不同材质金属板电磁屏蔽效果的对比分析要点

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不同类型的材料对电磁场屏蔽效果的影响

不同类型的材料对电磁场屏蔽效果的影响

不同类型的材料对电磁场屏蔽效果的影响电磁场屏蔽效果是指材料对电磁辐射的阻隔能力,能够减少或阻断电磁辐射对设备、人体或环境的影响。

不同类型的材料对电磁场屏蔽效果具有不同的影响。

本文将从金属材料、合金材料、导电聚合物材料和复合材料四个方面来讨论不同类型的材料对电磁场屏蔽效果的影响。

一、金属材料对电磁场屏蔽效果的影响金属材料是一种常见的电磁场屏蔽材料。

金属材料具有良好的电导率和反射性能,能够有效地阻隔电磁波的传播。

金属材料对电磁场屏蔽效果的影响主要取决于材料的种类、厚度和形状等因素。

一般来说,金属材料的电磁屏蔽效果随着厚度的增加而增强,但达到一定厚度后效果是递减的。

此外,不同金属材料的屏蔽效果也存在差异,如铁、铜、铝等金属材料的屏蔽效果依次递减。

二、合金材料对电磁场屏蔽效果的影响合金材料是由两种或更多种金属或非金属元素经过熔炼、混合制备而成的材料。

合金材料具有优良的物理性能和电磁屏蔽效果。

与单一金属材料相比,合金材料的电磁屏蔽效果通常更好。

这是因为合金具有多种相互作用的原子结构,使得电致抗、磁导率等性质得到改善,从而提高了电磁波的屏蔽效果。

此外,合金材料的屏蔽效果还与合金成分、结构和加工工艺等因素有关。

三、导电聚合物材料对电磁场屏蔽效果的影响导电聚合物材料是一种特殊的材料,具有金属导电性和聚合物材料的机械性能。

导电聚合物材料可通过掺杂导电粒子(如碳纳米管、石墨烯等)或导电聚合物(如聚苯乙烯、聚丙烯等)的方式实现电磁场的屏蔽。

导电聚合物材料具有轻质和可塑性的特点,相比金属材料更适合柔性电子和可穿戴设备等领域的应用。

导电聚合物材料的屏蔽效果主要取决于导电粒子或导电聚合物的含量、尺寸和排列方式等因素。

四、复合材料对电磁场屏蔽效果的影响复合材料是由两种或两种以上的材料组成的复合结构材料。

复合材料可以根据需要选择导电材料、绝缘材料和介电材料等组分,以实现不同的电磁屏蔽效果。

复合材料通常具有优良的机械性能、导电性能和耐腐蚀性能,能够有效地屏蔽电磁波的传播。

电缆屏蔽材料的种类及应用

电缆屏蔽材料的种类及应用

电缆屏蔽材料的种类及应用电缆屏蔽材料是电力电缆或通讯电缆中的一种重要材料,主要用于防止电磁干扰和外部电磁场的干扰,保障电缆传输的稳定性和安全性。

随着科技的不断发展,电缆屏蔽材料的种类和应用也得到了极大的丰富和拓展。

本文将就电缆屏蔽材料的种类及应用进行详细介绍。

一、电缆屏蔽材料的种类1. 金属屏蔽材料金属屏蔽材料是一种传统的电缆屏蔽材料,通常采用铝箔、铜箔、镀锡铜丝等金属材料制成。

金属屏蔽材料对电磁波有良好的屏蔽效果,能有效阻挡外部电磁场的干扰,适用于高频电缆和通讯电缆。

2. 合金屏蔽材料合金屏蔽材料是一种新型的电缆屏蔽材料,通常采用镍铜合金、银铜合金等材料制成。

合金屏蔽材料具有较好的导电性和柔软性,能够适应各种复杂的电缆结构和使用环境,具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性,长期使用不易老化,是一种性能稳定的电缆屏蔽材料。

