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屏蔽效能的计算

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屏蔽效能的计算

屏蔽效能的计算
近场低频磁场屏蔽可采用高导磁率材料进行屏蔽或磁旁路。 增加屏蔽体厚度或采用多层屏蔽，可提高屏蔽性能。屏蔽 体不需接地。
近场高频磁场，应采用高导电率金属，因频率较高时，磁 损将增加，高磁导率材料的屏蔽效果并不理想。
远场电磁屏蔽应采用高导电率金属并良好接地。
实践表明，低频磁场是在线监测中最难屏蔽的，主要因为，
为解决强磁场下，屏蔽材料的磁饱和问题，可采用双 层屏蔽。
H0
H1
H2
低导磁率 高饱和强度材料
高导磁率 低饱和强度材料
另一种较常用的复合屏蔽，是在高导磁材料表面涂覆 高导电材料。
这种屏蔽材料对高频和低频电磁干扰都有比较理想 的屏蔽效能。
硅钢 铜 镍
§ 6.1.3 孔缝屏蔽
屏蔽效能的计算，通常认为屏蔽体是一个完全封闭的金 属壳。但实际上任何屏蔽箱体都存在必要的穿孔和缝隙。
L
L1
CY1
CX
CY2
E
NE
L2
(a) 电源滤波器外观
(b) 等效电路
1. 插入损耗
金属板的综合屏蔽效能可表示为：
SE = A + R + B (dB)
（6-3）
A — 吸收损耗；R — 反射损耗； B — 多重反射修正因子。
1. 吸收系数 A
A 0.131t frr (dB)
（6-4）
t — 金属板厚度(mm)； f—辐射频率； r—金属板相对导磁率； r—金属板相对导电率。
为了避免走线引入附加电感，连接旁路和去耦电容器 的引线要尽量短直。
§ 6.2.3 电源滤波器
由于在现场，电源是许多设备公用的，同时公共电源通常也无屏蔽 措施。所以在线监测设备的电源线是引入传导干扰的主要来源。

屏蔽效能的计算

屏蔽效能的计算
近场高频磁场，应采用高导电率金属，因频率较高时，磁 损将增加，高磁导率材料的屏蔽效果并不理想。
远场电磁屏蔽应采用高导电率金属并良好接地。
实践表明，低频磁场是在线监测中最难屏蔽的，主要因为，
低频 —— 吸收损耗 A 小 磁场 —— 反射损耗 R 小 屏蔽低频磁场主要采用高导磁率材料，以提高吸收损 耗。但应注意以下问题。 1. 材料手册上通常给出的是直流下的磁导率。但一般直流 时磁导率越高，随频率的升高，下降的也越快。 2. 高导磁率材料在经过加工或受到冲击时，导磁率会明显 下降。 3. 高导磁率材料会在强磁场中饱和，丧失屏蔽效能。
（6-1）
例1 如果屏蔽体局干扰源的距离d =1 m，根据判别条件
d = / 2 = 1 m
可求出相应的临界频率
f0 = c / = 47.7MHz
那么此时对于频率f > f0的辐射可认为是远场平面波； 而当频率 f < f0时，则可看作是近场。
对于常见两种天线：小环天线和短单极天线，两者远场 的电磁场分布特性是基本一致的。
屏蔽材料
银 铝 黄铜 不锈钢 热轧硅钢 冷轧钢
r
1.064 0.61 0.35 0.02 0.038 0.17
r
1 1 1 200 1500 180
rr
1.03 0.70 0.59 2.00 7.59 5.53
r r
1.03 0.78 0.59 0.01 0.0051 0.031
例2 设环状辐射源频率f =15 kHz, 在与辐射源相距50cm处有厚
近场
电场屏蔽 RE 141.7 10 lg(r f 3r2 r )
(dB) （6-5）
ImNaoge 磁场屏蔽 RH 74.6 10 lg(r f rr2 ) (dB)

