电磁兼容培训(屏蔽)
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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
EMC电磁兼容培训
电磁辐射可能对人体健康产生影响， 电磁兼容能够确保设备产生的电磁辐 射在安全范围内，保护人类健康。
相关法规与标准
国际法规
国际电工委员会（IEC）和国际 标准化组织（ISO）等国际组织 制定了一系列电磁兼容的国际标 准，如IEC 61000系列标准等。
国家法规
各国政府也制定了相应的电磁兼 容法规和标准，如中国的《电磁 兼容认证管理办法》和《电磁兼
某通信设备辐射发射超标问题分析与 解决。
案例二
某汽车电子系统传导发射超标问题定 位与改进。
案例三
静电放电导致某医疗设备故障的案例 分析与防护措施。
经验分享
电磁兼容设计原则与技巧，提高产品 电磁兼容性能的经验与方法。
06 电磁兼容培训总结与展望
培训内容回顾与总结
电磁兼容基本概念
电磁干扰与防护措施
介绍了电磁兼容的定义、重要性以及相关 法律法规和标准。
详细讲解了电磁干扰的来源、传播方式和 危害，以及针对不同干扰源的防护措施， 如滤波、屏蔽、接地等。
电磁辐射与防护
电磁兼容测试与评估
阐述了电磁辐射的产生机理、影响因素和 危害，以及如何通过合理布局、选用低辐 射设备等手段降低电磁辐射。
介绍了电磁兼容测试的目的、方法和流程 ，以及评估电磁兼容性能的指标和标准。
接地与布线技术
接地技术
建立低阻抗的接地系统，确保设备接地良好，降低共模干扰 。
布线技术
遵循布线规范，减少信号线与电源线的交叉，降低传导干扰 。
电磁兼容仿真与测试技术
仿真技术
利用电磁场仿真软件对电路进行建模 分析，预测电磁干扰情况。
测试技术
采用专业的EMC测试设备和方法，对 电路或系统进行电磁兼容性能测试和 评估。
2024版EMC电磁兼容超完美的培训资料
电磁干扰源及分类
电磁干扰源是指产生电磁干扰的任何元 件、设备或系统。
电磁干扰源可分为自然干扰源和人为干 电磁干扰还可分为功能性干扰和非功能
扰源。自然干扰源主要来源于大气层的 性干扰。功能性干扰是指设备（或系统）
天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声等； 正常工作时伴随产生的电磁干扰；非功
人为干扰源包括有机电或其他人工装置 能性干扰是指用电设备在异常状态下运
问题描述
原因分析
解决方案
经验教训
某型号设备在进行传导发射测试时， 发现其传导发射强度超过了规定的限 值。
可以采取改进电源滤波器设计、优化 接地方式、加强线缆屏蔽等措施来降 低设备的传导发射强度。
案例三：某型号设备抗扰度测试失败问题
原因分析
可能的原因包括设备内部电路对外界干扰 敏感、元器件选型不当、接地不良等。
背景
随着电子技术的飞速发展，电磁兼容问题日益突出，已成为影 响电子产品质量和可靠性的重要因素。因此，加强EMC电磁兼 容培训，提高设计人员的专业水平，对于提升企业的竞争力具 有重要意义。
培训资料概述
培训内容
培训形式
包括EMC电磁兼容的基本概念、电磁干扰的 产生和传播、电磁兼容设计方法、电磁兼容 测试技术等。
测试步骤
设置干扰源参数和耦合方式，将被测设备置于干 扰环境下，观察并记录其工作性能变化。
ABCD
测试设备
包括抗扰度测试仪、干扰源、耦合装置等。
注意事项
确保测试环境符合相关标准要求，避免外部干扰 影响测试结果。
测试场地与设备要求
测试场地
应选择符合相关标准要求的电磁屏蔽室或开阔场地进行测试，确保测试结果的 准确性和可靠性。
设计规范与标准
电磁兼容培训课件(2024)
屏蔽措施
采用金属屏蔽体、吸波材料等，实现对电磁波的 有效屏蔽。
滤波技术
运用滤波器等手段，滤除设备间不必要的电磁干 扰信号。
2024/1/28
17
系统整体性能优化策略
2024/1/28
兼容性设计
01
在系统设计阶段考虑电磁兼容性要求，从源头减少潜在干扰。
协同优化
02
综合考虑系统各组成部分的电磁特性，实现系统整体性能的最
2024/1/28
26
THANKS
感谢观看
2024/1/28
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航空航天器在复杂电磁环境中运行，对电 磁兼容性能要求极高，以确保通信和导航 系统的可靠性。
轨道交通
智能家居
轨道交通系统涉及大量电气设备和信号传 输，电磁兼容性能对于保障列车运行安全 和乘客舒适度至关重要。
