电磁屏蔽的基本概念
电磁屏蔽原理
电磁屏蔽原理电磁屏蔽是指采取一定的措施，使电磁辐射或电磁波无法穿透到屏蔽结构内部或从屏蔽结构内部泄漏出来，达到隔绝或减弱电磁辐射或电磁波的目的。
电磁屏蔽原理是指实现电磁屏蔽的基本原理，它是电磁兼容技术的重要内容之一。
电磁屏蔽原理的研究对于提高电磁兼容性、保障电子设备的正常工作、提高电子设备的抗干扰能力以及保障人体健康都具有十分重要的意义。
电磁屏蔽原理主要包括电磁波的传播特性、电磁波与物质相互作用的基本原理以及电磁屏蔽结构的设计原理等内容。
首先，电磁波的传播特性是电磁屏蔽原理的基础。
电磁波在空间中传播时会受到传播介质、传播距离、频率等因素的影响，了解电磁波的传播特性有助于选择合适的屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构。
其次，电磁波与物质相互作用的基本原理是电磁屏蔽原理的重要内容。
电磁波在与物质相互作用时会发生反射、透射、吸收等现象，不同的材料对电磁波的作用方式各不相同，因此在设计电磁屏蔽结构时需要根据具体的应用场景选择合适的屏蔽材料。
最后，电磁屏蔽结构的设计原理是实现电磁屏蔽的关键。
合理的屏蔽结构设计能够有效地隔离电磁波，减少电磁辐射对周围环境和设备的影响，保障设备的正常工作和人体的健康。
在实际的电磁屏蔽设计中，需要根据具体的应用场景和要求选择合适的屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构。
常见的电磁屏蔽材料包括金属材料、导电涂料、导电纤维布等，而常见的屏蔽结构包括屏蔽罩、屏蔽膜、屏蔽房等。
在选择屏蔽材料时需要考虑其导电性能、机械性能、加工性能等因素，而在设计屏蔽结构时需要考虑其尺寸、形状、安装方式等因素。
通过合理选择屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构，可以有效地实现电磁屏蔽的目的，保障设备的正常工作和人体的健康。
总之，电磁屏蔽原理是实现电磁屏蔽的基础和关键，它涉及到电磁波的传播特性、电磁波与物质相互作用的基本原理以及电磁屏蔽结构的设计原理等内容。
通过深入研究电磁屏蔽原理，可以更好地理解电磁屏蔽技术的要点和关键，为实际的电磁屏蔽设计提供理论指导和技术支持。
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
电子设备电磁屏蔽的结构设计
电子设备电磁屏蔽的结构设计电子设备在现代社会中起着重要的作用，而电磁屏蔽则是保证这些设备正常运行的重要因素之一。
电磁屏蔽是指采取一系列设计措施，将电子设备的电磁辐射控制在一定范围内，从而避免对周围环境和其他设备产生干扰。
在现代电子设备中，电磁屏蔽的结构设计至关重要，下面将就电子设备电磁屏蔽的结构设计进行详细介绍。
一、电磁屏蔽的基本原理电磁屏蔽的基本原理是通过控制电磁波的传播和干扰，从而减少电磁辐射对其他设备和环境的影响。
电磁辐射是电子设备在运行时产生的一种能量传播形式，如果不加以控制，就会对周围的其他电子设备和人体造成危害。
电磁屏蔽的结构设计就是为了最大程度地减少电磁辐射的泄露，通过合理的设计和材料的选择，将电磁波限制在一定的范围内。
二、电磁屏蔽的结构设计1. 金属外壳电子设备通常会采用金属外壳作为外部的保护结构，同时也可以起到电磁屏蔽的作用。
