电磁兼容讲义-屏蔽原理
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4电磁兼容技术-cg屏蔽资料
远场:
R ＝ 20 lg
377 4 Zs
电场:
R ＝ 20 lg
4500 D f Zs
dB
磁场:
R ＝ 20 lg
2Df Zs
Zs = 屏蔽体阻抗， D = 屏蔽体到源的距离（m） f = 电磁波的频率（MHz）
影响反射损耗的因素
R(dB)
靠近辐射源
150
平面波
r = 30 m
靠近辐射源
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M
屏蔽体边界
屏蔽电缆
与电缆套360度搭接
电磁兼容技术-电磁屏蔽
• 电磁屏蔽 • 实际屏蔽体的设计
电磁屏蔽
屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减小电磁能传输的一种技术，是抑制电磁 干扰的重要手段之一。
屏蔽的目的有两个：一是限制内部辐射的电磁能量泄漏出该内部区域， 二是防止外来的辐射干扰进入某一区域。
屏蔽的分类
静电屏蔽
静电屏蔽的屏蔽体用良导体制作，并有良好的接地。
f
3 108 / 2r
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能 （dB）
250
150 平面波
高频时 电磁波种类 的影响很小
0
0.1k 1k
10k 100k 1M 10M 频率
多次反射修正因子的计算
电磁波在屏蔽体内多次反射，会引起附加的电 磁泄漏，因此要对前面的计算进行修正。
B = 20 lg ( 1 - e -2 t / )
SE = 20 lg ( E1/ E2 )
dB
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
场强
R1
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
B
屏蔽技术1电磁屏蔽原理屏蔽的定义利用磁性材料或者低阻课件
要达到静电屏蔽的目的， 一定要将屏蔽壳体接地
要求屏蔽外壳接地电阻愈低愈好。一般设计在1欧以下
2低频磁场屏蔽
从狭义角度，是指甚低频(VLF)和极低频(ELF)的磁场屏 蔽。
主要屏蔽机理是利用高导磁材料具有低磁阻的特性，使 磁场尽可能通过磁阻很小的屏蔽壳体，而尽量不扩散到 外部空间。屏蔽壳体对磁场起磁分路作用。其屏蔽效能 主要取决于屏蔽
在传输线上传播的理论类似，而且计算也方便，精度也高，是 当前广泛采用的一种分析方法。）
• (2)涡流效应：电磁波在金属壳体上产生感应涡流， 而这些涡流又产生了与原磁场反相的磁场，抵消削弱 了原磁场而达到屏蔽作用。（这种方法忽略磁导率的因子，
误差大，应用受到局限）
• (3)电磁矢量分析：用电磁失量方程来分析，精确度 很高。（由于计算复杂也受到一定限制）
• (2)需要设置通风孔、电缆或导线的进出孔、 照明孔、照伤孔、加水孔和电表的安装孔等； (3)为便于人们查看而留且的屏蔽不连续。这 种不连续包括紧密连接的两金属面间的接缝 (如两金属板用铆接或螺钉紧固时残留的缝隙) 和两金属扳间置入金属衬问题
实际机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙通风 口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等
K3
20
lg
c
oth
Aa 8.686
实践证明，即使非常密织的金属网，其屏蔽效能
也比金属板差很多。特别在高频时就差得很明显。
当需要100dB以上的屏蔽效能时。必须采用双层和
多层金属网屏蔽。
２．３ 屏蔽材料的选择
• １．屏蔽效能 • 屏蔽材料，其中包括小孔金属材料(如金属网、
冲孔金属板)、伪均匀金属材料(如金属化喷涂) 和实心金属材料(加金属箔、金属板等)。这些 材料可以分成两类： • 铁磁性材料和非铁磁性材料。除极簿的金属 箔以外，都可以按式
电磁屏蔽技术讲义.
