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电磁屏蔽理论简单分析

电磁屏蔽理论简单分析
电磁屏蔽理论简单分析

电磁屏蔽一般可分为三种

电磁屏蔽一般可分为三种 :静电屏蔽、静磁屏蔽和高频电磁场屏蔽。三种屏蔽的目的都是防止外界的电磁场进入到某个需要保护的区域中,原理都是利用屏蔽对外场的感应产生的效应来抵消外场的影响。 但是由于所要屏蔽的场的特性不同,因而对屏蔽壳材料的要求和屏蔽效果也就不相同。 一、静电屏蔽 静电屏蔽的目的是防止外界的静电场进入需要保护的某个区域。 静电屏蔽依据的原理是:在外界静电场的作用下导体表面电荷将重新分布,直到导体内部总场强处处为零为止。接地的封闭金属壳是一种良好的静电屏蔽装置。如图所示,接地的封闭金属壳把空间分割成壳内和壳外两个区域,金属壳维持在零电位。根据静电场的唯一性定理,可以证明:金属壳内的电场仅由壳内的带电体和壳的电位所确定,与壳外的电荷分布无关。当壳外电荷分布变化时,壳层外表面上的电荷分布随之变化,以保证壳内电场分布不变。因此,金属壳对内部区域具有屏蔽作用。壳外的电场仅由壳外的带电体和金属壳的电位以及无限远处的电位所确定,与壳内电荷分布无关。当壳内电荷分布改变时,壳层内表面的电荷分布随之变化,以保证壳外电场分布不变。因此,接地的金属壳对外部区域也具有屏蔽作用。在静电屏蔽中,金属壳接地是十分重要的。当壳内或壳外区域中的电荷分布变化时,通过接地线,电荷在壳层外表面和大地之间重新分布,以保证壳层电势恒定。从物理图像上看,因为在静电平衡时,金属内部不存在电场,壳内外的电场线被金属隔断,彼此无联系,因此,导体壳有隔离壳内外静电相互作用的效应。 如果金属壳未完全封闭,壳上开有孔或缝,也同样具有静电屏蔽作用。在许多实际应用中,静电屏蔽装置常常是用金属丝编织成的金属网代替闭合的金属壳,即使一块金属板,一根金属线,亦有一定的静电屏蔽作用,只是屏蔽的效果不如金属壳。 在外电场的作用下,电荷在导体上的重新分布,在10-19秒数量级时间内就可完成,因此对低频变化的电场,导体上的电荷有足够长的时间来保证内部

电磁屏蔽性结构设计规范

《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。

不同材质金属板电磁屏蔽效果的对比分析要点

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

材料电磁干扰屏蔽性能概述

材料的电磁干扰屏蔽性能概述 D.D.L.Chung 纽约州立大学布法罗校区,复合材料研究实验室 摘要 本文对碳材料的电磁干扰屏蔽性能进行概述。这些材料包括,复合材料,石墨乳,柔性石墨。在复合材料中参杂直径为亚微米级的须筋能得到较好屏蔽效果,尤其是镀上镍以后。柔性的石墨是非常有前途的电磁干扰垫圈材料。 关键词;碳复合材料、碳纤维、碳丝、膨胀石墨、电学性能 1.绪论 电磁干扰屏蔽是指材料对电磁波的反射或者吸收,因而这些材料起到防止射线渗入屏蔽层的作用。电磁波,尤其是高频率的电磁波(例如手机发射的电磁波)有干扰电子设备的倾向。世界各国政府对能够同时屏蔽电子源和射线源的电磁干扰屏蔽材料的需求正在日益增长。现代社会对可靠的电子设备要求以及快速增长的无线电频率射线源决定了电磁干扰屏蔽材料变得极其重要。 电磁干扰屏蔽和电磁屏蔽有区别。后者是指,对低频域的磁场(例如60Hz)进行屏蔽。电磁干扰屏蔽材料和电磁屏蔽材料不同。 应用于电磁屏蔽干扰的碳材料,尤其是不连续的碳纤维正在快速增长。本文对碳材料在电磁干扰屏蔽领域的前景进行了概述,包括结构型和非结构型的复合材料、石墨乳、电磁干扰垫片材料。

