电磁屏蔽基本原理

1、电磁屏蔽基本原理

如图1所示电磁屏蔽的基本原理是：采用低电阻的导体材料，并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗而使电磁波能量的继续传递受到阻碍，起到屏蔽作用。某些屏蔽材料可将大部分入射波反射掉，利用内部吸收及多重反射损耗掉部分进入材料的电磁波，只允许极少量的电磁波透过材料继续传播。

钢金属结构就起到了电磁屏蔽的作用，会大大影响附近基站对楼内的信号覆盖强度，下面用具体公式证明这一点。

钢金属结构对电磁波的损耗主要由反射损耗和吸收损耗组成。吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量，吸收损耗计算公式为：

AdB=1.314(f×σ×μ) /2×t

其中f：频率(MHz) μ：金属导磁率σ：金属导电率t：屏蔽罩厚度

联通附近基站使用的频率是900MHz，钢的导磁率约为450×10-4左右，钢的导电率约为15.8×10-5左右，钢结构厚度约为0.02米左右。

将上述参数代入公式，吸收损耗约为31dB。

反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。对于杆状或直线形发射天线而言，离波源越近波阻越高，反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化，因此它不仅取决于波的类型，而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。

近场反射损耗可按下式计算

RdB=168+10×lg(σ/μrf)

其中r：波源与屏蔽之间的距离，估算取为200米。

将参数代入公式，得到反射损耗为46.55dB。

因此，由于钢金属结构引起的损耗为吸收损耗和反射损耗之和，即为

77.55dB，再加上建筑物其他混凝土结构的损耗20dB，总损耗约为97dB。

2、链路预算

下行链路（DownLink）是指基站发，移动台接收的链路。

上行链路（UpLink）是指移动台发，基站接收的链路。

对于GSM900M系统的上下行链路，按照链路预算公式，计算后建筑物内信号电平值为-99dBm左右，基本无法满足正常的通话需求。

对于GSM1800M系统，其覆盖能力还不如GSM900M，也无法达到覆盖效果。

对于CDMA系统，链路预算表格如下表

其需求的最大路径损耗为124.4dB，勉强能够满足建筑物内的通话需求。

电磁屏蔽一般可分为三种

电磁屏蔽一般可分为三种 ：静电屏蔽、静磁屏蔽和高频电磁场屏蔽。三种屏蔽的目的都是防止外界的电磁场进入到某个需要保护的区域中，原理都是利用屏蔽对外场的感应产生的效应来抵消外场的影响。 但是由于所要屏蔽的场的特性不同，因而对屏蔽壳材料的要求和屏蔽效果也就不相同。 一、静电屏蔽 静电屏蔽的目的是防止外界的静电场进入需要保护的某个区域。 静电屏蔽依据的原理是：在外界静电场的作用下导体表面电荷将重新分布，直到导体内部总场强处处为零为止。接地的封闭金属壳是一种良好的静电屏蔽装置。如图所示，接地的封闭金属壳把空间分割成壳内和壳外两个区域，金属壳维持在零电位。根据静电场的唯一性定理，可以证明：金属壳内的电场仅由壳内的带电体和壳的电位所确定，与壳外的电荷分布无关。当壳外电荷分布变化时,壳层外表面上的电荷分布随之变化,以保证壳内电场分布不变。因此，金属壳对内部区域具有屏蔽作用。壳外的电场仅由壳外的带电体和金属壳的电位以及无限远处的电位所确定，与壳内电荷分布无关。当壳内电荷分布改变时，壳层内表面的电荷分布随之变化，以保证壳外电场分布不变。因此，接地的金属壳对外部区域也具有屏蔽作用。在静电屏蔽中，金属壳接地是十分重要的。当壳内或壳外区域中的电荷分布变化时，通过接地线,电荷在壳层外表面和大地之间重新分布,以保证壳层电势恒定。从物理图像上看，因为在静电平衡时，金属内部不存在电场，壳内外的电场线被金属隔断，彼此无联系，因此，导体壳有隔离壳内外静电相互作用的效应。 如果金属壳未完全封闭，壳上开有孔或缝，也同样具有静电屏蔽作用。在许多实际应用中，静电屏蔽装置常常是用金属丝编织成的金属网代替闭合的金属壳，即使一块金属板，一根金属线，亦有一定的静电屏蔽作用，只是屏蔽的效果不如金属壳。 在外电场的作用下，电荷在导体上的重新分布，在10-19秒数量级时间内就可完成，因此对低频变化的电场，导体上的电荷有足够长的时间来保证内部