现代电磁屏蔽设计技术电磁屏蔽技术是电磁兼容技术的一个重要组成部分，是抑制辐射干扰的最有效手段。
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。
本章将从工程设计人员的角度出发，本着“设备所要满足的标准→屏蔽设计所要达到的屏效指标→屏蔽原理及分类→屏蔽要素及控制→屏效指标确定→屏蔽设计方法→屏蔽材料特性及应用→工程屏蔽设计”的思路，并尽量结合工程实例，来讲述现代电磁屏蔽设计技术。
1、电磁辐射相关标准与所要求的屏效1.1 军用标准及所要求的屏效衡量设备是否达到电磁兼容的要求，其主要手段是确定设备是否满足相应的电磁兼容标准。
与电磁辐射发射与敏感度相关的军用电磁兼容标准为：GJB151A(151)/152A(152)—97(86) 军用分系统或设备电磁发射与敏感度要求（测试方法）。
根据军方的要求，98年以后新签的装备按GJB151A/152A执行，98以前签订的装备按GJB151/152执行。
GJB151A/152A在GJB151/152的基础上，等效采用了MIL—STD—461D/462D，与GJB151/152相比，在测试项目、频率范围、测试环境、测试方法等方面均发生了较大的变化。
表1.1给出了GJB151A/152A与GJB151/152的比较。
两个标准中，与屏蔽有直接关系的测试项目如表1.2所示，表1.3给出的GJB151A的测试要求。
表1.1 GJB 151A,152A与GJB151，152之比较从表1.3中可以看出，RE102和RS103是各类设备必做的测试项目，(RE02和RS03也是GJB151所要求必做的测试项目)。
在实际工程中，RE02(RE102)是最难通过的项目，我们以要求最高的陆军用设备的RE02(RE102)为例子说明其屏效的指标要求。
表中，A表示该要求适用；L表示该项要求应按标准相应条款加以限制；S表示由订购单位在订购规范中对适用性和极限要求作详细规定；空白栏表示该项要求不适用。
电磁兼容技术-屏蔽-第四讲
7
r f r
1 20 10 6.68 10 5 0.61
3
7
z wm 2f 0 r 2 20 107 4 10 7 0.5 0.08
故多次反射修正因子为：
B 20 lg[1 ( z m z wm ) 2 /( z m z wm ) 2 10 0.1 A (10 s 0.23 A j sin 0.234 )] 20 lg[1 (0.08 6.68 10 5 ) 2 /(0.08 6.68 10 5 ) 2 10 0.17.235 (10 s 0.23 7.235 j sin 0.23 7.235 )] 1.81 dB
第四讲-----电磁屏蔽
4.1电磁屏蔽基本概念
抑制以场的形式造成干扰的有效方法是电磁屏蔽。 所谓电磁屏蔽就是以某种材料〔导电或导磁材料) 制成的屏蔽壳体(实体的或非实体的)将需要屏蔽的 区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不 能越出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进人这 一区域(或者进出该区域的电磁能量将受到很大的 衰减)。
吸收损耗：电磁波在屏蔽材料中传播时，会有一部分 能量转换成热量，导致电磁能量损失，损失的这部分 能量称为屏蔽材料的吸收损耗。 多次反射修正因子：电磁波在屏蔽体的第二个界面 （穿出屏蔽体的界面）发生反射后，会再次传输到第 一个界面，在第一个界面发射再次反射，而再次到达 第二个界面，在这个截面会有一部分能量穿透界面， 泄漏到空间。这部分是额外泄漏的，应该考虑进屏蔽 效能的计算。这就是多次反射修正因子。
4.3.1电磁屏蔽效能
屏蔽前的场强E1 屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB
【电磁兼容】第6章 屏蔽技术
截止波导管的设计步骤
SE
fc f SE
孔 洞 的 泄 漏 不 能 满 足 屏 蔽 要 求
确 定 截 止 波 导 管 的 截 面 形 状
确
确
定
定
要
波
屏
导
蔽
管
的 5f 的
最
截
高
止
的
频
频
率
率
计 算 截 止 波 导 管 的 截 面 尺 寸
由 确 定 截 止 波 导 管 的 长 度