2.屏蔽的机制 最初的电磁干扰屏蔽机制通常是反射。为了让屏蔽层能够反射电磁波,屏蔽层必须具有移动的能与电磁波所在此磁场相互作用的电子。这就要求是屏蔽层必须具有导电性,尽管不需要很强的导电性能。例如,一个体积电阻率为1Ω.cm的材料就已经足够了。然而电导率并不是科学的屏蔽材料的评定标准。导电需要通路,屏蔽材料却不需要。尽管屏蔽材料不需要通路,导通性却能提高它的性能。到目前为止金属材料是最普遍的电磁干扰屏蔽材料。他们的这种性能主要是由于在它们内部存在的自由电子。金属板体积较大,因此常通过电镀法,化学沉淀法,真空沉淀法形成电镀层以达到屏蔽效果。镀层可以在疏松材料,纤维,微粒上。镀层具有较差的耐磨性和抗划伤的性能。 另一个电磁干扰屏蔽的机制是吸收,为了让屏蔽层大量吸收电磁波,屏蔽材料应该有跟所吸收的电磁波中磁场有关的偶极子,钛酸钡和其他有高介电常数的材料可以提供电偶极子。四氧化三铁和其他有高磁导率的材料可以提供磁偶极子,磁偶极子可以通过使用多层的磁薄膜来减少磁畴壁的数量得到增强。 吸收损失是的公式是,反射损失时的公式为,其中是铜的电导率,是磁导率。银、铜、金、铝等,因为他们良好的导电性是非常好的反射材料。超导磁合金和高导磁合金因为它们的高的磁导率是极好的吸收材料,反射损失随着频率的增加减少,吸收损失随着频率的增加而增加。

电磁屏蔽原理

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

电磁屏蔽室方案

电磁屏蔽室建设工程设计方案 目录 一、简介 (2) 二、设计依据 (3) 三、电磁屏蔽室简介 (4) 1、屏蔽原理: (4) 2、屏蔽材料: (5) 四、技术方案 (5) 五、结构形式:TPH1单层钢板焊接式电磁屏蔽室 (6) ①屏蔽壳体: (6) ②壳体结构 (6) ③壳体龙骨 (7) 六、屏蔽室机房尺寸 (8) 1、铰链旋转刀插式电磁密封屏蔽门: (8) 2、屏蔽门的结构特点 (8) 七、消防报警系统: (10) 八、空调通风系统: (11) 九、供配电系统: (13) 十、屏蔽内外弱电系统: (13) 十一、屏蔽壳体接地系统: (14) 十三、机房装饰方案: (15) 1、吊顶工程 (16) 2、墙面工程 (18) 3、地面工程 (18) 十四、工程质量保证措施: (21)

一、简介 在没有做屏蔽的情况下,我们的电子设备会受到直击雷或间接雷等强电磁干扰源的影响导致设备无法工作或工作出现异常,最严重时出现损坏,这是比较常见的电磁干扰显现,另外一种现象就是,我们在打雷的时候听收音机,看电视,使用电脑,收音机会出现“吱啦”的噪音,电视机,电脑会出现图像抖动等等,这些都是雷电产生的干扰造成的电磁干扰。 计算机、通信机及电子设备在正常工作时会产生一定强度的电磁波,该电磁波可能会对其它设备产生干扰或被专用设备所接收,以窃取其工作内容。同时,这些电子设备也需要在小于一定强度的电磁环境下保证其正常工作。

二、设计依据 1.1《计算机场地技术要求》(GB2887-89) 1.2《计算站场地安全要求》(GB9361-88) 1.3《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93) 1.4《电子计算机机房工程施工及验收规范》(SJ/T30003-93)1.5《建筑设计防火规范》(GB5004-95) 1.6《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222-95) 1.7《低压配电设计规范》(GBJ50054-95) 1.8《供配电系统设计规范》(GB50052-92) 1.9《电气装置安装工程施工及验收规范》(GBJ32-82) 1.10《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92) 1.11《防静电活动地板通用规范》(SJ/T10796-2001) 1.12《高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法》(GB12190-90) 1.13《电磁屏蔽室工程施工及验收规范》(SJ31470-2002) 1.14《涉及国家机密的计算机信息系统安全技术要求》(BMZ1-2000) 1.15《密码机屏蔽机房的安装、使用和检测》(GJBZ20397-97) 2. 项目设计要求及图纸 3. 本公司现有相关产品的企业标准及设计规范,