电磁屏蔽原理

利用这个特性，可以达到屏蔽电磁波，同时实现一定实体连通的目的。方法是，将波导管的截止频率设计成远高于要屏蔽的电磁波的频率，使要屏蔽的电磁波在通过波导管时产生很大的衰减。由于这种应用中主要是利用波导管的频率截止区，因此成为截止波导管。截止波导管的概念是屏蔽结构设计中的基本概念之一。常用的波导管有圆形、矩形、六角形等，它们的截止频率如下： 矩形波导管的截止频率：f c=15×109 /l式中：l是矩形波导管的开口最大尺寸，单位是cm，f c的单位是Hz。 圆形波导管的截止频率：f c=17.6×109 /d式中：d是圆形波导管的内直径，单位是cm，f c的单位是Hz。 六角形波导管的截止频率：f c=15×109 /w式中：w是六角形波导管的开口最大尺寸，单位是cm，f c的单位是Hz。 截止波导管的吸收损耗：落在波导管频率截止区内的电磁波穿过波导管时，会发生衰减，这种衰减称为截止波导管的吸收损耗，截止波导管的吸收损耗计算公式如下 A=1.8×f c×t×10-9（1-（f/f c）2）1/2（dB） 式中：t是截止波导管的长度，单位是cm，f 是所关心信号的频率（Hz），f c是截止波导管截止频率（Hz）。如果所关心的频率f远低于截止波导管截止频率（f﹤f c/5），则公式化简为：A=1.8×f c×l×10-9 （dB） 圆形截止波导管：A=32t/d（dB） 矩形（六角形）截止波导管： A=27t/l （dB） 从公式中可以看出，当干扰的频率远低于波导管的截止频率使，若波导管的长度增加一个截面最大尺寸，则损耗增加将近30分贝。 截止波导管的总屏蔽效能：截止波导管的屏蔽效能由吸收损耗部分加上前面所讨论的孔洞的屏蔽效能不能满足屏蔽要求时，就可以考虑使用截止波导管，利用截止波导管的深度提供的额外的损耗增加屏蔽效能。 16. 截止波导管的注意事项与设计步骤 1）绝对不能使导体穿过截止波导管，否则会造成严重的电磁泄漏，这是一个常见的错误。 2）一定要确保波导管相对于要屏蔽的频率处于截止状态，并且截止频率要远高于（5倍以上）需要屏蔽的频率。设计截止波导管的步骤如下所示： A) 确定需要屏蔽的最高频率F max和屏蔽效能SE B) 确定截止波导管的截止频率F c，使f c≥5F max C) 根据F c，利用计算F c的方程计算波导管的截面尺寸d D) 根据d和SE，利用波导管吸收损耗公式计算波导管长度t 说明： 在屏蔽体上，不同部分的结合处形成的缝隙会导致电磁泄漏。因此，在结构设计中，可以通过增加不同部分的重叠宽度来形成一系列“截止波导”，减小缝隙的电磁泄露。这时，截止波导的截面最大尺寸可

电磁屏蔽技术

《电磁屏蔽技术》 1. 电磁屏蔽的目的 电磁波是电磁能量传播的主要方式，高频电路工作时，会向外辐射电磁波，对邻近的其它设备产生干扰另一方面，空间的各种电磁波也会感应到电路中，对电路造成干扰电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰在解决电磁干扰问题的诸多手段中，电磁屏蔽是最基本和有效的用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作，因此不需要对电路做任何修改 2. 区分不同的电磁波 同一个屏蔽体对于不同性质的电磁波，其屏蔽性能不同因此，在考虑电磁屏蔽性能时，要对电磁波的种类有基本认识电磁波有很多分类的方法，但是在设计屏蔽时，将电磁波按照其波阻抗分为电场波、磁场波、和平面波 电磁波的波阻抗Z定义为：电磁波中的电场分量E与磁场分量H的比值: Z W W = E / H 电磁波的波阻抗电磁波的辐射源性质、观测点到辐射源的距离以及电磁波所处的传播介质有关 距离辐射源较近时，波阻抗取决于辐射源特性若辐射源为大电流、低电压（辐射源的阻抗较低），则产生的电磁波的波阻抗小于377，称为磁场波若辐射源为高电压、小电流（辐射源的阻抗较高），则产生的电磁波的波阻抗大于377，称为电场波 距离辐射源较远时，波阻抗仅与电场波传播介质有关，其数值等于介质的特性阻抗，空气为377Ω 电场波的波阻抗随着传播距离的增加降低，磁场波的波阻抗随着传播距离的增加升高 注意: 近场区和远场区的分界面随频率不同而不同，不是一个定数，这在分析问题时要注意例如，在考虑机箱屏蔽时，机箱相对于线路板上的高速时钟信号而言，可能处于远场区，而对于开关电源较低的工作频率而言，可能处于近场区在近场区设计屏蔽时，要分别电场屏蔽和磁场屏蔽 3. 度量屏蔽性能的物理量——屏蔽效能 屏蔽体的有效性用屏蔽效能（SE）来度量屏蔽效能的定义如下： SE=20lg(E/E) (dB) 21式中：E=没有屏蔽时的场强 E 有屏蔽时的场强=2 1． 如果屏蔽效能计算中使用的是磁场强度，则称为磁场屏蔽效能，如果屏蔽效能计算中使用的是电场强度，则称为电场屏蔽效能屏蔽效能的单位是分贝(dB)，下表是衰减量与分贝的对应关系： 屏蔽前屏蔽后衰减量屏蔽效能 20dB 90% 1 0.1 40dB 99% 1 0.01 60dB 1 99.9% 0.001 80dB 1 99.99% 0.0001 100dB 0.00001 99.999% 1 以下，军用设备机箱的屏蔽效能一般要达到40dB一般民用产品机箱的屏蔽效能在屏蔽

电磁屏蔽基本原理

1、电磁屏蔽基本原理 如图1所示电磁屏蔽的基本原理是：采用低电阻的导体材料，并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗而使电磁波能量的继续传递受到阻碍，起到屏蔽作用。某些屏蔽材料可将大部分入射波反射掉，利用内部吸收及多重反射损耗掉部分进入材料的电磁波，只允许极少量的电磁波透过材料继续传播。 钢金属结构就起到了电磁屏蔽的作用，会大大影响附近基站对楼内的信号覆盖强度，下面用具体公式证明这一点。 钢金属结构对电磁波的损耗主要由反射损耗和吸收损耗组成。吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量，吸收损耗计算公式为： AdB=(f×σ×μ) /2×t 其中 f：频率(MHz) μ：金属导磁率σ：金属导电率 t：屏蔽罩厚度 联通附近基站使用的频率是900MHz，钢的导磁率约为450×10-4左右，钢的导电率约为×10-5左右，钢结构厚度约为0.02米左右。 将上述参数代入公式，吸收损耗约为31dB。 反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。对于杆状或直线形发射天线而言，离波源越近波阻越高，反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化，因此它不仅取决于波的类型，而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。 近场反射损耗可按下式计算 RdB=168+10×lg(σ/μrf)

