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0 引言
随着电子设备功能的增加，我国电子行业电子设备结构设计的重心页转到抗电磁干扰技术研究。屏蔽技术是针对电子机箱信息辐射外泄或外部辐射的电磁扰乱的最好办法。使用屏蔽体阻碍或降低电磁能量传送的方法是电磁屏蔽,是遏制辐射扰乱的好办法,并且是电子设备结构设计的主要构成部分。屏蔽材料方面，本文选用实验室制备的碳纤维木质复合材料作为检测样本，该材料具有力学性能好，系能减震，自然环保等优点，是屏蔽材料的一个重要发展方向[1]。
1 电磁屏蔽技术的主要措施
1）缝隙电磁屏蔽，装入屏蔽材料于缝隙中完成电连接。
2）紧固点接入设计方式:降低缝隙的最大尺寸加大缝隙深度。提升零件韧性。
3）装入屏蔽材料:在缝隙的构成方式为活动缝隙或不可以用很多紧固点时，能于缝隙中装入屏蔽材料。
在两个金属体中树立一条低阻抗连接通路的工艺措施是搭接。确保电子设备结构件本身和电子设备与地系统中优良的电连续性是其设计基本原理，并供应足够低的阻抗(从直流电阻到高频阻抗)，完成电阻设备结构件的等电位连接。其等电位接入对系统的安全性和电磁兼容性，或是产品普通工作都有很重的影响。
要求：需确保搭接面有优良的导电性，清洗干净，可靠接触，足够的紧固力和接触范围。
2 电磁设备结构设计中的电磁屏蔽方 案的类别与选择
2.1 电磁屏蔽方案的类别
为使产品完成电磁兼容，取自屏蔽措施的方式依照屏蔽级别的不同能分为：PCB板、元器件、模块、插箱/子架、机柜等屏蔽。
2.2 选择屏蔽方案
挑选屏蔽方案应注意成本、技术难度和控制性等各部分的综合要素,普遍参考如下原则：
1）依据据事实状况,采用综合方式, 完成综合性能最优的目标在综合选用不同级别的屏蔽方案中。
2）采取模块屏蔽或插箱/子架屏蔽,谨慎使用机柜级屏蔽方案;针对进出线缆很多的系统。
3）针对需求高的产品，可采取多级屏蔽方案，即模块屏蔽加插箱/子架屏蔽，并可加机柜屏蔽。
3 电磁屏蔽原理和测试原理
3.1 电磁波的基本原理
电磁波的基本原理可以使用Schelunoff电磁波屏蔽理论表示成：S E =R +A +B (1)
式中：材料总屏蔽效能是SE，dB；材料表面单次反射衰减是R；材料吸收降低至A；材料内部多次反射衰减为B (当A>15 dB时，可以忽略)[1,2]。
因屏蔽效能定义，在相同激励电平下则是屏敝效能，有屏蔽材料与无屏蔽材料时所接入到的
电压或功率之比，并且用对数表示，所以有：
(2)
收稿日期：2010-12-24
作者简介：史广伟（1985 -），男，黑龙江绥化人，硕士，研究方向为智能检测与监控。
电子设备的电磁屏蔽设计及复合材料屏蔽检测的应用
Electromagnetic shielding for electronic equipment design and application of
composite materials to shield the detection
史广伟，孙丽萍
SHI Guang-wei, SUN Li-ping
（东北林业大学，哈尔滨 150040）
摘 要：对于电子设备的特性，得出电子设备电磁屏蔽设计的基本原理，深刻讨论电磁屏蔽的种种措施自缝隙、孔洞、电缆和搭接几部分。叙述了电子设备电磁屏蔽结构设计中电磁屏蔽方案的类型和其选取方法、屏蔽结构设计的重点,还提出屏蔽结构设计中的一些详细的问题初始处理方案。电磁屏蔽涂料的普遍运用需求一种可快速高效确定屏蔽效能的度量方法。提出一种根据远场同轴传输线度量平面材料的方式,度量屏蔽材料的屏蔽效能。
关键词：电磁兼容(EMC)；电磁屏蔽(EMS)；结构件设计；屏蔽效能；屏蔽材料；样本测试；动态范围中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2011)3(上)-0215-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.3(上).74
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式中:屏蔽效能为SE，dB;无屏蔽材料时的接收电压为V 0;有屏蔽材料时的接收电压为V1;无屏蔽材料时的接收功率为P 0;有屏蔽材料时的接收功率为P 1[3-5]。
有很多种方式来测量屏蔽效能(SE)，而每一种方法都各有好处和坏处。因其测试方式的选取需顾虑很多条件，比如：频率范围、测量误差、动态范围、样本制备、试验重复性、试验时长和试验成本等。30MHz～1.5GHz是本文所提的测试方式的频率范畴。所测得的结果使用远场同轴传输线测量平面材料的方式得出SE是材料总屏蔽效能。
3.2 测试系统
测量屏蔽涂料的屏蔽效能能够用法兰同轴测试装置按照远场同轴传输线测量平面材料的方式来测出。如图1所示则是其测试系统配置原理图。
图1 测试系统配置原理图
测试系统主要由ESCS 30接收机(符合GB 6113.1标准的要求)、法兰同轴测试装置(按ASTM D 4935-99标准的附录A1制作)[6]、衰减器经过50Ω射频电缆连接,并经计算机操控然后针对测试数据实行处理。
ESCS 30接收机的核心技术参数涵括：频率范畴是9 kHz～2 750MHz、输入电平是-38～137 dB、带宽是200Hz/9 kHz/120 kHz/1MHz、检波方式是峰值/准峰值/平均值、跟踪输出电平是-130～13 dBm。
法兰同轴测试装置的核心技术参数涵括：频率范畴是5 kHz～1. 5 GHz、特性阻抗是50Ω、电压驻波比<1.2、传输损耗<1 dB、测量动态范围>100 dB、带N型连接器。
10 dB固定衰减器的主要技术参数包括频率范围为30MHz～1.5GHz、特性阻抗为50Ω、驻波比<1.2。3.3 参考试样和负载试样的制备
