屏蔽技术简介
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手机屏蔽原理手机屏蔽,顾名思义,就是通过一定的技术手段,将手机对特定信号的接收和发送进行屏蔽,从而达到限制手机功能的目的。
手机屏蔽原理是一项涉及无线通信技术和电磁波理论的复杂技术,下面将对手机屏蔽的原理进行详细介绍。
首先,手机屏蔽的原理基于电磁波的特性。
手机通信是通过无线电波进行的,而无线电波是一种电磁波,它具有波长和频率的特性。
在特定的频率范围内,无线电波可以传输信息,而手机屏蔽就是通过干扰或屏蔽特定频率的无线电波,来限制手机通信功能。
其次,手机屏蔽的原理涉及到信号干扰技术。
信号干扰是一种通过发送特定干扰信号来干扰目标信号的技术。
在手机屏蔽中,通过发射特定频率和功率的信号,可以干扰手机的接收和发送功能,从而实现对手机通信的屏蔽。
另外,手机屏蔽的原理还包括电磁屏蔽材料的应用。
电磁屏蔽材料是一种具有屏蔽电磁波功能的材料,它可以吸收或反射特定频率的电磁波,从而达到屏蔽的效果。
在手机屏蔽中,使用电磁屏蔽材料可以在特定区域内形成屏蔽场,从而限制手机通信功能。
总的来说,手机屏蔽的原理是通过电磁波的特性、信号干扰技术和电磁屏蔽材料的应用,来实现对手机通信功能的限制。
这项技术在军事、安全和管理等领域有着重要的应用,同时也引发了一些社会和伦理问题。
随着通信技术的不断发展,手机屏蔽技术也在不断更新和完善,以适应不同的需求和场景。
在实际应用中,手机屏蔽技术需要严格遵守相关法律法规,确保不会对正常通信和用户权益造成影响。
同时,也需要加强对手机屏蔽技术的监管和管理,防止其被非法使用和滥用。
只有在合法、合理、必要的情况下,手机屏蔽技术才能发挥其应有的作用,为社会和公共安全做出贡献。
综上所述,手机屏蔽的原理涉及电磁波特性、信号干扰技术和电磁屏蔽材料的应用,通过这些技术手段来实现对手机通信功能的限制。
在使用手机屏蔽技术时,需要严格遵守相关法律法规,确保其合法、合理、必要的使用,以维护正常通信秩序和用户权益。
随着技术的不断发展,手机屏蔽技术也将迎来新的挑战和机遇,为社会和公共安全做出更大的贡献。
屏蔽技术的原理及应用1. 引言屏蔽技术是在通信领域中广泛应用的一种技术手段,它可以有效地抵抗干扰、保证通信质量。
本文将介绍屏蔽技术的原理以及在不同领域中的应用。
2. 屏蔽技术的原理屏蔽技术基于信号传输中的干扰现象,通过一系列方法来防止干扰信号的影响。
2.1 电磁屏蔽原理电磁屏蔽是一种常见的屏蔽技术,它基于电磁波传播的特性。
当电磁波碰到屏蔽物时,屏蔽物会吸收或反射部分电磁能量,从而减弱或阻挡干扰信号的传播。
2.2 硬件屏蔽原理硬件屏蔽是指采用特殊材料和结构设计来实现屏蔽效果。
例如,在电子设备中,采用金属盒、金属屏蔽罩等进行屏蔽。
这些材料和结构具有较好的导电性和屏蔽性能,能够将干扰信号隔离在屏蔽物的外部,从而保持设备的正常工作。
2.3 软件屏蔽原理软件屏蔽是指在通信系统的软件层面上实施屏蔽措施。
例如,通过信号处理算法进行滤波、串扰消除等操作,可以减小或消除干扰信号对正常数据信号的影响。
3. 屏蔽技术的应用3.1 通信领域在通信领域,屏蔽技术被广泛应用于无线通信系统中。
通过合理的天线设计和天线位置布置,可以减小天线之间的互相干扰,提高通信品质。
此外,对信号进行硬件和软件层面的屏蔽处理,可以提高通信系统的抗干扰能力,保障通信质量。
3.2 电子设备在电子设备中,屏蔽技术被用于保护电子元件免受外部干扰。
通过采用金属屏蔽罩、电磁屏蔽材料等,可以有效地隔离外界干扰信号,保证电子设备的正常运行。
3.3 医疗领域在医疗设备中,屏蔽技术对保证医疗信号的准确传输尤为重要。
例如,在核磁共振成像(MRI)领域,屏蔽技术能够有效地减小外部电磁干扰对成像质量的影响,提高医学诊断的准确性。
3.4 军事与安全在军事和安全领域,屏蔽技术广泛应用于军事通信系统、雷达系统等敏感设备中。
通过强化硬件屏蔽和软件屏蔽,可以防止对军事设备的干扰和窃听,确保机密信息的安全。
4. 结论屏蔽技术是一种广泛应用于通信、电子设备、医疗和军事等领域的技术手段。
关于屏蔽技术分类(电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁场屏蔽)1.电场屏蔽A、屏蔽机理:将电场感应看成分布电容的耦合。
B、设计要点:①屏蔽板以靠近受保护物为好,而且屏蔽板的接地必须良好。
②屏蔽板的形状以对屏蔽效能的高低有明显影响。
全封闭和金属盒最好,但工程中很难做到!③屏蔽板的材料以良导体为好,但对厚度无要求,只要有足够的强度就可了。
2、磁场屏蔽磁场屏蔽通常是指对直流或低频磁场的屏蔽,其效果比电场屏蔽和电磁场屏蔽要差的多。
A、屏蔽机理:主要是依靠高导磁材料所具有的低磁阻,对磁通起着分路的作用,使得屏蔽体内部的磁场大为减弱。
B、设计要点:①选用高导磁材料(如坡莫合金)减小屏蔽体的磁阻;②增加屏蔽体的厚度,减小屏蔽体的磁阻;③被屏蔽的物体不要安排在紧靠屏蔽体的位置上,以尽量减小通过被屏蔽物体内的磁通;④注意屏蔽体的结构设计,凡接缝、通风空等均可能增加屏蔽体的磁阻,从而降低屏蔽效果。
⑤对于强磁场的屏蔽可采用双层磁屏蔽体的结构。
对需要屏蔽外部强磁场的,则屏蔽的外层选用不易饱和的材料,如硅钢:而内部可选用容易达到饱和的高导磁材料,如坡莫合金等。