其中 r：波源与屏蔽之间的距离，估算取为200米。 将参数代入公式，得到反射损耗为。 因此，由于钢金属结构引起的损耗为吸收损耗和反射损耗之和，即为，再加上建筑物其他混凝土结构的损耗20dB，总损耗约为97dB。 2、链路预算 下行链路（DownLink）是指基站发，移动台接收的链路。 上行链路（UpLink）是指移动台发，基站接收的链路。 对于GSM900M系统的上下行链路，按照链路预算公式，计算后建筑物内信号电平值为-99dBm左右，基本无法满足正常的通话需求。 对于GSM1800M系统，其覆盖能力还不如GSM900M，也无法达到覆盖效果。 对于CDMA系统，链路预算表格如下表

电磁屏蔽材料的研究进展

万方数据

万方数据

万方数据

万方数据

电磁屏蔽材料的研究进展 作者：于名讯， 徐勤涛， 庞旭堂， 连军涛， 刘玉凤， Yu Mingxun， Xu Qintao， Pang Xutang， Lian Juntao ， Liu Yufeng 作者单位：中国兵器工业集团第五三研究所,济南,250031 刊名： 宇航材料工艺 英文刊名：Aerospace Materials & Technology 年，卷(期)：2012,42(4) 参考文献(33条) 1.周秀芹导电电磁屏蔽塑料研究新进展 2006(01) 2.王锦成电磁屏蔽材料的屏蔽原理及研究现状 2002(07) 3.Lee C Y;Song H G;Jang K S Electromagnetic interference shielding efficiency of polyaniline mixture and multiplayer films 1999 4.Huang J L;Yau B S;Chen C Y The electromagnetic shielding effectiveness of indium tin oxide films with different thickness 2001 5.赵福辰电磁屏蔽材料的发展现状 2001(05) 6.岩井建;毕鸿章在纤维表面形成金属被覆膜的金属纤维"METAX" 1999(02) 7.于鑫;付孝忠;杜仕国电磁屏蔽材料在火箭弹包装中的应用 1999(01) 8.Dhawan S K;Singh N;Rodrigues K Electromagnetic shielding behavior of conducting polyaniline composites 2003(04) 9.王佛松;王利群;景遐斌聚苯胺的掺杂反应 1993 10.师春生;马铁军;李家俊镀金属炭毡/树脂基复合材料的电磁屏蔽性能 2001(03) 11.王光华;董发勤;司琼电磁屏蔽导电复合塑料的研究现状 2007(02) 12.谭松庭;章明秋金属纤维填充聚合物复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能 1999(12) 13.薛茹君电磁屏蔽材料及导电填料的研究进展 2004(03) 14.潘成;方鲲;周志飚导电高分子电磁屏蔽材料研究进展 2004 15.毛倩瑾;于彩霞;周美玲Cu/Ag 复合电磁屏蔽涂料的研究 2004(04) 16.施冬梅;杜仕国;田春雷铜系电磁屏蔽涂料抗氧化技术研究进展 2003(03) 17.李秀荣;刘静;李长珍高频电磁屏蔽用ITO膜结构与性能分析 2000(06) 18.Wojkiewicz J L;Fauveaux S;Redon N High electromagnetic shielding effectiveness of polyaniline-polyurethane composites in the microwave band 2004(04) 19.闾兴圣;王庚超聚苯胺/聚合物导电材料研究进展 2003(01) 20.Morgan H;Foot P J S;Brooks N W The effects of composition and processing variables on the properties of thermoplastic polyaniline blends and composites 2001 21.王杨勇;张柏宇;王景平本征型导电高分子电磁干扰屏蔽材料研究进展 2004(03) 22.Bernhard Wessling Dispersion as the link between basis research and commercial application of conductive polymers (polyaniline) 1998 23.徐勤涛;孙建生;侯俊峰电磁屏蔽塑料的研究进展 2010(09) 24.Hu Yongjun;Zhang Haiyan;Xiao Xiaoting Elcetromagnetic interference shielding effectiveness of silicon rubber filled with carbon fiber 2011 25.彭祖雄;张海燕;陈天立镀银玻璃微珠/碳纤维填充导电硅橡胶的电磁屏蔽性能 2011(01) 26.Huang C Y;Wu C C The EMI shielding effectiveness of PC/ABS/nicked-coated-carbeln-fibre composites 2000 27.邹华;赵素舍;田明镀银玻璃微珠/硅橡胶导电复合材料导电性能的影响因素 2009(08) 28.孙建生;杨丰帆;徐勤涛镀银铝粉填充型电磁屏蔽硅橡胶的制备与性能 2010(01) 29.王进美;朱长纯碳纳米管的镍铜复合金属镀层及其抗电磁波性能 2005(06) 30.徐化明;李聃;梁吉PMMA/定向碳纳米管复合材料导电与导热性能的研究 2005(09) 31.戚亚光世界导电塑料工业化进展 2008(04)