结构体屏蔽效能计算与测试

结构体屏蔽效能计算与测试
原理 图 方面通过 尖端 放 电产 生 的点 源辐射 电磁波 ，类似于 球面波 ，在测 试过程 中没有 方
向性 ，对 整个测 试 更加有 利 ；一 方面利 用高 压放 电 ，可 以提 供较 大 的瞬时功 率 ，平均 电
源消耗并不高 ；另一方面也省去了复杂的信号产生、功率放大等 电路和天线 ，体积可以 很小，也有利于机箱的测试 。测试时将宽频信号发生器放在被测体 内，由天线接收，在 频谱仪上可以看到众多谱线 ，移开被测体宽频信号发生器在空间辐射产生电磁场频谱， 通 过 比较 ，可 以得 出被测 体 的屏蔽效 能 。
４ ３
维普资讯
电信 技术研 究
２０ ０ ８年第 ５ 期
—
—
图 １屏蔽效能常规测试原理图
图 ２屏 蔽效 能 曲线
本次屏蔽效能的测试是由外部天线发射利用场强探头来检测 的，由 于场强探头接收 的是宽频信号 ，一方面会因为某些频段的阻抗不匹配造成测试的不准确 ；另一方面场强 探头势必需要引线连接进入屏蔽机箱 ，从而带来 了意想不到的传导干扰 ；另外场强探头
关 键词 ： 电磁 兼容
１引言
电磁 干扰
屏 蔽效 能
屏蔽是 电磁兼容技术得以实现的重要手段之一，屏蔽的目的就是要切断内外一切干 扰源相互间形成电磁骚扰的途径 ，原本它的计算非常复杂，一定要在有无屏蔽结构时对 比条件下求解麦克斯韦方程。近年来，由于数学计算软件和计算机应 用的发展 ，使数值 法在计 算上有 广泛 的应 用空 间 ，原 因是 数值法精 确且适 用于一 切 图形 ，但 是 ，工程师们 还是喜 欢用工 程计算 方法 ，毕竟 更适合现场 工作条 件 ，而且简单 、 方便 。
的测 试也是 根据这 个 定义 进行 的。 目前 因为没 有针对 屏蔽效 能相 应 的国家标 准 ，因此可 能有 不 同的测试 方法 ，虽然原 理相 同 ，但是测 试结果 可能 出入较大 ，为 了减 少外界 电磁

电磁屏蔽技术

电磁屏蔽技术
电场r = 1 m
靠近辐射源
r = 30 m
磁场 r = 1 m
靠近辐射源
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
150
250
平面波
0
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M
高频时 电磁波种类 的影响很小
电场波 r = 0.5 m
磁场波 r = 0.5 m
电源线
缝隙
远场区孔洞的屏蔽效能
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
H
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ) （注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
r 103
磁导率随场强的变化
磁通密度 B
磁场强度 H
饱和
起始磁导率
最大磁导率
= B / H
强磁场的屏蔽
高导磁率材料：饱和
低导磁率材料：屏效不够
低导磁率材料
高导磁率材料
加工的影响
20
40
60
80
100
10 100 1k 10k
跌落前
跌落后
良好电磁屏蔽的关键因素
屏蔽体 导电连续
没有穿过屏 蔽体的导体
屏蔽效能高的屏蔽体
不要忘记： 选择适当的屏蔽材料
你知道吗： 与屏蔽体接地与否无关

屏蔽效能

屏蔽效能

EMC实验报告学号：******** 班级：04101101姓名：***EMC 屏蔽效能的测试报告一、实验原理：1. GB12190-1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法：指测试过程中，除了与特定设施有关的频率之外，为考核屏蔽室屏蔽效能而选取的典型测试频率范围，分以下三个频段(见表1)。

表11）在20-300MHz 频段内由于天线尺寸和屏蔽室的谐振效应，使测量结果常常会因测试方法的微小变动产生极不正常的变化，所以在该频段内未推荐测试方法。

如确有必要侧试，本标准的小环法或频段II 测试方法可供参考。

2)侮个频段仅测一个频率点，用以粗略估计屏蔽室的屏蔽效能。

屏蔽效能的表示：在频段I ，屏蔽效能由右式表示:SE=20log12E E→→，在频段II ，屏蔽效能由右式表示:SE=20log12HH →→，在频段III ，屏蔽效能根据指示器方式的用右式表示:SE=10log 12P P 。

2. 测量的一般要求一般要求a.在正式侧量之前可对屏蔽室进行初测，找出性能差的门、接缝和安装不良的电源滤波器及通风孔，以便正式测量之前子以修补。

对于新建的屏蔽室，尤其有必要进行初测;b.在测试之前，应把金属设备或带金属的设备搬走，如桌子、椅子、柜子和不用的仪器等;c.屏蔽室的电源滤波器及室内电源线只给检测仪器及照明供电;d.在测试中，所有的射频电缆、电源和其他平时要求进人屏蔽室的设施均应按正常位置放置;e.电磁环境应满足GB 3907的要求，检测仪器本身应满足抗干扰要求，f.为了不致发生生理危害，应采取专门的预防措施，这对频段Ⅲ的测量尤为重要;9.测量中，对各种导线、电缆的进出口、门、观察口及板与板之间的接缝应特别注意;h.有些测试方法要求在不同的位置、不同的极化条件下对某一结构要素作多次测量，i.测试报告应记录可接近的屏蔽壁数目、受试屏蔽壁的数目，以及局部测试区的数目和位置。

3.测试用天线本标准对不同频段的测试天线规定如下:a.频段I:环形天线，b.频段I:偶极子天线，c.频段III:微波喇叭及其等效天线。

屏蔽效能的计算

屏蔽效能的计算
2 23
E (0)
21e
2 2 L 2

屏蔽的平面波模型
因此，区域2中从X=0处向右传播的所有波的和为：
Etotal E 2 (0) E 21 (0) E 22 (0) E 2 (0) 1 21 23 e

2 2 L

21
23 e
2 2 L 2



式中
21 (Z1 Z2 ) (Z1 Z2 ), 23 (Z3 Z2 ) (Z3 Z2 )
当
21 23e 2
2L
1 时，
Etotal E2 (0) 1 21 23e 2 2 L E 2 ( 0) E 2 ( 0)
距离
一
单层屏蔽体
1
具有下标（ 1,2,3 ）的 μ 、 ε 、E （0） σ分别依次表示各区域中媒 质的磁导率、介电常数和 E1 γ 1 电导率； γ 、 Z 分别依次表 示各区域中平面电磁波的 H1 传播常数、媒质的本征阻 2 Z1 抗，且
E2i（0）
E2（0）
E3 (L）
T12 ρ21
ρ
23
T23 H3
E3 (L）
Etotal E 2(0)
1 1 21 23e
2 2 L
E1 γ H1
2
T12 ρ21
1T23ρ Nhomakorabea23E3
γ
3
H3
2
E1(0)T 12 1 21 23e 2 2 L
Z1 0
Z2 L
Z3 x
图 屏蔽的平面波模型
Etotal沿+x方向传播距离L后形成
t H (0) 2Z 2 T12H i H (0) Z1 Z 2

屏蔽效能

屏蔽效能的计算用途与材料一，电磁屏蔽效能电磁屏蔽是解决电子设备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，特别是随着电路工作的频率日益提高，单纯依靠线路板设计往往不能满足电磁兼容标准的要求。

电子设备的屏蔽设计与传统的结构设计有许多不同之处，一般的在结构设计师如果没有考虑屏蔽问题，很难满足电磁兼容性要求。

所以再设计电子产品时，必须从一开始就考虑电磁屏蔽问题。

电磁屏蔽主要是用来放置高频电磁场的影响，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。

基本原理是才艺欧诺个低电阻值得导体材料，利用电磁波在屏蔽体表面的反射以及在到体内部的吸收和传输过程中的损耗而产生屏蔽作用。

电磁屏蔽的目的就是抑制电磁噪声的传播，使处在电磁环境中的仪器在避免电磁干扰的同时也不产生电磁干扰，通常采用导电性导磁性较好的材料把所需屏蔽的区域与外部隔离开来。

屏蔽体的有效性是用屏蔽效能来度量的，屏蔽效能定义为：电磁场中同一地点没有屏蔽存在时电磁场强度E1与有效屏蔽时的电磁场强度E2的比值，它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。

用于电磁兼容目的的屏蔽体通常能将电磁波的强度衰减到原来的百分之一甚至百万分之一，因此通常用分贝来表述屏蔽效能。

一般民用产品机箱的屏蔽效能在40dB以下，军用设备机箱的屏蔽效能一般要达到60B，屏蔽室或屏蔽舱等往往要达到100dB。

100dB以上的屏蔽体是很难制造的，成本也很高。

二，屏蔽材料选择(1)金属铁磁材料适用于低频(f<300Hz)磁场的磁屏蔽。

较常用的有纯铁、铁硅合金（即硅钢等）、铁镍软磁合金（即坡莫合金）等。

相对磁导率μr越高，屏蔽效果越好；层数越多，屏蔽也越好。

(2)非金属磁性材料——铁氧体磁性材料该材料在高频时具有较高的磁导率，电导率较大，且具有较高的介电性能，已广泛应用于高频弱电领域。

(3)良导体材料适用于高频电磁场、低频电场以及静电场的屏蔽。

高频电磁场及低频电场的屏蔽应选用高电导率良导体（如铜、铝等）。

磁场强度的测量和屏蔽效率的计算

磁场强度的测量和屏蔽效率的计算C.1 一般原则C.1.1 磁场强度指标（1） GB/T2887和GB50174中规定，电子计算机机房内磁场干扰环境场强不应大于800A/m。

注：本磁场强度是指在电流流过时产生的磁场强度，由于电流元IΔs产生的磁场强度可按下式计算：H = IΔs/4πr2 （C.1）距直线导体r处的磁场强度可按下式计算：H = I/2πr （C.2）磁场强度的单位用A/m表示，1A/m相当于自由空间的磁感应强度为1.26μT。

T（特斯拉）为磁通密度B的单位。

Gs是旧的磁场强度的高斯CGS单位，新旧换算中，1Gs约为79.5775A/m，即2.4Gs 约为：191A/m，0.07Gs约为5.57A/m。

（2） GB/T17626.9中规定，可按下表规定的等级进行脉冲磁场试验：C.1 脉冲磁场试验等级（3） GB/T2887中规定，在存放媒体的场所，对已记录的磁带，其环境磁场强度应小于3200A/m；对未记录的磁带，其环境磁场强度应小于4000A/m。

C.1.2 信息系统电子设备的磁场强度要求1971年美国通用研究公司R.D希尔的仿真试验通过建立模式得出：由于雷击电磁脉冲的干扰，对当时的计算机而言，在无屏蔽状态下，当环境磁场强度大于0.07G S时，计算机会误动作；当环境磁场强度大于2.4G S时，设备会发生永久性损坏。

按新旧单位换算，2.4 G S约为191A/m，此值较C.1.1的（1）中800A/m低，较表C.1中3等高，较4等低。

注：IEC62305-4（81/238/CDV）文件中给出在适于首次雷击的磁场（25K H2）时的1000-300-100A/m值及适用于后续雷击的磁场（1MH2）时的100-30-10A/m指标。

C.1.3 磁场强度测量一般方法（1）雷电流发生器法IEC 62305-4提出的一个用于评估被屏蔽的建筑物内部磁场强度而作的低电平雷电电流试验的建议。

（2）浸入法GB/T17626.9规定了在工业设施和发电厂、中压和高压变电所的在运行条件下的设备对脉冲磁场骚扰的抗扰度要求，指出其适用于评价处于脉冲磁场中的家用、商业和工业用电气和电子设备的性能。

电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法

电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法一、简介电磁屏蔽室的屏蔽效能测量是检测电磁屏蔽室对外部电磁场的屏蔽效果的重要手段，其目的是为了判定电磁屏蔽室是否能够达到预期的屏蔽效能。

二、屏蔽效果的测量原理屏蔽效能的测量是利用电磁屏蔽室内部的电压池及电流池在外部电磁场的作用下产生的失真电压与失真电流，使用示波器来测量电压与电流的正常电压和电流，从而计算出屏蔽室内的失真电压和失真电流，从而计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

三、测量方法1、准备工作：安装相应的测试设备，如示波器、屏蔽室内部的电压池及电流池，外部电磁场生成装置等。

2、测量步骤：（1）用示波器记录电压池及电流池内的正常电压与电流；（2）打开外部电磁场生成装置，记录放电后屏蔽室内的电压池及电流池内的失真电压与失真电流；（3）计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

四、实际测量在实际测量中，主要采用的方法是幅度法、相位法和峰值法。

它们的具体测量步骤如下：（1）幅度法：①首先，设定一定的频率。

②然后，用示波器记录屏蔽室内电压池及电流池内的正常电压与电流。

③将外部电磁场的强度依次增大，当外部电磁场的强度达到某一固定值时，记录屏蔽室内的电压池及电流池内的失真电压与失真电流，然后计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

（2）相位法：①首先，设定一定的频率，用示波器记录屏蔽室内电压池及电流池内的正常电压与电流。

②然后，将外部电磁场的强度依次增大，当外部电磁场的强度达到某一固定值时，记录屏蔽室内的电压池及电流池内的失真电压与失真电流，并计算它们的相位差，最后计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

（3）峰值法：①首先，设定一定的频率，用示波器记录屏蔽室内电压池及电流池内的正常电压与电流。

②然后，将外部电磁场的强度依次增大，当外部电磁场的强度达到某一固定值时，计算屏蔽室内失真电压与失真电流的峰值，然后计算出屏蔽室内屏蔽效能。

五、总结电磁屏蔽室的屏蔽效能的测量是植基于外部电磁场对其内部的影响，通过测量电压池及电流池内的正常电压与电流，以及外部电磁场影响下的失真电压与失真电流计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