2024/1/28
智能家居设备种类繁多，电磁兼容问题直接 影响家居环境的舒适度和设备间的互联互通 。
2024/1/28
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未来发展趋势预测和挑战应对
发展趋势
随着科技的不断进步，未来电磁兼容技术将更加注重智能化、自适应等方面的发展，同时还将面临更 高的性能要求和更复杂的电磁环境挑战。
挑战应对
为应对未来发展趋势带来的挑战，需要加强电磁兼容技术的基础研究，推动技术创新和成果转化；同 时，还需要加强行业合作和标准制定，共同推动电磁兼容技术的进步和发展。
指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害 作用的电磁现象。
Hale Waihona Puke 电磁干扰与电磁兼容性的关系电磁干扰是导致电磁兼容问题的主要原因，而电磁兼容性则是解决电磁干扰问题 的关键。提高设备的电磁兼容性可以减少电磁干扰对设备性能的影响，确保设备 在复杂电磁环境中的正常工作。
电磁兼容培训教材2课件.pptx
0
-20
-40
-60
-80
0 20 40 60 80 100 %额定电压（Vdc）
%C
实际电感器的特性
ZL
理想电感
实际电感
f
电感量 （H）
谐振频率 (MHZ)
3.4
经过瞬态抑制频谱
低通滤波后频谱
解决谐波问题
交流输入
直流输出
电压提升器
控制电路
整流后电压
整流后电流
输出电压
整流后电压
整流后电流
直流输出电压
提升电压
谢谢大家！
45
8.8
28
68
5.7
125
2.6
500
1.2
绕在铁粉芯上的电感
1/2 LC
L
C
电感寄生电容的来源
每圈之间的电容 CTT导线与磁芯之间的电容CTC
磁芯为导体时，CTC为主要因素，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。
容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短
电缆滤波的方法
屏蔽盒
馈通滤波器
连接器
滤波连接器虽然是最佳选择，但是当空间允许时，也可以这样：
自制面板滤波器
滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器
连接器按照需要选择，也可以是引线
锡焊，保证完全隔离
螺纹盲孔
面板安装滤波器注意事项
滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！
三端电容器的不足
寄生电容造成输入端、输出端耦合
接地电感造成旁路效果下降
穿心电容更胜一筹
金属板隔离输入输出端
一周接地电感很小
穿心电容的插入损耗
插入损耗
频率
1GHz
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0 20 40 60 80 100 %额定电压（Vdc）
%C
实际电感器的特性
ZL
理想电感
实际电感
f
电感量 （H）
谐振频率 (MHZ)
3.4
经过瞬态抑制频谱
低通滤波后频谱
解决谐波问题
交流输入
直流输出
电压提升器
控制电路
整流后电压
整流后电流
输出电压
整流后电压
整流后电流
直流输出电压
提升电压
谢谢大家！
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1.2
绕在铁粉芯上的电感
1/2 LC
L
C
电感寄生电容的来源
每圈之间的电容 CTT导线与磁芯之间的电容CTC
磁芯为导体时，CTC为主要因素，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。
容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短
电缆滤波的方法
屏蔽盒
馈通滤波器
连接器
滤波连接器虽然是最佳选择，但是当空间允许时，也可以这样：
自制面板滤波器
滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器
连接器按照需要选择，也可以是引线
锡焊，保证完全隔离
螺纹盲孔
面板安装滤波器注意事项
滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！
三端电容器的不足
寄生电容造成输入端、输出端耦合
接地电感造成旁路效果下降