本测试过程的试样基板采用厚度为9mm的碳纤维木质复合板。参考试样和负载试样如图2所示,试样的尺寸是配法兰同轴测试装置的。参考试样和负载试样是通过碳纤维与木纤维混合施加脲醛胶与异
氰酸酯胶热压复合而成的，具有一定的屏蔽效能。3.4 测试程序3.4.1 试验设备的准备
完成法兰同轴测试装置制造后，为了保证50Ω特性阻抗，需要通过有资质的计量检测机构校准。
在正式的实验之前，需按照图1的配置把测量系统连接好。
由2个圆锥形法兰构成的法兰同轴测试装置。使试样(涵括参考、负载试样)放置两圆锥形法兰中间，这2个圆锥形法兰必需用绝缘螺钉(尼龙螺钉)衔接。
3.4.2 试样的预处理
在测试前置于(23±2)℃，(50±5)%环境中维持48h后，拿出试样并且马上实行测试[3,6]。并且需注意参考试样和负载试样都要实行预处理。3.4.3 安装
使导电面面朝信号源端当夹入试样于法兰同轴测试装置中央的时候，并且紧夹试样，使试样与法兰同轴测试装置的法兰紧密衔接，从而防止因为接触不良而引发测量误差。
试样的装入对与错联系到测量结果的准确度。安装试样时应当先拧对角线的2个螺钉；然后再拧另外2个螺钉，最后拧紧4个尼龙螺钉。
系统应当于优质射频屏蔽电缆衔接，比如双屏蔽电缆等，以至于背景噪声能够减少。3.4.4 系统的动态范围校验
应当提前估算试样的屏蔽效能，在对试样进行测试之前。能够经过对比测量参考试样得出系统的动态范围的最大信号电平，和对比测量金属负载试样得出的最小信号电平来检查。因为端口的连接器或者线缆引起的泄漏，信号会不经过试样而经过一条并联的信号通路，由此能降低系统的动态范畴。因为同轴连接器引起的泄漏不但取决于连接器的质量而且还与连接器运用中的紧固力矩相关，所以，要对连接器进行再一次检验。3.4.5 测量
可对试样实行测量在以上程序实现后。图3列出了屏蔽材料的测量图像。屏蔽涂料在某一频率
对照的屏蔽效能的dB数从图3中能够看出。表1是
(a) 参考式样 (b) 负载试样
图2 参考试样和负载试样图
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屏蔽材料对采样频率的电磁波衰减测试值[4～6]
。
图3 屏蔽效能曲线图
4 结论
工程实践中所遇的普遍问题也是电子设备的电磁屏蔽设计，必需仔细地解析种种干扰信号根源于设计过程之中，采用种种高效方式，提升系统抗干扰能力。屏蔽则为减少设备电磁辐射干扰主要的方式,但也需要留意滤波和接地的等非结构方面的重要性在屏蔽时候。依照远场同轴传输线测量平面材料的方式使用法兰同轴测试装置, 使屏蔽涂料的屏蔽效能能够简便地测量,因而可以正确评价屏蔽涂料的屏蔽效果。并且此方式还有测试简便、
试验重复性好、测试时间短、试验成本低的优点。参考文献：
[1] 孙丽萍,张澎涛.碳纤维复合材料的电磁屏蔽特性[J].林
业机械与木工设备,2005(3):46-47.
[2] 何益艳,杜仕国,施冬梅.铜系电磁屏蔽涂料的研究[J].现
代涂料与涂装,2002(5):1-2.
[3] 王庆,蒋全兴,张林昌,等.SJ 20524-1995材料屏蔽效能的
测量方法[S].CSIC-SJ,1995.
[4] 胡玉生.远场区同轴传输线测试法的原理与进展[J].安
全与电磁兼容,2006(2):43-45.
[5] 刘浩,朱跃生,钟小艳.金属丝网屏蔽效能测量方法[J].电
子质量,2007(7):15-17.
[6] ASTM.ASTM D 4935-99 standard testmethod
formeasuring the electromagnetic shielding effectiveness of planar materials [S].1999.
表1 电磁波衰减值测试结果
!g0NI[! ? !2!41!41/59!3!61!38/91!4!211!36/13!5!411!32/:7!6!611!33/93!7!2111!32/99!8!
2611!
32/84!
虚线部分就表示被裁剪了；而绿色的线有两根，在两边，绿色的线没有虚线，只有实线，则表示没有被裁剪，保持原来的样子不变。依据上面得出的结论，现操作图11的图形，要求得到图12的结果，运行这个命令后，操作步骤如下：
1） 软件提示操作者【请选择要分割的直线
或圆弧】，我们选择1线段的A 位置。因为从结果可以看出，这里被裁
剪的是1线段，
而且图标中被裁剪的线段是蓝色，蓝色表示先选择的线，所以我们先选择1线段。
2）然后软件继续提示操作者【请选择第一边界线】，我们选择2线段任意位置都可以。因为根据图标得出，这根线段为绿色线段，图标中绿色线段全部都是实线，没有虚线，则没有被裁剪，所以可以点击此线段的任意位置。
3）最后软件提示操作者【请选择第二边界线】，同上述第二步道理一样，我们就可以选择3
线段的任意位置，这时就得到图12的结果了。
2 结论
最后，我们可以归纳出这四个裁剪命令的共同特点：
1）图标中实线部分表示被保留的线，虚线部分表示被裁剪的线；
2）图标中蓝色的线条表示先选择的线，绿色的线条表示后选择的线；
3）这些裁剪命令中，一般来说，鼠标点击的位置为保留的位置。为什么是一般来说呢，因为这个特点对于【分割物体】这一命令来说不完全成立，在【分割物体】命令中，被分割的线是中间的线，所以操作过程中只要选择这根线条就可以了，而不必强调这根线条的具体哪个部位；
4）执行裁剪命令时，被裁剪的线段如果是长的线段，则可以被剪短，而如果线段比较短的话，则可以被延长，直到两者相交为止。参考文献：
[1] 宁汝新,赵汝嘉.CAD/CAM技术[M].北京:机械工业出版社.[2] 王睿.MasterCAM9实用教程[M].北京:人民邮电出版社.
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图11 分割物体图12 分割物体结果
民用电子设备的电磁干扰屏蔽材料 导电布 织物类型金属镀层电阻率应用优点 聚酯纤维镍/铜/镍 Ω < 0.05 ohms/square 导电泡棉 特殊形状,适应 特定环境的安装 泡棉 泡棉类型 压缩变形 (ASTMD 3574) 颜色应用优点 聚氨酯 5 to 10% 黑或灰导电泡棉 可阻燃压缩衬垫形状复杂 热塑性橡胶(TPE) < 20% 黄或白导电泡棉形状复杂可阻燃 金属化泡棉< 5% 灰色I/O衬垫 形状复杂 Ω ≤0.08 ohms/square 压敏胶带 压敏胶带 不锈钢上180° 剥离强度（ASTM3330） 耐热性 （3M TM InternalTest) 应用优点 3M TM9485 或相同产品75 oz/in(82N/100mm) 短期：450°F（232°C） 长期：300°F（149°C） 高粘性抗剪切 高剥离强度 及高耐热性 Nitto D5052 或相同产品87 oz/in(95N/100mm) 短期：311°F（155°C） 长期：240°F（160°C） 高粘性抗剪切 高内粘强度、高剥离 强度及高耐热性 3M TM950 或相同产品75 oz/in(82N/100mm) 短期：250°F（121°C） 长期：180°F（82°C） 高粘性高剥离强度
铜箔布 织物类型电阻率应用优点纯软质铜+聚脂纤维 Ω ≤0.02 ohms/square 导电泡棉 任意成型,可阻燃 导电性好,并导热 铜箔 产品说明： 纯度高于99.95%，感压性导电胶，其功能为消除电磁干扰，隔离电磁波对人体的伤害，避免不需要电压与电流而影响功能。 产品参数 产品型号基材厚度（mm）背胶厚度（mm）背胶导电性能 SQ-Cu22Z 0.022mm 0.035～0.040mm 压克力胶－ SQ-Cu50Z 0.050mm 0.035～0.040mm 压克力胶－ SQ-Cu22D 0.022mm 0.035～0.040mm 导电性压克力胶0.03-0.05ohms/sqin SQ-Cu50D 0.050mm 0.035～0.040mm 导电性压克力胶0.03-0.05ohms/sqin 用途 PDA、PDP、LCD显示器、笔记本电脑、复印机等各种电子产品内需电磁屏蔽的地方 铝箔 产品说明： 纯度高于99.4%，感压性导电胶，其功能为消除电磁干扰，隔离电磁波对人体的伤害，避免不需要电压与电流而影响功能。 铝箔胶带
《电磁屏蔽性结构设计规范》摘录 一．定义：在有屏蔽体时，被屏蔽空间内某点的场强与没有屏蔽体时该点场强的比值。以dB为单位表示 ；一般低频段比高频段高10~15,也可写成30~1000MHz：20 dB。
四．紧固方式 缝隙搭边深度值超过30mm时，作用不明显；推荐缝隙搭边深度：15~25mm。 五．局部开孔 定义：数量不多的开孔 根据经验：开口最大尺寸小于电磁波波长的1/20时，屏蔽效能20 dB；开口最大尺寸小于电磁波波长的1/50时，屏蔽效能30 dB。 例如：屏蔽效能为20 dB/1GHz时，局部开孔的最大尺寸应小于15mm。 一．提高缝隙的屏蔽效能可采取以下几种措施：增加缝隙深度、减小缝隙的最大长度尺寸、减小缝隙中紧固点的间距、增强基材的刚性和表面光洁度。 二．影响穿孔金属板屏蔽效能的最大因素是开孔的最大尺寸，其次是孔深，影响最小的是孔间距。 三．针对电缆穿透问题，可采取：在电缆出屏蔽体时增加滤波，或采用屏蔽电缆，同时屏蔽电缆屏蔽层与屏蔽体之间要良好电接触。 四．屏蔽方案 1.机柜屏蔽：成本较高，由于缺陷较多，屏蔽效能一般不能做到太高。 2.插箱/子架屏蔽：对于屏蔽电缆的接地和增加滤波都比较方便，适合大量出线的产品。 3.单板/模块屏蔽：结构复杂，成本较高，对散热不利。 4.单板局部屏蔽：在无线产品中较常见，主要通过安装屏蔽盒实现，实现较容易。 原则上，最靠近辐射源的屏蔽措施是最有效和最经济的；一般说，屏蔽需求导致结构件成本增加10%~20%左右。 五．缝隙屏蔽设计 1.紧固点连接缝隙 屏蔽效能最主要的影响因素是缝隙的最大尺寸和缝隙深度，减小紧固点间距、增加连接零件刚性。 2.增加缝隙深度 单排紧固时缝隙深度超过30mm后屏蔽效能差别就不明显，一般推荐值为15~25mm。增加缝隙深度可采取一些迷宫或嵌入式结构，或采用双排紧固点方式（最好将两排紧固点错开分布）。 3.紧固点间距 下表是按照DKBA0.460.0031屏蔽效能测试方法得出的单排紧固点缝隙在不同间距下的屏蔽效能，测试样品T=1.5mm，大小600×600mm。在选择紧固点间距时应该参照该表推荐数据，并根据实际结构形式进行一定的调整5~10mm。
电磁屏蔽导电复合材料 Ξ 杜仕国 高欣宝 (军械工程学院)摘 要 在介绍电磁屏蔽原理的基础上,论述了近年来电磁屏蔽用表层导电材料和导电复合材料的特性与发展,展望了其研究趋势及应用前景。 关键词 电磁屏蔽 导电材料 复合材料 随着现代电子工业的高速发展和各类电子产品的普遍使用而产生一种新的公害,即电磁波干扰(E M I )。一方面,电磁波辐射对周围的电子电气设备造成干扰,产生错误动作;另一方面,其本身对周围的电磁干扰又十分敏感,从而造成计算机信息泄漏等严重的社会问题。为此,许多发达国家及国际组织近年都制定了相应的法规及标准,如德国的VD E 法规、美国的FCC 法规以及国际无线电抗干扰特别委员会(ISPR )制定的国际标准和试验方法等,以限制电子公害的发展〔1～3〕。然而,出于降低成本和便于大规模工业化生产的考虑,这些电子产品的壳体材料大都是采用工程塑料制成,而塑料本身无导电性,对E M I 丧失了屏蔽能力。为了解决这一问题,采用导电复合材料进行电磁屏蔽是一种行之有效的方法。 1 电磁屏蔽的基本原理 电磁屏蔽主要用来防止高频电磁场的影响,从而有效地控制电磁波从某一区域向另一区域进行辐射传播。其基本原理是: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的损耗而产生屏蔽作用,通常用屏蔽效果( S E )表示〔4〕。屏蔽效果为没有屏蔽时入射或发射电磁波与在同一地点经屏蔽后反射或透射电磁波的比值,即为屏蔽材料对电磁信号的衰减值,其单位用分贝(dB )表示,可写成如下的方程式〔5〕: S E =20log (E b E a ) S E =20log (H b H a ) (1) S E =10log (P b P a )式中,E b 、E a 为屏蔽前、后的电场强度,H b 、H a 为屏蔽前、后的磁场强度,P b 、P a 为屏蔽前、后的能量场强度。 衰减值越大,表明屏蔽效果越好。根据Schelkunoff 电磁屏蔽理论,金属材料的屏蔽效果可用下式表示: 第22卷 第6期1999年 11月 兵器材料科学与工程ORDNANCE MA TER I AL SC IENCE AND EN G I N EER I N G V o l .22 N o.6 N ov . 1999 Ξ1998年12月14日收到稿件 杜仕国 军械工程学院 石家庄市 050003
郑州大学毕业设计（论文） 题目：不同材质金属板电磁屏蔽效果的对比分析指导教师：职称：讲师 学生姓名：学号： 专业： 院（系）： 完成时间： 2013年5月20 日
不同材质金属板电磁屏蔽效果的对比分析 摘要高导电性材料在电磁波的作用下将产生较大的感应电流。这些电流按照楞次定律将削弱电磁波的透入。采用的金属网孔愈密，直到采用整体的金属板（壳），屏蔽的效果愈好，但所费材料愈多。 本文主要使用XFDTD仿真软件编写基于FDTD算法的计算机仿真程序，计算出了喇叭天线工作时在铜金属板以及与铁，铝金属板屏蔽下电场强度分布，重点记录了距离端口60cm 平面的电磁参数，以此观察分析不同材质金属板的屏蔽效能，为金属板的电磁屏蔽应用提供科学的理论依据和定量的数据。 关键词屏蔽效能金属板时域有限差分算法喇叭天线电磁波传播模型 Abstact Shielding effectiveness is characterized the attenuation of electromagnetic waves on shield。Because of the high conductive material will be generated a large induction current under the action of electromagnetic waves。These currents according to Lenz's law will weaken the penetration of electromagnetic waves。The metal mesh is more dense, he better the shielding effectt, until the the overall metal shell, but the more charge material used. The this thesis make use of XFdtd simulation of copper metal plate, as well as iron, aluminum metal plate in an electromagnetic field environment。Through the comparison of different materials, thickness, and the source distance parameter, analysis the performance impact of metal shielding. Key Words：Shielding effectiveness Metal plate Finite difference time domain algorithm Horn antenna electromagnetic wave propagation model
浅谈电磁场屏蔽 【摘要】阐述了三种电磁场屏蔽的屏蔽原理，在屏蔽材料的选取、屏蔽效果、应用范围等方面对三者进行了比较。 【关键词】电磁场屏蔽；屏蔽原理；屏蔽材料；屏蔽效果 0引言 随着电子技术的发展，越来越多的电子电气设备进入人们的生活，电磁污染日益严重。另一方面，由于电子电气设备小型化的要求，极易受外界电磁干扰而使其产生误动作，从而带来严重后果。因此人们越来越重视电子产品的电磁兼容性（EMC），电磁场的屏蔽就是电磁兼容技术的主要措施之一。 根据条件的不同，电磁场的屏蔽一般可以分为三类：静电屏蔽、静磁屏蔽和高频电磁场的屏蔽。三种屏蔽的共同点是防止外界的电磁场进入到某个需要保护的区域中去。但是由于所要屏蔽的场的特性不同，因而对屏蔽材料的要求也就不一样。 1静电屏蔽 静电屏蔽的目的是防止外界的静电场进入到某个区域。实际上对于变化很慢的交流电而言，它周围的电场几乎和静电场一样，只是电荷的分布周期性地变化而已。因此防止低频交流电的电场，也可以归结为静电屏蔽一类。静电屏蔽对导体壳的厚度和电导率无特别要求，但对于低频交流电场，屏蔽壳要选电导率高一点的材料。 图1空腔导体屏蔽外电场 静电屏蔽分为外屏蔽和全屏蔽。空腔导体内无电荷，在外电场中处于静电平衡时，其内部的场强总等于零（图1），因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。若空腔导体内有带电体，在静电平衡时，它的内表面将产生等量异号的感应电荷，外表面会产生等量同号的感应电荷（图2），此时感应电荷的电场将对外界产生影响。这时空腔导体只能屏蔽外电场，却不能屏蔽内部带电体对外界的影响，所以叫外屏蔽。如果外壳接地，即使内部有带电体存在，内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零，而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地（图3）。此时外界无法影响壳内空间，内部带电体对外界的影响也随之消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽。 实际使用中一般均采用接地的屏蔽方法，且金属外壳不必严格完全封闭，用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果。例如高压电力设备安装接地金属网，电子仪器的整体及某些部分使用接地金属外壳等。 ２静磁屏蔽 图4 静磁屏蔽的目的是屏蔽外界静磁场和低频电流的磁场，这时必须用磁性介质作外壳。如图4，用磁导率为的铁磁材料制成屏蔽壳，壳与空腔则可看作两个并联的磁阻。由于，空腔磁阻远大于屏蔽壳磁阻，所以外界的磁感线绝大部分穿过屏蔽壳而不进入空腔。要想获得更好的屏蔽效果，可使用较厚的屏蔽壳或采用多重屏蔽壳。因此效果良好的铁磁屏蔽壳一般都比较笨重。在重量和体积受到限制的情况下，常常采用磁导率高达数万的坡莫合金来做屏蔽壳，壳的各个部分要尽量结合紧密，使磁路畅通。磁屏蔽不同于电屏蔽，壳体是否接地不会影响屏蔽效果，但是要求金属材料磁导率要高。
我国电磁屏蔽材料行业概况研究 1、行业概况研究 （1）电磁屏蔽技术的基本原理和发展历程 电子设备在工作时，会向外辐射电磁波，对临近的其他电路或设备产生电磁干扰(EMI)或电磁兼容（EMI），导致信息传输失真、控制失灵。此外，由于电磁脉冲武器可以对敌国的电子设备、电力系统直接打击，造成敌国信息系统暂时或永久性损伤，所以电磁屏蔽材料也被广泛用于国防军工领域。 电磁屏蔽基本功能是通过吸收或反射来阻断或衰减电磁波能量来实现的。屏蔽材料的三个基本因素是电导率、磁导率及材料厚度。一般而言，电磁屏蔽材料必须是导电的，因此直接选择金属材料，可以对不导电的基材（例如普通的纺织物）进行电镀处理，或者在基材中添加一定的导电材料。 20世纪40年代，铁磁材料例如纯铁、硅钢、铁镍合金等被广泛应用于电磁屏蔽领域。20世纪60 年代，信息自动化技术以及橡塑高分子材料技术的快速发展极大得推动了电磁屏蔽技术的发展，表面敷层屏蔽材料开始被广泛应用，这类材料在塑料橡胶等绝缘体表面附着一层导电层，以反射损耗为主，具有屏蔽频率宽的优点。
进入上世纪80 年代以来，通讯、自动化、电子技术的突飞猛进对电磁屏蔽材料提出了更高的要求，填充复合型屏蔽材料开始在欧美等发达国家等国得到广泛应用，这类材料由导电填料（例如金属纤维、金属合金粉、超细炭黑等）与聚苯醚、聚碳酸酯等合作树脂等成型材料填充复合而成，具有一次加工成型、便于批量生产的优势。 本世纪以来，由于电子信息产品不断推陈出新，特别是智能手机等消费电子的迅猛发展，结构要求更加紧凑轻薄，对电磁屏蔽材料的各项技术要求也越来越高。 （2）电磁屏蔽材料的种类和技术发展趋势 电磁屏蔽材料的种类较多，大体可以分为金属类电磁屏蔽材料、电磁屏蔽塑料、导电织物、导电涂料、填充类复合屏蔽材料和其他类。金属屏蔽器件材料通常为铍铜、或不锈钢，具有良好的机械性能和重复使用性，使用于存在EMI/RFI 或者ESD 问题的广泛的电子设备，但也存在重量大、易腐蚀等缺点。电磁屏蔽塑料即利用真空渡金属法、阴极溅射法等方法在塑料表层生成较薄的金属层，具有导电性好的特点，但附着力较弱，容易剥落，结构稳定性差，使用周期短的缺点。 导电织物在一般纺织品表面涂覆金属物质，或采用金属纤维与纺织前卫相互包覆的方式，具有金属光泽，柔软性、耐折叠等优点；而导电布衬垫则采用聚氨酯或热塑性橡胶（TPE）材料作为海绵芯，外层包覆金属织物，具有较好的弹性、阻燃性和良好的屏蔽性能，性价比较高。 导电涂料屏蔽材料指采用碳素系导电粉或镍铜金属系等材料与丙烯酸树脂、氯乙烯树脂等成
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
电磁屏蔽材料的研究与发展展望 ******** *** 摘要：电磁屏蔽是对干扰源或感受器（敏感设备、电路或组件）进行屏蔽，能有效地抑制干扰并提高电子系统或设备的电磁兼容性。因此屏蔽是电子设备结构设计时必须考虑的重要内容之一，是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传输的一种措施，是抑制电磁干扰最有效的手段。本文简述了研究电磁屏蔽材料的重要意义与屏蔽机制，讨论了电磁屏蔽金属材料的发展趋势。 关键词：电磁屏蔽；屏蔽材料；屏蔽机制；屏蔽效能 引言：随着电子工业的发展和电子设备的高度应用，电磁辐射被认为是继水污染、噪音污染、空气污染的第四大公害，它造成的电磁干扰不仅影响人们的正常生活，而且日益威胁国家的军事机密。尤其是在软杀伤武器——电磁波突现的现代化战场上，当电磁波穿透军事设备的敏感器件时，可能致使对方雷达迷茫、无线电通讯指挥系统失效、导弹火炮等武器失控。这种破坏力极大的电磁武器可能成为未来战场上重要的作战手段，因此，研究高性能的电磁屏蔽材料以提高各种武器平台的防护能力是各国军事领域的一项重大任务。此外，电磁辐射也给人们的身体健康带来了严峻的挑战。各种通讯设备、网络以及家用电器所发射的电磁波可能诱发各种疾病，如睡眠不足、头晕、呕吐，严重的甚至可能诱发癌症、心血管病等。因此，电磁屏蔽材料的研究开发是近年来治理电磁环境的重要方法。 常用的电磁屏蔽材料有金属材料和高分子复合材料等。金属类材料能够作为主要的电磁屏蔽材料是由于其具有良好的导电性(铜、铝、镍等)和较高的磁导率(坡莫合金、铁硅合金等), 当电磁能流通过金属材料时，其主要的屏蔽机制(反射衰减R 和吸收衰减A)能够有 效地反射、吸收电磁波，衰减电磁能量，从而达到较好的屏蔽效果。大多数高分子材料的导电性能较金属差，这在很大程度上降低了高分子材料的电磁屏蔽效能。因此，为了提高高分
电磁屏蔽 该词条缺少基本信息栏，补充相关内容帮助词条更加完善！立刻编辑>> 电磁屏蔽是用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用，其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。雷电电磁脉冲以雷击点为中心向周围传播，其影响范围可达2公里外甚至更远，而不仅仅局限于被雷击中的建筑物本身或其内部设备。电磁屏蔽技术主要包括空点电磁屏蔽技术和线路电磁屏蔽技术两部分。 1电磁屏蔽 电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility）缩写EMC，就是指某电子设备 既不干扰其它设备，同时也不受其它设备的影响。电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样，是产品质量最重要的指标之一。安全性涉及人身和财产，而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。 电子元件对外界的干扰，称为EMI(Electromagnetic Interference)；电磁波会与电子元件作用，产生被干扰现象，称为EMS（Electromagnetic Susceptibility）。例如，TV荧光屏上常见的“雪花”，便表示接受到的讯号被干扰。 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。⑴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。⑵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。⑶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。[1]
2018年电磁屏蔽及导热材料行业市场分析报告
目录 第一节电磁屏蔽和导热材料：壁垒高、增速快，亟待国产替代 (5) 一、电磁屏蔽及导热材料和器件行业增速快，目前仍为国际巨头主导 (5) 1、什么是电磁屏蔽器件和导热器件 (5) 2、电磁屏蔽和导热行业产业链：从材料到器件 (8) 3、电磁屏蔽及导热材料和器件行业增速快，但国内竞争激烈 (10) 二、模切件上游材料壁垒高企，实现认证突破的品牌则有望快速成长 (13) 1、电子产品的快速发展对材料提出了更高更快的要求 (13) 2、电磁屏蔽材料和导热材料行业具有高壁垒，高毛利的特性 (13) 第二节下游应用不断扩张，行业市场规模有望打开新空间 (16) 一、5G时代下，通讯行业的快速发展将带来巨大的增量需求 (16) 二、消费电子领域存量市场与替代空间巨大 (18) 三、汽车电子和数据中心等新型领域将成为未来需求增长点 (24) 1、中国汽车制造业与新能源汽车的发展将带来巨大需求 (24) 2、数据中心的快速发展也将拉动电磁屏蔽和导热材料的需求增加 (27) 3、综合来看，电磁屏蔽和导热材料潜在需求十分广阔。 (29) 第三节国产材料品牌开始崛起，建议关注产业链相关标的 (31) 一、飞荣达：专业电磁屏蔽及导热解决方案服务商，积极打造材料平台 (31) 二、碳元科技：国内高导热石墨散热材料领先企业，具有深厚材料研发实力.. 39 三、中石伟业：致力提高智能电子设备可靠性的整体解决方案服务商 (44)
图表目录 图表1：电磁屏蔽器件工作原理 (5) 图表2：导热器件工作原理 (6) 图表3：电磁屏蔽和导热材料及器件行业产业链 (8) 图表4：电磁屏蔽器件生产工艺流程 (9) 图表5：导热器件生产工艺流程 (9) 图表6：全球电磁屏蔽材料规模预测 (10) 图表7：全球导热界面材料规模预测 (11) 图表8：苹果Macbook采用新型的高导热石墨膜替代原有的导热材料 (13) 图表9：电磁屏蔽材料和导热材料行业的进入壁垒 (14) 图表10：材料企业相比器件企业毛利率较高 (15) 图表11：电磁屏蔽和导热产品在通讯领域的应用 (16) 图表12：国内通讯基站数量近年来发展较快 (17) 图表13：5G基站投资额和基站数量将快速增加 (18) 图表14：电磁屏蔽和导热产品在电脑上的应用 (19) 图表15：电磁屏蔽和导热产品在智能手机上的应用 (19) 图表16：全球智能手机出货量数据 (21) 图表17：全球PC和平板电脑出货量数据 (21) 图表18：国内品牌手机出货量占比提升 (22) 图表19：国内品牌手机出货量占比提升 (23) 图表20：国产智能手机品牌全球市场份额提升 (23) 图表21：需要用到导热材料的位置——汽车传感器 (25) 图表22：新能源汽车的动力电池需要更好的导热材料 (25) 图表23：近年来中国汽车销量不断增长 (26) 图表24：预计新能源汽车发展迅速 (26) 图表25：Facebook公司在北卡罗莱纳福里斯特城的数据中心 (27) 图表26：全球互联网数据中心发展迅速 (28) 图表27：中国互联网数据中心发展迅速 (29) 图表28：公司主要产品一览 (32) 图表29：飞荣达收入和利润近年来稳步增长 (32) 图表30：飞荣达毛利率和净利率维持相对稳定 (33) 图表31：飞荣达历年各业务收入占比变化 (34) 图表32：飞荣达历年各业务毛利率变化 (34) 图表33：飞荣达历年各地区收入占比变化 (35) 图表34：飞荣达主要客户一览 (36) 图表35：飞荣达主营业务发展历程 (37) 图表36：飞荣达研发投入稳步增长 (38) 图表37：飞荣达采取积极跟进客户，参与研发的经营模式 (39) 图表38：碳元科技历年收入和利润情况 (39) 图表39：碳元科技历年毛利率和净利率 (40) 图表40：碳元科技历年各业务收入占比变化 (41) 图表41：碳元科技历年各业务毛利率变化 (41) 图表42：碳元科技历年各地区收入占比变化 (42)
电磁干扰的屏蔽方法 EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因，本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。 电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能，它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEEC63.12-1987)。”对于无线收发设备来说，采用非连续频谱可部分实现EMC 性能，但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰，我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。 EMC问题来源 所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化，有时变化速率还相当快，这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量，而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。 EMI有两条途径离开或进入一个电路：辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去；而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳，在开放的空间中自由辐射，从而产生干扰。 很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现，大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽：从源头处降低干扰；通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标，这些性能在设计阶段的早期就应完成。 对设计工程师而言，采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用，从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。无论是金属还是涂有导电层的塑料，一旦设计人员确定作为外壳材料之后，就可着手开始选择衬垫。 金属屏蔽效率
复合材料不只是几种材料的混合物。它具有普通材料所没有的一些特性。它在潮湿和高温环境，冲击，电化学腐蚀，雷电和电磁屏蔽环境中具有与普通材料不同的特性。 复合材料的结构形式包括层压板，三明治结构，微模型，编织预成型件等。 复合材料的结构和材料具有同一性，并且可以在结构形成时同时确定材料分布。它的性能与制造过程密切相关，但是制造过程很复杂。由于复合结构不同层的材料特性不同，复合结构在复杂载荷作用下的破坏模式和破坏准则是多种多样的。 在ABAQUS中，复合材料的分析方法如下 1，造型 它的结构形式决定了它的建模方法，并且可以使用基于连续体的壳单元和常规壳单元。复合材料被广泛使用，但是复合材料的建模是一个困难。铺设复杂的结构光需要一个月 2，材料
使用薄片类型（层材料）建立材料参数。材料参数可以工程参数的形式给出，或者材料强度数据可以通过子选项给出。这种材料仅使用平面应力问题。 ABAQUS可以通过两种方式定义层压板：复合截面定义和复合层压板定义 复合截面定义对每个区域使用相同的图层属性。这样，我们只需要建立壳体组合即可将截面属性分配给二维（在网格中定义的常规壳体元素）或三维（三维的大小应与壳体中给定的厚度一致）。基于网格中定义的连续体的壳单元） ABAQUS复合材料分析方法介绍 复合叠加定义是由复合布局管理器定义的，它主要用于在模型的不同区域中构造不同的层。因此，应在定义之前对区域进行划分，并且应将不同的层分配给不同的区域。可以根据常规外壳的元素和属性进行定义。 传统的壳单元定义了每个层的厚度，并将其分配给二维模型。应该给基于连续体的壳单元或实体单元提供3D模型（厚度是相对于单元长度的系数，因此厚度方向可以分为一层单元）。
PCB电磁屏蔽详解 电磁兼容中的屏蔽技术 屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减少电磁能传输的一种重要的防护手段。屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播，即切断辐射电磁噪声的传播途径，通常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来，使屏蔽体内外的“场”相互隔离。 屏蔽作为电磁兼容控制的重要手段，可以有效的抑制电磁干扰。电磁干扰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。目前的各种电子设备，尤其是军用电子设备，通常都采用屏蔽技术解决电磁兼容中的问题。 屏蔽按其机理可分为电场屏蔽，磁场屏蔽和电磁屏蔽。 电场屏蔽 电场的屏蔽是为了抑制寄生电容耦合（电场耦合） , 隔离静电或电场干扰。 寄生电容耦合: 由于产品内的各种元件和导线都具有一定电位, 高电位导线相对的低电位导线有电场存在, 也即两导线之间形成了寄生电容耦合。通常把造成影响的高电位叫感应源, 而被影响的低电位叫受感器。实际上凡是能幅射电磁能量并影响其它电路工作的都称为感应源（或干扰源），而受到外界电磁干扰的电路都称为受感器。
静电防护的方法：建立完善的屏蔽结构，带有接地的金属屏蔽壳体可将放电电流释放到地；内部电路如果要与金属外壳相连时，要用单点接地，防止放电电流流过内部电路；在电缆入口处增加保护器件；在印制板入口处增加保护环（环与接地端相连）。 磁场屏蔽 磁场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。磁场屏蔽主要是依赖高导磁材料所具有的低磁阻对磁通起到分路的作用，使得屏蔽体内部的磁场大大减弱。如图8-14所示 图4磁场的被动屏蔽 图8-14 磁场屏蔽 射频磁屏蔽是利用良导体在入射高频磁场作用下产生涡流，并由 涡流的反磁通抑制入射磁场。常用屏蔽材料有铝、铜及铜镀银等。 电磁屏蔽 电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一，大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。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，因此不需对电路做任何修改。
电磁兼容技术的发展状况及应用 摘要: 电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电 路之间的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感.近 年来,电磁兼容设计技术的重要性日益增加。 电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电路之间 的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感.近年来,电磁兼容设计技术的重要性日益增加,这有两个方面的原因:第一,电子设备日益复杂,特别是模拟电路和数字电路混合的情况越来越多、电路的工作频率越来越高,这导致了电路之间的干扰更加严重,设计人员如果不了解有关的设计技术,会导致产品开发周期过长,甚至开发失败.第二,为 了保证电子设备稳定可靠的工作,减小电磁污染,越来越多的国家开始强制执行电磁兼容标准, 特别是在美国和欧洲国家,电磁兼容指标已经成为法制性的指标,是电子产品厂商必须通过的指标之一,设计人员如果在设计中不考虑有关的问题,产品最终将不能通过电磁兼容试验,无法走 上市场. 因此近年来,电磁兼容教育也在迅速发展,一方面,各种有关电磁兼容设计的书籍层出不穷,各种电子设计的期刊上也不断刊登有关的文章,另一方面,电磁兼容培训越来越受到欢迎.20世纪90年代末,美国参加电磁兼容培训的费用平均为每人每天330美元,目前,已经达到450美元左右,并且企业如果需要专场培训,往往需要与提供培训的公司提前半年签订合同,由此可以看 到电子设计人员对电磁兼容技术的需求日益增加. 我国电磁兼容技术起步很晚,无论是理论、技术水平,还是配套产品(屏蔽材料、干扰滤波器等)制造,都与发达国家相差甚远.而与此形成强烈反差的是,在我们加入WTO以后,我们面对的是公平的国际竞争,各国之间唯一的贸易壁垒就是技术壁垒.而电磁兼容指标往往又是众多技术壁垒中最难突破的一道.因此,怎样使设计人员在较短的时间内,掌握电磁兼容设计技术,能够充满信心地面对挑战是我们努力实现的目标. 1 什么是电磁兼容标准 为了规范电子产品的电磁兼容性,所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准.电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求.之所以称为基本要求, 也就是说,产品即使满足了电磁兼容标准,在实际使用中也可能会发生干扰问题.大部分国家的 标准都是基于国际电工委员会(IEC)所制定的标准. IEC有两个平行的组织负责制定EMC标准,分别是CISPR(国际无线电干扰特别委员会)和TC77(第77技术委员会).CISPR制定的标准编号为:CISPR Pub. XX ,TC77制定的标准编号为IEC XXXXX . 关于CISPR:1934年成立.目前有七个分会:A分会(无线电干扰测量方法与统计方法)、B分会(工、科、医射频设备的无线电干扰)、C分会(电力线、高压设备和电牵引系统的无线电干扰)、D分会(机动车和内燃机的无线电干扰)、E分会(无线接收设备干扰特性)、F分会(家电、电动工具、照明设备及类似电器的无线电干扰)、G分会(信息设备的无线电干扰) 关于TC77:1981年成立.目前有3个分会:SC77A(低频现象)、 SC77B(高频现象)、 SC77C(对高空核电磁脉冲的抗扰性). 我国的民用产品电磁兼容标准是基于CISPR和IEC标准,目前已发布57个,编号为GBXXXX - XX,例如GB 9254-98. 欧盟使用的EN标准也是基于CISPR和IEC标准,其对应关系如下: EN55××× = CISPR标准, (例: EN55011 = CISPR Pub.11) EN6×××× = IEC标准, (例: EN61000-4-3 = IEC61000-4-3 Pub.11) EN50××× = 自定标准, (例: EN50801) 我国军用产品采用的标准GJB是基于美国军标,例如GJB151A = MIL-STD -461D. 电磁兼容标准分为基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准. 基础标准:描述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备,定义了等级和性能判据.基础标准不涉及具体产品.
电子产品中的电磁屏蔽技术 发表时间：2018-05-22T15:45:02.870Z 来源：《基层建设》2018年第4期作者：方华 [导读] 摘要：电磁屏蔽是跟着科学技能而开展起来的一门新的学科领域，伴跟着电子技能的呈现而开展起来的。 广州魅视电子科技有限公司广东广州 510000 摘要：电磁屏蔽是跟着科学技能而开展起来的一门新的学科领域，伴跟着电子技能的呈现而开展起来的。跟着科学技能的开展，人们加大了对电磁屏蔽技能的重视力度，电子屏蔽技能在各个领域中被广泛运用。本文对电磁屏蔽技能进行了扼要概述，并对其在雷电防护、结构规划和电子方舱中的运用情况进行概述。 关键词：电子产品；电磁屏蔽；技能 1导语 跟着信息通讯设备制造业的快速开展，各种各样的电子通讯设备急剧添加，其做工越来越精细、细致，一起耐压越来越低，可是电磁波的走漏却与日俱增，对邻近的设备有极大的搅扰，对周围的作业人员身体造成不可估量的辐射。所以，为了让各种信息通讯设备在现有的环境、频谱资源、有限空间、时刻等正常作业条件下，运用电磁屏蔽技能对其走漏的电磁波进行屏蔽，然后削减了对设备的电磁搅扰。 2电磁屏蔽的分类 2.1静电屏蔽 静电屏蔽的意图是避免外界的静电场进入到某个区域.实践上关于改变很慢（例如50Hz）的沟通电而言，它周围的电场简直和静电场一样，仅仅电荷的散布周期性地改变罢了。因而，避免低频（50Hz）沟通电的电场也能够归结为静电屏蔽一类。静电屏蔽是静电平衡的必然成果。导体的静电平衡条件是其内部场强处处为零。本质是，在导体内部附加电场E′的方向与外加电场E0相反。当导体两头的正负电荷堆集到必定程度时，E′的强度就会大到足以把E0彻底抵消。此刻导体内部的总场强E=E0+E′，其成果处处为零，自由电荷不再移动。在静电平衡状况下，一个导体空腔与其它带电导体壳和实心导体一样，内部没有电场。只需到达了静电平衡状况，不管导体空腔自身带电或是处于外界电场中，这一结论总是建立的。这样，导体空腔内的物体（场强）就不受腔外电荷和电场的影响，关闭导体壳的这种“屏蔽”外界电场的效果即为静电屏蔽。