反之,如果要屏蔽内部强磁场时,则材料的排列次序要倒过来。
在安装内外两层屏蔽体时,要注意彼此间的绝缘。
当没有接地要求时,可用绝缘材料做支撑件。
若需接地时,可选用非铁磁材料(如铜、铝)做支撑件。
3、电磁场屏蔽电磁场屏蔽是利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播的一种措施。
A、电磁场屏蔽的机理:①当电磁到达屏蔽体表面时,由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续,对入射波产生的反射。
这种反射不要求屏蔽材料必须有一定的厚度,只要求交界面上的不连续。
②未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量,在体内向前传播过程中,被屏蔽材料所衰减。
也就是所谓的吸收。
③在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量,传到材料的另一表面时,遇到金属—空气阻抗不连续的交界面,会形成再次反射,并重新返回屏蔽体内。
这种反射在两个金属的交界面上可能有多次的反射。
屏蔽技术1 屏蔽的定义 屏蔽可通过各种屏蔽体来吸收或反射电磁场骚扰的侵入 , 达到阻断骚扰传播的目的 ; 或者屏蔽 体可将骚扰源的电磁辐射能量限制在其内部 , 以防止其干扰其它设备。
(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。
)1.一种是主动屏蔽 , 防止电磁场外泄 ; 2. 一种是被动屏蔽 , 防止某一区域受骚扰的影响。
屏蔽就是具体讲 , 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2. 屏蔽的分类 屏蔽可分为电场屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽三类。
电场屏蔽又包括静电场屏蔽和交变 电场屏蔽 ; 磁场屏蔽又包括静磁屏蔽和交变磁场屏蔽。
1.静电屏蔽常用于防止静电耦合和骚扰 , 即电容性骚扰 ; 2.电磁屏蔽主要用于防止高频电磁场的骚扰和影响 ; 3.磁屏蔽主要用于防止低频磁感应 , 即电感性骚扰。
2.1 静电场屏蔽和交变电场屏蔽 用来防止静电耦合产生的感应。
屏蔽壳体采用高导电率材料并良好接地 分布电容偶合,达到屏蔽作用。
静电屏蔽的屏蔽壳体必须接地。
以屏蔽导线为例 ,说明静电屏蔽的原理。
静电感应是通过静电电容构成的断两个电路之间的分布电容。
静电感应 , 既两条线路位于地线之上时 , 若相对于地线对导体 1 加 有 V1 的电压 , 则导体 2 也将产生与 V1 成比例的电 V2 。
由于导体之间必然存在静电电容 ,设电容为 C10 、C12 和 C20, 则电压 V1 就被 C12 和 C20 分为两部分 , 该被分开的电压就为V2, 可用下式加以计算;导体 1 和 2 之间加入接地板便可构成静电屏蔽。
六类十字骨架布线系统-C3技术为了适应网络速率飞速发展的需要,1997年9月,国际标准化组织ISO/IECJTC1/SC25/WG3提出了关于六类/ClassE和七类/ClassF布线系统的建议,带宽分别为200MHz和600MHz,并很快提出了草案。
阿尔卡特作为ISO组织的重要成员,积极推动标准化的进程。
值得注意的是,在国际标准ISO/IECIS11801中建议的是ClassE链路及信道的指标,并没有给出六类电缆或六类接插件的指标。
可见,新一代布线系统更加强调端到端的链路或信道的性能,因为六类/ClassE布线系统应用频率将达到200MHz,测试到250MHz。
在这样高的频率下,必须要求整个信道的匹配必须非常好,包括电缆与接插件之间的匹配、接插件之间的匹配等。
到目前为止,各个厂家具有不同的匹配技术,不能兼容。
所以,只有采用同一厂商的产品,才能从根本上保证链路或信道的ClassE传输性能。
耐克森双层屏蔽系统-F2TP技术耐克森(原阿尔卡特)综合布线系统开发出一套基于双层铝箔屏蔽电缆的高性能布线系统。
NEXANS的FTP电缆是在UTP电缆的外面纵包两层25um厚的铝箔,对于10MHZ 以上的电磁波,利用屏蔽层的反射,吸收及趋肤效应的机理来抵消电磁干扰及电磁辐射,频率越高,屏蔽层的效果越明显。
对于低频(<5MHZ)电磁波,则利用双绞线的平衡特性抵消。
另外,由于屏蔽层的存在,相当于在UTP周围人为地制造了对称的金属层,与外界隔离开,保证了双绞线的平衡特性不受电缆外部环境的影响。
所以,在安装时不必考虑电缆周围是否存在金属或隐蔽的地。
前面提到,UTP被金属包围会使其特性阻抗减少,造成衰减增大。
但是,FTP电缆在制造过程中已经考虑到这个因素,利用特殊的工艺加以补偿,保证FTP电缆的特性阻抗等于标称值(100,120,或150)。
实验证明,FTP电缆抵消电磁干扰及电磁辐射的能力比UTP电缆高40dB。
屏蔽布线系统的接地具有两方面的含义,即电磁接地和安全接地。
屏蔽的概念外壳EMC屏蔽技术分析屏蔽是指通过屏蔽材料、结构和方法,阻挡和减弱电磁干扰,保护电子设备和系统免受外部干扰的技术手段。
外壳EMC屏蔽技术是指在电子设备的外壳结构中采用屏蔽材料和设计手段,降低外部电磁场对设备内部干扰的技术方法。