穿心电容更胜一筹
金属板隔离输入输出端
一周接地电感很小
穿心电容的插入损耗
插入损耗
频率
1GHz
2024年EMC电磁兼容培训(含多场合)
EMC电磁兼容培训(含多场合)EMC电磁兼容培训：理论与实践相结合，助力电子产品质量提升一、引言随着科技的飞速发展，电子产品在人们日常生活中的应用越来越广泛。
然而，电子设备在工作过程中产生的电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS）问题，不仅会影响设备的正常运行，还可能对其他设备产生干扰。
因此，电磁兼容（EMC）成为电子产品设计和制造中必须考虑的关键因素。
为了提高我国电子产品在国际市场的竞争力，加强EMC电磁兼容培训显得尤为重要。
二、EMC电磁兼容培训的重要性1.提高电子产品质量电磁兼容培训可以帮助电子工程师掌握EMC的基本知识和设计方法，从而在产品研发阶段就充分考虑电磁兼容问题，避免或减少产品在后期测试和整改过程中出现的问题，提高产品的质量和可靠性。
2.满足国内外法规要求各国政府对电子产品的EMC要求越来越严格，不合规的产品无法进入市场。
电磁兼容培训可以帮助企业了解相关法规和标准，确保产品在设计、生产和测试过程中符合要求，顺利进入国内外市场。
3.提升企业竞争力掌握EMC技术的企业可以在产品研发和生产过程中降低成本、缩短周期，提高市场竞争力。
电磁兼容培训有助于培养企业内部的技术人才，提升整体研发实力。
三、EMC电磁兼容培训内容1.理论知识培训（1）电磁兼容基本概念：介绍电磁兼容的定义、分类、产生原因等。
（2）电磁兼容相关法规和标准：解读我国及国际上的电磁兼容法规和标准，如欧盟CE、美国FCC等。
（3）电磁兼容测试方法：介绍传导干扰、辐射干扰、静电放电、电快速瞬变脉冲群等测试项目和方法。
（4）电磁兼容设计原理：讲解电磁兼容设计的基本原则和常用技术，如屏蔽、滤波、接地等。
2.实践操作培训（1）电磁兼容测试设备操作：学习使用电磁兼容测试设备，如信号发生器、频谱分析仪、天线等。
（2）电磁兼容测试案例分析：分析典型的电磁兼容问题，并提出解决方案。
（3）电磁兼容设计实例：结合实际产品，进行电磁兼容设计和整改。
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
《电磁兼容培训讲义》课件
测试场地要求：电磁屏蔽、温度 控制、湿度控制等
测试场地设备：电磁屏蔽室、天 线、信号源、接收机等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
测试场地布局：测试区域、控制 区域、观察区域等
测试场地操作：测试前准备、测 试中操作、测试后处理等
测试目的：验证产品是否符合电磁兼容标准
测试项目：辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、传导抗扰度等
国际标准：IEC 61000-4-3
国家标准：GB/T 17626.3
军用标准：GJB 151A
汽车行业标准：ISO 11452-2
A级：电磁兼容要求最高，适 用于军事、航天等高可靠性领 域
C级：电磁兼容要求一般，适 用于普通民用领域
B级：电磁兼容要求较高，适 用于工业、医疗等重要领域
D级：电磁兼容要求较低，适 用于低可靠性领域
屏蔽效果：降低电磁干扰，提 高电磁兼容性
布局原则：遵循电磁兼容设计原则，避免电磁干扰 布线方式：采用屏蔽线、双绞线等抗干扰布线方式 接地处理：合理接地，降低电磁干扰 屏蔽措施：采用屏蔽罩、屏蔽层等屏蔽措施，减少电磁干扰
电磁干扰：汽车电子设备之间 的电磁干扰问题
电磁辐射：汽车电子设备产生 的电磁辐射问题
电磁兼容设计：汽车电子设备 电磁兼容设计的重要性
电磁兼容测试：汽车电子设备 电磁兼容测试的方法和标准
电磁干扰：家用电器之间的电磁干扰问题 电磁辐射：家用电器的电磁辐射问题 电磁兼容标准：家用电器的电磁兼容标准 电磁兼容解决方案：如何解决家用电器的电磁兼容问题
电磁干扰：通信 设备之间的电磁 干扰问题
电磁兼容标准： 通信设备需要满 足的电磁兼容标 准
电磁兼容测试： 通信设备需要进 行的电磁兼容测 试
电磁兼容培训胶片第3章屏蔽汇编课件.ppt
怎样屏蔽低频磁场？
低频磁场
低频 磁场
吸收损耗小 反射损耗小
高导电材料
高导电材料
高导磁材料
杨继深 2002年4月
良好电磁屏蔽的关键因素
屏蔽体 导电连续
没有穿过屏 蔽体的导体
不要忘记： 选择适当的屏蔽材料
你知道吗： 与屏蔽体接地与否无关