电磁屏蔽技术基础知识

Thalez Group 电磁屏蔽技术基础知识

目录 1.电磁屏蔽的目的 2.区分不同的电磁波 3.度量屏蔽性能的物理量——屏蔽效能 4.屏蔽材料的屏蔽效能估算 5.影响屏蔽材料的屏蔽效能的因素 6.实用屏蔽体设计的关键 7.孔洞电磁泄漏的估算 8.减少缝隙电磁泄漏的措施 9.电磁密封衬垫的原理 10.电磁密封衬垫的选用 11.常用电磁密封衬垫的比较 12.电磁密封衬垫使用的注意事项 13.电磁密封衬垫的电化学腐蚀问题 14.与衬垫性能相关的其它环境问题 15.截止波导管的概念与应用 16.截止波导管的注意事项与设计步骤 17.面板上的显示器件的处理 18.面板上的操作器件的处理 19.通风口的处理 20.线路板的局部屏蔽 21.屏蔽胶带的作用和使用方法

电磁波是电磁能量传播的主要方式,高频电路工作时,会向外辐射电磁波,对邻近的其它设备产生干扰。另一方面,空间的各种电磁波也会感应到电路中,对电路造成干扰。电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径,从而消除干扰。在解决电磁干扰问题的诸多手段中,电磁屏蔽是最基本和有效的。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,因此不需要对电路做任何修改。 一.电磁屏蔽的目的 同一个屏蔽体对于不同性质的电磁波,其屏蔽性能不同。因此,在考虑电磁屏蔽性能时,要对电磁波的种类有基本认识。电磁波有很多分类的方法,但是在设计屏蔽时,将电磁波按照其波阻抗分为电场波、磁场波和平面波。 电磁波的波阻抗ZW 定义为: 电磁波中的电场分量E与磁场分量H的比值: ZW = E / H 电磁波的波阻抗与电磁波的辐射源性质、观测点到辐射源的距离以及电磁波所处的传播介质有关。 距离辐射源较近时,波阻抗取决于辐射源特性。若辐射源为大电流、低电压(辐射源的阻抗较低),则产生的电磁波的波阻抗小于377,称为磁场波。若辐射源为高电压、小电流(辐射源的阻抗较高),则产生的电磁波的波阻抗大于377,称为电场波。 距离辐射源较远时,波阻抗仅与电场波传播介质有关,其数值等于介质的特性阻抗,空气为377Ω。电场波的波阻抗随着传播距离的增加降低,磁场波的波阻抗随着传播距离的增加升高。 注意: 近场区和远场区的分界面随频率不同而不同,不是一个定数,这在分析问题时要注意。例如,在考虑机箱屏蔽时,机箱相对于线路板上的高速时钟信号而言,可能处于远场区,而对于开关电源较低的工作频率而言,可能处于近场区。在近场区设计屏蔽时,要分别电场屏蔽和磁场屏蔽。 二. 区分不同的电磁波