外壳EMC屏蔽技术的目标是降低电磁辐射和电磁感应耦合对设备性能的影响,以保证设备正常运行和满足电磁兼容性要求。
外壳屏蔽技术可以通过以下几个方面来实现:1.选材:外壳屏蔽材料应具有良好的电磁屏蔽性能,一般选用导电性能好的金属材料,如铝、铜、镍等。
此外,屏蔽材料还应具有适当的机械性能和耐腐蚀性能,以保证外壳的稳定性和使用寿命。
2.结构设计:外壳的结构设计应考虑到电磁波在导体内和外表面的传播特性,尽量减小电磁散射和反射现象。
一般采用实心壳体或网状结构,通过结构的连续性和完整性来提高屏蔽效果。
3.接地设计:接地是有效实现屏蔽作用的重要手段之一、外壳应通过良好的接地设计与大地形成低阻抗接地面,使电磁波通过外壳的耦合路径尽量通过接地而不会进入设备内部。
4.连接设计:外壳边缘和设备内部的连接部位也是干扰泄漏的重点区域,应加强连接件的屏蔽性能,如使用屏蔽性能好的密封连接器、金属垫圈等。
5.整体屏蔽设计:针对不同频率干扰源的特点,对外壳不同部分进行有针对性的屏蔽设计,如在关键部位增加屏蔽墙、屏蔽罩等。
外壳EMC屏蔽技术在实际应用中有很多具体的技术手段,如电磁场仿真分析、屏蔽材料的选择和设计、屏蔽防护性能测试等。
这些手段可以帮助设计师在设备设计过程中更好地应对电磁干扰问题,提高设备的电磁兼容性。
总之,外壳EMC屏蔽技术是通过屏蔽材料、结构和方法,降低外部电磁干扰对设备的影响,保证设备正常运行和满足电磁兼容性要求的技术手段。
在电子设备设计过程中,应该充分考虑和应用外壳EMC屏蔽技术,以提高设备的可靠性和稳定性。
电磁屏蔽技术探讨摘要:讨论了电磁屏蔽技术,包括电磁屏蔽的技术原理、屏蔽材料的性能和应用场合、屏蔽技术的注重事项、屏蔽效能的检测以及特别部位的屏蔽措施。
要害词:电磁屏蔽;屏蔽材料;屏蔽效能引言近几年来,随着电磁兼容工作的开展,电磁屏蔽技术应用得越来越广泛。
为了对电磁屏蔽技术有更深进的理解,应当对屏蔽材料的性能和应用场合、屏蔽技术的注重事项、屏蔽效能的检测以及特别部位的屏蔽措施等进行更深进的探讨。
1电磁屏蔽的技术原理电磁屏蔽是电磁兼容技术的要紧措施之一。
即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来,使其外部电磁场强度低于准许值的一种措施;或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来,使其内部电磁场强度低于准许值的一种措施。
1.1静电屏蔽用完整的金属屏蔽体将带正电导体包围起来,在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量的负电荷,外侧出现与带电导体等量的正电荷,要是将金属屏蔽体接地,那么外侧的正电荷将流进大地,外侧将可不能有电场存在,即带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。
1.2交变电场屏蔽为落低交变电场对敏感电路的耦合干扰电压,能够在干扰源和敏感电路之间设置导电性好的金属屏蔽体,并将金属屏蔽体接地。
交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积。
只要设法使金属屏蔽体良好接地,就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得特别小。
电场屏蔽以反射为主,因此屏蔽体的厚度不必过大,而以结构强度为要紧考虑因素。
1.3交变磁场屏蔽交变磁场屏蔽有高频和低频之分。
低频磁场屏蔽是利用高磁导率的材料构成低磁阻通路,使大局部磁场被集中在屏蔽体内。
屏蔽体的磁导率越高,厚度越大,磁阻越小,磁场屏蔽的效果越好。
因此要与设备的重量相协调。
高频磁场的屏蔽是利用高电导率的材料产生的涡流的反向磁场来抵消干扰磁场而实现的。
1.4交变电磁场屏蔽一般采纳电导率高的材料作屏蔽体,并将屏蔽体接地。
它是利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场的干扰,又因屏蔽体接地而实现电场屏蔽。
国外电磁屏蔽技术
国外在电磁屏蔽技术方面已经取得了许多进展,以下是一些国外的电磁屏蔽技术:
1.导电涂料:这种技术使用导电涂料涂覆在需要屏蔽的物体表面,从而起到电磁屏蔽的作用。
这种涂层具有较高的导电性能,能够有效地吸收和反射电磁波,从而达到屏蔽的目的。
2.导电布:导电布是一种由导电材料制成的柔软织物,具有良好的电磁屏蔽效果。
这种材料可以用于制作各种屏蔽罩、屏蔽帐篷等,方便携带和移动。
3.导电橡胶:导电橡胶是一种由导电颗粒和橡胶材料混合制成的弹性材料,具有良好的电磁屏蔽性能。
这种材料可以用于填补缝隙、密封开口等,从而达到电磁屏蔽的目的。
4.导电泡沫:导电泡沫是一种轻质、多孔的导电材料,具有较好的电磁屏蔽效果。
这种材料可以用于填充空隙、覆盖开口等,起到电磁屏蔽的作用。
5.金属网:金属网是一种由金属线制成的网状结构,可以用于制作各种规格的屏蔽罩、屏蔽帐篷等。
这种材料的电磁屏蔽效果比较好,价格也比较低廉。
总的来说,国外的电磁屏蔽技术已经比较成熟,各种导电材料、金属网等都已经得到了广泛应用。
这些技术可以应用于各种领域,如军事、医疗、通讯等。