关于屏蔽效能的工程计算

关于屏蔽效能的工程计算张宏琴【摘要】根据电磁场与电磁波理论,对金属材料的屏蔽效能在各种不同条件进行分析、计算和比较,得到了一定的结论,它极大地方便了电磁兼容技术的工程应用和实践.对于实际工程应用具有一定的指导价值.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】3页(P78-80)【关键词】电磁场;屏蔽效能;金属材料【作者】张宏琴【作者单位】吉林化工学院理学院,吉林吉林132022【正文语种】中文【中图分类】TN03电磁波辐射对环境的污染，在许多城市已经相当普遍.但是，人们对电磁波辐射危害的认识却十分不足.因为许多电磁场理论应用设备已经进入千家万户，如每个人经常使用的手机.如果防护不当，可能造成电磁波污染，对人体产生严重的伤害，不利于身体健康.电磁屏蔽是电磁兼容技术得以实现的重要手段之一，如今的人们生活的环境中电磁污染也越来越恶劣，要想防止电磁污染的影响，电磁屏蔽正在日新月异发展起来，并广泛应用于日常生活的各个领域，它的计算及其复杂.虽然使数值法求值在计算上有非常广泛的应用，但其耗费时间太长和计算量太大，对于指导工程实践方面的应用不太适合.因此，针对工程上电磁屏蔽效能的繁杂运算,确定一些行之有效的计算公式和计算方法，对工程应用有一定的指导价值.在实际过程中，各种仪器的电力设备之间都存在相互影响，例如：电磁感应、电磁传导和电磁辐射等各种方式彼此相互影响着.与此同时也会对运行的设备和人员造成辐射干扰影响和危害.由于EMC 的基本要求很高，常有设备不能通过国际(GBl51A-97)规定的EMC试验项目，但将与仪器相连的电缆包敷金属网后测试，很多仪器就能通过国际标准.原因金属网由于柔韧性好、价格合适、使用方便等[1-10].电磁屏蔽是利用屏蔽体 (具有特定性能的材料)阻止或衰减电磁骚扰能量的传输，是电磁场领域抑制电磁干扰的重要方法.其屏蔽有两个目的：其一是防止内部辐射的电磁能量及电磁波泄漏；其二阻止外来电磁辐射及电磁波干扰进入.电磁屏蔽效能 (Shielding Effectiveness) 表示屏蔽体对电磁骚扰的阻止能力及防御效果.电磁屏蔽与很多因素有关：它与屏蔽体材料的组成，屏蔽体材料表面的粗糙度有关，还屏蔽体与干扰源间的距离远近有关等等.电磁屏蔽效能是指电磁场空间某个位置的电场强E1与有屏蔽时该位置的电场强E2的比值，它表示了该电磁波在屏蔽体上的衰减度.一般情况，屏蔽体能将入射的电磁波的强度衰减到原来的百分之一到百万分之一，不同材料有所不同.屏蔽效能的定义为:(1)式只能计算屏蔽材料的电磁屏蔽效能，而材料的性能无法确定.要根据材料特性参数制造屏蔽体，算出其电磁屏蔽效能.根据电磁场理论计算材料屏蔽效能的公式为:SE=A+R(2)式中的A-材料的吸收损耗.当电磁波传播时遇到介质时，计算公式应为:A=3.34t(fμrσr)其中t-屏蔽材料的厚度,μr -屏蔽材料的磁导率,σr- 屏蔽材料的电导率.对于固定的材料,这些都是已知的，f-入射电磁波的频率.R-屏蔽材料的反射损耗.当电磁波传播入射到不同介质的分界面时发生反射，其反射细数为:R=20lg(ZW/ZS)(4)式中，ZW-电磁波遇到介质分界面的波阻抗，ZS-屏蔽材料本身的特性阻抗.以金属网包敷在圆柱形电缆为研究对象，计算不同金属材料的在10 K-100 MHz的平面波的影响，如表1：以长度L=1 m，Ф=8 cm金属网为例，由图1可以看出：(1) 金属网的屏蔽效能由电磁波传播过程中的传输损耗、反射损耗及电磁波的频率决定.(2) 金属网的蔽效能均和电磁波的频率成反比，不同的材料频率越高，差别越小；(3) 不同材料相同规格情况下，铜网比钢网电磁屏蔽效果好；对于同样材料，目数越多屏蔽效越好；(4) 当电磁波频率在1 MHz时，电磁屏蔽效能缓慢下降，在100 MHz时，其屏蔽效能下降迅速，因此金属网不适用高频电磁波.但由于柔软性好、使用灵活，铜网用于设备间互连的屏蔽电缆.铜网分为黄铜网、紫铜网和磷铜网三种，从性能特性考虑，常常磷铜网.对于其丝径不同规格相同的铜网，其屏蔽效能是不同的，如表2：由图2可以看出，要得更高的屏蔽效能，在相同规格条件，常常要选择孔径小的丝径大的铜网.从图3可以看出，在相同条件下，双层铜网的屏蔽效能比单层铜网的屏蔽效能高，因此实际可采用双层屏蔽网.假设80目铜网不同缝隙的屏蔽效能的影响如图4.由图4可以知，规格同样的缝隙，沿径向开缝(图4中曲线4)横向开缝(图4中曲线2)电磁屏蔽效果好.原因是方向缝隙对铜网上高频电磁波感应通路的电流影响不同，横向的缝隙对高频电磁波感应电流通路破坏很大.随着缝隙尺寸增大，高频电磁波电磁泄漏也越大.因此，如果确定了电磁波频率区间，铜网的电磁屏效完全由缝隙决定.在实际工程中，电缆屏蔽铜网与连接器等设备处往往出现横向的缝隙.通过计算数据分析可知，缝隙泄露将严重损失铜网的屏蔽效能.因此最好采用铜网接地包裹胶带连接的方法.通过对不同规格不同材料金属电缆屏蔽效能的计算比较，得出以下结论：(1) 金属网屏蔽效能随着入射电磁波频率的升高而降低，但两种网屏蔽效能差别不大；(2) 入射电磁波频率高于100 MHz时，金属网屏蔽效能迅速下降.因此高频时金属网不再适用.(3) 金属网的屏蔽效能与很多因素有关.例如：铜网与钢网相较，其屏蔽效能要略高一些；条件相同的密网比疏网屏蔽效能要高；双层屏蔽网的屏蔽效能要远超单层屏蔽网；(4) 金属网缝隙的电磁泄漏对电磁屏蔽效能也有一定的影响.入射的电磁波频率越高，横向缝隙越大，其电磁泄漏也越大.因此如果给定的频率区间，铜网的屏效主要由缝隙决定.【相关文献】[1] 杨克俊.电磁兼容原理与设计技术[M].北京:人民邮电出版社,2004:12-48.[2] 白同云.电磁兼容设计实践[M].北京:中国电力出版社,2007:9-35.[3] 高攸刚.屏蔽与接地[M].北京:北京邮电大学出版社,2004:11-42.[4] 段玉平.缝隙对金属网屏蔽效能的影响[J].安全与电磁兼容,2004,4:46-48.[5] 赵万章.屏蔽效能的工程计算[J].长春工业大学学报.2005,26(4):335-338.[6] 邱扬.电磁屏蔽效能的计算方法[J].系统工程与电子技术,1992(3):12-18.[7] 程丽丽.黄铜和不锈钢丝网电磁屏蔽效能的研究[J].电子质量,2006(6):72-74.[8] 旭锋,李颖,倪谷炎.有孔腔体屏蔽效应分析的混合模型[J].电波科学学报,2011,26(1):25-29.[9] 石丹,沈远茂,高攸纲.有孔屏蔽腔屏蔽效能的高次模分析[J].电波科学学报,2009,24(3):510-513.[10] 张宏琴.关于手机电磁辐射的研究[J].吉林化工学院学报,2014(11):98-100.。