电磁屏蔽材料的研究与发展展望

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

电磁屏蔽上的应用

化学镀镍合金在电子产品电磁屏蔽上的应用 张伟伟 [摘要]对化学镀镍合金的工艺和性能特性及其在电磁屏蔽上的应用现状作了评述。文中着重介绍 了化学镀镍合金在电磁屏蔽上的应用情况。合理应用化学镀镍合金技术,有利于提高产品的质量,降低 成本,促进技术进步。 [关键词】化学镀镍合金;电磁屏蔽;应用 Applications of Electroless Nickel Alloy in Electrmagnetic Shielding of Electronics Products ZHANG Wei—wei Abstract: Technology and properties of electroless plating nickel alloy and their applications in EMS are reviewed in the paper.Applications of electroless plating nickel alloy in EMS are emphatically introduced, also reasonable application of electroless plating nickel alloy is favors for the improvement of the quality and the reduction of costs for electronics products. Keywords: Electroless plating nickel alloy;Electromagnetic shielding;application 1 引言随着宇航、计算机、通讯、遥控等高新技术的发展,机械、汽车、消费品自动控制水平迅速提高, 对电子产品的需求量及对其性能可靠性要求与日俱增,世界电子产品市场竞争激烈。为适应技术发展和市场 竞争,必须提高电子产品的性能水平和降低生产成本。化学镀镍合金具有镀层均匀,适用基材广,结合力 高,硬度高,优良的耐磨耐蚀性,可焊性好和特殊的电磁性能的特性。在工业中获得日益广泛的应用,为电 子产品提高质量、可靠性,降低成本发挥了重要作用。据统计,在美国,电子工业是化学镀镍合金的需求量 最大的产业部门,占化学镀镍总量的25%左右。 我国电子工业开发应用化学镀镍技术已有多年,但研究、开发、生产和应用仍滞后于国际发展水平。因此, 研究化学镀镍合金在电子产品上的应用是非常必要的。 2 化学镀镍合金的工艺及性能特点化学镀镍合金是利用还原剂在镀液中将镍离子还原,在镀件上沉积镍合金 镀层的表面技术。常用合金有Ni—P和Ni—B系,还可加入cu,Co,W,Mo,Fe等元素形成镍基多元合金系,进 一步改善其物理、化学和力学性能。化学镀镍合金的主要工艺特点可归结为: 1)镀覆过程不许外加电源驱动; 2)均镀能力强,形状复杂,有内孔、内腔的零件均可获得均匀的镀层; 3)适用基材广,金属、非金属均可施镀; 4)镀液可维护,反复使用; 5)镀液无毒,废液易于处理,达到环保要求; 6)操作方便,劳动成本低; 镀层的性能特点可归结为: 1)Ni—P合金、当含磷量大于8%时,镀态为非晶态结构; 2)孔隙率低; 3)电阻温度系数(RTC)小,热稳定性好,接触电阻小; 4)镀层的磁性能,非晶态的Ni—P合金是磁性的,是优良的软磁合金,矫顽力Hc≤160A/m,热处理晶化后,Hc 可达到8000A/m~24000A/m,磁导率μ值高;

电磁屏蔽基本原理

1、电磁屏蔽基本原理 如图1所示电磁屏蔽的基本原理是: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中的损耗而使电磁波能量的继续传递受到阻碍,起到屏蔽作用。某些屏蔽材料可将大部分入射波反射掉,利用内部吸收及多重反射损耗掉部分进入材料的电磁波,只允许极少量的电磁波透过材料继续传播。 钢金属结构就起到了电磁屏蔽的作用,会大大影响附近基站对楼内的信号覆盖强度,下面用具体公式证明这一点。 钢金属结构对电磁波的损耗主要由反射损耗和吸收损耗组成。吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量,吸收损耗计算公式为: AdB=(f×σ×μ) /2×t 其中 f:频率(MHz) μ:金属导磁率σ:金属导电率 t:屏蔽罩厚度 联通附近基站使用的频率是900MHz,钢的导磁率约为450×10-4左右,钢的导电率约为×10-5左右,钢结构厚度约为0.02米左右。 将上述参数代入公式,吸收损耗约为31dB。 反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。对于杆状或直线形发射天线而言,离波源越近波阻越高,反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化,因此它不仅取决于波的类型,而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。 近场反射损耗可按下式计算 RdB=168+10×lg(σ/μrf)

其中 r:波源与屏蔽之间的距离,估算取为200米。 将参数代入公式,得到反射损耗为。 因此,由于钢金属结构引起的损耗为吸收损耗和反射损耗之和,即为,再加上建筑物其他混凝土结构的损耗20dB,总损耗约为97dB。 2、链路预算 下行链路(DownLink)是指基站发,移动台接收的链路。 上行链路(UpLink)是指移动台发,基站接收的链路。 对于GSM900M系统的上下行链路,按照链路预算公式,计算后建筑物内信号电平值为-99dBm左右,基本无法满足正常的通话需求。 对于GSM1800M系统,其覆盖能力还不如GSM900M,也无法达到覆盖效果。 对于CDMA系统,链路预算表格如下表