屏蔽效能高的屏蔽体
杨继深 2002年4月
实际屏蔽体的问题
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
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
吸收损耗的计算
入射电磁波E0
t
0.37E0
剩余电磁波E1 E1 = E0e-t/
A ＝ 20 lg ( E0 / E1 ) = 20 lg ( e t / ) dB
矩形截止波导：
27.2 t / l
孔洞计算屏蔽效能公式
杨继深 2002年4月
截止波导管的损耗
杨继深 2002年4月
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
EMC电磁兼容培训
工具
频谱分析仪、信号发生器、功率计、 场强计、网络分析仪等。
电磁兼容评估的标准与指标
标准
国际电工委员会（IEC）、欧洲电信标准协会（ETSI）、美国联邦通信委员会 （FCC）等制定的相关标准。
指标
发射功率、频率范围、带宽、杂散发射、谐波失真、抗扰度电平、电磁场强度 等。
2023
PART 05
电磁兼容认证与监管
未来电磁兼容技术的发展趋势与前景
超宽带电磁兼容技术
满足未来通信和雷达等系统对超宽带工作的需求。
高效电磁兼容仿真技术
提高仿真精度和效率，降低电磁兼容设计的时间和成本。
智能电磁兼容管理技术
实现电磁环境的实时监测、自适应控制和优化管理。
未来电磁兼容培训的需求与建议
加强基础理论和工程实践培训
强化新兴技术应用培训
切断传播途径
通过合理布线、采用屏蔽材料等措施 ，切断电磁干扰的传播途径。
提高设备抗干扰能力
对易受干扰的电子设备采取防护措施 ，如提高设备的屏蔽效能、采用抗干 扰电路等。
个人防护
对于长期暴露在强电磁辐射环境下的 人员，应采取个人防护措施，如穿戴 防护服、佩戴防护眼镜等。
2023
PART 03
电磁兼容设计与技术
REPORTING
电磁兼容认证的程序与要求
01
02
03
04
申请与受理
申请人向认证机构提出认证申 请，并提交相关文件和资料。
评估与测试
认证机构对申请的产品进行评 估和测试，以确保其符合相关
标准和要求。
认证决定
根据评估和测试结果，认证机 构决定是否给予认证。
监督与管理
认证机构对已认证的产品进行 监督和管理，确保其持续符合
频谱分析仪、信号发生器、功率计、 场强计、网络分析仪等。
电磁兼容评估的标准与指标
标准
国际电工委员会（IEC）、欧洲电信标准协会（ETSI）、美国联邦通信委员会 （FCC）等制定的相关标准。
指标
发射功率、频率范围、带宽、杂散发射、谐波失真、抗扰度电平、电磁场强度 等。
2023
PART 05
电磁兼容认证与监管
未来电磁兼容技术的发展趋势与前景
超宽带电磁兼容技术
满足未来通信和雷达等系统对超宽带工作的需求。
高效电磁兼容仿真技术
提高仿真精度和效率，降低电磁兼容设计的时间和成本。
智能电磁兼容管理技术
实现电磁环境的实时监测、自适应控制和优化管理。
未来电磁兼容培训的需求与建议
加强基础理论和工程实践培训
强化新兴技术应用培训
切断传播途径
通过合理布线、采用屏蔽材料等措施 ，切断电磁干扰的传播途径。
提高设备抗干扰能力
对易受干扰的电子设备采取防护措施 ，如提高设备的屏蔽效能、采用抗干 扰电路等。
个人防护
对于长期暴露在强电磁辐射环境下的 人员，应采取个人防护措施，如穿戴 防护服、佩戴防护眼镜等。
2023
PART 03
电磁兼容设计与技术
REPORTING
电磁兼容认证的程序与要求
01
02
03
04
申请与受理
申请人向认证机构提出认证申 请，并提交相关文件和资料。
评估与测试
认证机构对申请的产品进行评 估和测试，以确保其符合相关
标准和要求。
认证决定
根据评估和测试结果，认证机 构决定是否给予认证。
监督与管理
认证机构对已认证的产品进行 监督和管理，确保其持续符合
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杨继深 2002年4月
指形簧片
杨继深 2002年4月
螺旋管电磁密封衬垫
杨继深 2002年4月
电磁密封衬垫的主要参数
屏蔽效能 (关系到总体屏蔽效能) 回弹力（关系到盖板的刚度和螺钉间距） 最小密封压力（关系到最小压缩量） 最大形变量（关系到最大压缩量） 压缩永久形变（关系到允许盖板开关次数） 电化学相容性（关系到屏蔽效能的稳定性）
3× 108 / 2πr
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能 （dB） 250 平面波
150
高频时 电磁波种类 的影响很小
0
杨继深 2002年4月
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 / δ )
搭接不良的机箱
航天飞行器上的搭接阻抗4月
搭接阻抗的测量
搭接阻抗
I V
机柜
Z=V/I
~
频率
寄生电容
杨继深 2002年4月
导线电感
并联谐振点
不同的搭接条
杨继深 2002年4月
频率不同搭接方式不同
杨继深 2002年4月
搭接面的腐蚀
I II
金属 电极电位 金属 电极电位 镁 / 镁合金 - 2.37 铍 铜 - 1.85 + 0.34 铝 蒙乃尔合金 - 1.66 锌 不锈钢 - 0.76 铬 银 - 0.74 + 0.799 铁/钢/铸铁 铂 - 0.44 + 1.200 镉 金 - 0.4 + 1.420 镍 - 0.25 锡 - 0.14 铅 - 0.13
杨继深 2002年4月
高导磁率材料的磁旁路效果
H0
R0 Rs
H1
Rs
H0
SE = 1 + R0/RS
H1
杨继深 2002年4月
R0
低频磁场屏蔽产品
杨继深 2002年4月
磁屏蔽材料的频率特性
µr 103 15 10 镍钢 5 冷轧钢 1 µ金属 坡莫合金
0.01
0.1
1.0
10
100
kHz
杨继深 2002年4月
反射损耗
远场：377Ω
R ＝ 20 lg
ZW 4 Zs
近场：取决于源的阻抗
ZS = 3.68 ×10-7√ f µr/σr
同一种材料的阻 抗随频率变
反射损耗与波阻抗有关，波阻抗越高， 反射损耗与波阻抗有关，波阻抗越高，则反射损耗 越大。 越大。
杨继深 2002年4月
不同电磁波的反射损耗
远场: 电场: 磁场: 377 R ＝ 20 lg 4 Zs R ＝ 20 lg 4500 D f Zs
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 )
杨继深 2002年4月
dB
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
场强
B
吸收损耗A R1 R2
距离
杨继深 2002年4月
波阻抗的概念
波 阻 抗 E/H 377 Ω
电场为主 E ∝ 1/ r3 H ∝ 1 / r2 平面波 E ∝ 1/ r H ∝ 1/ r
磁场为主 H ∝ 1/ r3
E ∝ 1/ r2
杨继深 2002年4月
λ/ 2π
到观测点距离 r
吸收损耗的计算
100
1k
10k
良好电磁屏蔽的关键因素
屏蔽体 导电连续 没有穿过屏 蔽体的导体
不要忘记： 不要忘记： 选择适当的屏蔽材料
你知道吗： 与屏蔽体接地与否无关
屏蔽效能高的屏蔽体
杨继深 2002年4月
实际屏蔽体的问题
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 缝隙 电源线
杨继深 2002年4月
IV
III
搭接点的保护
杨继深 2002年4月
δ
入射电磁波E0 0.37E0
t
剩余电磁波E1 E1 = E0e-t/δ dB dB dB
A ＝ 20 lg ( E0 / E1 ) = 20 lg ( e t / δ ) A ＝ 8.69 ( t / δ )
杨继深 2002年4月
A = 3.34 t √ f µrσr
趋肤深度举例
杨继深 2002年4月
确 定 波 截 导 管 波 的 截 止 频 率 面 尺 寸 fc 截 的 导 管 5f 止 计 算
由 SE 确 定 截 止 波 导 管 的 长 度
f
显示窗/器件的处理
滤波器 屏蔽窗
隔离舱
滤波器
杨继深 2002年4月
操作器件的处理
屏蔽体上 开小孔
屏蔽体上 栽上截止 波导管
用隔离舱 将操作器 件隔离出
磁导率随场强的变化
磁通密度 B µ = ∆B /∆ H 饱和 最大磁导率 起始磁导率
磁场强度 H
杨继深 2002年4月
强磁场的屏蔽
高导磁率材料：饱和 低导磁率材料：屏效不够
杨继深 2002年4月
低导磁率材料
高导磁率材料
加工的影响
100 80 60 40 20 10
杨继深 2002年4月
跌落前
跌落后
杨继深 2002年4月
通风口的处理
穿孔金属板
杨继深 2002年4月
截止波导通风板
贯通导体的处理
杨继深 2002年4月
屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方法