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小环天线，表现为低电压、大电流，其辐射场主要 为磁场 短单极天线，表现为高电压、小电流，其辐射场主 要为电场
§ 6.1.2 屏蔽原理
E0 SEE 20 lg E1
SEH 20 lg H0 H1
( dB)
（6-2）
( dB)
上式中，E0H0为未屏蔽时测得的场强， E1H1为屏蔽后测 得的场强。 金属板的综合屏蔽效能可表示为：
2. 截至波导式通风板
为满足屏蔽机箱的散热要求，有 时需要开始通风孔洞，如果处理不 好，常常是屏蔽性能下降的重要原 因。通常采用截至波导式蜂窝板, 屏蔽效能在1GHz时，可达120dB. 工作频带宽，直到微波频段仍有 较高的屏蔽效能；

对空气阻力小，风压损失少； 机械强度高，工作可靠稳定。
Z s 6.39 107
( dB)
Z=
1 ( ) 2f 0 r 2f0r ( )
377 ( )
r
fr
( )
近场电场 近场磁场 远场
B为负值，将削弱屏蔽效能，当A > 10 dB时，该修正因 子可以忽略。
常用金属屏蔽材料的r 和 r（铜r=1， r=1）
屏蔽材料
滤波器不同放置方式
§ 6.2.2 滤波元件
在滤波器设计中，通常会使用一些专用的元件。
1. 三端电容器
除了简单的电感性滤波器之外，任何低通滤波器都要使用旁路电 容。由于电容器引线电感的存在，滤波器的高频性能将受到限制。 如果将电容器的输入和输出端分开，则引线电感可以得到利用。
2. 馈通电容器
对于信号线滤波器，当在UHF或更高频段内要获得更好的滤波效 果，特别是为了保护屏蔽体不被导线穿透时，必须使用馈通滤波器。 馈通电容器外表面直接用螺纹或焊接的方式连接到金属屏蔽体构 成接地，由于地电流分散在中心导体的360的范围内，以此实际上不 存在电感，电容可以在超过1GHz的频率范围内，保持良好特性。