通风口的处理
穿孔金属板
截止波导通风板
饱和 最大磁导率
起始磁导率
磁场强度 H
低频强磁场的屏蔽
高导磁率材料：饱和
低导磁率材料：屏效不够
低导磁率材料 高导磁率材料
加工的影响
100 80 60
40
20 10
跌落前 跌落后
100
1k
10k
第4节 电磁场的屏蔽原理
• 电磁屏蔽是指利用屏蔽 体阻止高频电磁能量在 空间的传播
• 电磁屏蔽的原理
• 反射损耗 • 吸收损耗 • 多次反射损耗
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
场强
R1
B
吸收损耗A
R2
距离
吸收损耗的计算
0.37E0
入射电磁波E0 t
剩余电磁波E1
E1 = E0e-t
=E0e-t/
A ＝ 20 lg ( E0 / E1 ) = 20 lg ( e t / )
f
3 108 / 2r
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能 （dB）
250
磁屏蔽的基本原理
磁屏蔽的基本原理
磁屏蔽是一种常见的电磁兼容（EMC）技术，用于减少电子设备对外部磁场的敏感度，或者减少电子设备产生的磁场对周围环境的影响。
磁屏蔽的基本原理是通过设计和应用磁性材料，来吸收、偏转或者反射磁场，从而达到减少磁场对设备的影响的目的。
磁屏蔽的基本原理主要包括以下几个方面：
1. 磁性材料的选择，磁屏蔽通常使用铁、镍、钴等具有良好磁导性能的材料。
这些材料能够有效地吸收和偏转磁场，从而减少磁场对设备的影响。
2. 磁屏蔽结构的设计，磁屏蔽结构的设计是磁屏蔽的关键。
通过合理的结构设计，可以使磁性材料得到最大程度的利用，从而达到最佳的磁屏蔽效果。
3. 磁屏蔽材料的应用，磁性材料通常以覆盖层、屏蔽罩、屏蔽板等形式应用在设备的关键部位，如电源线、传感器、电路板等。
这些磁屏蔽材料能够有效地减少磁场的影响，提高设备的抗干扰能力。
4. 磁屏蔽的测试和验证，磁屏蔽的效果需要通过测试和验证来进行评估。
常见的测试方法包括磁场测量、屏蔽效果测试等。
只有通过有效的测试和验证，才能确保磁屏蔽的效果达到预期的要求。
总之，磁屏蔽的基本原理是通过合理选择磁性材料，设计合理的屏蔽结构，并将磁性材料应用在设备的关键部位，从而达到减少磁场对设备的影响的目的。
通过测试和验证，可以确保磁屏蔽的效果达到预期的要求，提高设备的抗干扰能力，保障设备的正常工作和可靠性。
磁屏蔽技术在电子设备、航空航天、通信、医疗等领域都有广泛的应用，对提高设备的抗干扰能力和可靠性具有重要意义。
随着科技的不断进步，磁屏蔽技术也在不断创新和发展，为各行各业提供更加可靠和稳定的电子设备和系统。
第6章 电磁兼容屏蔽技术汇总
U N1 0
US ～
屏蔽体接地
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
（3）屏蔽体接地时，CSR1的影响
CSR1 US ～ C2 CR UN1
CSR1U S CSR1U S U N1 C2 CR CSR1 C2 CR
等效电路
•
U 屏蔽效能: SE (dB) 20 lg N 0 U N1
6.2.1 概
述
屏蔽类型：
波 电磁 波屏 蔽
低 频 近 场
主动屏蔽：屏蔽干扰源，被动屏蔽：屏蔽敏感体。
2
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
屏蔽效能( SE ) 屏蔽效能：屏蔽体的性质的定量评价。 定义：
电屏蔽效能
磁屏蔽效能
E0 SE 或 E1
E0 SE (dB) 20 log E1 H0 SE (dB) 20 log H1
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
6.2.1 概述 6.2.2 电屏蔽 6.2.3 磁屏蔽 6.2.4 电磁屏蔽 6.2.5 孔缝对屏蔽效能的影响 6.2.6 电磁密封处理 6.2.7 屏蔽设计要点
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
屏蔽是用导电或导磁材料将需要防护区域封闭起来，以抑制和
