多芯电缆屏蔽效能原理及其仿真分析软件
多芯电缆屏蔽效能原理及其仿真分析软件
[日期：2008-11-18 15:42:00] 作者：未知 来源：
引 言
随着现代通信网络及电子技术的飞速发展，在有限的空间内电子设备的密度越来越大，相互之间的干
扰已经引起越来越多的重视采用屏蔽措施是消除或抑制电磁干扰的有效手段
目前，为了保证电磁兼容性，车载通信总线基本上均采用屏蔽电缆使用屏蔽电缆一方面可以有效地
抑制电缆上感应的EMI辐射，避免通信失效，噪音增大，传输误码，信号误差等现象；另一方面可减少
电缆上的信号向外辐射，减少对周围电磁环境的污染，防止信息的泄漏和失密在车载通信系统电磁兼容
设计方面，多芯电缆的屏蔽效能是一个很重要的指标因此，本文介绍了多芯电缆的屏蔽效能原理，并在
此基础上开发了多芯电缆屏蔽效能仿真软件，为设计人员合适设计和选择电缆提供了依据，这对缩短产品
的开发周期，节省开发成本具有重大意义
1屏蔽效能原理
1.1屏蔽效能的定义
屏蔽效能是用来评价材料的屏蔽效果，其定义为在电磁场中同一地点无屏效时的电场或磁场强度与加
屏蔽体后的电场或磁场强度或功率之比，通常用SE(shielding effectiveness)表示SE可以有多种表示方
法，文中采用如下方法进行仿真计算：
电缆暴露在外界辐射场中时，屏蔽层上的电流与导线上的电流的比值：
在工程计算中，还可以通过转移阻抗来确定电缆的屏蔽效能电缆屏蔽层的转移阻抗用ZT表示，表
示的是内中心导体与外屏蔽层之间电压和屏蔽层表面的电流的比值，反映了屏蔽层内部场与外部场的耦合
关系如图1所示，它是由屏蔽层的材料及结构形式所决定的，体现了屏蔽体的固有屏蔽特性
如果某根芯线两端的端接阻抗Zi1(始端)、Zi2(终端)，则由包含多芯屏蔽电缆的传输线理论，屏蔽层
内回路与芯线回路相对于参考导体的电压相等，所以有：
把式(3)代人式(1)，即可求得屏蔽效能公式：
实际计算时，应选取被耦合的最大线芯电流作为Ii，这样才能对应最大的转移阻抗和最小的屏蔽效能
1.2影响电缆屏蔽效能的因素
屏蔽效能与很多因素有关，如屏蔽材料的电导率、磁导率，屏蔽的结构，干扰源的频率，在近场还与
离干扰源的距离和场源性质(电场或磁场)有关
影响编织电缆屏蔽性能的参数有编织密度、编织角及编织导线的丝径、材质等，编织角度越小，编织
密度越大，投影覆盖率就越大，屏蔽效果越好；包容型电缆屏蔽性能与屏蔽层厚度、材料等密切相关在
低频时，编织屏蔽电缆要优于包容屏蔽电缆，而高频时候连续的金属管比编织的金属网的屏蔽效果好；双
层屏蔽比单层屏蔽要好辐射源与屏蔽的耦合、各单元之间相互耦合的影响、屏蔽终端的影响以及接地技
术，都必须考虑进去 2软件的总体设计及功能
工程上，我们对于系统间的互连多芯电缆，从电磁兼容的角度来讲，最关心的是它上面传输的信号的
特征、屏蔽效能、线间耦合干扰量、以及受到干扰以后信号波形的变化因此软件从功能上的设计目标是
完成以下4个功能：信号频谱分析、屏蔽效能及转移阻抗分析、线间频域内的互耦分析以及线间时域内
的互耦分析，图2为软件的总体结构图功能选择界面如图3所示
2.1输入模块
基于VB语言在编写软件界面方面的简单易用，以及功能的强大，输入模块主要是用其编写该模块
实现了信号参数、电缆参数、激励源参数等的输入，并采用人机交互方式和界面图形化设计，辅以大量的
图文提示，及大量的容错提示，能及时反馈用户误操作信息由于窗体较多，这里以"芯线参数输入"窗体
为例，如图4所示
2.2核心计算模块