PCB电磁屏蔽详解

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。

电磁屏蔽材料与吸波材料结构与性能的比较

电磁屏蔽材料与吸波材料结构与性能的比较 装置避雷针是避免雷击的有效方法。在房屋最高处竖一金属棒,棒下端连一条足够粗的铜线,铜线下端连一块金属板埋入地下深处潮湿处。金属棒的上端须是一个尖头或分叉为几个尖头。有了这样的装置,当空中有带电的云时。避雷针的尖端因静电感应就集中了异种电荷,发生尖端放电,与云内的电相中和,避免发生激烈的雷电、这就是避雷针能避雷的一方面。但这种作用颇慢,如果云中积电很快,或一块带有大量电荷的云突然飞来,有时来不及按上述方式中和,于是有强烈的放电,加雷电仍会发生。但这时由于避雷针高过周围物体,它的尖端又集中了与云中电异号的电荷,如果雷电是在云和地面物之间发生,放电电流主要通过避雷针流入大地,因此,不会打在房屋或附近人的身上,只会打在避雷针上了。由此可见,避雷针的尖端放电作用会减少地面物与云之间打雷的可能性;到了不可避免时,它自己就负担了雷的打击,房屋与人得到了安全。 2、电磁屏蔽材料与吸波材料结构与性能的比较。 电磁屏蔽材料分电磁屏蔽涂料和电磁屏蔽塑料。电磁屏蔽涂料是由导电填料、树脂黏结剂、溶剂和添加剂组成,根据填料的不同,可分为碳系、银系、铜系和镍系电磁屏蔽涂料等。 电磁屏蔽塑料可分为表层导电型屏蔽塑料和填充型屏蔽塑料。

表层导电型屏蔽塑料是利用贴金属箔、金属熔融喷射和非电解电镀等方法在塑料表面获得很薄的金属层,从而达到屏蔽的目的。它具有导电性好,屏蔽效果佳等特点,但是其金属薄复合层或镀层在使用和加工过程中容易剥离,性能较差,因此使用较少。填充型复合屏蔽塑料是由导电填料和合成树脂通过混炼造粒,并采用注射成型,挤压成型或压塑成型等方法制得。两者相比,后者具有一次成型的特点,从而可降低成本,提高产品的可靠性,使用较多。一般来说,屏蔽塑料的性能取决于导电填料的导电性及它们之间的相互搭接程度。 吸波材料吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量,一般由基体材料(或粘接剂)与吸收介质(吸收剂)复合而成。由于各类材料的化学成分和微观结构不同,吸波机理也不尽相同。尽管如此,材料的吸波性能还是可以用宏观的电磁理论进行分析,工程上也常常使用材料宏观的介电常数和磁导率来评价吸波材料的反射和传输特性。材料吸收电磁波的基本条件是:①电磁波入射到材料上时,它能尽可能不反射而最大限度地进入材料内部,即要求材料满足阻抗匹配;②进入材料内的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉,即要求材料满足衰减匹配。 吸波材料有多种分类方法,除了按组成分类外,主要还有下列三种:(1)按材料耗损机理可分为电阻型,电介质型和磁介质型。碳化硅、石墨等属于电阻型,电磁能主要衰减在电阻上;钦