电场,磁场,电磁场的屏蔽其实是不同的!磁场的屏蔽问题,是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题.根据条件的不同,电磁场的屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况,这三种情况既具有质的区别,又具有内在的联系,不能混淆.静电屏蔽在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础.因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论.(一)封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响.如壳内无带电体而壳外有电荷q,则静电感应使壳外壁带电.静电平衡时壳内无电场.这不是说壳外电荷不在壳内产生电场,根发电场.由于壳外壁感应出异号电荷,它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零.因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响.壳外壁的感应电荷起了自动调节作用.如果把上述空腔导体外壳接地,则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下.静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零.如果空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场.这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场.此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响.由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响. (二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响.如果壳内空腔有电荷q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在,此电场可以说是由壳内电荷q间接产生.也可以说是由壳外感应电荷直接产生的.但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零.可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地.这与第一种情况不同.这里还须注意:①我们说接地将消除壳外电荷,但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电.假如壳外有带电体,则壳外壁仍可能带电,而不论壳内是否有电荷.②实际应用中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,虽然这种屏蔽并不是完全、彻底的.③在静电平衡时,接地线中是无电荷流动的,但是如果被屏蔽的壳内的电荷随时间变化,或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化,就会使接地线中有电流.屏蔽罩也可能出现剩余电荷,这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的.总之,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷与电场影响;接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响.这种现象,叫静电屏蔽.静电屏蔽有两方面的意义:其一是实际意义:屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响,也不对外部电场产生影响.有些电子器件或测量设备为了免除干扰,都要实行静电屏蔽,如室内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩,电子管用金属管壳.又如作全波整流或桥式整流的电源变压器,在初级绕组和次级绕组之间包上金属薄片或绕上一层漆包线并使之接地,达到屏蔽作用.在高压带电作业中,工人穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,可以对人体起屏蔽保护作用.在静电实验中,因地球附近存在着大约100V/m的竖直电场.要排除这个电场对电子的作用,研究电子只在重力作用下的运动,则必须有eE<meg,可算出e<="" span=""style="overflow-wrap: break-word; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"></meg,可算出e其二是理论意义:间接验证库仑定律.高斯定理可以从库仑定律推导出来的,如果库仑定律中的平方反比指数不等于2就得不出高斯定理.反之,如果证明了高斯定理,就证明库仑定律的正确性.根据高斯定理,绝缘金属球壳内部的场强应为零,这也是静电屏蔽的结论.若用仪器对屏蔽壳内带电与否进行检测,根据测量结果进行分析就可判定高斯定理的正确性,也就验证了库仑定律的正确性.