在内部可将电缆延伸
屏蔽互套 表面做导电清洁处理，保持 表面做导电清洁处理，保持360度连接 度连接 注意防腐 屏蔽体边界
与电缆套360度搭接 度搭接 与电缆套 屏蔽电缆
通风口
显示窗
键盘 调节旋钮
杨继深 2002年4月
电缆插座
指示灯
远场区孔洞的屏蔽效能
H L SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB
杨继深 2002年4月
≡
L
若L≥ λ/2
孔洞在近场区的屏蔽效能
）：（说明是电场源 若ZC > （7.9/Df）：（说明是电场源） ）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) ）：（说明是磁场源 若ZC <（7.9/Df）：（说明是磁场源） ）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( πD/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) )
dB
R ＝ 20 lg 2 D f 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）
杨继深 2002年4月
影响反射损耗的因素
R(dB)
靠近辐射源
150
r = 30 m
平面波
靠近辐射源
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M
f
杨继深 2002年4月
杨继深 2002年4月
搭接
电子设备中，金属部件之间的低阻抗 连接称为搭接。例如： •电缆屏蔽层与机箱之间搭接 •屏蔽体上不同部分之间的搭接 • 滤波器与机箱之间的搭接 • 不同机箱之间的地线搭接
杨继深 2002年4月
搭接不良的滤波器
实际干扰电流路径
预期干扰电流路径
滤波器接地阻抗
杨继深 2002年4月
杨继深 2002年4月
电磁密封衬垫的安装方法
绝缘漆
环境密封
杨继深 2002年4月
截止波导管
损 耗
截止区
截止频率
fc
频率
频率高的电磁波能通过波导管，频率低的电磁波损耗 很大！工作在截止区的波导管叫截止波导。
杨继深 2002年4月
截止波导管的屏效
吸收损耗 截止波导管 屏蔽效能 反射损耗： 圆形截止波导：
=
远场区计算公式 近场区计算公式
+
32 t / d
矩形截止波导：
27.2 t / l
孔洞计算屏蔽效能公式
杨继深 2002年4月
截止波导管的损耗
杨继深 2002年4月
截止波导管的设计步骤
孔 洞 的 泄 漏 不 能 满 足 屏 蔽 要 求 SE
2002 4
确 定 截 止 波 导 管 的 截 面 形 状 率 频 的 高 最 的 蔽 屏 要 定 确
说明： 说明： • B为负值，其作用是减小屏蔽效能 为负值， 为负值 • 当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时，可以忽略 当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时， • 对于电场波，可以忽略 对于电场波，
杨继深 2002年4月
怎样屏蔽低频磁场？
低频 低频磁场 磁场 高导电材料 高导电材料 反射损耗小 吸收损耗小
高导磁材料
（注意：对于磁场源，屏效与频率无关！） 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
低频起主要作用
杨继深 2002年4月
高频起主要作用
缝隙的处理
电磁密封衬垫
缝隙
杨继深 2002年4月
电磁密封衬垫的种类
• 金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的) •导电橡胶(不同导电填充物的) •指形簧片(不同表面涂覆层的) •螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的) •导电布
指形簧片
杨继深 2002年4月
螺旋管电磁密封衬垫
杨继深 2002年4月
电磁密封衬垫的主要参数
屏蔽效能 (关系到总体屏蔽效能) 回弹力（关系到盖板的刚度和螺钉间距） 最小密封压力（关系到最小压缩量） 最大形变量（关系到最大压缩量） 压缩永久形变（关系到允许盖板开关次数） 电化学相容性（关系到屏蔽效能的稳定性）
3× 108 / 2πr