3. 导电泡沫材料导电泡沫材料是一种轻质的电缆屏蔽材料,通常采用泡沫塑料与导电材料复合而成。

导电泡沫材料具有轻便易用的特点,能够有效隔离外部电磁波的干扰,适用于移动通讯设备、数据线等应用。

4. 导电涂料材料导电涂料材料是一种新型的电缆屏蔽材料,通常采用导电颗粒与树脂材料混合而成。

导电涂料材料具有良好的导电性和黏附性,能够有效涂覆在电缆表面,形成一层均匀的导电屏蔽膜,有效阻挡外部电磁场的干扰。

1. 电力电缆电力电缆在输送高压电力时,会受到来自外部的电磁干扰,为了保障电力传输的稳定和安全,通常会在电力电缆外部添加金属屏蔽材料,如铜箔、铝箔等,以实现对电磁波的屏蔽和隔离。

3. 数据线在现代社会中,各种数据线的使用十分普遍,如USB数据线、HDMI数据线等,为了保障数据传输的稳定和高速,通常会在数据线外部添加导电泡沫材料、导电涂料材料等,以实现对电磁波的屏蔽和隔离。

材料的电磁辐射特性与屏蔽性能

材料的电磁辐射特性与屏蔽性能

材料的电磁辐射特性与屏蔽性能电磁辐射是指电磁波在空间中传播的过程,它是由电场和磁场的变化联合作用所产生的。

在现代社会中,电磁辐射已经成为不可避免的环境因素之一。

人们对电磁辐射的研究越来越深入,其中电磁辐射的特性与屏蔽性能一直是热门话题。

一、电磁辐射特性材料在电磁辐射过程中的表现可以通过其电磁波的吸收、反射和透射来描述。

吸收是指电磁波在材料中转化为热能的过程;反射是指电磁波从材料表面反射回去的过程;透射是指电磁波通过材料并从另一侧出射的过程。

材料对电磁辐射的吸收、反射和透射特性与材料的组成、结构、形态等因素有关。

一般来说,导电性较好的金属材料对电磁波有较强的反射能力,可以将电磁波反射回去,起到屏蔽的作用。

而对于非金属材料,它们对电磁波的吸收和透射性能较强。

二、电磁辐射屏蔽性能电磁辐射屏蔽性能是指材料抵御电磁辐射的能力。

电磁辐射屏蔽性能的好坏取决于材料本身的物理和化学特性,以及材料的结构和形态。

常见用于电磁辐射屏蔽的材料主要有导电材料和吸波材料。

导电材料如金属材料可以通过其导电性,使电磁波发生反射,达到屏蔽的作用。

吸波材料则可以通过其吸收电磁波的能力,将电磁辐射转化为其他形式的能量而起到屏蔽的作用。

在工程中,常见的电磁辐射屏蔽材料有金属屏蔽罩、金属屏蔽网、金属屏蔽涂料等。

这些材料可以根据具体的应用需求进行选择,以达到对电磁辐射的屏蔽效果。

三、材料的选择与设计在实际应用中,选择合适的材料对于电磁辐射的控制至关重要。

不同的电磁辐射源和受体对材料的特性有不同的要求。

对于较低频率的电磁辐射源,如电力设备和高压输电线路,常见的防护材料包括金属屏蔽罩和金属屏蔽网。

这些材料具有优良的导电性能,可以有效地反射电磁波,保护周围的设备和人员。

而对于高频率的电磁辐射源,如无线通信设备和雷达系统,需要选择具有良好吸波性能的材料。

吸波材料可以吸收电磁波,并将其转化为其他形式的能量,起到屏蔽的作用。

这样可以减少电磁辐射对周围电子设备和人体的影响。

电缆屏蔽材料的种类及应用

电缆屏蔽材料的种类及应用

电缆屏蔽材料的种类及应用电缆屏蔽材料是一种用于电缆制造的材料,主要用于隔离电缆中的电磁干扰和外部干扰,同时保护电缆内部的信号传输系统。

电缆屏蔽材料种类繁多,根据不同的材质和特性,可以应用在不同的场合和环境中。

本文将详细介绍电缆屏蔽材料的种类及其应用。

一、电磁屏蔽材料的种类1. 金属屏蔽材料金属屏蔽材料主要是利用金属材料的导电性质和屏蔽性能来实现对电磁波的屏蔽。