金属外壳可以有效地屏蔽电磁波的辐射，将其限制在设备内部，避免对外部环境产生干扰。
在金属外壳的设计上，需要考虑壳体的材质、厚度，以及连接部件的精密度，确保其能够有效地屏蔽电磁波的干扰。
2. 电磁波隔离层除了金属外壳之外，电子设备的结构设计中还需要考虑电磁波隔离层的配置。
电磁波隔离层是一种特殊的材料层，可以有效地阻止电磁波的传播。
在设计中需要考虑材料的选择、厚度和结构，以确保其能够有效地隔离电磁波的传播，并将其限制在设备内部。
3. 导电屏蔽结构导电屏蔽结构是电子设备中常用的一种屏蔽设计，通过在电路板或电子元件周围设置导电屏蔽结构，可以有效地限制电磁波的辐射。
导电屏蔽结构通常采用导电材料制成，通过连接到设备的接地系统，将电磁波引导到地面，从而避免对其他设备和环境的干扰。
4. 合理的布局和连接设计除了上述结构设计之外，电子设备的整体布局和连接设计也对电磁屏蔽起着重要的影响。
合理的布局可以减少电磁波在设备内部的传播距离，从而减少辐射的泄露。
在连接设计上也需要考虑连接线的长度和走向，确保电磁波能够得到有效地控制和阻止。
电磁屏蔽基本原理介绍
电磁屏蔽基本原理介绍电磁屏蔽是指通过采取一定的措施，将电磁辐射或电磁波的干扰降至可接受的水平的过程。
在现代社会中，电磁辐射已经成为无处不在的存在，如电视、手机、电脑等电子设备都会产生电磁辐射。
然而，过高的电磁辐射会对人体和其他电子设备造成不良影响，因此电磁屏蔽就显得尤为重要。
电磁屏蔽的基本原理可以归纳为两个方面：屏蔽材料和屏蔽结构。
1. 屏蔽材料：屏蔽材料是指用于隔离电磁辐射的材料，常见的屏蔽材料包括金属、导电涂料、导电纤维等。
这些材料具有良好的导电性能，能够吸收或反射电磁波，从而降低电磁辐射的强度。
金属是一种常用的屏蔽材料，如铜、铝等。
金属具有良好的导电性和反射性，能够有效地吸收和反射电磁波。
常见的金属屏蔽材料有金属屏蔽罩、金属屏蔽板等。
导电涂料是一种将导电材料加入到涂料中形成的涂层，具有良好的导电性能。
通过在电子设备的外壳或电路板上涂覆导电涂料，可以形成一层导电膜，起到屏蔽电磁辐射的作用。
导电纤维是一种将导电材料织入纤维中形成的材料，具有良好的导电性能和柔软性。
导电纤维可以用于制作电磁屏蔽布料，可以用于制作电子设备的屏蔽罩或服装等。
2. 屏蔽结构：屏蔽结构是指通过设计合理的结构来实现电磁屏蔽的效果。
常见的屏蔽结构包括屏蔽罩、屏蔽壳、屏蔽膜等。
屏蔽罩是一种金属或导电塑料制成的外壳，可以将电子设备完全包裹在内，从而阻挡电磁波的传播。
屏蔽罩通常具有开口和连接器，以便电子设备与外界进行通信。
屏蔽壳是一种金属或导电塑料制成的外壳，可以将电子设备的关键部件包裹在内，从而阻挡电磁波的干扰。
屏蔽壳通常具有开口和密封装置，以便维修和保养。
屏蔽膜是一种将导电材料涂覆在基材上形成的薄膜，可以用于电子设备的屏蔽。
屏蔽膜具有柔软性和可塑性，可以根据需要进行剪裁和粘贴，方便实现电磁屏蔽。
总结：电磁屏蔽是通过屏蔽材料和屏蔽结构来降低电磁辐射的干扰。
屏蔽材料具有良好的导电性能，能够吸收或反射电磁波；屏蔽结构通过设计合理的结构来实现电磁屏蔽的效果。
电磁屏蔽的基本概念和原理(一)