最近的实验结果是威廉斯等人于1971年完成的,指出在式F=q1q2/r2±δ中,δ<(2.7±3.1)×10-16,可见在现阶段所能达到的实验精度内,库仑定律的平方反比关系是严格成立的.从实际应用的观点看,我们可以认为它是正确的.静磁屏蔽静磁场是稳恒电流或永久磁体产生的磁场.静磁屏蔽是利用高磁导率μ的铁磁材料做成屏蔽罩以屏蔽外磁场.它与静电屏蔽作用类似而又有不同.静磁屏蔽的原理可以用磁路的概念来说明.如将铁磁材料做成截面如图7的回路,则在外磁场中,绝大部份磁场集中在铁磁回路中.这可以把铁磁材料与空腔中的空气作为并联磁路来分析.因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍,所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多,外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁材料壁内通过,而进入空腔的磁通量极少.这样,被铁磁材料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场,从而达到静磁屏蔽的目的.材料的磁导率愈高,筒壁愈厚,屏蔽效果就愈显著.因常用磁导率高的铁磁材料如软铁、硅钢、坡莫合金做屏蔽层,故静磁屏蔽又叫铁磁屏蔽.静磁屏蔽在电子器件中有着广泛的应用.例如变压器或其他线圈产生的漏磁通会对电子的运动产生作用,影响示波管或显像管中电子束的聚焦.为了提高仪器或产品的质量,必须将产生漏磁通的部件实行静磁屏蔽.在手表中,在机芯外罩以软铁薄壳就可以起防磁作用.前面指出,静电屏蔽的效果是非常好的.这是因为金属导体的电导率要比空气的电导率大十几个数量级,而铁磁物质与空气的磁导率的差别只有几个数量级,通常约大几千倍.所以静磁屏蔽总有些漏磁.为了达到更好的屏蔽效果,可采用多层屏蔽,把漏进空腔里的残余磁通量一次次地屏蔽掉.所以效果良好的磁屏蔽一般都比较笨重.但是,如果要制造绝对的“静磁真空”,则可以利用超导体的迈斯纳效应.即将一块超导体放在外磁场中,其体内的磁感应强度B永远为零.超导体是完全抗磁体,具有最理想的静磁屏蔽效果,但目前还不能普遍应用.电磁屏蔽电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随距离的增加而按指数规律衰减.从能量的观点看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因此,表现为场量振幅的减小.导体表面的场量最大,愈深入导体内部,场量愈小.这种现象也称为趋肤效应.利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置.它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义.电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段.合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备.如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音.音频馈线用屏蔽线也是这个道理.示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描.在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备.用什么材料作电磁屏蔽呢?因电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面值的1/e(约36.8%)处的厚度称为趋肤厚度(又称透入深度),用d表示,有电磁屏蔽,电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随距离的增加而按指数规律衰减.从能量的观点看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因此,表现为场量振幅的减小.导体表面的场量最大,愈深入导体内部,场量愈小.这种现象也称为趋肤效应.利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置.它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义.电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段.合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备.如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音.音频馈线用屏蔽线也是这个道理.示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描.在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备.用什么材料作电磁屏蔽呢?因电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面值的1/e(约36.8%)处的厚度称为趋肤厚度(又称透入深度),用d表示,有其中μ和σ分别为屏蔽材料的磁导率和电导率.若电视频率f=100 MHz,对铜导体(σ=5.8×107/ ?m,μ≈μo=4π×10-7H/m)可求出d=0.00667mm.可见良导体的电磁屏蔽效果显著.如果是铁(σ=107/ ?m)则d=0.016mm.如果是铝(σ=3.54×107/ ?m)则d=0.0085mm.为了得到有效的屏蔽作用,屏蔽层的厚度必须接近于屏蔽物质内部的电磁波波长(λ=2πd).如在收音机中,若f=500kHz,则在铜中d=0.094mm(λ=0.59mm).在铝中d=0.12mm(λ=0.75mm ).所以在收音机中用较薄的铜或铝材料已能得到良好的屏蔽效果.因为电视频率更高,透入深度更小些,所需屏蔽层厚度可更薄些,如果考虑机械强度,要有必要的厚度.在高频时,由于铁磁材料的磁滞损耗和涡流损失较大,从而造成谐振电路品质因素Q值的下降,故一般不采用高磁导率的磁屏蔽,而采用高电导率的材料做电磁屏蔽.在电磁材料中,因趋肤电流是涡电流,故电磁屏蔽又叫涡流屏蔽.在工频(50Hz)时,铜中的d=9.45mm,铝中的d=11.67mm.显然,采用铜、铝已很不适宜了,如用铁,则d=0.172mm,这时应采用铁磁材料.因为在铁磁材料中电磁场衰减比铜、铝中大得多.又因是低频,无需考虑Q值问题.可见,在低频情况下,电磁屏蔽就转化为静磁屏蔽.电磁屏蔽和静电屏蔽有相同点也有不同点.相同点是都应用高电导率的金属材料来制作;不同点是静电屏蔽只能消除电容耦合,防止静电感应,屏蔽必须接地.而电磁屏蔽是使电磁场只能透入屏蔽体一薄层,借涡流消除电磁场的干扰,这种屏蔽体可不接地.但因用作电磁屏蔽的导体增加了静电耦合,因此即使只进行电磁屏蔽,也还是接地为好,这样电磁屏蔽也同时起静电屏蔽作用.。
金属屏蔽原理金属屏蔽原理是一种利用金属材料对电磁波的屏蔽作用的技术。
这种技术广泛应用于电子设备、通信设备等领域,不仅可以避免不必要的电磁干扰,还能提高电磁波的安全性。
下面就来详细介绍金属屏蔽原理的相关内容。
一、金属屏蔽的原理金属的原子结构使其能够阻拦电磁波,从而产生屏蔽作用。
金属原子的电子密度较高,因此金属内的电流会在较短的距离内受到电子的阻挡。
这就意味着,当电磁波通过金属时,它会激发金属内的电流,在金属表面产生反向的电磁波,这就使电磁波在金属表面反射,不再传递到空间中。
二、金属屏蔽的应用金属屏蔽技术广泛应用于电子产品和通信设备中。
例如,在电磁屏蔽的外壳中,通过使用高强度的金属材料,可以在电路板、射频滤波器和数码处理器等等的元件内生成屏蔽,这样可以防止电路中的电磁波互相干扰,从而保证设备正常工作。
同时,屏蔽外壳可防止外部电磁波对设备造成干扰。
三、金属屏蔽的应用实例1. 电视机电视机中的前面板,由对电磁波敏感的零件组成。
用金属屏蔽材料制成电视机外壳是一种很好的方式来减少电磁波干扰,使图像和声音质量得到改善。
2. 机房机房中会有大量的电子设备和电磁波,需要采取有效的屏蔽措施。
例如可以使用金属屏蔽门和金属屏蔽墙,在建筑物内部构成类似于“金属笼”的结构,可以有效地屏蔽电磁波的干扰,保证设备正常运行。
四、金属屏蔽技术的局限性金属屏蔽技术虽然可以避免电磁波的干扰,但在一定条件下也存在着局限性。
例如,金属材料的导电性使它具有抵消电磁波的能力,但较低的导热性导致金属材料不能有效地排出热量。
因此,在一些高温环境下,金属屏蔽材料会失去其原有的屏蔽效果。
同时,在某些特定频段,如高频段和微波段,金属屏蔽材料的屏蔽效果也较低。
综上所述,金属屏蔽技术在电子产品和通讯设备等领域中发挥着重要的作用。
了解金属屏蔽原理和应用范围,可以使我们更好地应用这种技术,并在实践中发现其局限性,进一步推动其技术革新和提升。
无线电通信设备的电磁屏蔽技术分析无线电通信设备的电磁屏蔽技术是指通过设计和制造合适的屏蔽结构或材料,阻止或减小外部电磁场对设备内部电路的影响,从而保证设备正常工作的技术。
电磁屏蔽技术是保证无线电通信设备正常工作的重要手段,特别是在高频段上的设备,更容易受到外部电磁场的影响。
电磁屏蔽技术主要包括以下几个方面:1. 导体屏蔽:导体屏蔽是通过采用金属材料作为屏蔽结构,将电磁波反射或吸收,来达到屏蔽的目的。
例如,在手机中使用的金属外壳和天线就具有屏蔽作用,可以减少外部电磁干扰和防止电磁辐射。
2. 吸波屏蔽:吸波屏蔽是利用吸波材料来吸收电磁波能量,从而减少电磁波的反射和传输。
吸波材料通常是由导电物质和非导电材料组成,并具有良好的吸波性能和阻抗匹配性。
在无线电通信设备中,常用的吸波材料有碳粉、铁氧体、石墨等。
3. 浪漫屏蔽:浪漫屏蔽是通过设计合适的电磁波导路,将电磁波引导到特定的区域或场合,达到屏蔽效果。
例如,在手机中,天线的射频信号可以采用特殊的波导路线和金属屏蔽,将信号引导到射频模块,从而隔离其他不需要的电路。
4. 磁屏蔽:磁屏蔽是通过设计合适的电磁屏蔽结构,减小外部磁场的干扰,从而保证设备的正常工作。
例如,在大功率变频器中,由于变压器产生的强磁场对电子器件产生的影响很大,因此需要采用磁屏蔽材料对变压器进行包装,有效降低磁场干扰。
5. 地线抗干扰技术:地线抗干扰技术是通过设计合适的接地系统和地线排布方式,减小外部电磁场的影响。
在无线电通信设备中,地线抗干扰技术的主要措施包括采用较低的接地阻抗、增加共模抑制电路等。