核心计算模块是用Borland C++编写，是软件最重要的部分，它负责处理输入模块传递过来的数据，
进行仿真计算，并输出相应的数据文件这一过程是在后台自动进行操作，无需用户干预以"屏蔽效能
分析"功能的核心计算程序为例，用图5的结构图来说明其工作流程
2.3输出模块
鉴于图形结果的直观，数值结果的精确，所以在输出模块中设置了2种输出方式，分别为图形结构
和数据结构
3仿真结果及分析
由于现有条件所限，这里对一根两芯电缆进行仿真及测试，这根电缆的参数如下所示：
芯线：有两根芯线，每根芯线的半径为0.2 mm，每根芯线的绞合导线数为16，绞合导线直径为0.1
mm
屏蔽层：屏蔽层类型为编织屏蔽层，屏蔽层半径为3 mm，编织束为16，导线束6，编织角18.7°，
屏蔽层厚度0.15 mm
分别对每个芯线进行测试，计算出电缆的屏蔽效能，取最小的屏蔽效能值作为该被测电缆的屏蔽效能
图6为仿真结果与测试结果的比较
从图6中可以看出，仿真结果与测试结果两者吻合的较好在300 MHz以前，除了个别的点以外，
两者相差在5 dB左右而在高频，实测的屏蔽效能比仿真的结果低主要是由于装置的高频耦合泄漏较严
重所致
4结 论
通过仿真结果和测试结果的对比，证实该仿真软件具有较好的效果通过本仿真软件的使用不仅可以
对已有的电缆的性能进行评估，且仿真计算结果对电缆的设计及选用具有指导性作用
有线电视屏蔽传输电缆电容的LBEM分析
［ ］Ｎ Ｒ Ｇ Ｒ ． ｈ ａａｉｎｅａｄｓｒ ｃ－ｈｒｅｄｓｉｕｉ ｓｏ ａ ２ Ｏ Ｄ Ａ ＤＪＤ Ｔｅｃｐｃａｃ ｎ ｕｆ ｅｃａｇ ｉｒ ｔｎ ｆ ｔ ａ ｔｂ ｏ
责任编辑： 杨
岩
收稿 日期 ：０２ ０ －０ ２ １－ ３２
（ 上接第 ８ ） ４页
综合来看 ， 多用 户协作 系 统 中， 在 网络 编码 可 以降 低系统 的中断概率 ， 提升网络吞 吐量 ， 但是 ， 以提 升复 是
参考文献 ：
［ ］金立标 ， Ｉ 张乃谦 ． 三网融合下的有线电视网络改造技术［ ］ 电视技 Ｊ．
术 ，０ １３ （２ ：３ １． ２ １ ， １ ） １－６ ５
［ ］李忠元 ．电磁场边界元素法［ ．北京： ９ Ｍ］ 北京工业学院出版社 ，９７ １８．
作者 简 介 ： 帅春 江 （９９一 ）硕士， １７ ， 讲师。 主要从事电磁场理论及光线通信应用
ｔｎ ｅ，ｉｄ ｃａ ｃ ｎ Ｏ ｏ ｅ ｍｐ ｒ ｎ ｏ ｅ ａｕ ｔ ｈ ｕ ｌｙ ｏ ｅｅ ｉｉｎ ｓｇ ａ ｎ ｓ ｉｌｅ ｈｉｏ ｄ ｃｏ ａ ｌｓ Ｔｈ ｉｅ ｒｂ ｕ ｄ ｒ ｌｍｅ ｔ ａｅ ｎ ｕ ｔｎ ｅａ ｄ Ｓ ｎ ａ ｉ ｏ ｔ ｔｔ ｖ ｌａｅ ｔ ｅｑ ａｉ ｆｔｌｖｓｏ ｉｎ ｌｏ ｈｅｄ ｄ ｍｕ ｃ ｎ ｕ ｔｒｃ ｂ ｅ． ｅ ｌｎ ａ ｏ ｎ ａｙ ｅｅ ｎ ｒ ａ ｔ
多芯电缆 电容 （ 包括 自电容和耦合 电容） 是度量屏蔽 电缆
对 于 ｓ ｓ 任意第． ，， ： 『 个单元（ ， Ｚ为单元长度） 单元上 ，
分析了 任一点的 “和 ｑ值用线性插值基 函数来表示 ， 代入积分方
Ⅳ－ ＋
不 同形状 、 截面积 的芯线和芯线间不 同排列对 电缆电容 的 程可得
混波室法电缆屏蔽性能测试分析
到 了广泛 的应用 。混 响室 的一个优 势就是可 以非常轻松地测 量 各种形状 的电缆 ， 其他 方法一 般都要 求被 测 电缆 保持 一定的形 状， 比如说直线 。混 响室内的环境非常具有代表性 ， 与复杂的 现
实环境基本一致 ： 在混 响室内从 统计意义上无论从 哪个 方向 ， 有