电磁屏蔽的基本概念和原理(一)电磁屏蔽的基本概念和原理1. 电磁屏蔽是什么？电磁屏蔽是指利用物理或电子技术，以降低或消除电磁波辐射对设备或环境的干扰或损害的一种方法。
通过采用适当的材料或结构，电磁屏蔽可以将电磁波的能量吸收或反射，从而达到屏蔽的效果。
2. 电磁波的基本概念•电磁波是由电场和磁场交替变化所产生的一种波动现象。
•电磁波具有一定的频率和波长，广泛存在于我们的生活中，如无线电波、微波、可见光、X射线等。
3. 电磁波的传播特性•电磁波具有辐射性和穿透性，可以在空气和真空中传播，也可以穿透一些材料。
•电磁波会通过与之相互作用的物体产生反射、折射、散射等现象，从而影响设备的正常工作。
4. 电磁屏蔽的原理电磁屏蔽主要依赖于两个原理：吸收和反射。
4.1 吸收原理•电磁屏蔽材料可以通过吸收电磁波的能量来实现屏蔽作用。
•一些特殊的材料，如铁、镍、铜等，对电磁波的能量具有较好的吸收能力。
•这些材料在电磁波作用下产生涡流和电荷运动，从而将电磁波的能量转化为热能。
4.2 反射原理•电磁屏蔽材料可以通过反射电磁波的能量来实现屏蔽作用。
•一些金属材料，如铝、钢铁等，对电磁波具有较好的反射能力。
•这些材料可以将电磁波的能量反射回源头，从而减少对其他设备或环境的干扰。
5. 电磁屏蔽的应用电磁屏蔽广泛应用于各个领域，包括通信、电子设备、军事、医疗等。
•在通信领域，电磁屏蔽可以避免无线电波的相互干扰，保证通信的质量和可靠性。
•在电子设备中，电磁屏蔽可以避免电磁波对电子元件的损坏或干扰，提高设备的性能和寿命。
•在军事领域，电磁屏蔽具有重要的战术和战略意义，可以保护敏感设备和通信的安全。
•在医疗领域，电磁屏蔽可以避免医疗设备对患者产生干扰或损害，确保医疗的安全和准确性。
6. 总结电磁屏蔽作为一种重要的技术手段，可以有效降低电磁辐射对设备和环境的干扰或损害。
通过吸收和反射原理，电磁屏蔽材料能够将电磁波的能量转化为其他形式，从而实现屏蔽的效果。
利用LabVIEW进行电气设备电磁屏蔽与防护设计
利用LabVIEW进行电气设备电磁屏蔽与防护设计电气设备电磁屏蔽与防护设计电磁屏蔽与防护设计是电气设备领域中的一个重要课题。
在现代社会中，电子设备越来越广泛地应用于各个领域，而电磁干扰也成为了一个日益突出的问题。
为了确保电气设备的正常运行和性能稳定，必须进行有效的电磁屏蔽与防护设计。
本文将介绍利用LabVIEW进行电气设备电磁屏蔽与防护设计的方法和步骤。
一、电磁屏蔽与防护的基本概念电磁屏蔽与防护是指采取一系列措施，以减少或阻断电磁场的干扰，保护设备免受电磁辐射或电磁干扰的影响。
电磁辐射和电磁干扰可能会导致设备性能下降、数据传输错误、甚至设备损坏。
因此，电磁屏蔽与防护设计是电气设备设计中必不可少的一环。
二、LabVIEW在电磁屏蔽与防护设计中的应用LabVIEW是一种基于图形化编程的软件开发环境，广泛应用于数据采集、仪器控制和信号处理等领域。
在电磁屏蔽与防护设计中，LabVIEW可以用于电磁场的仿真和分析，以及设计参数的优化。
在LabVIEW中，可以通过搭建电磁场仿真模型，利用有限元分析方法进行电磁场的计算和模拟。
通过输入电磁辐射源的参数和设备结构信息，可以分析设备受到的电磁辐射情况，并评估其对设备的影响程度。
同时，也可以通过调整设备结构和材料等设计参数，优化电磁屏蔽与防护效果。