电磁屏蔽箱性能分析

电磁屏蔽箱性能分析 董博1李茁1 (南京航空航天大学信息科学与技术学院,南京 210016)1 (南京航空航天大学信息科学与技术学院,南京 210016)2 摘要:本论文以微型计算机的机箱为例,在HFSS 软件中建立导体机箱的模型,仿真并且分析了常见开口的电磁辐射特性,在激励源方向固定的前提下得到了一些结论。 关键词:电磁屏蔽,导体机箱,孔缝,屏蔽效能 Analysis of the Performance of Electromagnetic Shielding Enclosure DONG BO1, LI ZHUO 2 (College of Information Science and Technology , Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016)1 (College of Information Science and Technology , Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016)2 Abstract: In this paper, a metallic enclosure is first set up in the software HFSS as a micro-computer enclosure model and then the electromagnetic radiation characteristics from the enclosure with common apertures or slots are simulated and analyzed and drawn some conclusions.The excitation source in a fixed direction is the major and minor premise of those conclusions. Keywords: Electromagnetic Shielding; Metallic Enclosure; Aperture; Slot; Shielding Effectiveness 1 引言 计算机作为信息处理设备,在社会生产生活中起着重要作用。研发人员更多考虑的是计算机的主板、电源、CPU、显卡、声卡、网卡等的性能,而对机箱的考虑相对较少。但机箱对计算机的电磁兼容性的影响是不可忽视的[1-4]。它不仅提供机械保护,还起到电磁屏蔽作用,使计算机免受外界电磁波的干扰,工作更加地稳定、可靠;同时,它又防止计算机自身产生的电磁波向外辐射,不影响其它设备工作,防止信息泄露及对人体造成伤害。因此机箱设计应引起研发人员的重视[1]。计算机主机电磁泄漏方式包括:一种是以电磁波的形式辐射,称为辐射泄漏,主要通过计算机各种接口及其它孔缝等;另一种是通过各种线路传导出去的,称为传导泄漏,计算机系统电源信号线及地线等都可以作为传导媒介。这里主要考虑辐射泄漏[4]。 为分析计算机机箱的辐射泄漏,我们在HFSS 中建立一个简单的箱体仿真模型,如图1所示,机箱壁由六片理想金属导体板构成,厚度均为0.05cm,机箱内部尺寸为22cm x 14cm x 30 cm,介质为真空(vacuum)。由50ohm同轴电缆探头对导 图1 本文中的仿真模型及激励源形式 体腔馈电,经半径为0.16cm的导线延长探头的中心导体部分,连接到机箱侧面板上焊接的47ohm 的贴片电阻上。仿真频率1GHz~3GHz。为保证结果尽可能准确,数据均是选择在终端S参数(S11)曲线中-10db以下的频率点所测,此时负载较匹配。 ·1023·

EMI电磁屏蔽原理-导论

在电子设备及电子产品中,电磁干扰(Electromagnetic Interference)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。在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下,其重要性就显得更为突出。 屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体,将电磁波局限于某一区域内的一种方法。由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波,因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同,在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。在设计中要达到所需的屏蔽性能,则需首先确定辐射源,明确频率范围,再根据各个频段的典型泄漏结构,确定控制要素,进而选择恰当的屏蔽材料,设计屏蔽壳体。 屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness)来衡量,屏蔽效 能的定义:没有屏蔽体时,从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强1(1)和加入屏 蔽体后,辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强2(2)之比,用dB(分贝)表示。 图1 屏蔽效能定义示意图 屏蔽效能表达式为(dB) 或(dB)

工程中,实际的辐射干扰源大致分为两类:类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和类似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源。由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的最基本形式,实际的辐射源在空间某点产生的场,均可由若干个基本源的场叠加而成(图2)。因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析,就可得出实际辐射源的远近场及波阻抗和远、近场的场特性,从而为屏蔽分类提供良好的理论依据。 图2 两类基本源在空间所产生的叠加场 远近场的划分是根据两类基本源的场随1/r(场点至源点的距离)的变化而确定的, 为远近场的分界点,两类源在远近场的场特征及传播特性均有所不同。 表1 两类源的场与传播特性 波阻抗为空间某点电场强度与磁场强度之比,场源不同、远近场不同,则波阻抗 也有所不同,表2与图3分别用图表给出了的波阻抗特性。

电磁屏蔽结构

IEC60297-5-102 电子设备机械结构 482.6mm(19in) 系列机械结构尺寸 第5-102部分:插箱及其插件 电磁屏蔽结构

目 次 前言 引言 1范围和目的 2引用标准 3定义 4增加于IEC60297-3和IEC60297-4的扩展特性 5 设备总体配置 6 具有电磁屏蔽结构的插箱和插件 6.1 电磁屏蔽结构的插箱接口尺寸 6.2具有电磁屏蔽结构的插件面板和填充面板 图1 设备总体配置——具有电磁屏蔽结构的前/后安装插件的典型6U插箱图2 电磁屏蔽结构的插箱尺寸 图3 图2中X放大和Y放大 图4 电磁屏蔽结构的插箱面板和填充面板尺寸