总之,电磁屏蔽技术是保证无线电通信设备正常工作的重要手段,随着无线通信技术的发展和对电磁屏蔽技术要求的不断提高,电磁屏蔽技术也在不断地创新和发展。
无线电通信设备的电磁屏蔽技术分析无线电通信设备在现代社会中扮演着非常重要的角色,我们可以在各种场合见到其身影,比如手机、电视、无线网络等等。
但是随着各种无线通信设备的广泛使用,电磁干扰问题逐渐浮出水面。
为了保证通信质量和设备稳定性,电磁屏蔽技术变得尤为重要。
本文将对无线电通信设备的电磁屏蔽技术进行分析,探讨其原理和应用。
一、电磁屏蔽技术的原理电磁屏蔽技术是利用屏蔽材料对电磁波进行阻隔的方法。
常用的屏蔽材料包括金属材料(铝、镍、铁、铜等)、合金材料(钢铁、铝镍合金等)以及导电性聚合物等。
这些材料具有良好的导电性能和射频反射性能,可以有效地吸收和反射电磁波,从而达到屏蔽的目的。
电磁屏蔽技术的原理可以简单概括为四个步骤:吸收、反射、扩散和导向。
屏蔽材料吸收电磁波的能量,将其转化为热能,从而减弱电磁波的传播。
屏蔽材料能够反射部分电磁波,使其无法穿过材料表面,起到挡住电磁波的作用。
然后,屏蔽材料会将电磁波扩散成多个较小的波,使其能量分散,减小对周围设备的干扰。
屏蔽材料还可以对电磁波进行导向,将其引导到指定位置,避免对其他设备造成干扰。
二、电磁屏蔽技术的应用电磁屏蔽技术在无线电通信设备中有着广泛的应用,可以有效地保障通信质量和设备稳定性。
以下是一些常见的电磁屏蔽技术的应用场景。
2. 无线网络设备屏蔽技术在现代社会,无线网络设备已经成为人们生活中不可或缺的一部分,而其电磁辐射问题也备受关注。
为了减小无线网络设备对人体的辐射,提升通信质量,必须采用一定的电磁屏蔽技术。
常见的做法是在无线网络设备周围布置合适的屏蔽材料,将电磁波限制在一定范围内,减小对周围环境和设备的干扰。
3. 电视和电台设备屏蔽技术电视和电台设备在传输信号时会产生一定的电磁辐射,需要采用屏蔽技术来减小其干扰范围。
在电视和电台设备的设计中,通常会采用金属外壳、导电材料和屏蔽结构来限制电磁波的传播范围,提升通信质量和设备稳定性。
三、电磁屏蔽技术的发展趋势随着无线通信设备的不断发展,电磁屏蔽技术也在不断创新和改进。
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:导电橡胶:在硅橡胶内填充占总重量70 ~80 %比例的金属颗粒,如银粉、铜粉、铝粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃球等。
这种材料保留一部分硅橡胶良好弹性的特性,同时具有较好的导电性。
金属编织网:用铍铜丝、蒙乃尔丝或不锈钢丝编织成管状长条,外形很像屏蔽电缆的屏蔽层。
但它的编织方法与电缆屏蔽层不同,电缆屏蔽层是用多根线编成的,而这种屏蔽衬垫是由一根线织成的。
打个形象的比喻,就像毛衣的袖子一样。
为了增强金属网的弹性,有时在网管内加入橡胶芯。
指形簧片:铍铜制成的簧片,具有很好的弹性和导电性。
导电性和弹性。
多重导电橡胶:由两层橡胶构成,内层是普通硅橡胶,外层是导电橡胶。
这种材料克服了传统导电橡胶弹性差的缺点,使橡胶的弹性得以充分体现。
它的原理有些像带橡胶芯的金属丝网条。
选择使用什么种类电磁密封衬垫时要考虑四个因素:屏蔽效能要求、有无环境密封要求、安装结构要求、成本要求。
屏蔽按机理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。
1 电场屏蔽【屏蔽机理】:将电场感应看成分布电容间的耦合。
【设计要点】:a 、屏蔽板以靠近受保护物为好,而且屏蔽板的接地必须良好!!!b 、屏蔽板的形状对屏蔽效能的高低有明显影响。
全封闭的金属盒最好,但工程中很难做到!c 、屏蔽板的材料以良导体为好,但对厚度无要求,只要有足够的强度就可了。
2 磁场屏蔽磁场屏蔽通常是指对直流或低频磁场的屏蔽,其效果比电场屏蔽和电磁场屏蔽要差的多。
【屏蔽机理】:主要是依靠高导磁材料所具有的低磁阻,对磁通起着分路的作用,使得屏蔽体内部的磁场大为减弱。
【设计要点】:a 、选用高导磁材料,如坡莫合金;b 、增加屏蔽体的厚度;以上均是为了减小屏蔽体的磁阻;c 、被屏蔽的物体不要安排在紧靠屏蔽体的位置上,以尽量减小通过被屏蔽物体体内的磁通;d 、注意屏蔽体的结构设计,凡接缝、通风空等均可能增加屏蔽体的磁阻,从而降低屏蔽效果。
e 、对于强磁场的屏蔽可采用双层磁屏蔽体的结构。
对要屏蔽外部强磁场的,则屏蔽体的外层选用不易饱和的材料,如硅钢;而内部可选用容易达到饱和的高导磁材料,如坡莫合金等。
反之,如果要屏蔽内部强磁场时,则材料的排列次序要到过来。
在安装内外两层屏蔽体时,要注意彼此间的绝缘。
当没有接地要求时,可用绝缘材料做支撑件。
若需接地时,可选用非铁磁材料(如铜、铝)做支撑件。
3 电磁场屏蔽电磁场屏蔽是利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播的一种措施。
【电磁场屏蔽的机理】:a 、当电磁波到达屏蔽体表面时,由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续,对入射波产生的反射。