什么样 的极化作 用 ， 任何 相位情 况下 得到 的 电磁 场环境都 是非
（ ｌｃ ｏ ｇｅｉ Ｃ ｍｐｔ ｉｔ Ｌ ｂ ， ｏｔｅｓ Ｕ ｉｅｓｙ Ｎ ｎｉｇ １０ ６ Ｃ ｉａ Ｅｅｔｍａｎｔ ｏ ａｉ ｌｙ ａ ． Ｓｕｈ ａｔ ｎｖｒｉ ， ａｊ ０ ９ ， ｈｎ ） ｒ ｃ ｂ ｉ ｔ ｎ２
Ａ ｓ ａｔＲ ｖｒｅａｏ ｈｍ ｅｓ（ Ｃ ｓ ｒｄａｌ ｕｅ ｈｅｄｎ ｆ ｃ ｖｎｓ ｓ ｏ ａｌ ｆｒｏ ｏｔｈｓ ｙａ ｃｒｎｅ ｂｔ ｃ： ｅｅ ｒｔｎｃａ ｂ ｒ Ｒ ）ｉ ｇａｕｌ ｓｄｉ ｓｉ ｉｇｅ ｅｔ ｅｅｓｔ ｔ ｆ ｂ ｗ Ｃｓ ｉ ｄｎｍｉ ａｇ， ｒ ｂ ｉ ｙ ｎ ｌ ｆ ｉ ｅ ｃ ｅｏｌ ，【 ｈ
ｈ ｇ ｐ ｅ ｉ ｔｄ ｆ ｑ ｅ ｃ ， ｔ ． ｔｉ ａｙ ｅ ｈ ｔ ｈ ｆ ｃｓ ｏ ｎ ｔ ， ｏ ｉ ｏ ｄ ｏ ｉ ｎａ ｉｎ ｉ ｎ ｔｅ ｓ ｉｌ ｉ ｇ ｅ ｅ ｔ ｅ ｉｈ ｕ ｐ ｒｌ ｅ ｒ ｕ ｎ ｙ ｅｃ Ｉ ｓａ ｌ ｚ ｄ ｔ ａ ｅ ｅｆ ｔ ｆ ｅ ｇ ｈ ｐ ｓｔ ｎ ａ ｒｅ ｔｔ ｎ ＲＣ ｏ ｈ ｅｄ ｎ ｆ ｃ ｖ － ｍｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｌ ｉ ｎ ｏ ｈ ｉ
能测试技术对 于系统电缆选择起着重要作用 。
常令人满意 的。这是 混响室法与其他前述测试 方法相 比最大 的
测试 电缆屏 蔽性 能的方 法很 多 ， 三 同轴 法 、 有 线注 入法 、 电 流探头法 、 功率吸收钳法等 ， 这些方法 的最高测试频 率一般 只 但 能到 ３Ｇ ｚ不能满足 电缆甚 至高达 ４ Ｈ Ｈ， ０Ｇ ｚ的要 求 。而混 波室 没有理论上 限频率 ， 其实际上限频率 只受 泄漏和损耗的影响 ， 且
多芯屏蔽视频电缆转移阻抗的测试研究
Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏｒｄｔ： ｕＩ ｉ Ｍ ｔｃｏｒ Ｓｈｉ ｄｅｄ ｖｉ ｅ ｅＩ ｄｅｏ Ｃａｂｌ ｅｓ：Ｔｒ ａｎｓ ｅｒ ｍ ｐｅｄａｎｃｅ：Ｓ ｈｉ ｄｉ Ｅｆ ｅｃｔ ｖｅｎｅｓｓ ｆ ｉ ｅＩ ｎｇ ｆ ｉ
ＣＬＣ ｈｕｍ ｂＱｌ ｆ ￣ ＝ＴＭ２ ． ； ４８ ２ ＴＭ２０ Ｄｏｃｕｍ ｅｎｔ ｃｏｄＱ． Ａｒ ｌ ｅ － ６ － Ａ ｔ ｃｌ ｏ：１ ０ － ０ （ ０ ６ ０ － ００１０ ０ ３ ０１ ７ ２ ０ ） ８ ０ －４
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中 图分 类 号 ：Ｍ ４ ２： Ｍ ０ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ２ ８． Ｔ ２ ６ Ａ
文 章 编 号 ：１ ０ － １ ７（ ０ ６ ０ — ０ １ ０ ０ ３ ０ ０ ２０ ）８ ０ ０－ ４
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▲ ｂｓｔｒ ｃｔ：Ｔｈｉ ａ ｓ ｐａｐｅｒ ｄｉ ｓｃｕｓｓｅｓ ｈｅ ｔ ｐｒ ｎｃｉ ｅ ａｎｄ ｍ ｅｔ ｉ ＰＩ ｈｏｄ ｏｆ ｅｓ ｉ ｔ ｔ ｎｇ ｏｆ ｒ ｔ ａｎｓｆ ｉ ｐｅｄａｎｃｅ ｏｆ ｅｒ ｍ
ｄｅｍ ｏｎｓｔ ａｔ ｔ ｒ ｅ ｈｅ ｔ ａｎｓｆ ｉ Ｐｅｄａｎｃｅ ｏｆ ｒ ｅｒ ｍ ｍ ｕＩ ｉ ｔ ｃｏｒ ｅ ｓｈｉ ｄｅｄ ｅＩ ