【導(dǎo)讀】屏蔽效能表現(xiàn)了屏蔽體對電磁波的衰減程度。由于屏蔽體通常能將電磁波的強(qiáng)度衰減到原來的百分之一至萬分之一, 因此通常用分貝(dB)來表述。一般的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)40 dB, 軍用設(shè)備的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)60 dB, TEMPEST設(shè)備的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)80 dB以上。
一、屏蔽效能的計算：
屏蔽有兩個目的: 一是限制屏蔽體內(nèi)部的電磁騷擾越出某一區(qū)域; 二是防止外來的電磁干擾(騷擾)進(jìn)入屏蔽體內(nèi)的某一區(qū)域。屏蔽體一般有實芯型、 非實芯型(例如, 金屬網(wǎng))和金屬編織帶等幾種類型, 后者主要用作電纜的屏蔽。各種屏蔽體的屏蔽效果均用該屏蔽體的屏蔽效能來表示。
屏蔽效能表現(xiàn)了屏蔽體對電磁波的衰減程度。由于屏蔽體通常能將電磁波的強(qiáng)度衰減到原來的百分之一至萬分之一, 因此通常用分貝(dB)來表述。一般的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)40 dB, 軍用設(shè)備的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)60 dB, TEMPEST設(shè)備的屏蔽體的屏蔽效能可達(dá)80 dB以上。
對于屏蔽作用的評價可以用屏蔽效能來表示:
屏蔽效能SE越大，表示屏蔽效果越好。
另外, 還可以用傳輸系數(shù)(或透射系數(shù))TE表示屏蔽效果, TE是指存在屏蔽體時某處的電場強(qiáng)度ES與不存在屏蔽體時同一處的電場強(qiáng)度E0之比; 或者是指存在屏蔽體時某處的磁場強(qiáng)度HS與不存在屏蔽體時同一處的磁場強(qiáng)度H0之比, 即:
傳輸系數(shù)(或透射系數(shù))與屏蔽效能互為倒數(shù)關(guān)系, 即
二、完整屏蔽體的屏蔽效能：
完整屏蔽體是指一個完全封閉的屏蔽結(jié)構(gòu)，電磁場只有穿過屏蔽體壁才能出入該封閉結(jié)構(gòu)。
1．電磁波的反射損耗
電磁波傳播到不同介質(zhì)分界面發(fā)生反射與透射
電磁波穿過屏蔽體時的反射與透射：
2．電磁波的吸收損耗
電磁波到達(dá)屏蔽體的穿出面時
從上式可以看出, 在頻率f 較高時, 吸收損耗是相當(dāng)大的，表2-1 給出幾種常用金屬材料在吸收損耗分別為A=8.68 dB、20 dB、40 dB時所需的屏蔽平板厚度t。
表2-1 幾種金屬的電導(dǎo)率σ、 磁導(dǎo)率μ及所需屏蔽厚度t。
由表2-1可以看出:
① 當(dāng)f ≥1 MHz時, 用0.5 mm厚的任何一種金屬板制成的屏蔽體, 能將場強(qiáng)減弱為原場強(qiáng)的1/100左右。因此, 在選擇材料與厚度時, 應(yīng)著重考慮材料的機(jī)械強(qiáng)度、剛度、工藝性及防潮、防腐等因素。
② 當(dāng)f ≥10 MHz時, 用0.1 mm厚的銅皮制成的屏蔽體能將場強(qiáng)減弱為原場強(qiáng)的1/100甚至更低。因此, 這時的屏蔽體可用表面貼有銅箔的絕緣材料制成。·
③當(dāng)f ≥100 MHz時, 可在塑料殼體上鍍或噴以銅層或銀層制成屏蔽體。
表2-2列出了常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率。根據(jù)要求的吸收衰減量可求出屏蔽體的厚度, 由式
表2-2常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率和相對磁導(dǎo)率
3．電磁波的多次反射損耗
電磁波穿出屏蔽體時，在穿出面發(fā)生反射，該反射波返回進(jìn)入面時再次被反射，如此反復(fù)，直到其能量被吸收至可以忽略為止。
三、屏蔽體不完整對屏蔽效果的影響：
屏蔽體上總會有門、蓋、儀表、開關(guān)等各種孔縫隙，以及連線穿透，這些都不同程度地破壞了屏蔽的完整性。
影響因素：開孔的最大線性尺寸（并非面積）、波阻抗、電磁波的頻率等。
實際的縫隙泄漏不僅與縫寬、板厚有關(guān)，而且與其直線尺寸、縫隙數(shù)量、頻率等都有關(guān)。
應(yīng)當(dāng)盡量減少屏蔽體上縫隙的存在，并且縫隙的長度盡量控制在電磁波波長的1/20以下。
2．開孔的影響
為安裝開關(guān)、按鈕、電位器等，往往需要在屏蔽面板上開設(shè)圓形、方形或矩形的孔洞。
4．金屬絲網(wǎng)的影響
應(yīng)用于需要自然通風(fēng)或向內(nèi)窺視的屏蔽體。
一般，在1~100MHz內(nèi)，金屬屏蔽網(wǎng)SE=60~100dB，玻璃夾層金屬屏蔽網(wǎng)SE=50~90dB。
用金屬絲網(wǎng)作窺視窗時其透明度較差。
5．薄膜及導(dǎo)電玻璃的影響
在玻璃或有機(jī)介質(zhì)薄膜上真空蒸發(fā)或噴涂一層導(dǎo)電薄膜作為電磁屏蔽體，可用來代替玻璃夾層的金屬絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
透光性好，對電磁場中電場分量的屏蔽有效，而對磁場分量的屏蔽則比較微弱。
6．屏蔽電纜的影響
屏蔽線和屏蔽電纜是電子設(shè)備中用于連接兩個屏蔽體時最常用的導(dǎo)線。為保證柔軟、易于彎曲，其外層屏蔽體常用多股金屬絲編織而成。
屏蔽效能與編織屏蔽體的材料、密度等直接相關(guān)，一般單層編織屏蔽的屏蔽效能大約在50~60dB之間，雙層編織屏蔽則可達(dá)80~90dB。
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