EMI电磁屏蔽原理-导论

在电子设备及电子产品中，电磁干扰（Electromagnetic Interference）能量通过传导性耦合和辐射性耦合来进行传输。为满足电磁兼容性要求，对传导性耦合需采用滤波技术，即采用EMI滤波器件加以抑制；对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下，其重要性就显得更为突出。 屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体，将电磁波局限于某一区域内的一种方法。由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波，因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同，在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。在设计中要达到所需的屏蔽性能，则需首先确定辐射源，明确频率范围，再根据各个频段的典型泄漏结构，确定控制要素，进而选择恰当的屏蔽材料，设计屏蔽壳体。 屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能SE（Shielding Effectiveness）来衡量，屏蔽效 能的定义:没有屏蔽体时，从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强1（1）和加入屏 蔽体后，辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强2（2）之比，用dB（分贝）表示。 图1 屏蔽效能定义示意图 屏蔽效能表达式为(dB) 或（dB）

工程中，实际的辐射干扰源大致分为两类：类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和类似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源。由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的最基本形式，实际的辐射源在空间某点产生的场，均可由若干个基本源的场叠加而成(图2)。因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析，就可得出实际辐射源的远近场及波阻抗和远、近场的场特性，从而为屏蔽分类提供良好的理论依据。 图2 两类基本源在空间所产生的叠加场 远近场的划分是根据两类基本源的场随1/r（场点至源点的距离）的变化而确定的， 为远近场的分界点，两类源在远近场的场特征及传播特性均有所不同。 表1 两类源的场与传播特性 波阻抗为空间某点电场强度与磁场强度之比，场源不同、远近场不同，则波阻抗 也有所不同，表2与图3分别用图表给出了的波阻抗特性。

电磁屏蔽技术基础知识

Thalez Group 电磁屏蔽技术基础知识

目录 1.电磁屏蔽的目的 2.区分不同的电磁波 3.度量屏蔽性能的物理量——屏蔽效能 4.屏蔽材料的屏蔽效能估算 5.影响屏蔽材料的屏蔽效能的因素 6.实用屏蔽体设计的关键 7.孔洞电磁泄漏的估算 8.减少缝隙电磁泄漏的措施 9.电磁密封衬垫的原理 10.电磁密封衬垫的选用 11.常用电磁密封衬垫的比较 12.电磁密封衬垫使用的注意事项 13.电磁密封衬垫的电化学腐蚀问题 14.与衬垫性能相关的其它环境问题 15.截止波导管的概念与应用 16.截止波导管的注意事项与设计步骤 17.面板上的显示器件的处理 18.面板上的操作器件的处理 19.通风口的处理 20.线路板的局部屏蔽 21.屏蔽胶带的作用和使用方法

电磁波是电磁能量传播的主要方式，高频电路工作时，会向外辐射电磁波，对邻近的其它设备产生干扰。另一方面，空间的各种电磁波也会感应到电路中，对电路造成干扰。电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰。在解决电磁干扰问题的诸多手段中，电磁屏蔽是最基本和有效的。用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作，因此不需要对电路做任何修改。 一.电磁屏蔽的目的 同一个屏蔽体对于不同性质的电磁波，其屏蔽性能不同。因此，在考虑电磁屏蔽性能时，要对电磁波的种类有基本认识。电磁波有很多分类的方法，但是在设计屏蔽时，将电磁波按照其波阻抗分为电场波、磁场波和平面波。 电磁波的波阻抗ZW 定义为： 电磁波中的电场分量E与磁场分量H的比值: ZW = E / H 电磁波的波阻抗与电磁波的辐射源性质、观测点到辐射源的距离以及电磁波所处的传播介质有关。 距离辐射源较近时，波阻抗取决于辐射源特性。若辐射源为大电流、低电压（辐射源的阻抗较低），则产生的电磁波的波阻抗小于377，称为磁场波。若辐射源为高电压、小电流（辐射源的阻抗较高），则产生的电磁波的波阻抗大于377，称为电场波。 距离辐射源较远时，波阻抗仅与电场波传播介质有关，其数值等于介质的特性阻抗，空气为377Ω。电场波的波阻抗随着传播距离的增加降低，磁场波的波阻抗随着传播距离的增加升高。 注意: 近场区和远场区的分界面随频率不同而不同，不是一个定数，这在分析问题时要注意。例如，在考虑机箱屏蔽时，机箱相对于线路板上的高速时钟信号而言，可能处于远场区，而对于开关电源较低的工作频率而言，可能处于近场区。在近场区设计屏蔽时，要分别电场屏蔽和磁场屏蔽。 二. 区分不同的电磁波

电磁屏蔽原理及应用

电磁屏蔽的原理及应用 摘要：阐述了电磁屏蔽材料的屏蔽原理。介绍了电磁屏蔽材料的发展现状，其中较为详细地介绍了表层导电型屏蔽材料以及填充复合型屏蔽材料。 关键词：电磁屏蔽，危害，屏蔽原理，研究现状 AbStraCt The harms of electromagnetic radiation to electric equipment, fuel, animals and human were intoduced, andthe mechanism of electromagnetic shielding materials and its development was summarized. Key words electromagnetic radiation, shielding, harm, mechanism, development 近几十年来，随着各种电器的普及，电子计算机、通讯卫星、高压输电网和一些医用设备等的广泛应用，由此带来的电磁辐射污染也越来越严重。为此，必须进行电磁屏蔽。 1、电磁屏蔽原理 电磁屏蔽，实际上是为了限制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量。电磁波传播到达屏蔽材料表面时，通常有3种不同机理进行衰减:一是在入射表面的反射衰减;二是未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;三是在屏蔽体部的多次反射衰减。电磁波通过屏蔽材料的总屏蔽效果可按下式计算: SE=R+A+B (1) 式中:SE为电磁屏蔽效果，dB; R为表面单次反射衰减;A为吸收衰减;B为部多次

反射衰减(只在A<15dB情况下才有意义)。 一般来说，电屏蔽材料衰减的是高阻抗的电场，屏蔽作用主要由表面反射R 来决定，吸收衰减A则不是主要的。所以，电屏蔽可以用比较薄的金属材料制作;而磁屏蔽体的衰减主要由吸收衰减A决定，反射衰减R不是主要的。根据电磁学的有关知识，可分别得出A, R, B的计算公式: (2) A与电磁波的类型(电场或磁场)无关，只要电磁波通过屏蔽材料就有吸收，它与材料厚度成线性增加，并与材料的电导率及磁导率有关。 反射衰减R不仅与材料的表面阻抗有关，同时也与辐射源的类型及屏蔽体到辐射源的距离有关。对于远场源(平面波辐射源): (3) 对于近场源: 磁场: (4) 电场 (5) 金属屏蔽材料一般都比较薄，A也比较小，通常考虑部多次反射衰减B。在此情况下，部多次反射衰减B。在此情况下，部反射甚至可以发生多次， 形成多次反射。用“多次反射修正项”B来表示这种衰减。 对于近场源:

电磁屏蔽分析和应用

电磁兼容课程论文 题目名称：电磁屏蔽技术 院系名称：电子信息学院 班级：测控112 学号：201100454217 学生姓名：白凡 指导教师：魏平俊 2014年5月

摘要:随着电子产品的广泛应用以及电磁环境污染的加重，对电磁兼容性设 计的要求也越来越高，作为电磁兼容设计的主要技术之一——屏蔽技术的 研究也就愈显得重要。本文从电磁屏蔽技术原理出发，讨论了屏蔽体结构、 屏蔽技术分类、屏蔽材料的选择以及所要遵循的原则，在电子设备实施具 体的电磁屏蔽时提供了重要的依据。同时分析了电磁干扰形成的危害，介 绍了工程上解决电磁干扰问题的几种常用方法。 关键词：电磁屏蔽电磁干扰屏蔽技术 Abstract:With the wide application of electronic products as well as the electromagnetic environment pollution is aggravating, more and more is also high to the requirement of electromagnetic compatibility design, as one of the main technology of emc design - shielding technology research is more important.Based on principle of electromagnetic shielding technology, this paper discusses the structure of the shield, shielding the technical classification, the selection of shielding materials and to follow the principle of the electronic equipment to implement specific provides an important basis for electromagnetic shielding.At the same time analyzes the harm of electromagnetic interference, this paper introduces the engineering several commonly used methods to solve the problem of electromagnetic interference. Keywords: Electromagnetic shielding, Electromagnetic interference, Shielding technology

屏蔽技术简介

屏蔽技术简介 屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。 （ 1 ）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。 （ 2 ）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。 （ 3 ）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。 许多人不了解电磁屏蔽的原理，认为只要用金属做一个箱子，然后将箱子接地，就能够起到电磁屏蔽的作用。在这种概念指导下结果是失败。因为，电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个因素：一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的，另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。屏蔽体上有很多导电不连续点，最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏，如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料，消除不导电点。这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。 在许多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器，似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。实际上这是不确切的。因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波，取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长远大于开口尺寸时，并不会产生明显的泄漏。因此，当干扰的频率较高时，这时波长较短，就需要使用电磁密封衬垫。具体说，当干扰的频率超过10MHz 时，就要考虑使用电磁密封衬垫。 凡是有弹性且导电良好的材料都可以用做电磁密封衬垫。按照这个原理制造的电磁密封衬垫有：

金属网屏蔽电磁波原理

金属网可以屏蔽电磁波传播的原理是什么? 首先，不是衍射。 我们都做过直流电路实验，导线就是金属，也就谈不上屏蔽(静电屏蔽是指接地 金属罩，屏蔽静电场)。电磁波辐射，是关于时变电磁场的问题，导体对其影响大不相同 如果利用趋肤效应，解释的实际上是金属板屏蔽电磁场原理。 ?对于一个金属板(良导体)，电磁波从一面辐射而来，大部分能量被反射，小部分能量进入金属，该电磁波会随进入金属的深度成e指数衰减(能量转化为表面电流)，当金属层过薄时，电磁波就会穿透金属层继续传播。对于同一频率电磁波，电导率越高，衰减越快。对于相同金属材料，电磁波频率越高，衰减越快。 ?定义：趋肤深度，电磁波传输一个趋肤深度的距离后，振幅衰减到原来的 36.8%，能量衰减到13.5%。对于相同金属材料，电磁波频率越高，趋肤深度越 小。 ?例：10GHz电磁波。银，电导率 6.173e7(S/m),趋肤深度6.4e-7(m)，即0.64微米；1GHz电磁波，趋肤深度20.24e-7(m)，即2.24微米。【1】 那么，同材料的金属板，频率越高，趋肤深度越小，对辐射防御能力是越强

回归正题，金属网屏蔽电磁场原理，（趋肤效应解释波导也有用到，不是重点）先说矩形波导，四壁是金属，电磁波在波导中的介质中传播。金属网实际上就是下图中许许多多的矩形波导叠放组合在一起，z方向长度再缩短些就 是了。 为何电磁波不会从金属网的窟窿中穿透呢？对于金属网，每一个网孔都是一个波导。借用光的粒子说，电磁波像弹球一样，进入网孔波导后，来回在金属壁上反弹，曲折前进。【2】 ?为满足金属壁这一边界条件下的Maxwell方程，对于相同规格的矩形波导，频率越低（波长越大），theta越大；当波长大于等于截止波长时，theta=90。，电磁波只上下弹跳，不前进了。 ?截止波长=2a （a为上上图中的矩形波导长边），若孔径指半径，孑L径=a/2，则波长大于4倍孔径的电磁波就会被屏蔽。“金属网孔形式若为矩形整齐排列，金属网孔径小于电磁波波长的1/4时，则电磁波不能透过金属网”有相当