三、LabVIEW电磁屏蔽与防护设计实例以下是一个基于LabVIEW的电磁屏蔽与防护设计实例，以说明LabVIEW在电气设备电磁屏蔽与防护设计中的应用。
假设设计一个电磁屏蔽箱，用于保护嵌入式系统免受外部电磁干扰的影响。
该电磁屏蔽箱的尺寸为1m×1m×1m，由金属材料制成，内部放置一个敏感的嵌入式系统。
首先，在LabVIEW中搭建电磁场仿真模型。
选择合适的有限元分析工具，输入金属材料的特性参数，并将敏感嵌入式系统的参数导入仿真模型。
然后，进行电磁场仿真计算。
运行仿真程序，在计算结果中得到金属箱体内的电场、磁场和电磁波的传播情况。
电磁屏蔽的基本概念
电磁屏蔽的基本概念EMI 屏蔽是指电磁波的能量被材料吸收或反射造成的衰减，通常以屏蔽效能(Shielding Effectiveness, SE ) 表示。
屏蔽效能是指未加屏蔽时某一观测点的电磁波功率密度与经屏蔽后同一观测点的电磁波功率密度之比,即屏蔽材料对电磁信号的衰减值:SE = 20 log (p i/ p0)式中p i, 和p0。
分别表示入射和透射电磁波的功率密度, 屏蔽效能的单位为分贝(dB )。
衰减值越大, 表明屏蔽效能越好。
EMI 屏蔽有近场和远场两种。
当辐射源和屏蔽材料之间的距离(D)大于通λ/2π 二时,属于远场屏蔽,其中λ是辐射源的波长。
当D＜λ/2π时, 属于近场屏蔽。
电磁波人射到材料表面时, 会发生吸收、反射、内部反射和透射(如下图 )。
屏蔽效能为电磁波被屏蔽层反射、吸收及内部反射之和, 表示公式为:SE=R + A + B式中R 为反射损耗,A 为吸收损耗,B 为内部反射损耗。
A 与电磁波的类型(电场或磁场)无关,只要电磁波通过屏蔽材料就有吸收, 并与材料厚度呈线性增加,与材料的电导率及磁导率有关。
电导率和磁导率大的材料吸收损耗大。
多层材料的叠加可减小磁畴壁, 从而增加磁导率, 故而材料越厚, 吸收损耗越大。
R 不仅与材料的表面阻抗有关,同时还与辐射源的类型及屏蔽材料到辐射源的距离有关。
对于高频,A 的值很大,B 可以忽略不计;于低频,A 的值很小,B 就必须考虑。
ICP（intrinsic conductive polymer）材料, 如PANI(聚苯胺)、PPY（聚吡咯）、PTH（聚噻吩）, 具有较高的电导率和介电常数, 加上质轻、环境稳定性好等优点, 是应用前景十分广阔的 EMI 屏蔽。
尤为重要的是，ICP 不仅能通过反射损耗, 更能通过吸收损耗达到EMI 屏蔽目的, 因而比金属屏蔽材料更具优势。
下表为典型金属材料和ICP材料物理性能的比较。
屏蔽技术
其它屏蔽材料 1.导电布，导电布是由化学纤维及天然 纤维等构成的织物表面上覆上（金— 银—铜—镍）等金属表层所构成的金 属纤维所编织而成，可赋予导电性且 没有纤维固有性质。厚度0.15±0.02 mm ，频率100MHz衰减90dB，频率 3GHz衰减70dB以上 2.Ｉ／Ｏ导电泡棉衬垫是由聚酯纤维制 作表面覆上金属构成金属纤维 3.铜箔导电泡棉是由纯软质铜+聚脂纤维 制作 4.铜箔胶粘带 5.全金属丝网屏蔽条 6.导电胶