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；屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播，即切断电磁 波辐射（和场耦合）的传输途径。
b 2t b Rm1 0 (a 2t ) 0 a
Um1 1Rm1 H1b
故 U mS
1 0aH1
第6章:电磁兼容--屏蔽技术
由于
U mS U m1
(2b a) H S 2bH1
2b HS H1 2b a
2bt H 0 H1 a 于是有： 0 H 0 a 20 r 2b a H0 4r bt 1 H1 a(2b a)
电磁兼容培训(屏蔽).pptx
第三章 电磁屏蔽技术
• 屏蔽材料的选择 • 实际屏蔽体的设计
杨继深 2002年4月
电磁屏蔽
屏蔽前的场强E1
屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:
SE = 20 lg ( E1/ E2 )
dB
杨继深 2002年4月
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
场强
R1
通风口
键盘 指示灯
远场区孔洞的屏蔽效能
H
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
杨继深 2002年4月
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f
杨继深 2002年4月
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
B
吸收损耗A R2
距离
波阻抗的概念
波 阻 抗
E/H
电场为主 E 1/ r3 H 1 / r2 平面波 E 1/ r H 1/ r
377
磁场为主 H 1/ r3 E 1/ r2
杨继深 2002年4月
/ 2
到观测点距离 r
+ 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) )
（注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
杨继深 2002年4月
缝隙的泄漏
杨继深 2002年4月
• 屏蔽材料的选择 • 实际屏蔽体的设计
杨继深 2002年4月
电磁屏蔽
屏蔽前的场强E1
屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:
SE = 20 lg ( E1/ E2 )
dB
杨继深 2002年4月
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
场强
R1
通风口
键盘 指示灯
远场区孔洞的屏蔽效能
H
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
杨继深 2002年4月
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f
杨继深 2002年4月
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
B
吸收损耗A R2
距离
波阻抗的概念
波 阻 抗
E/H
电场为主 E 1/ r3 H 1 / r2 平面波 E 1/ r H 1/ r
377
磁场为主 H 1/ r3 E 1/ r2
杨继深 2002年4月
/ 2
到观测点距离 r
+ 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) )
（注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
杨继深 2002年4月
缝隙的泄漏
杨继深 2002年4月
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接缝的连接工艺及结构对屏蔽效能的影响较大，应 根据使用要求合理地设计，常用的连接方式有熔焊、 点焊、铆钉和螺钉连接。熔焊时应采用与本体材料 相同的焊条，使接缝具有最佳的屏蔽性能。
•点焊和铆接时，在接缝处应有足够的重叠。
•螺钉连接时，在交接处同 样应有足够的重叠和尽可 能小的螺钉间距。 •磁屏蔽体在机械加工全 部完成之后进行退火处理。 •双层磁屏蔽。
C3
C4
C3C5 C2C5 /(C2
C5 )
(C2
C5 )
UA
在A、B间加入屏蔽金属板S以后，B的感应电压U'BS 在下述情况下可能比无屏蔽时更大。当屏蔽体离地较
远，使C3C4；若还有C3C2C5/(C2C5)，则
U B S
C5 C2＋C5
UA
6.2 电屏蔽
CБайду номын сангаас1
C'1
S
A
B
A
C3
C5
C3
UA
C4
6.2 电屏蔽
电屏蔽的实质是减小两个回路（或两个元件、组件） 间电场感应的影响。
电磁场理论表明，置于静电场中的导体在静电平衡 的条件下，具有下列性质：
导体内部任何一点的电场为零； 导体表面任何一点的电场强度矢量的方向 与该点的导体平面垂直； 整个导体是一个等位体； 导体内部没有静电荷存在，电荷只能分 布在导体的表面上。
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。
6.1 屏蔽及屏蔽效能
电磁屏蔽的类型
电磁 屏蔽
电场 屏蔽
静电 交变电 屏蔽 场屏蔽
磁场 屏蔽
低频磁 高频磁 场屏蔽 场屏蔽
电磁 屏蔽
6.1 屏蔽及屏蔽效能
SEdB 10 lg(P0 / P1)
或 SEdB 20 lg(E0 / E1) 或 SEdB 20 lg(H0 / H1)
6.3 磁屏蔽
对于高频磁场屏蔽：
➢其屏蔽原理是利用电磁感应现象在屏蔽体 表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目 的，也就是说，利用了涡流反磁场对于原骚 扰磁场的排斥作用，来抑制或抵消屏蔽体外 的磁场。 ➢高频磁场的屏蔽采用的是低电阻率的良导 体材料，例如铜、铝等。
6.3 磁屏蔽
开口或缝 隙正确
开口或缝 隙不正确
6.1 屏蔽及屏蔽效能
SE/dB 屏蔽的能量/ % 屏蔽的场强/ %
10
90
68
20
99
90
30
99.9
96.8
40
99.99
99
50
99.999
99.68
60
99.9999
99.9
…
…
…
100 99.99999999
99.999
主要内容
6.1 屏蔽及屏蔽效能 6.2 电屏蔽 6.3 磁屏蔽 6.4 电磁屏蔽 6.5 薄膜屏蔽
6 屏蔽的基本原理
主要内容
6.1 屏蔽及屏蔽效能 6.2 电屏蔽 6.3 磁屏蔽 6.4 电磁屏蔽 6.5 薄膜屏蔽
6.1 屏蔽及屏蔽效能
抑制以场的形式造成干扰的有效方法是电磁屏 蔽。
所谓电磁屏蔽就是以某种材料（导电或导磁材 料）制成的屏蔽壳体（实体的或非实体的）将 需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即 其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的辐 射电磁场不能进入这一区域（或者进出该区域 的电磁能量将受到很大的衰减）。
U
A
实际上由于屏蔽金属板不是无限大，并非完全无缝隙 的封闭体，在A、B间总还存在剩余电容C'1，由于C'1 的作用，屏蔽后在B上的感应电压UBS为
U
＝
BS
C1 C1＋C2＋C5
UA
C1 C2＋C5
UA
6.2 电屏蔽
C'1
S A
从电路的观点分析， 屏蔽体起着减小干扰 源和感受器之间分布 电容的作用。
A(UA) ZA CA
GA
S
CB Ug
B
A
ZB
Ig
UA
GS
GB
C'1
C3 C4
S B
C5 C2
US
U'BS
主要内容
6.1 屏蔽及屏蔽效能 6.2 电屏蔽 6.3 磁屏蔽 6.4 电磁屏蔽 6.5 薄膜屏蔽
6.3 磁屏蔽
对于低频磁场(包括恒定磁场)屏蔽：
➢涡流的屏蔽作用很小； ➢主要有赖于高磁导率材料所具有的高磁导 率起磁分路作用。
US
C2
U'BS
UA
S B
C5 C2
U'BS
UB S
C3
C4
C3C5 C2C5 /(C2
C5 )
(C2
C5
)
UA
如果把屏蔽金属板良好接地，就可认为C4，US 0， 因此U'BS 0，即获得良好的屏蔽效能。
6.2 电屏蔽
C'1
S A
C3 UA
A
C1
UA
B
C2
UB
B
C5 C2
U'BS
U
＝ C1 B C1＋C2