前 言 1 IEC(国际电工委员会)是一个由所有国家电工委员会(IEC国家委员会)组成的国际性标准化组织,IEC的目的是在电气电子领域所有与标准化有关的问题上促进国际合作。为了这一目的和其它工作,IEC出版国际标准。标准的制定工作委托各技术委员会进行,任何对此感兴趣的国家委员会,以及与IEC有联系的国际的、政府的和非政府的组织均可参加这一制定工作。IEC与国际标准化组织(ISO)之间依据该两组织协商所规定的条件,实现了密切合作。 2 由所有特别关切的国家委员会参加的技术委员会所制定的IEC有关技术问题的正式决议或协议,尽可能地表达对所涉及问题的一致意见。 3 由此产生的文件以国际标准、技术规范、技术报告或导则形式出版,以推荐形式供国际使用,并在此意义上为各国家委员会所接受。 4 为促进国际间的统一,各国家委员会在最大的可能范围内,在其国家和地区标准中明确地采用IEC标准。IEC标准与相应国家或地区标准间的任何不一致之处,均应在后者中明确指出。 5 IEC对任何宣称符合它的某一标准的设备不设标志认可申请程序,也不对此负有责任。 6 本部分的某些部分可能属于专利对象,IEC不应负责对某一或全部的这些专利进行鉴别。 IEC60297-5-102由IEC第48技术委员会(电子设备用机电元件和机械结构)的第48D分技术委员会(电子设备用机械结构)制定。 本部分文本以下列文件为基础: FDIS 投票报告 48D/240/FDIS 48D/249/RVD 有关赞成本部分的全部投票信息可见上表所列的投票报告。 本出版物的起草符合ISO/IEC指南第3部分。 IEC60297-5在“电子设备机械结构 482.6mm(19in) 系列机械结构尺寸”的总题目下包括以下部分:第5-100部分:插箱及其插件设计概述 第5-101部分:插箱及其插件插拔器手柄 第5-102部分:插箱及其插件电磁屏蔽结构 第5-103部分:插箱及其插件静电放电防护 第5-104部分:插箱及其插件编码键 第5-105部分:插箱及其插件定位/接地销 第5-107部分:插箱及其插件后安装插件 本委员会决定:本出版物的内容将保持到2004年以前不变,而后将: ·确认; ·废止; ·由修改版替代,或 ·修订。

电磁屏蔽分析和应用

电磁兼容课程论文 题目名称:电磁屏蔽技术 院系名称:电子信息学院 班级:测控112 学号:201100454217 学生姓名:白凡 指导教师:魏平俊 2014年5月

摘要:随着电子产品的广泛应用以及电磁环境污染的加重,对电磁兼容性设 计的要求也越来越高,作为电磁兼容设计的主要技术之一——屏蔽技术的 研究也就愈显得重要。本文从电磁屏蔽技术原理出发,讨论了屏蔽体结构、 屏蔽技术分类、屏蔽材料的选择以及所要遵循的原则,在电子设备实施具 体的电磁屏蔽时提供了重要的依据。同时分析了电磁干扰形成的危害,介 绍了工程上解决电磁干扰问题的几种常用方法。 关键词:电磁屏蔽电磁干扰屏蔽技术 Abstract:With the wide application of electronic products as well as the electromagnetic environment pollution is aggravating, more and more is also high to the requirement of electromagnetic compatibility design, as one of the main technology of emc design - shielding technology research is more important.Based on principle of electromagnetic shielding technology, this paper discusses the structure of the shield, shielding the technical classification, the selection of shielding materials and to follow the principle of the electronic equipment to implement specific provides an important basis for electromagnetic shielding.At the same time analyzes the harm of electromagnetic interference, this paper introduces the engineering several commonly used methods to solve the problem of electromagnetic interference. Keywords: Electromagnetic shielding, Electromagnetic interference, Shielding technology

常见的电磁屏蔽材料有哪些

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

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