常见的金属屏蔽材料包括铜箔、铝箔、铜网、铝网等。

这些材料不仅具有良好的屏蔽性能,还具有良好的导电性和导热性,可以有效地隔断外部的电磁波干扰,并且降低内部电磁干扰的影响。

2. 金属涂层材料金属涂层材料是将金属材料通过化学或物理方法制成涂层,覆盖在电缆外层或内层,起到屏蔽电磁波的作用。

常见的金属涂层材料有镀锌钢片、银涂层纸、铝涂层聚酯薄膜等。

这些材料在保护电缆内部信号传输系统的还能有效地隔绝外部干扰和干扰源的影响。

1. 通信电缆通信电缆是一种用于传输声音、图像和数据信号的电缆,常用于电话线、电视线、网线等。

在通信电缆中,需要采用电磁屏蔽材料来保护内部信号传输系统,避免受到外部干扰的影响,保证信号传输的稳定性和可靠性。

2. 电力电缆电力电缆是一种用于输送电能的电缆,常用于城市供电、工业用电等场合。

在电力电缆中,需要采用电磁屏蔽材料来隔离电磁场对电缆的影响,避免干扰其他电缆或设备,保证电能传输的安全和稳定。

3. 汽车电缆汽车电缆是一种用于汽车车辆的电气系统,包括发动机电路、车灯电路、音响系统等。

在汽车电缆中,需要采用电磁屏蔽材料来保护内部电子设备,避免受到发动机电磁干扰和其他车辆干扰的影响,保证车辆电气系统的正常运行。

电缆屏蔽材料种类繁多,应用广泛。

在不同的领域和环境中,需要选择合适的电磁屏蔽材料来保护内部电子设备和信号传输系统,避免受到外部干扰的影响,保证设备和系统的正常运行。

随着科技的不断进步,电磁屏蔽材料的研发和应用将会更加广泛和深入。

屏蔽材料与屏蔽效能的关系

屏蔽材料与屏蔽效能的关系

屏蔽材料与屏蔽效能的关系一、屏蔽材料选择用导电体或导磁体做成外壳,将干扰源或信号电路罩起来,使电磁场的耦合受到很大的衰减,这种抑制干扰的方法叫电磁屏蔽。

1.当干扰电磁波的频率较低时,要采用高磁导率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防治扩散到屏蔽的空间去,厚度越大,磁阻越小,磁场屏蔽的效果越好。

2.当干扰电磁场的频率较高时,利用高导电性金属材料中长生的涡流,形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

由于高频趋肤效应,涡流仅在屏蔽盒表面薄层流通,因此,屏蔽体的厚度不必过大,而以趋肤深度和结构强度为主要考虑因素。

3.在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用高磁导率材料表面涂覆高导电性材料组成多层屏蔽体。

二、屏蔽用金属材料从上述原则我们知道,低频情况应采用高磁导率金属屏蔽材料,高频情况应采用高电导率金属屏蔽材料。

常用的金属板屏蔽材料有:镀锌钢板、低碳钢板、镀铜钢板和铜板等。

表一给出了几种常用金属的相对电导率和相对磁导率。

表一各种金属屏蔽材料的性能金属相对电导率相对磁导率(f<10KHz)金属相对电导率相对磁导率(f<10KHz)银 1.064 1 玻莫合金 0.108 8000铜 1.00 1 纯铁 0.17 5000金 0.70 1 硅钢 0.0384 1500铬 0.664 1 冷轧钢 0.17 180铝 0.63 1 不锈钢 0.02 200锌 0.305 1 镍铬硅铁磁合金 0.019 1000黄铜 0.26 1 铁镍合金 0.172 300镉 0.23 1镍 0.20 1磷青铜 0.18 1锡 0.151 1铅 0.079 1三、屏蔽效能屏蔽效能包括吸收损耗A,反射损耗R和多次反射损耗B。

在低频情况下,反射损耗大于吸收损耗,它是屏蔽效能中的主要因素。

随着频率的增加,反射损耗逐渐下降。

在屏蔽层较厚或频率较高时,屏蔽体吸收损耗较大。

在屏蔽体吸收损耗较大(A>15dB)时,多次反射损耗可以忽略。

EMC电磁屏蔽材料详解

EMC电磁屏蔽材料详解
技术指标 一般原则是:对于实芯和海绵橡胶,压力不得低于69Kpa。
导电橡胶
一种常用的屏蔽材料,广泛地应 用于EMC领域中。
是一种将微细导电颗粒(如玻璃 镀银、铝镀银、铜镀银、碳黑、 纯银、石墨镀镍等)按一定比例 填充于硅橡胶的新型的高分子材 料;
能够很好地将水汽密封性能和高 导电性结合在一起,同时完成环 境密封和电磁密封。
应用 用于电子壳体中有大范围不平整的接缝上,实现连续导电接触。主
要应用于机箱门、盖板等活动搭接处,填充缝隙,该衬垫不能提供压力密 封,但是它能提供对灰尘、雨水、通气和其它有限的环境条件的密封。通 常用于军用方舱、军用舱室、电子机箱、通信机箱等存在的缝隙处。
EMI屏蔽效能
材料说明
性能特点
丝网材料
磁场 (100KHZ)
屏蔽性能
EMI屏蔽效能
材料说明
性能特点
材料 Sn/Cu/Fe
磁场 (100KHz)
45dB
电场 (10MHz)
60dB
平面波 1GHz 10GHz 40dB 30dB
直径(mm) 0.114±0.012
耐腐蚀性 极好
组合衬垫
环境密封丝网组合衬垫由编织金属 丝网条和橡胶结合而成,这种结合不 仅提供电磁屏蔽,同时还起密封作用。 这种EMI衬垫材料在确保与结合金属 表面电化学兼容的同时,提供最佳屏 蔽效果。
导电橡胶既具有优异的导电性能和屏蔽性能,又具有良好的物 理机械性能和水汽密封性能。 具有这种综合性能的主要原因是,在橡胶内部形成的两个网络。
1.橡胶硫化后所形成的高分子链的网络结构,提供具有橡胶 特性的物理机械性能,如回弹性能、压缩性能、水汽密封性 能等。 2.由导电颗粒在橡胶网络内紧密堆积形成的三维导电网络, 它提供了产品所需要的电性能和屏蔽性能。

各种材料屏蔽效能

各种材料屏蔽效能

各种材料屏蔽效能1.引言1.1 概述屏蔽效能是指材料对电磁波的遮蔽能力,即能够减少或阻挡电磁波的传播和干扰。

在当今现代化社会中,电磁波的产生和使用非常广泛,如电子设备、通信设备以及无线电波等。

然而,电磁波的频率和能量高,对人体健康和电子设备的正常运行都会造成一定的影响。

因此,为了保护人体健康和电子设备的正常工作,研究和应用各种材料来提高屏蔽效能是至关重要的。

不同材料的屏蔽效能各有特点,可以根据需求选择不同材料来实现最佳的屏蔽效果。

本文将重点研究和比较材料A、材料B和材料C的屏蔽效能,并探讨它们的应用领域。

通过对各种材料屏蔽效能的研究和应用,可以有效减少电磁波的传播和干扰,从而保护人体健康和电子设备的正常工作。

同时,本文还将对不同材料的屏蔽效能进行比较,分析它们的优缺点和适用范围,为读者提供选择合适材料的依据。

总之,本文将通过对各种材料屏蔽效能的研究和应用,探索不同材料在电磁波屏蔽方面的表现,为读者提供了解屏蔽效能的重要性和选择合适材料的参考。

在日益电子化的社会中,屏蔽效能的研究和应用具有重要意义,将为人们的生活和工作提供更好的保障。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下编写:1.2 文章结构本文将主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分将提供对整篇文章的概述,介绍屏蔽效能的重要性,以及探讨各种材料的屏蔽效能的目的。