B
C3
C5
UA
C2
U'BS
ZS US
另外，屏蔽体接地时总有接地阻抗存在，特别是当屏 蔽体通过中介导线接地时，接地阻抗还与频率有关。 屏蔽体接地线在时变场作用下流过地电流时，接地阻 抗ZS的压降使屏蔽体的电位US不为零，并随着ZS的上 升而增加；感受器B的感应电压UBS又随US增加。
6.2 电屏蔽
电屏蔽设计： ➢屏蔽体必须良好接地 ➢正确选择接地点 ➢合理设计屏蔽体的形状 ➢注意屏蔽体材料的选择
UA
B
C2
UB
U
＝ C1 B C1＋C2
U
A
为减小UB，可增大C2，因此在电子设备中对一些敏感 导线或元件应贴近金属板或地线布置；另一方面应减
小C1，在布局时使干扰源和感受器尽可能远离。
A
6.2 电屏蔽
UA
C'1
S
A
B
C3
C5
UA
C4
US
C2
U'BS
C1
B
C2
UB
U
＝ C1 B C1＋C2
U
A
UB S
H0
H1
6.3 磁屏蔽
磁屏蔽是通过屏蔽盒(罩)的高磁导性能，即低磁阻 来实现的。设计时，需仔细考虑屏蔽体的接缝与孔 洞的处理：
➢合理布置接缝与磁场的相对方位
(a)接缝切断漏磁通 (b)接缝顺着漏磁通
6.3 磁屏蔽
➢正确布置通风孔
开口或缝 隙正确
开口或缝 隙不正确
铁磁 材料
6.3 磁屏蔽
➢合理的结构与工艺
6.2 电屏蔽
+Q A
+Q
-Q A
B
+Q
-Q A
B
+Q
(a)孤立带电导体A
(d)孤立屏蔽体置于 外界场中
(b)导体B包围带电 (c)静电屏蔽 导体A的情况
场的观点看，电屏
蔽的实质是干扰源
发出的电力线被终
止于屏蔽体，从而
切断了干扰源与感
(e)屏蔽体接地 受器之间电力线的 交连。
6.2 电屏蔽
A
C1
屏蔽效能的新定义： Andrew C. Marvin, etc. A proposed new definition and measurement of the shielding effect of equipment enclosures[J]. IEEE trans. on EMC 46(3),459-468,2004
•点焊和铆接时，在接缝处应有足够的重叠。
•螺钉连接时，在交接处同 样应有足够的重叠和尽可 能小的螺钉间距。 •磁屏蔽体在机械加工全 部完成之后进行退火处理。 •双层磁屏蔽。
C3
C4
C3C5 C2C5 /(C2
C5 )
(C2
C5 )
UA
在A、B间加入屏蔽金属板S以后，B的感应电压U'BS 在下述情况下可能比无屏蔽时更大。当屏蔽体离地较
远，使C3C4；若还有C3C2C5/(C2C5)，则
U B S
C5 C2＋C5
UA
6.2 电屏蔽
CБайду номын сангаас1
C'1
S
A
B
A
C3
C5
C3
UA
C4
6.2 电屏蔽
电屏蔽的实质是减小两个回路（或两个元件、组件） 间电场感应的影响。
电磁场理论表明，置于静电场中的导体在静电平衡 的条件下，具有下列性质：
导体内部任何一点的电场为零； 导体表面任何一点的电场强度矢量的方向 与该点的导体平面垂直； 整个导体是一个等位体； 导体内部没有静电荷存在，电荷只能分 布在导体的表面上。
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。
6.1 屏蔽及屏蔽效能
电磁屏蔽的类型
电磁 屏蔽
电场 屏蔽
静电 交变电 屏蔽 场屏蔽
磁场 屏蔽
低频磁 高频磁 场屏蔽 场屏蔽
电磁 屏蔽
6.1 屏蔽及屏蔽效能
SEdB 10 lg(P0 / P1)
或 SEdB 20 lg(E0 / E1) 或 SEdB 20 lg(H0 / H1)
6.3 磁屏蔽
对于高频磁场屏蔽：
➢其屏蔽原理是利用电磁感应现象在屏蔽体 表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目 的，也就是说，利用了涡流反磁场对于原骚 扰磁场的排斥作用，来抑制或抵消屏蔽体外 的磁场。 ➢高频磁场的屏蔽采用的是低电阻率的良导 体材料，例如铜、铝等。
6.3 磁屏蔽
开口或缝 隙正确
开口或缝 隙不正确
6.1 屏蔽及屏蔽效能
SE/dB 屏蔽的能量/ % 屏蔽的场强/ %
10
90
68
20
99
90
30
99.9
96.8
40
99.99
99
50
