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电子电路屏蔽种类的机理及设计要点
binchen1120 发表于 2008/11/22 17:34:29 654 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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1 电场屏蔽
【屏蔽机理】：将电场感应看成分布电容间的耦合。
【设计要点】：
a、屏蔽板以靠近受保护物为好，而且屏蔽板的接地必须良好！！！
b、屏蔽板的形状对屏蔽效能的高低有明显影响。全封闭的金属盒最好，但工程中很难做到！
c、屏蔽板的材料以良导体为好，但对厚度无要求，只要有足够的强度就可了。
2 磁场屏蔽
磁场屏蔽通常是指对直流或低频磁场的屏蔽，其效果比电场屏蔽和电磁场屏蔽要差的多。
【 屏蔽机理】：主要是依靠高导磁材料所具有的低磁阻，对磁通起着分路的作用，使得屏蔽体内部的磁场大为减弱。
【设计要点】：
a、选用高导磁材料，如坡莫合金；
b、增加屏蔽体的厚度；
以上均是为了减小屏蔽体的磁阻；
c、被屏蔽的物体不要安排在紧靠屏蔽体的位置上，以尽量减小通过被屏蔽物体体内的磁通；
d、注意屏蔽体的结构设计，凡接缝、通风空等均可能增加屏蔽体的磁阻，从而降低屏蔽效果。
e、对于强磁场的屏蔽可采用双层磁屏蔽体的结构。
对要屏蔽外部强磁场的，则屏蔽体的外层选用不易饱和的材料，如硅钢；而内部可选用容易达到饱和的高导磁材料，如坡莫合金等。反之，如果要屏蔽内部强磁场时，则材料的排列次序要到过来。
在安装内外两层屏蔽体时，要注意彼此间的绝缘。当没有接地要求时，可用绝缘材料做支撑件。若需接地时，可选用非铁磁材料（如铜、铝）做支撑件。
3 电磁场屏蔽
电磁场屏蔽是利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播的一种措施。
【电磁场屏蔽的机理】：
a、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；
b、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；
c、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。
【吸收损耗】不同的材料、不同的材料厚度对于电磁波的吸收效果不一样.可根据材料吸收损耗的列线图得出。
【反射损耗】分为三类：低阻抗磁场、高阻抗电场、平面波场。
其中低阻抗磁场和高阻抗电场的反射损耗列线图计算方法相同，与金属材料、频率及辐射源到屏蔽体的距离有关。
对于平面波，波阻抗为一常数，而与辐射源到屏蔽体的距离无关，在列线图中只需连接金属材料和感兴趣的频率就可求出此时的反射损耗值。
4 实际的电磁屏蔽体
【结构材料】
a、适用于底板和机壳的材料大多数是良导体，如铜、铝等，可以屏蔽电场，主要的屏蔽机理是反射信号而不是吸收。
b、对磁场的屏蔽需要铁磁材料，如高导磁率合金和铁。主要的屏蔽机理是吸收而不是反射。
c、在强电磁环境中，要求材料能屏蔽电场和磁场两种成分，因此需要结构上完好的铁磁材料。屏蔽效率直接受材料的厚度以及搭接和接地方法好坏的影响。
d、对于塑料壳体，是在其内壁喷涂屏蔽层，或在汽塑时掺入金属纤维。
必须尽量减少结构的电气不连续性，以便控制经底板和机壳进出的泄漏辐射。提高缝隙屏蔽效能的结构措施包括增加缝隙深度，减少缝隙长度，在结合面上加入导电衬垫，在接缝处涂上导电涂料，缩短螺钉间距离等。
【搭接】
a、在底板和机壳的每一条缝和不连续处要尽可能好的搭接。最坏的电搭接对壳体的的屏蔽效能起决定性作用。
b、保证接缝处金属对金属的接触，以防电磁能的泄漏和辐射。
c、在可能的情况下，接缝应焊接。在条件受限制的情况下，可用点焊、晓间距的铆接和用螺钉来固定。
d、在不加导电衬垫时，螺钉间距一般应小于最高工作频率的1％，至少不大于1/20波长。
e、用螺钉或铆接进行搭接时，应首先在缝的中部搭接好，然后逐渐向两端延伸，以防金属表面的弯曲。
f、保证紧固方法有足够的压力，以便在有变形应力、冲击、震动时保持表面接触。
g、在接缝不平整的地方，或在可移动的面板等处，必须使用导电衬垫或指形弹簧材料。
h、选择高导电率的和弹性好的衬垫。选择衬垫时要考虑结合处所使用的频率。
i、选择硬韧性材料做成的衬垫，以便划破金属上的任何表面。
j、保证同衬垫材料配合的金属表面没有任何非导电保护层。
k、当需要活动接触时，使用指形压簧，并要注意保持弹性指簧的压力。
l、导电橡胶衬垫用在铝金属表面时，要注意电化腐蚀作用。纯银填料的橡胶或monel线性衬垫将出现最严重的电化腐蚀。银镀铝填料的导电橡胶是盐雾环境下用于铝金属配合表面的最好衬垫材料。