高导电性钝化处理不影响反射损耗；

阳极氧化处理，将增大金属表面的电阻率，使反射 损耗大幅度降低；
绝缘涂层不会影响反射系数； 含导电性颗粒的漆，对反射系数影响较大；

3. 多重反射修正因子 B
Z Z 2 0.1 A s B 20 lg1 (cos0.23A j sin0.23A) Z Z 10 s 式中，Z为空气波阻抗；Zs为金属波阻抗（）
厚度t=0.5mm厚的铝制屏蔽机箱，其屏蔽效能可作如下估计， 由于 d <<2/，属近场干扰，且干扰场强以磁场为主。
RH 74.6 10 lg( r f r r
2
) 48.2 ( dB )
A 0.131t fr r 6.3dB 10dB
所以，需考虑多重反射的影响。 Z=0.06 ，Zs=5.810-5 B = -2.3 dB 故该屏蔽机箱的总屏蔽效能为 SE =A + RH+ B = 52.2 dB 可见，在这种情况下，屏蔽是以吸收损耗为主的。
外形
馈通电容器的结构
等效电路
3. 片状电容器
在实际工程应用中，旁路和去耦电容是减小印制电路 板和逻辑器件上产生的瞬态干扰电流的有效方法。
由于片状电容器的引线电感几乎为零，所以被认为是 作为旁路和去耦电容器的理想器件。其引线电感通常只是 传统电容器的1/3 ~ 1/5，因此它们的自谐振频率可以达到同 样容量的带引线电容器的2倍。 为了避免走线引入附加电感，连接旁路和去耦电容器 的引线要尽量短直。
抗干扰技术之
屏蔽、滤波与保护
EMC
连续的周期型干 扰（窄带干扰）
系统高次谐波 载波通讯 无线电通讯干扰 高频保护 周期性 脉冲干扰 电力电子器件动作产生的高频涌流 （可控硅整流、静止无功补偿器等） 高压线路上的电晕放电 其它电气设备的内部放电 分接开关动作产生的放电 电机启动产生的电弧放电 接触不良或悬浮电极放电 各种冲击波产生的高频电流脉冲
§ 6.2.1 滤波器的构造
在抗干扰设计中，滤波器通常是指低通滤波器，如 电源滤波器和信号线滤波器等. 滤波器的有效性取决于与滤波器连接的网络阻抗。
滤波器构造与阻抗的关系
基本构造原则 简单的电感滤波在低阻抗电路中，效果理想，衰减超 过40dB，但在高阻抗电路中就效果很差。 单电容滤波在高阻抗电路中效果很好，但对低阻电路 效果很差。 多元件构成的滤波器，应使电容器面对高阻抗，电感 器面对低阻抗。

但应强调的是滤波器元件与其他电路元件一样，也 是非理想的。电感线圈上存在寄生电容，而电容引线上 存在寄生电感。 所以使用分立元件滤波器当频率超过10MHz时，将 开始性能下降。
滤波器的放置 滤波器在屏蔽体内的位置也很重要，其输入输出线之间应 尽量远离，最好在屏蔽体两侧，以使相互间耦合电容最小。所 有连线，特别是地线，要尽量短，并按顺序布置。
§ 6.1.3 屏蔽的基本原则

近场电场辐射屏蔽的必要条件是采用高导电率金属屏蔽体 和接地。 近场低频磁场屏蔽可采用高导磁率材料进行屏蔽或磁旁路。 增加屏蔽体厚度或采用多层屏蔽，可提高屏蔽性能。屏蔽 体不需接地。 近场高频磁场，应采用高导电率金属，因频率较高时，磁 损将增加，高磁导率材料的屏蔽效果并不理想。 远场电磁屏蔽应采用高导电率金属并良好接地。
3 2 f 电场屏蔽 RE 141 .7 10 lg( r r
近场
r
)
)
( dB )
磁场屏蔽 RH 74.6 10 lg( r
R 108 .1 10 lg(
（6-5）
( dB )
f r r
2
远场
r f
r
)
( dB )
（6-6）
可见，反射损耗主要取决于屏蔽体表面的导电率。例如 金属屏蔽体通常不宜取铝材，因为没有经过表面处理的铝金 属表面极易氧化，使表面导电率下降，反射损耗降低。 另外，不同的金属表面处理也会对反射损耗产生不同的 影响。
现场主要 辐射源
无线电干扰 射频干扰 移动通讯干扰 （900MHz\1.8GHz）



