北京交通大学：《电磁兼容理论》课程教学课件（PPT讲稿）第10章 屏蔽

京交通大学Beijing Jiaotong University电磁兼容理论第10章屏蔽

电磁兼容理论 第10章 屏蔽

主要内容北京交通大学Beijing Jiaotong University1.屏蔽效能远场源2.屏蔽效能一近场源3.屏蔽效能4.低频磁场的屏蔽5.缝隙效应

主要内容 1. 屏蔽效能 2. 屏蔽效能——远场源 3. 屏蔽效能——近场源 4. 低频磁场的屏蔽 5. 缝隙效应

北京交通大学Beijing Jiaotong University屏蔽：利用屏蔽体来阻挡或减小电磁能量的传输，限制被屏蔽区域的电磁能量泄漏出去或防止外来的辐射干扰进入被屏蔽的区域屏蔽前的场强E屏蔽后的场强E1利用屏蔽体的反射、衰减和引导由源所产生的电磁波，不让它进入被屏蔽的区域

◼ 利用屏蔽体的反射、衰减和引导由源所产生的 电磁波，不让它进入被屏蔽的区域 屏蔽前的场强E1 屏蔽后的场强E2 屏蔽：利用屏蔽体来阻挡或减小电磁能量的传输，限 制被屏蔽区域的电磁能量泄漏出去或防止外来的辐射 干扰进入被屏蔽的区域

屏蔽的分类（1）北京交通大学Bei jing Jiaotong University■静电屏蔽■对静电场的屏蔽采用良好接地的良导体磁屏蔽■对低频磁场的屏萨采用高导磁率材料■电磁屏蔽利用导体表面对电磁波的反射作用和导体内部对电磁波的吸收作用实现对高频电磁场的屏蔽

屏蔽的分类（1） ◼ 静电屏蔽 ◼ 对静电场的屏蔽——采用良好接地的良导体 ◼ 磁屏蔽 ◼ 对低频磁场的屏蔽——采用高导磁率材料 ◼ 电磁屏蔽 ◼ 利用导体表面对电磁波的反射作用和导体内部对 电磁波的吸收作用实现对高频电磁场的屏蔽

屏蔽的分类（2）北京交通大学Beijing Jiaotong University■主动屏蔽■屏蔽对象骚扰源，沿限制骚扰源产生的骚扰Antenna能量向外传播Shield■被动屏蔽■屏蔽对象敏感设备，防止外部骚扰源对它的Antenna干扰Shield

屏蔽的分类（2） ◼ 主动屏蔽 ◼ 屏蔽对象——骚扰源， 限制骚扰源产生的骚扰 能量向外传播 ◼ 被动屏蔽 ◼ 屏蔽对象——敏感设备， 防止外部骚扰源对它的 干扰

北京交通大学1.屏蔽效能Beijing Jiaotong University屏蔽效能是没有屏蔽时空间某个位置的场强与有屏蔽时该位置的场强的比值，它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。如果屏蔽效能计算中使用的磁场，则称为磁场屏蔽效能；如果计算中用的是电场，则称为电场屏蔽效能：Ho.oPo.t0SE=20lg(E,/E2)dBESE=201g(H/ H) dBE.对于远场，SEe=SEH-SE，AE即电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能一致，统称为电磁屏蔽效能：SE=20lg(E,/ E2)=20lg(H/ H,) dB

1. 屏蔽效能 屏蔽效能是没有屏蔽时空间某个位置的场强与有屏蔽时该位置的场 强的比值，它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。如果屏蔽效能计 算中使用的磁场，则称为磁场屏蔽效能；如果计算中用的是电场， 则称为电场屏蔽效能： 对于远场，SEE=SEH=SE， 即电场屏蔽效能和磁场屏 蔽效能一致，统称为电磁 屏蔽效能： SEE = 20 lg ( E1 / E2 ) dB SEH = 20 lg ( H1 / H2 ) dB SE = 20 lg ( E1 / E2 ) = 20 lg ( H1 / H2 ) dB

北京交通大学Beijing JiaotongUniversity金属板对电磁波的屏蔽A面B面■电磁屏蔽的原理入射波E=1折射波Tan=1-Ram入射波(1-Rm)e-h■反射损耗反射波Ral=Ram折射波Ta(1-R)(l-Rm）■吸收损耗反射波R(1-R)e-tR入射波(1-Rm)e-2bRIm(1Rm)e-2bRm(1Rma)■多次反射损耗(1-R)e-23kbR2(1-Ram)e-3bR2(1-Rma)(1-Ram)e-30R3屏蔽效能：SE=A·R·BSE(dB) = A(dB) + R(dB) + B(dB)

◼ 电磁屏蔽的原理 ◼ 反射损耗 ◼ 吸收损耗 ◼ 多次反射损耗 金属板对电磁波的屏蔽 𝑆𝐸 = 𝐴 ∙ 𝑅 ∙ 𝐵 𝑆𝐸 𝑑𝐵 = 𝐴 𝑑𝐵 + 𝑅 𝑑𝐵 + 𝐵(𝑑𝐵) 屏蔽效能：

北京交通大学——远场源2.屏蔽效能Beijing.JiaotongUniversity当入射场距离屏蔽体足够远时，入射波近似为均匀平面波，屏蔽体由厚度远大于入射波频率上的趋肤深度的良导体构成精确解E=Ere-a-鲁anHo.t0Po.f0E,=EzearEEzerayi2AEE,=Eje-iporaHEle-iporayE,=Efe-iozaxmoEteHe-jporaymaE,=ErejpozaErejporayA,=0no

2. 屏蔽效能——远场源 当入射场距离屏蔽体足够远时，入射波近似为均匀平面波，屏蔽体由厚 度t远大于入射波频率上的趋肤深度的良导体构成 ⚫ 精确解

北京交通大学Bei jing Jiaotong Universityjou=Vjou(α+jwe)n=Va+jwe=α+jβ=n/0mHo.0O.t0Z-0的表面EEl=0 +E,l=0 =Eile=0 +E2l2=0EHilz=0+H,2=0=Hilz=0+H2lz=0HEβo=WMoEOz-t 的表面MoEil=r + E2le=r = E,le=moEOBo=0MoEOo.Hil=t + H2lz=t = Hrlz=CA=oMoEO

z=0的表面 z=t 的表面

北京交通大学Bei jing Jiaotong UniversityE,(m +)2moE4mnmo%-n导体的固有阻抗远小于自由空间的固有阻抗≥1%+ny=e-αae-iBt=e-t/8e-ipt<1 fort》8趋肤深度远小于屏蔽体的厚度Ei(m+n)21/8因此,t/sE4m4monmo10SEaB = 20log10+20log10+MaB4AdBRaB2B≥ 201og10 |1 - e-21/8e-j21/8MaB=20log10多次反射因子%+n

导体的固有阻抗远小于自由空间的固有阻抗 趋肤深度远小于屏蔽体的厚度t 因此， 多次反射因子