电磁屏蔽基本原理

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1、电磁屏蔽基本原理 如图1所示电磁屏蔽的基本原理是：采用低电阻的导体材料，并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗而使电磁波能量的继续传递受到阻碍，起到屏蔽作用。某些屏蔽材料可将大部分入射波反射掉，利用内部吸收及多重反射损耗掉部分进入材料的电磁波，只允许极少量的电磁波透过材料继续传播。 钢金属结构就起到了电磁屏蔽的作用，会大大影响附近基站对楼内的信号覆盖强度，下面用具体公式证明这一点。 钢金属结构对电磁波的损耗主要由反射损耗和吸收损耗组成。吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量，吸收损耗计算公式为： AdB=(f×σ×μ) /2×t 其中 f：频率(MHz) μ：金属导磁率σ：金属导电率 t：屏蔽罩厚度 联通附近基站使用的频率是900MHz，钢的导磁率约为450×10-4左右，钢的导电率约为×10-5左右，钢结构厚度约为0.02米左右。 将上述参数代入公式，吸收损耗约为31dB。 反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。对于杆状或直线形发射天线而言，离波源越近波阻越高，反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化，因此它不仅取决于波的类型，而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。 近场反射损耗可按下式计算 RdB=168+10×lg(σ/μrf)

其中 r：波源与屏蔽之间的距离，估算取为200米。 将参数代入公式，得到反射损耗为。 因此，由于钢金属结构引起的损耗为吸收损耗和反射损耗之和，即为，再加上建筑物其他混凝土结构的损耗20dB，总损耗约为97dB。 2、链路预算 下行链路（DownLink）是指基站发，移动台接收的链路。 上行链路（UpLink）是指移动台发，基站接收的链路。 对于GSM900M系统的上下行链路，按照链路预算公式，计算后建筑物内信号电平值为-99dBm左右，基本无法满足正常的通话需求。 对于GSM1800M系统，其覆盖能力还不如GSM900M，也无法达到覆盖效果。 对于CDMA系统，链路预算表格如下表

低频电磁波的屏蔽

低频电磁波的屏蔽一、前言 凡是有电源的地方、有用电设备的地方、几百米内有高压电线的地方、几十米内有地下电缆的地方，甚至只有金属管道和金属梁架的地方，都可能有高达数十以至数百毫高斯的低频电磁干扰。低频电磁干扰的强度变化常常无规律可循，短时间内就会有相当大的上下波动；低频电磁干扰的来源往往难以确定，这样就更增加了屏蔽设计的难度。 二、低频电磁屏蔽与其它屏蔽的差异比较 1、低频电磁场 根据电磁波传输的基本原理，在频率很低的时候良导体中的电磁波只存在于导体表面有“趋肤效应”(波从表面进入导电媒质越深，场的幅度就越小，能量就变得越小，这一效应就是趋肤效应)。 高频电路中，传导电流集中到导线表面附近的现象也有这样的问题又称“集肤效应”。交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种“趋肤效应”使导体的有效电阻增加。频率越高，趋肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。)、磁滞损耗(放在交变磁场中的铁磁体，因磁滞现象而产生一些功率损耗，从而使铁磁体发热，这种损耗叫磁滞损耗。铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗。磁滞指铁磁材料的磁性状态变化时，磁化强度滞后于磁场强度，它的磁通密度B与磁场强度H之间呈现磁滞回线关系。经一次循环，每单位体积铁心中的磁滞损耗等于磁滞回线的面积。这部分能量转化为热能，使设备升温，效率降低，这在交流电机一类设备中是不希望的。软磁材料的磁滞回线狭窄，其磁滞损耗相对较小。硅钢片因此而广泛应用于电机、变压器、继电器等设备中。)以及反射损耗(反射损耗是指由于屏蔽的内部反射导致的能量损耗的数量，他随着波阻和屏蔽阻抗的比率而变化)都很小，低频电磁波的能量基本由磁场能量构成。所以这时我们所要屏蔽的应该是电磁波的磁场分量(电磁屏蔽的

电磁屏蔽的几大技术解析

电磁屏蔽的几大技术解析 1.电磁屏蔽的目的 电磁波是电磁能量传播的主要方式，高频电路工作时，会向外辐射电磁波，对邻近的其它设备产生干扰。另一方面，空间的各种电磁波也会感应到电路中，对电路造成干扰。电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰。在解决电磁干扰问题的诸多手段中，电磁屏蔽是最基本和有效的。用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作，因此不需要对电路做任何修改。 2.区分不同的电磁波 同一个屏蔽体对于不同性质的电磁波，其屏蔽性能不同。因此，在考虑电磁屏蔽性能时，要对电磁波的种类有基本认识。电磁波有很多分类的方法，但是在设计屏蔽时，将电磁波按照其波阻抗分为电场波、磁场波、和平面波。 电磁波的波阻抗ZW定义为：电磁波中的电场分量E与磁场分量H的比 值:ZW=E/H 电磁波的波阻抗电磁波的辐射源性质、观测点到辐射源的距离以及电磁波所处的传播介质有关。 距离辐射源较近时，波阻抗取决于辐射源特性。若辐射源为大电流、低电压（辐射源的阻抗较低），则产生的电磁波的波阻抗小于377，称为磁场波。若辐射源为高电压、小电流（辐射源的阻抗较高），则产生的电磁波的波阻抗大于377，称为电场波。 距离辐射源较远时，波阻抗仅与电场波传播介质有关，其数值等于介质的特性阻抗，空气为377Ω。 电场波的波阻抗随着传播距离的增加降低，磁场波的波阻抗随着传播距离的增加升高。 注意:近场区和远场区的分界面随频率不同而不同，不是一个定数，这在分析问题时要注意。例如，在考虑机箱屏蔽时，机箱相对于线路板上的高速时钟信号而言，可能处于远场区，而对于开关电源较低的工作频率而言，可能处于近场区。在近场区设计屏蔽时，要分别电场屏蔽和磁场屏蔽。 3.度量屏蔽性能的物理量——屏蔽效能 屏蔽体的有效性用屏蔽效能（SE）来度量。屏蔽效能的定义如下： SE=20lg(E1/E2)(dB)