99.999
99.68
60
99.9999
99.9
…
…
…
100 99.99999999
99.999
主要内容
6.1 屏蔽及屏蔽效能 6.2 电屏蔽 6.3 磁屏蔽 6.4 电磁屏蔽 6.5 薄膜屏蔽
6 屏蔽的基本原理
主要内容
6.1 屏蔽及屏蔽效能 6.2 电屏蔽 6.3 磁屏蔽 6.4 电磁屏蔽 6.5 薄膜屏蔽
6.1 屏蔽及屏蔽效能
抑制以场的形式造成干扰的有效方法是电磁屏 蔽。
所谓电磁屏蔽就是以某种材料（导电或导磁材 料）制成的屏蔽壳体（实体的或非实体的）将 需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即 其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的辐 射电磁场不能进入这一区域（或者进出该区域 的电磁能量将受到很大的衰减）。
U
A
实际上由于屏蔽金属板不是无限大，并非完全无缝隙 的封闭体，在A、B间总还存在剩余电容C'1，由于C'1 的作用，屏蔽后在B上的感应电压UBS为
U
＝
BS
C1 C1＋C2＋C5
UA
C1 C2＋C5
UA
6.2 电屏蔽
C'1
S A
从电路的观点分析， 屏蔽体起着减小干扰 源和感受器之间分布 电容的作用。
A(UA) ZA CA
GA
S
CB Ug
B
A
ZB
Ig
UA
GS
GB
C'1
C3 C4
S B
C5 C2
US
U'BS
主要内容
6.1 屏蔽及屏蔽效能 6.2 电屏蔽 6.3 磁屏蔽 6.4 电磁屏蔽 6.5 薄膜屏蔽
6.3 磁屏蔽
对于低频磁场(包括恒定磁场)屏蔽：
➢涡流的屏蔽作用很小； ➢主要有赖于高磁导率材料所具有的高磁导 率起磁分路作用。
US
C2
U'BS
UA
S B
C5 C2
U'BS
UB S
C3
C4
C3C5 C2C5 /(C2
C5 )
(C2
C5
)
UA
如果把屏蔽金属板良好接地，就可认为C4，US 0， 因此U'BS 0，即获得良好的屏蔽效能。
6.2 电屏蔽
C'1
S A
C3 UA
A
C1
UA
B
C2
UB
B
C5 C2
U'BS
U
＝ C1 B C1＋C2
B
C3
C5
UA
C2
U'BS
ZS US
另外，屏蔽体接地时总有接地阻抗存在，特别是当屏 蔽体通过中介导线接地时，接地阻抗还与频率有关。 屏蔽体接地线在时变场作用下流过地电流时，接地阻 抗ZS的压降使屏蔽体的电位US不为零，并随着ZS的上 升而增加；感受器B的感应电压UBS又随US增加。
6.2 电屏蔽
电屏蔽设计： ➢屏蔽体必须良好接地 ➢正确选择接地点 ➢合理设计屏蔽体的形状 ➢注意屏蔽体材料的选择
UA
B
C2
UB
U
＝ C1 B C1＋C2
U
A
为减小UB，可增大C2，因此在电子设备中对一些敏感 导线或元件应贴近金属板或地线布置；另一方面应减
小C1，在布局时使干扰源和感受器尽可能远离。
A
6.2 电屏蔽
UA
C'1
S
A
B
C3
C5
UA
C4
US
C2
U'BS
C1
B
C2
UB
U
＝ C1 B C1＋C2
U
A
UB S
H0
H1
6.3 磁屏蔽
磁屏蔽是通过屏蔽盒(罩)的高磁导性能，即低磁阻 来实现的。设计时，需仔细考虑屏蔽体的接缝与孔 洞的处理：
➢合理布置接缝与磁场的相对方位
(a)接缝切断漏磁通 (b)接缝顺着漏磁通
6.3 磁屏蔽
➢正确布置通风孔
开口或缝 隙正确
开口或缝 隙不正确
铁磁 材料
6.3 磁屏蔽
➢合理的结构与工艺
6.2 电屏蔽
+Q A
+Q
-Q A
B
+Q
-Q A
B
+Q
(a)孤立带电导体A
(d)孤立屏蔽体置于 外界场中
(b)导体B包围带电 (c)静电屏蔽 导体A的情况
场的观点看，电屏
蔽的实质是干扰源
发出的电力线被终
止于屏蔽体，从而
切断了干扰源与感
(e)屏蔽体接地 受器之间电力线的 交连。
6.2 电屏蔽
A
C1
屏蔽效能的新定义： Andrew C. Marvin, etc. A proposed new definition and measurement of the shielding effect of equipment enclosures[J]. IEEE trans. on EMC 46(3),459-468,2004