雷达干扰
交流干扰
§ 6.1.1 近场与远场
小环天线与短单极天线的波阻抗 Z 与距离r 的关系
电磁干扰沿空间的传播是以电磁波的方式进行的， 可分为近场和远场。
近场与远场的判别条件为
d = / 2 d为临界距离， 为辐射信号的波长。
§ 6.2.3 电源滤波器
由于在现场，电源是许多设备公用的，同时公共电源通常也无屏蔽 措施。所以在线监测设备的电源线是引入传导干扰的主要来源。 电源滤波器实际上是一种低通滤波器，它能够毫无衰减地将直流、 50Hz、400Hz的电源功率传送给设备，却大大衰减进电源传入的干扰 信号。
0.0 ms
16.67 ms
来自电源外部的干扰信号
电源滤波器通常包括火线对地 ( L-E ) 和零线对地 ( N-E ) 两个独立 端口间的低通滤波器,用以抑制电源系统内存在的共模干扰；利用电感 L1和L2之差和CX构成火线对地( L-N )端口的低通滤波器，用来抑制电 源上存在的差模干扰。 电源滤波器是无源网络，具有互易性。它既能有效抑制来自电源的 干扰信号，同时也能衰减由测量设备产生的干扰传向电源。
1GHz
分谐波
谐波
音频与射频 间的干扰
辐射干扰
电磁干扰的抑制方法
接地 最基本的干扰抑制方式
电磁干扰的主要 抑制方法
屏蔽 抑制辐射干扰 滤波 抑制传导干扰 保护 抑制能量型干扰
§ 6.1 屏蔽
屏蔽技术用来抑制电磁干扰沿空间的传播。 其实质是将关键电路用屏蔽体包围起来，是耦合 到这个电路的电磁场通过反射和吸收被衰减。
因此屏蔽设计的关键就是如何保证屏蔽的完整性，使屏 蔽效能尽量得以恢复到接近理论计算值。
1. 导电衬垫
屏蔽机箱上的永久性接缝都应采用焊接 工艺密封。非永久性结合面通常采用螺钉紧 固，导电衬垫是减小接缝电磁泄漏的重要屏 蔽材料。

应有足够的弹性和厚度； 应耐腐蚀； 移阻抗应尽可能低。

压缩变形或寿命应符合要求。



实践表明，低频磁场是在线监测中最难屏蔽的，主要因为，

低频 —— 吸收损耗 A 小
磁场 —— 反射损耗 R 小
屏蔽低频磁场主要采用高导磁率材料，以提高吸收损 耗。但应注意以下问题。 1. 材料手册上通常给出的是直流下的磁导率。但一般直流 时磁导率越高，随频率的升高，下降的也越快。
2. 高导磁率材料在经过加工或受到冲击时，导磁率会明显 下降。 3. 高导磁率材料会在强磁场中饱和，丧失屏蔽效能。
3. 屏蔽窗
监测系统的显示器必须使用屏蔽窗以防止电磁穿透。 目前工业控制中常用的刚性平面屏蔽窗在9kHz到1.5GHz 频率范围内，屏蔽效能可达80dB以上。
4. 操动器件的处理
（1）信号频率较高时，可利用截至波导管设计操作通道。
（2）信号频率较低时，可利用隔离舱将操作器件与其他电路隔离。
5. 穿过屏蔽体的导线
为解决强磁场下，屏蔽材料的磁饱和问题，可采用双 层屏蔽。 H0 H1 H2
低导磁率 高饱和强度材料
高导磁率 低饱和强度材料
另一种较常用的复合屏蔽，是在高导磁材料表面涂覆 高导电材料。 这种屏蔽材料对高频和低频电磁干扰都有比较理想 的屏蔽效能。
硅钢
铜
镍
§ 6.1.3 孔缝屏蔽
屏蔽效能的计算，通常认为屏蔽体是一个完全封闭的金 属壳。但实际上任何屏蔽箱体都存在良好接地的电缆能够有效的减小电缆的辐射/接收能力，但另 一方面在很大程度上也取决于电缆端部的连接方式。 为了阻止干扰电流流过电缆的芯线和屏蔽层，一种简单可行的方法就 是采用滤波连接器。
多层陶瓷盘状 阵列电容器
铁氧体磁珠
( a ) 等效电路