蔽效果的影響:
屏蔽層上總會存在孔洞、縫隙,如門、蓋、儀表、開關(guān)等,還有電線貫穿,不同程度地破壞屏蔽層的完整性。
影響因素:開口最大線性尺寸(不是面積)、波阻抗、電磁波頻率等。
實際間隙泄漏不僅與間隙寬度和板厚有關(guān),還與其線性尺寸、間隙數(shù)量、頻率等有關(guān)。
屏蔽體上應(yīng)盡量減少間隙的存在,間隙的長度應(yīng)控制在電磁波波長的1/20以內(nèi)。
2.開口的影響
為了安裝開關(guān)、按鈕、電位器等,常常需要在屏蔽面板上開圓形、方形或長方形的孔。
4、絲網(wǎng)的影響
用于需要自然通風(fēng)或窺視內(nèi)部的屏蔽。
一般在1~以內(nèi),金屬屏蔽網(wǎng)SE=60~100dB,玻璃層壓金屬屏蔽網(wǎng)SE=50~90dB。
當(dāng)金屬絲網(wǎng)用作觀察窗時,其透明度較差。
5.薄膜和導(dǎo)電玻璃的影響
在玻璃或有機介電薄膜上真空蒸鍍或噴涂一層導(dǎo)電薄膜作為電磁屏蔽體,可用于替代玻璃夾層的金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
它具有良好的透光性,能有效屏蔽電磁場的電場成分,而對磁場成分的屏蔽則相對較弱。
6.屏蔽電纜的影響
屏蔽線和屏蔽電纜是電子設(shè)備中最常用的連接兩個屏蔽層的電線。 為了保證柔軟、易彎曲,外屏蔽體常采用多股金屬線編織而成。
屏蔽效能與編織屏蔽層的材料和密度直接相關(guān)。 一般單層編織屏蔽的屏蔽效能約為50~60dB,而雙層編織屏蔽可達80~90dB。