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电磁屏蔽是什么?它有什么作用?  

在电气工程中,电磁屏蔽是通过用导电或磁性材料制成的屏障阻挡电磁场来减少空间中电磁场的做法。屏蔽通常应用于外壳以使电气设备与其周围环境隔离,以及用于电缆以使电线与电缆穿过的环境隔离。阻止射频电磁辐射的电磁屏蔽也称为RF屏蔽。屏蔽可以减少无线电波,电磁场和静电场的耦合。用于阻挡静电场的导电外壳也称为法拉第笼。

电磁屏蔽的原理  

很多人不了解电磁屏蔽的原理,认为只要一个金属盒,再将盒接地,就可以起到电磁屏蔽的作用。在这种观念的指导下,结果是失败。因为电磁屏蔽与屏蔽是否接地无关,电屏蔽的实质是减少两个器件(或两个电路、元件、元件)之间的电场感应的影响。电屏蔽的原理是在保证良好接地的条件下,终止干扰源对导体屏蔽产生的干扰。因此,良好的接地和选用良导体作为屏蔽体是影响电屏蔽性能的两个关键因素。

磁屏蔽的原理是屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁路,从而分离干扰磁场。因此,钢、铁、坡莫合金等高磁导率材料的选择和盒壳等封闭壳体的设计是磁屏蔽的两个关键因素。

电磁屏蔽的原理是通过电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的远场,即同时屏蔽场源产生的电场和磁场。随着频率的增加,波长与屏蔽体上的孔径大小相等,导致屏蔽体上的缝隙泄漏。

影响屏蔽体屏蔽效能的有两个因素

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。

电磁屏蔽的作用及重要性  

如今有许多关于产品辐射和传导发射限制的国家标准和国际标准。有些还规定了对各种干扰的最低敏感度要求。通常,对于不同类型的电子设备有不同的标准。虽然一个产品要获得市场的成功,满足这些标准是必要的,但符合这些标准是自愿的。但是,有些国家给出的是规范,而不是标准,因此要在这些国家销售产品,符合标准是强制性的。

有些规范不仅规定了标准,还赋予当局罚没不符合产品的权力。

被动屏蔽和主动屏蔽  

根据干扰源相对于屏蔽体的位置(在屏蔽体的内部或外部)。可分为主动屏蔽与被动屏蔽,若屏蔽体用来防止干扰场进入被屏蔽空间,这种屏蔽结构称为被动屏蔽。若干扰源在屏蔽体内部,屏蔽体用来防止干扰场泄露到外部空间,则称这种屏蔽结构为主动屏蔽。主动屏蔽不适用于高频,而专门用于低频。被动屏蔽体多用于屏蔽对象与干扰源相距较远的场合,如屏蔽室等。

(1)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;

(2)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;

(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。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。