这种反射不要求屏蔽材料必须有一定的厚度,只要求交界面上的不连续;b 、未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量,在体内向前传播的过程中,被屏蔽材料所衰减。
也就是所谓的吸收;c 、在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量,传到材料的另一表面时,遇到金属-空气阻抗不连续的交界面,会形成再次反射,并重新返回屏蔽体内。
这种反射在两个金属的交界面上可能有多次的反射。
总之,电磁屏蔽体对电磁的衰减主要是基于电磁波的反射和电磁波的吸收。
吸收损耗】不同的材料、不同的材料厚度对于电磁波的吸收效果不一样. 可根据材料吸收损耗的列线图得出。
【反射损耗】分为三类:低阻抗磁场、高阻抗电场、平面波场。
其中低阻抗磁场和高阻抗电场的反射损耗列线图计算方法相同,与金属材料、频率及辐射源到屏蔽体的距离有关。
对于平面波,波阻抗为一常数,而与辐射源到屏蔽体的距离无关,在列线图中只需连接金属材料和感兴趣的频率就可求出此时的反射损耗值。
4 实际的电磁屏蔽体【结构材料】a 、适用于底板和机壳的材料大多数是良导体,如铜、铝等,可以屏蔽电场,主要的屏蔽机理是反射信号而不是吸收。
b 、对磁场的屏蔽需要铁磁材料,如高导磁率合金和铁。
主要的屏蔽机理是吸收而不是反射。
c 、在强电磁环境中,要求材料能屏蔽电场和磁场两种成分,因此需要结构上完好的铁磁材料。
屏蔽效率直接受材料的厚度以及搭接和接地方法好坏的影响。
d 、对于塑料壳体,是在其内壁喷涂屏蔽层,或在汽塑时掺入金属纤维。
必须尽量减少结构的电气不连续性,以便控制经底板和机壳进出的泄漏辐射。
提高缝隙屏蔽效能的结构措施包括增加缝隙深度,减少缝隙长度,在结合面上加入导电衬垫,在接缝处涂上导电涂料,缩短螺钉间距离等。
【搭接】a 、在底板和机壳的每一条缝和不连续处要尽可能好的搭接。
最坏的电搭接对壳体的的屏蔽效能起决定性作用。
b 、保证接缝处金属对金属的接触,以防电磁能的泄漏和辐射。
c 、在可能的情况下,接缝应焊接。
在条件受限制的情况下,可用点焊、晓间距的铆接和用螺钉来固定。
d 、在不加导电衬垫时,螺钉间距一般应小于最高工作频率的 1 %,至少不大于1/20 波长。
e 、用螺钉或铆接进行搭接时,应首先在缝的中部搭接好,然后逐渐向两端延伸,以防金属表面的弯曲。
f 、保证紧固方法有足够的压力,以便在有变形应力、冲击、震动时保持表面接触。
g 、在接缝不平整的地方,或在可移动的面板等处,必须使用导电衬垫或指形弹簧材料。
h 、选择高导电率的和弹性好的衬垫。
选择衬垫时要考虑结合处所使用的频率。
i 、选择硬韧性材料做成的衬垫,以便划破金属上的任何表面。
j 、保证同衬垫材料配合的金属表面没有任何非导电保护层。
k 、当需要活动接触时,使用指形压簧,并要注意保持弹性指簧的压力。
l 、导电橡胶衬垫用在铝金属表面时,要注意电化腐蚀作用。
纯银填料的橡胶或monel 线性衬垫将出现最严重的电化腐蚀。
银镀铝填料的导电橡胶是盐雾环境下用于铝金属配合表面的最好衬垫材料。
以下是按优先等级排列的各种衬垫。
1 金属网射频衬垫容易变形,压力为 1.4kg/cm 时,衰减为54db 。
资料表明,频率较低时衰减最大。
用于永久密封较好,不适宜用于开与关的面板。
2 铜镀合金有很高的导电性和很好的抗腐蚀性。
弹性好,最适合用于和活动面板配合。
可制成指条形、螺旋和锯齿面。
衰减为100db 。
3 导电橡胶适用于只需名义上连接和少量螺钉的地方。
实现水汽密封和电气密封经1500 ℃、48 小时老化后,体电阻率为10 ~20m ω /cm(max) 。
变形度限制值为25 %。
资料表明,频率较高时衰减为最大。
4 导电蒙布在泡沫塑料上蒙一块镀银编织物,形成一个软衬垫,占去大部分疏松空间,主要为民用,适用于泡沫衬垫机柜和门板。
【穿透和开口】a、要注意由于电缆穿过机壳使整体屏蔽效能降低的程度。
典型的未滤波的导线穿过屏蔽体时,屏蔽效能降低30db 以上。
b 、电源线进入机壳时,全部应通过滤波器盒。
滤波器的输入端最好能穿出到屏蔽机壳外;若滤波器结构不宜穿出机壳,则应在电源线进入机壳出专为滤波器设置一隔舱。
c 、信号线、控制线进入/ 穿出机壳时,要通过适当的滤波器。
具有滤波插针的多芯连接器适于这种场合使用。
d 、穿过屏蔽体的金属控制轴,应该用金属触片、接地螺母或射频衬垫接地。
也可不用接地的金属轴,而用其它轴贯通波导截止频率比工作频率高的园管来做控制轴。
e 、必须注意在截止波导孔内贯通金属轴或导线时会严重降低屏蔽效能。
f 、当要求使用对地绝缘的金属控制轴时,可用短的隐性控制轴,不调节时,用螺帽或金属衬垫弹性安装帽盖住。
g 、为保险丝、插孔等加金属帽。
h 、用导电衬垫和垫圈、螺母等实现钮子开关防泄漏安装。
i 、在屏蔽、通风和强度要求高而质量不苛刻时,用蜂窝板屏蔽通风口,最好用焊接方式保持线连接,防止泄漏。
j 、尽可能在指示器、显示器后面加屏蔽,并对所有引线用穿心电容滤波。
k 、在不能从后面屏蔽指示器/ 显示器和对引线滤波时,要用与机壳连续连接的金属网或导电玻璃屏蔽指示器/ 显示器的前面。
对夹金属丝的屏蔽玻璃,在保持合理透光度条件下,对30 ~1000m 的屏蔽效能可达50 ~110db 。
在透明塑料或玻璃上镀透明导电膜,其屏蔽效果一般不大于20db 。
但后者可消除观察窗上的静电积累,在仪器上常用。