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能 （dB） 250 平面波
150
高频时 电磁波种类 的影响很小
0
杨继深 2002年4月
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 / δ )
搭接不良的机箱
航天飞行器上的搭接阻抗4月
搭接阻抗的测量
搭接阻抗
I V
机柜
Z=V/I
~
频率
寄生电容
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导线电感
并联谐振点
不同的搭接条
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频率不同搭接方式不同
杨继深 2002年4月
搭接面的腐蚀
I II
金属 电极电位 金属 电极电位 镁 / 镁合金 - 2.37 铍 铜 - 1.85 + 0.34 铝 蒙乃尔合金 - 1.66 锌 不锈钢 - 0.76 铬 银 - 0.74 + 0.799 铁/钢/铸铁 铂 - 0.44 + 1.200 镉 金 - 0.4 + 1.420 镍 - 0.25 锡 - 0.14 铅 - 0.13
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高导磁率材料的磁旁路效果
H0
R0 Rs
H1
Rs
H0
SE = 1 + R0/RS
H1
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R0
低频磁场屏蔽产品
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磁屏蔽材料的频率特性
µr 103 15 10 镍钢 5 冷轧钢 1 µ金属 坡莫合金
0.01
0.1
1.0
10
100
kHz
杨继深 2002年4月
反射损耗
远场：377Ω
R ＝ 20 lg
ZW 4 Zs
近场：取决于源的阻抗
ZS = 3.68 ×10-7√ f µr/σr
同一种材料的阻 抗随频率变
反射损耗与波阻抗有关，波阻抗越高， 反射损耗与波阻抗有关，波阻抗越高，则反射损耗 越大。 越大。
杨继深 2002年4月
不同电磁波的反射损耗
远场: 电场: 磁场: 377 R ＝ 20 lg 4 Zs R ＝ 20 lg 4500 D f Zs
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 )
杨继深 2002年4月
dB
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
场强
B
吸收损耗A R1 R2
距离
杨继深 2002年4月
波阻抗的概念
波 阻 抗 E/H 377 Ω
电场为主 E ∝ 1/ r3 H ∝ 1 / r2 平面波 E ∝ 1/ r H ∝ 1/ r
磁场为主 H ∝ 1/ r3
E ∝ 1/ r2
杨继深 2002年4月
λ/ 2π
到观测点距离 r
吸收损耗的计算
100
1k
10k
良好电磁屏蔽的关键因素
屏蔽体 导电连续 没有穿过屏 蔽体的导体
不要忘记： 不要忘记： 选择适当的屏蔽材料
你知道吗： 与屏蔽体接地与否无关
屏蔽效能高的屏蔽体
杨继深 2002年4月
实际屏蔽体的问题
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 缝隙 电源线
杨继深 2002年4月
IV
III
搭接点的保护
杨继深 2002年4月
δ
入射电磁波E0 0.37E0
t
剩余电磁波E1 E1 = E0e-t/δ dB dB dB
A ＝ 20 lg ( E0 / E1 ) = 20 lg ( e t / δ ) A ＝ 8.69 ( t / δ )
杨继深 2002年4月
A = 3.34 t √ f µrσr
趋肤深度举例
杨继深 2002年4月
确 定 波 截 导 管 波 的 截 止 频 率 面 尺 寸 fc 截 的 导 管 5f 止 计 算
由 SE 确 定 截 止 波 导 管 的 长 度
f
显示窗/器件的处理
滤波器 屏蔽窗
隔离舱
滤波器
杨继深 2002年4月
操作器件的处理
屏蔽体上 开小孔
屏蔽体上 栽上截止 波导管
用隔离舱 将操作器 件隔离出
磁导率随场强的变化
磁通密度 B µ = ∆B /∆ H 饱和 最大磁导率 起始磁导率
磁场强度 H
杨继深 2002年4月
强磁场的屏蔽