该屏蔽对屏蔽导体壳的厚度和电导率并无特别要求，仅仅把低频沟通电场的屏蔽也包括在内时，屏蔽壳的电导率仍是高一点为好。静电屏蔽的运用很广，有些晶体管选用金属壳替代玻璃壳；一些精细电子仪器往往放在金属盒里；传送弱信号时，运用屏蔽线等，都是运用静电屏蔽的实例，可是当导体壳不接地时，这种屏蔽效果是单独面的，不彻底的。 2.2静磁屏蔽 静电屏蔽的目的是屏蔽外部的静电磁场和磁场，用磁介质的低频电流必须被带到外壳上。壳体是由外磁场引起的，磁化由磁场组成，在铁磁介质中显著增强，在周围明显减弱。外磁场B、铁壳和空腔的铁壳可视为平行磁阻。由于空气磁导率接近1，和渗透率的铁壳至少几千，腔的磁阻大于铁壳的不情愿，所以大部分的外部磁场的磁感应线将沿屏蔽壳“后”，进入内腔通量是很少的。铁磁介质的导磁率越大，磁阻越小，漏磁越少。因此，高渗透性的壳层会将磁通量带到内部。因此，可以达到磁屏蔽的目的。但理论上，壳体内的磁场不为零，因此静态磁屏蔽不完整。壳体的厚度和透气性对屏蔽效果有显著影响。外壳越厚，渗透率越高，屏蔽效果越好。由于铁具有不同大小的透气性，所以铁壳磁静电屏蔽效果不像静电屏蔽一样好。为了达到更好的静态磁屏蔽效果，可采用多层铁壳，一次又一次放入腔内剩余磁漏阻塞。 2.3高频电磁场的屏蔽 当电磁场的频率很高时（可达上百万赫兹或更高），导体上的感应电荷已不能再看作是静止的了，因而导体不再处于静电平衡状况，这时必须从电磁场在导体内透入的深度来考虑.电磁波射向一大块金属导体外表时，其强度将不断衰减，直至衰减为零.在进入导体外表之后，在导体中将发生一个高频的沟通电和电磁场.电磁波透入的深度与其频率及导体的电导率、磁导率都有联系，频率越高、电导率越大，磁导率越大，透入的深度就越小。从能量的观念看，电磁波在导电介质中传播时有能量损耗，因而，表现为场量振幅的衰减。因为有衰减因子，高频电磁波只能透入导体外表薄层内，并在导体外表这一薄层内构成高频交变电流（涡流），这种现象称为趋肤效应。正是因为涡流的存在使电磁波向空间反射，一部分电磁波能量透入导体内，构成导体外表薄层内的电磁波，最终经过传导电流把这部分能量耗散为焦耳热.运用趋肤效应能够阻止高频电磁波透入良导体而做成电磁屏蔽设备，为了满意电磁兼容性要求，常常用高导电性的资料作为屏蔽资料，如铝、铜及铜镀银等。屏蔽壳可选用板状、盒状、筒状、柱状的屏蔽体。 3屏蔽体的完整性规划 实践作业中，一个电子产品不可能彻底与外界阻隔。因而，实践的屏蔽体是一个不完整的结构，为确保屏蔽效果则需要尽量减小过线孔、通风孔、板缝等。因为电缆线走线收支引起的穿透使屏蔽效能下降能够选用滤波的办法加以按捺。孔缝对屏蔽效果的影响力：（1）因为缝隙影响屏蔽体的接连导电性，使其不能成为一个电等为体，外表的感应电荷不能从接地线漏走；（2）在低频磁场搅扰中，因为孔缝添加了沿磁力方向的磁阻，降低了屏蔽体对磁场的分流效果；（3）在高频磁场和电磁波的良导体屏蔽中，孔缝也按捺屏蔽体感应涡流，使磁场和电磁波穿过孔缝进入屏蔽体内，影响屏蔽效果。因而，在实践作业中应当留意孔缝的方法及方向，尽量削减对屏蔽体屏蔽功能的影响。使搅扰信号能在屏蔽体中均匀散布，确保消除搅扰的影响。电磁波经过孔缝取决于尺度巨细，当孔缝尺度大于电磁波波长的1/20时，电磁波就能够穿过屏蔽体，当大于波长的一半时，就能够毫无衰减地穿过。因而，要尽量减小孔缝尺度，做到小于电磁波波长的1/20为最佳。 4常见的屏蔽资料 金属丝网：用金属丝绕制而成的屏蔽资料；簧片：用片状金属成型制造的屏蔽资料，一般为C型、锯齿形；波导通风板：蜂窝状得通风板，运用截止波导原理完成屏蔽的一种屏蔽资料；屏蔽玻璃：内层填附一层金属丝网的玻璃。导电橡胶：在橡胶中参加金属颗粒、金属丝或粉末的屏蔽资料；导电布：填充金属颗粒和粉末的纤维制层的屏蔽资料；屏蔽体的运用：屏蔽体在实践运用中一般是多层屏蔽和薄膜屏蔽技能两种运用办法。多层屏蔽技能对电场和磁场的搅扰信号都有较好的防护，适用于以反射为主的屏蔽场合。屏蔽体的层次排布能够构成屡次反射，比单层屏蔽发生的效果更好。运用时，不同层次的屏蔽体之间应当用非导电介质离隔，切不可有电气上的练接。不同层次的屏蔽体也要挑选不同资料制造，接近磁场内搅扰源的屏蔽层宜选用高导电率的资料制造，供给杰出的电场屏蔽，消弱部分磁场强度，使第二层不至于发作磁饱和现象。远离搅扰源的屏蔽层选用高导磁率资料制造，以消除磁场影响。多层次屏蔽体共同效果到达最佳的屏蔽效
常见的电磁屏蔽材料有哪些？ 电磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用，其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。屏蔽按其原理分为电场屏蔽(静电屏蔽和交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(低频磁场和高频磁场屏蔽)和电磁场屏蔽(电磁波的屏蔽)。通常所说的电磁屏蔽是指后一种，即对电场和磁场同时加以屏蔽。 屏蔽效果的好坏用屏蔽效~g(SE，Shielding effectiveness)来评价，它表现了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽效能定义为屏蔽前后该点电磁场强度的比值，即：SE=2OIg(Eo／Es)或SH=2Olg(HdHs)式中：、分别为屏蔽前该点的电场强度与磁场强度，、分别为屏蔽后该点的电场强度与磁场强度。对屏蔽效果的评价是根据屏蔽效能的大小度量的。 按照屏蔽作用原理，屏蔽体对屏蔽效能的贡献分为3部分：(1)屏蔽体表面因阻抗失配引起的反射损耗；(2)电磁波在屏蔽材料内部传输时，电磁能量被吸收引起传输损耗或吸收损耗；(3)电磁波在屏蔽材料内壁面之间多次反射引起的多次反射损耗。由此可以得到影响材料屏蔽效能的3个基本因素，即材料的电导率、磁导率及材料厚度。这也是屏蔽材料研究本身所必须关注的问题和突破口。当然，对于电磁屏蔽体结构，其屏蔽效能还与结构、形状、气密性等有关，对于具体问题，还需要考虑被屏蔽的电磁波频率、场源性质等。○1□a 常见的屏蔽材料
电屏蔽指的是对电场（E场）的屏蔽，它通常可选用的屏蔽材料种类比较多，如下： 1一、导电弹性体衬料（导电橡胶) 每种导电橡胶都是由硅酮、硅酮氟化物、EPDM或者碳氟化物－硅氟化物等粘合剂及纯银、镀银铜、镀银铝、镀银镍、镀银玻璃、镀银铅或炭颗粒等导电填料组成。 由于这些材料含有银，包装和存储条件应与其他含银元件相似，它们应当存储在塑料板中，例如聚酯或者聚乙烯，远离含硫材料。标准形状有：实体O形条、空心O形条、实体D形条、空心D形条、U行条、矩形条、中空矩形条、中空P形条、通道条以及模制导电橡胶成形件、模制的D-形圈/O-形圈、各种法兰、I/O衬垫。 特点：在20M－20GHz的范围内可达90 dB－120dB,纯银颗粒的甚至可达到120dB以上。能起到屏蔽和环境密封的作用，安装方便，适用于通讯、医疗、军品、航空等场合。 二、EMI导电泡棉衬料 导电泡棉是把导电编制套缠绕在采用聚氨基甲酸乙脂或EPDM构成的泡绵芯上，导电编制套通常是由镀银镍尼龙、铝泊或者Monel丝（镍铜合金）Ferrex（镀锡包铜钢丝）组成，有良好的导电性。符合阻燃等级（UL94-V0），具有好的 弹性和柔韧性等机械性能。导电泡棉衬垫具有良好的屏蔽性能，遇到电波时，则会根据其物体的性质而进行反射、吸收、提供极佳的屏蔽效果。并且具有极高的性价比，是目前最新的、也是应用最广的