正文部分将分为三个主要部分,分别是材料A的屏蔽效能、材料B的屏蔽效能和材料C的屏蔽效能。

每个部分将分别介绍该材料的屏蔽能力,并列举关键要点进行详细阐述。

例如,在材料A部分,我们将探讨材料A 的屏蔽效能如何受到不同因素的影响,以及它在电磁波屏蔽、辐射防护等方面的应用。

在结论部分,我们将对全文进行总结,回顾各种材料的屏蔽效能并进行比较分析,进一步探讨各种材料的屏蔽效能在实际应用中的价值和潜力。

通过这样的文章结构安排,读者能够清楚地了解到各种材料的屏蔽效能的详细情况,并能对它们的特点和优劣进行全面的了解。

电磁屏蔽材料的选用和设计要点

电磁屏蔽材料的选用和设计要点

电磁屏蔽材料的选用和设计要点屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。

具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率的金属材料中产生的涡流,形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

(2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。

(3)在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

许多人不了解电磁屏蔽的原理,认为只要用金属做一个箱子,然后将箱子接地,就能够起到电磁屏蔽的作用。

在这种概念指导下结果是失败。

因为,电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。

真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个因素: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。

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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目录0绪论 (4)0.1课题研究的背景及意义 (4)0.2 REMCOM XFDTD (4)0.3课题研究完成的主要工作 (5)第1章.电磁屏蔽及时域有限差分法概述 (6)1.1电磁屏蔽原理 (6)1.2电磁屏蔽效能 (7)1.3影响屏蔽材料的屏蔽效能的因素 (7)1.4 时域有限差分法概述 (8)第2章.基于FDTD算法的程序设计 (10)2.1 引言 (10)2.2 基于FDTD算法的程序设计 (10)2.2.1课题设计 (10)2.2.2 创建几何模型 (11)2.2.3网格剖分 (12)2.2.4定义程序运行参数 (13)2.3 XFDTD设计FDTD计算程序的流程图 (13)第3章结果的提取,计算与分析 (15)3.1提取数据 (15)3.2计算 (19)3.3分析 (22)1.关于铜,铝,铁 (22)2关于不同厚度的金属板屏蔽效果 (24)3关于距离波源端口距离不同的金属板屏蔽效果 (26)第4章总结 (28)致谢 (29)参考资料 (30)0绪论0.1课题研究的背景及意义随着通信、广播、雷达、电视等无线电业务的不断增加,在整个无线电频谱范围内,已出现拥挤不堪的现象,电磁波干扰也越来越严重。

当人们需要在某一频率上工作时,就很可能遇到较严重的电磁干扰,而要抑制或排除它却又是非常困难和麻烦的事情。

生活中,在一定的距离之内,大功率的噪声信号超过了国家标准《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)中对公众的电磁辐射安全限值,对人的健康是有危害的。