截止波导管的总屏蔽效能：截止波导管的屏蔽效能由吸收 损耗部分加上孔洞的屏蔽效能,不能满足屏蔽要求时，就 可以考虑使用截止波导管，利用截止波导管的深度提供的 额外的损耗增加屏蔽效能。 16.截止波导管的注意事项与设计步骤 1）绝对不能使导体穿过截止波导管，否则会造成严重的 电磁泄漏，这是一个常见的错误。 2）一定要确保波导管相对于要屏蔽的频率处于截止状态， 并且截止频率要远高于（5倍以上）需要屏蔽的频率。设 计截止波导管的步骤如下所示： A)确定需要屏蔽的最高频率Fmax和屏蔽效能SE B)确定截止波导管的截止频率Fc，使fc≥5Fmax C)根据Fc，利用计算Fc的方程计算波导管的截面尺寸d D)根据d和SE，利用波导管吸收损耗公式计算波导管长度t
屏蔽技术应用
基本概念 屏蔽原理
屏蔽技术应 用 屏蔽是 抑制辐 射干扰 的有效 办法！
屏蔽性能 屏蔽材料 屏蔽箱设计
屏蔽设计 一般规则
一. 屏蔽的基本概念 屏蔽是利用导电或导磁材料制成的壳、板、套、等 各种形状的屏蔽体，将电磁能量限制在一定空间围 内的抑制辐射干扰的一种有效措施。 采用屏蔽的目的有两个： 一是限制设备内部的辐射电磁能越出某一区域； 二是防止外部的辐射电磁能进入某一区域。 屏蔽箱的屏蔽效能：指模拟干扰源置于屏蔽箱外 时，屏蔽箱置放前后的空间某点电场强度、磁场 强度或功率之比再取对数（lgp1/p2），用dB表示。 测试设备有：网络分析仪（信号发生器+频谱分 析仪）、偶极子天线、喇叭天线、屏蔽箱。
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电磁屏蔽的基本概念
EMI屏蔽是指电磁波的能量被材料吸收或反射造成的衰减，通常以屏蔽效能（Shield ing Effective ness, SE ）表示。
屏蔽效能是指未加屏蔽时某一观测点
的电磁波功率密度与经屏蔽后同一观测点的电磁波功率密度之比，即屏蔽材料对电磁信号的衰减值：
SE = 20 log （p i/ p o）
式中P i,和P0。
分别表示入射和透射电磁波的功率密度，屏蔽效能的单位为分贝（dB ）。
衰减值越大，表明屏蔽效能越好。
EMI屏蔽有近场和远场两种。
当辐射
源和屏蔽材料之间的距离（D）大于通入/2 n二时,属于远场屏蔽，其中入是辐射源的波长。
当D V入/2 n时，属于近场屏蔽。
电磁波人射到材料表面时，会发生吸收、反射、内部反射和透射（如下图）。
“一甲旣赫料总一巒料订一更射谨诃一曬收皿一
佰一蚌用軸:7—肉肚翩）
屏蔽效能为电磁波被屏蔽层反射、吸收及内部反射之和，表示公式为：
SE=R + A + B
式中R为反射损耗,A为吸收损耗,B为内部反射损耗。
A与电磁波的类型（电场或磁场）无关,只要电磁波通过屏蔽材料就有吸收，并与材料厚度呈线性增加，与材料的电导率及磁导率有关。
电导率和磁导率大的材料吸收损耗大。
多层材料的叠加可减小磁畴壁，从而增加磁导率，故而材料越厚，吸收损耗越大。
R不仅与材料的表面阻抗有关，同时还与辐射源的类型及屏蔽材料到辐射源的距离有关。
对于高频,A的值很大,B可以忽略不计；于低频,A的值很小,B就必须考虑。
ICP （intrinsic conductive polymer）材料，如PANI（聚苯胺）、PPY（聚吡
咯）、PTH（聚噻吩），具有较高的电导率和介电常数，加上质轻、环境稳定性好等优点，是应用前景十分广阔的EMI屏蔽。
尤为重要的是，ICP不仅能通过反射损耗，更能通过吸收损耗达到EMI屏蔽目的，因而比金属屏蔽材料更具优势。
下表为典型金属材料和ICP材料物理性能的比较。