SiP封装共形电磁屏蔽技术简介

SiP封装共形电磁屏蔽技术简介 前言 ?移动设备向着轻薄短小的方向发展，手机行业是这一方向的前锋，从几代iPhone的尺寸可以看出----薄，是一直演进的方向（图1）。随着物联网、可穿戴等市场兴起，将这一方向推向极致。 ?图1、iPhone厚度变化 ?手机的薄型化，得益于多方面技术的进步，包括SiP、PCB、显示屏等技术，其中关键的技术之一就是EMI屏蔽技术。传统的手机EMI屏蔽是采用金属屏蔽罩，屏蔽罩在横向上要占用宝贵的PCB面积，纵向上也要占用设备内部的立体空间，是设备小型化的一大障碍。新的屏蔽技术共形屏蔽（Conformal shielding），将屏蔽层和封装完全融合在一起，模组自身就带有屏蔽功能，芯片贴装在PCB上后，不再需要外加屏蔽罩，不占用额外的设备空间，从而解决这一难题。如图2，iPhone 7主板上，大部分芯片都采用了Conformal shielding技术，包括WiFi/BT、PA、Memory等模组，达到高度集成且轻薄短小的目的。?图2、iPhone7主板上采用共形屏蔽技术的模组 ?SiP封装共形屏蔽 ?电子系统中的屏蔽主要两个目的：符合EMC规范；避免干扰。传统解决方案主要是将屏蔽罩安装在PCB上，会带来规模产量的可修复性问题。此方法也可以在SiP模组中使用，如图3中的模组封装，或Overmolded shielding将屏蔽罩封装在塑封体内。这两种屏蔽解决方案，虽然实现了屏蔽罩的SiP封装集成，但是并未降低模组的高度，同时也会带来工艺和成本问题。 ?图3、传统的屏蔽罩模组及SiP封装内集成（Overmolded shielding）屏蔽罩?SiP封装的共形屏蔽，可以解决以上问题。如图4，SiP封装采用共形屏蔽技

电磁屏蔽一般可分为三种

电磁屏蔽一般可分为三种：静电屏蔽、静磁屏蔽和高频电磁场屏蔽。三种屏蔽的目的都是防止外界的电磁场进入到某个需要保护的区域中，原理都是利用屏蔽对外场的感应产生的效应来抵消外场的影响。但是由于所要屏蔽的场的特性不同，因而对屏蔽壳材料的要求和屏蔽效果也就不相同。 一、静电屏蔽 静电屏蔽的目的是防止外界的静电场进入需要保护的某个区域。静电屏蔽依据的原理是：在外界静电场的作用下导体表面电荷将重新分布，直到导体内部总场强处处为零为止。接地的封闭金属壳是一种良好的静电屏蔽装置。如图所示，接地的封闭金属壳把空间分割成壳内和壳外两个区域，金属壳维持在零电位。根据静电场的唯一性定理，可以证明：金属壳内的电场仅由壳内的带电体和壳的电位所确定，与壳外的电荷分布无关。当壳外电荷分布变化时,壳层外表面上的电荷分布随之变化,以保证壳内电场分布不变。因此，金属壳对内部区域具有屏蔽作用。壳外的电场仅由壳外的带电体和金属壳的电位以及无限远处的电位所确定，与壳内电荷分布无关。当壳内电荷分布改变时，壳层内表面的电荷分布随之变化，以保证壳外电场分布不变。因此，接地的金属壳对外部区域也具有屏蔽作用。在静电屏蔽中，金属壳接地是十分重要的。当壳内或壳外区域中的电荷分布变化时，通过接地线,电荷在壳层外表面和大地之间重新分布,以保证壳层电势恒定。从物理图像上看，因为在静电平衡时，金属内部不存在电场，壳内外的电场线被金属隔断，彼此无联系，因此，导体壳有隔离壳内外静电相

互作用的效应。 如果金属壳未完全封闭，壳上开有孔或缝，也同样具有静电屏蔽作用。在许多实际应用中，静电屏蔽装置常常是用金属丝编织成的金属网代替闭合的金属壳，即使一块金属板，一根金属线，亦有一定的静电屏蔽作用，只是屏蔽的效果不如金属壳。 在外电场的作用下，电荷在导体上的重新分布，在10-19秒数量级时间内就可完成，因此对低频变化的电场，导体上的电荷有足够长的时间来保证内部场强为零．所以静电屏蔽装置对缓慢变化的电场也有屏蔽作用。为了提高对变化电场的屏蔽效果,屏蔽物的电导率应大,接地线要短，与地的接触要良好。 身穿高压作业服的人，由于被铜丝编织的衣服所包裹，人体内的场强保持为零，因此没有电流从人体中流过,人体是安全的。不过在作业者刚刚接触高压线的一瞬间高压服上的电荷有一个瞬时分布的过程，在这极小的时间内人体会有短暂的微弱电场作用，一般作业者都能经受住这考验。静电屏蔽的特点是一般只考虑到对静电场的屏蔽，封闭导体的屏蔽作用是完全的（即内部场强可达到真正等于零），对屏壁壳的厚度和电导率也无要求。只有在把低频交流电场的屏蔽包括在静电屏蔽中时，总是希望屏蔽壳的电导率愈高愈好。 二、静磁屏蔽 静磁屏蔽的目的是防止外界的静磁场和低频电流的磁场进入到某个需要保护的区域，这时必须用磁性介质做外壳。静磁屏蔽依据的原理可借助并联磁路的概念来说明。把一高磁导率的材料制成的球壳放