伤害主要分为非热效应和热效应。

电磁辐射的非热效应对人的身体造成生理伤害,包括神经系统,感觉系统,免疫系统,内分泌系统等方面的伤害;电磁辐射的热效应对人的伤害可能造成组织或器官不可恢复的伤害。

长期处于电磁辐射下的可能产生造成永久性病变,甚至危及生命。

如何屏蔽电磁辐射,避免电磁辐射日益影响人们的生产生活和危害人们的健康,使之更好地为人们服务,是世界各国都在研究和探索的问题。

实际工作中,大家采用了很多屏蔽方法和抑制手段,比如提高接收设备的选择性和灵敏度,增强天线系统方向性系数和前后比,以及采用各种滤波器来抑制或排除干扰。

但由于技术条件的局限性,当采用上述措施效果仍不理想时,可采用金属板(网)电磁屏蔽技术,可在抑制某一方向上的干扰信号取得非常明显的效果,还大家一个绿色生活环境。

本课题对不同材质金属板屏蔽效果进行研究,为电磁屏蔽的实践应用提供科学的理论依据和定量的数据。

0.2 REMCOM XFDTDFDTD是直接对Maxwell 方程的微分形式进行离散的时域方法,天生适合解决宽频瞬态问题,如雷电脉冲、HIRF电磁脉冲等,各类材料问题,复杂精细结构和电大尺寸的天线及阵列设计,电中小尺寸的天线布局问题等。

FDTD 方法计算复杂度低,所需内存和计算时间与未知量成正比,仿真电大尺寸复杂精细结构效率高。

此外,通过GPU 硬件加速,可以将仿真速度提升50~300 倍,是工业上第一款支持MPI 并行仿真的平台。

REMCOM XFDTD是由美国REMCOM公司开发的一款基于FDTD的全波三维电磁仿真软件,是最好的基于 FDTD 方法全波三维电磁场仿真软件;。

采用共形网格技术,可以高效快速的建模及仿真单元微带贴片天线、手机天线、基站天线、WLAN 天线、分集天线以及汽车玻璃天线等,仿真模拟出阵列天线的所有参数,如有源驻波比、阵元之间的互耦、2D 和3D 辐射及散射方向图、瞬态和稳态近场分布等。

非常适合仿真宽带、瞬态、复杂精细结构天线及阵列、天线布局、生物电磁效应;瞬态宽频处理能力强、求解电大尺寸复杂精细结构效率高、适合并行、易处理各种材料;广泛应用于天线及阵列、天线布局、微波器件、电磁兼容、生物电磁、特殊材料、光子晶体等领域。

从1994年XFDTD问世以来,它被广泛应用于科研、工业设计、军工生产等方面。

在同类产品中,XFDTD依靠其高效的理论核心算法,可靠的CPU并行处理和分布式内存仿真模块,无论从计算的精度还是仿真的效率上都具有独特的优势0.3课题研究完成的主要工作1:使用XFDTD仿真软件编写基于FDTD算法的计算机仿真程序,建立喇叭天线模型,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2:对数据归类分析,总结出不同材质,同一材质不同厚度,同一材质不同放置位置的屏蔽效能分析。

第1章.电磁屏蔽及时域有限差分法概述1.1电磁屏蔽原理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。

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。

即由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的远区场,同时屏蔽场源所产生的电场和磁场分量。

由于随着频率的增高,波长变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相当,从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽最关键的控制要素。

图1.电磁屏蔽原理图1.2电磁屏蔽效能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()11E H 和加入屏蔽体后,辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强()22E H 之比,用dB (分贝)表示。

屏蔽效能表达式为 1110102220()或20(db)log log SE db SE E H E H ==1.3影响屏蔽材料的屏蔽效能的因素从上面给出的屏蔽效能计算公式可以得出一些对工程有实际指导意义的结论,根据这些结论,我们可以决定使用什么屏蔽材料,注意什么问题。

1)材料的导电性和导磁性越好,屏蔽效能越高,但实际的金属材料不可能兼顾这两个方面,例如铜的导电性很好,但是导磁性很差;铁的导磁性很好,但是导电性较差。

应该使用什么材料,根据具体屏蔽主要依赖反射损耗、还是吸收损耗来决定是侧重导电性还是导磁性;2)频率较低的时候,吸收损耗很小,反射损耗是屏蔽效能的主要机理,要尽量提高反射损耗;3)反射损耗与辐射源的特性有关,对于电场辐射源,反射损耗很大;对于磁场辐射源,反射损耗很小。

因此,对于磁场辐射源的屏蔽主要依靠材料的吸收损耗,应该选用磁导率较高的材料做屏蔽材料。

4)反射损耗与屏蔽体到辐射源的距离有关,对于电场辐射源,距离越近,则反射损耗越大;对于磁场辐射源,距离越近,则反射损耗越小;正确判断辐射源的性质,决定它应该靠近屏蔽体,还是原理屏蔽体,是结构设计的一个重要内容。

5)频率较高时,吸收损耗是主要的屏蔽机理,这时与辐射源是电场辐射源还是磁场辐射源关系不大。

电场波是最容易屏蔽的,平面波其次,磁场波是最难屏蔽的。

尤其是(1KHz 以下)低频磁场,很难屏蔽。

对于低频磁场,要采用高导磁性材料,甚至采用高导电性材料和高导磁性材料复合起来的材料。

1.4 时域有限差分法概述电磁场的分析、计算在工程技术和科学研究中都有广泛的应用。

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