屏蔽有两个目的:一是限制屏蔽体内的电磁骚扰跨越一定区域;二是限制屏蔽体内的电磁骚扰。 二是防止外部电磁干扰(骚扰)进入屏蔽体内的一定区域。 屏蔽层一般有几种类型:实芯型、非实芯型(例如金属网)和金属编织带。 后者主要用作电缆的屏蔽层。 各种屏蔽体的屏蔽效果用屏蔽体的屏蔽效能来表示。
屏蔽效能表示屏蔽体对电磁波的衰减程度。 由于屏蔽通常可以将电磁波的强度衰减至其原始值的百分之一到万分之一,因此通常以分贝(dB)来表示。 普通屏蔽罩的屏蔽效能可达40分贝,军用设备屏蔽罩的屏蔽效能可达60分贝,装备屏蔽罩的屏蔽效能可达80分贝以上。
屏蔽效果的评价可以用屏蔽效能来表示:
屏蔽效能SE越大,屏蔽效果越好。
另外电磁波屏蔽,还可以用透射系数(或透射系数)TE来表示屏蔽效果。 TE是指有屏蔽时某处的电场强度ES与无屏蔽时该处的电场强度E0的比值; 或者它指的是屏蔽的存在。 有屏蔽时某处的磁场强度HS与无屏蔽时该处的磁场强度H0之比,即:
透过系数(或称透过系数)与屏蔽效能存在倒数关系,即
2、完整屏蔽体的屏蔽效能:
完全屏蔽是指完全封闭的屏蔽结构。 电磁场只能通过屏蔽墙进入和离开封闭结构。
1.电磁波的反射损耗
电磁波传播到不同介质的界面,发生反射和传播
电磁波穿过屏蔽层时的反射和透射:
2.电磁波吸收损耗
当电磁波到达屏蔽层的穿透面时
从上式可以看出,当频率f较高时,吸收损耗相当大。 表2-1给出了几种常用金属材料在A=8.68dB、20dB、40dB时所需的吸收损耗。 屏蔽板厚度t。
表2-1 几种金属的电导率σ、磁导率μ和所需屏蔽厚度t。
由表2-1可见:
① 当f≥1MHz时,任意厚度为0.5mm的金属板制成的屏蔽体均可将场强降低至原场强的1/100左右。 因此电磁波屏蔽,在选择材料和厚度时,应考虑机械强度、刚度、加工性能、防潮、防腐等因素。
②当f≥10MHz时,用0.1mm厚的铜制成的屏蔽可以将场强降低到原来场强的1/100甚至更低。 因此,此时的屏蔽可以采用表面带有铜箔的绝缘材料制成。 ·
③当f≥100 MHz时,可在塑料外壳上电镀或喷涂铜层或银层,制成屏蔽层。
表2-2列出了常用金属材料对铜的相对电导率和相对磁导率。屏蔽体的厚度可根据所需的吸收衰减计算,如下:
表2-2 常用金属材料对铜的相对电导率和相对磁导率
3.电磁波的多次反射损耗
当电磁波穿过屏蔽体时,在出射面被反射,反射波返回到入射面时再次被反射,以此类推,直至其能量被吸收到可以忽略不计的程度。
3、屏蔽不完全对屏蔽效果的影响:
屏蔽层上总会存在孔洞、缝隙,如门、盖、仪表、开关等,还有电线贯穿,不同程度地破坏屏蔽层的完整性。
影响因素:开口最大线性尺寸(不是面积)、波阻抗、电磁波频率等。
实际间隙泄漏不仅与间隙宽度和板厚有关,还与其线性尺寸、间隙数量、频率等有关。
屏蔽体上应尽量减少间隙的存在,间隙的长度应控制在电磁波波长的1/20以内。
2.开口的影响
为了安装开关、按钮、电位器等,常常需要在屏蔽面板上开圆形、方形或长方形的孔。
4、丝网的影响
用于需要自然通风或窥视内部的屏蔽。
一般在1~以内,金属屏蔽网SE=60~100dB,玻璃层压金属屏蔽网SE=50~90dB。
当金属丝网用作观察窗时,其透明度较差。
5.薄膜和导电玻璃的影响
在玻璃或有机介电薄膜上真空蒸镀或喷涂一层导电薄膜作为电磁屏蔽体,可用于替代玻璃夹层的金属网结构。
它具有良好的透光性,能有效屏蔽电磁场的电场成分,而对磁场成分的屏蔽则相对较弱。
6.屏蔽电缆的影响
屏蔽线和屏蔽电缆是电子设备中最常用的连接两个屏蔽层的电线。 为了保证柔软、易弯曲,外屏蔽体常采用多股金属线编织而成。
屏蔽效能与编织屏蔽层的材料和密度直接相关。 一般单层编织屏蔽的屏蔽效能约为50~60dB,而双层编织屏蔽可达80~90dB。