电磁屏蔽基本原理介绍要点

在电子设备及电子产品中，电磁干扰（ Electromagnetic Interferenee ）能量通过传导性耦 合和辐射性耦合来进行传输。 为满足电磁兼容性要求， 对传导性耦合需采用滤波技术， 即采 用EMI 滤波器件加以抑制；对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。在当前电磁频谱日 趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、 高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导 致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下，其重要性就显得更为突出。 屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体，将电磁波局限于某一区域内的一种方法。 由于辐射源分为近区的电场源、 磁场源和远区的平面波，因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源 的不同，在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。 在设计中要达到所需 的屏蔽性能，则需首先确定辐射源， 明确频率范围，再根据各个频段的典型泄漏结构， 确定 控制要素，进而选择恰当的屏蔽材料，设计屏蔽壳体。 屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能 SE （ Shielding Effectiveness ）来衡量，屏蔽效 能的定义：没有屏蔽体时，从辐射干扰源传输到空间某一点（P ）的场强匚1 （匚1）和加入屏 蔽体后，辐射干扰源传输到空间同一点 （P ）的场强（二2）之比，用dB （分贝）表示。 屏蔽效能表达式为 图1屏蔽效能定义示意图 |场| (dB)或 (dB )

也有所不同，表2与图3分别用图表给出了 的波阻抗特性。 工程中，实际的辐射干扰源大致分为两类：类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射 源和类似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源。 由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的最 基本形式，实际的辐射源在空间某点产生的场，均可由若干个基本源的场叠加而成 （图 2）。 因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析，就可得出实际辐射源的 远近场及波阻 抗和远、近场的场特性，从而为屏蔽分类提供良好的理论依据。 图2两类基本源在空间所产生的叠加场 远近场的划分是根据两类基本源的场随 1/r （场点至源点的距离）的变化而确定的, l -r;为远近场的分界点，两类源在远近场的场特征及传播特性均有所不同。 场源类型 近场（厂'） 远场（厂〉％E ） 场特性 传播特性 场特性 传播特性 电偶极子 非平面波 1 以尸"衰减 平面波 1 以厂衰减 磁偶极子 非平面波 1 以k 衰减 平面波 1 以厂衰减

电磁屏蔽室 工作原理

电磁屏蔽室工作原理 电磁屏蔽室的功能： (1)、隔离外界电磁干扰，保证室内电子、电气设备正常工作。特别是在电子元件、电器设备的计量、测试工作中，利用电磁屏蔽室（或暗室）模拟理想电磁环境，提高检测结果的准确度。 (2)、阻断室内电磁辐射向外界扩散。强烈的电磁辐射源应予以屏蔽隔离，防止干扰其他电子、电气设备正常工作甚至损害工作人员身体健康。 (3)、防止电子通信设备信息泄漏，确保信息安全。电子通信信号会以电磁辐射的形式向外界传播，敌方利用监测设备即可进行截获还原。而使用电磁屏蔽室是确保信息安全的有效措施之一。 那么，它是怎么工作的，才能达到这样的效果呢？ 电磁屏蔽室工作原理： 计算机、通信机及电子设备在正常工作时会产生一定强度的电磁波，该电磁波可能会对其它设备产生干扰或被专用设备所接收，以窃取其工作内容。同时，这些电子设备也需要在小于一定强度的电磁环境下保证其正常工作。 屏蔽就是用金属板体（金属网）制成六面体，将电磁波限制在一定的空间范围内使其场的能量从一面传到另一面受到很大的衰减。屏蔽室就是利用其屏蔽的原理，用金属材料制成一个六面体房间，由于金属板（网）对入射电磁波的吸收损耗、界面反射损耗和板内反射损耗，使其电磁波的能量大大的减弱，而使屏蔽室产生屏蔽作用。 （河南民生）电磁屏蔽室的基本组成内容: (1)、壳体：以钢板焊接式电磁屏蔽室为例。包括六面龙骨框架、冷轧钢板。龙骨框架由槽钢、方管焊接而成，材料规格按屏蔽室大小确定地面龙骨（地梁）应与地面进行绝缘处理。墙部冷轧钢板厚度1.5mm，，先在车间预制成模块，分别焊接在龙骨框架内侧。所有焊接均采用CO2保护焊，连续满焊，并用专用设备捡漏，防止漏波。 (2)、电磁屏蔽门：是屏蔽室唯一活动部件，也是屏蔽室综合屏蔽效能的关键，技术含量较高，材料特殊，工艺极其复杂，共26道工序。电磁屏蔽门有铰链式插刀门、平移门两大类，各有手动、电动、全自动等形式。 (3)、蜂窝型通风波导窗：通风换气、调节空气是屏蔽室必不可少的设施。蜂窝型波导窗由对边距5㎜的六边形钢质波导管集合组成，波导管不妨碍空气流通，却对电磁辐射有截止作用。 (4)、强弱电滤波器：进入屏蔽室的电源线、通信信号线等导体都会夹带传