高导磁率材料：饱和 低导磁率材料：屏效不够
杨继深 2002年4月
低导磁率材料
高导磁率材料
加工的影响
100 80 60 40 20 10
杨继深 2002年4月
跌落前
跌落后
杨继深 2002年4月
通风口的处理
穿孔金属板
杨继深 2002年4月
截止波导通风板
贯通导体的处理
杨继深 2002年4月
屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方法
在内部可将电缆延伸
屏蔽互套 表面做导电清洁处理，保持 表面做导电清洁处理，保持360度连接 度连接 注意防腐 屏蔽体边界
与电缆套360度搭接 度搭接 与电缆套 屏蔽电缆
通风口
显示窗
键盘 调节旋钮
杨继深 2002年4月
电缆插座
指示灯
远场区孔洞的屏蔽效能
H L SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB
杨继深 2002年4月
≡
L
若L≥ λ/2
孔洞在近场区的屏蔽效能
）：（说明是电场源 若ZC > （7.9/Df）：（说明是电场源） ）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) ）：（说明是磁场源 若ZC <（7.9/Df）：（说明是磁场源） ）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( πD/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) )
dB
R ＝ 20 lg 2 D f 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）
杨继深 2002年4月
影响反射损耗的因素
R(dB)
靠近辐射源
150
r = 30 m
平面波
靠近辐射源
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M
f
杨继深 2002年4月
杨继深 2002年4月
搭接
电子设备中，金属部件之间的低阻抗 连接称为搭接。例如： •电缆屏蔽层与机箱之间搭接 •屏蔽体上不同部分之间的搭接 • 滤波器与机箱之间的搭接 • 不同机箱之间的地线搭接
杨继深 2002年4月
搭接不良的滤波器
实际干扰电流路径
预期干扰电流路径
滤波器接地阻抗
杨继深 2002年4月
杨继深 2002年4月
电磁密封衬垫的安装方法
绝缘漆
环境密封
杨继深 2002年4月
截止波导管
损 耗
截止区
截止频率
fc
频率
频率高的电磁波能通过波导管，频率低的电磁波损耗 很大！工作在截止区的波导管叫截止波导。
杨继深 2002年4月
截止波导管的屏效
吸收损耗 截止波导管 屏蔽效能 反射损耗： 圆形截止波导：
=
远场区计算公式 近场区计算公式
+
32 t / d
矩形截止波导：
27.2 t / l
孔洞计算屏蔽效能公式
杨继深 2002年4月
截止波导管的损耗
杨继深 2002年4月
截止波导管的设计步骤
孔 洞 的 泄 漏 不 能 满 足 屏 蔽 要 求 SE
2002 4
确 定 截 止 波 导 管 的 截 面 形 状 率 频 的 高 最 的 蔽 屏 要 定 确
说明： 说明： • B为负值，其作用是减小屏蔽效能 为负值， 为负值 • 当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时，可以忽略 当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时， • 对于电场波，可以忽略 对于电场波，
杨继深 2002年4月
怎样屏蔽低频磁场？
低频 低频磁场 磁场 高导电材料 高导电材料 反射损耗小 吸收损耗小
高导磁材料
（注意：对于磁场源，屏效与频率无关！） 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
低频起主要作用
杨继深 2002年4月
高频起主要作用
缝隙的处理
电磁密封衬垫
缝隙
杨继深 2002年4月
电磁密封衬垫的种类
• 金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的) •导电橡胶(不同导电填充物的) •指形簧片(不同表面涂覆层的) •螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的) •导电布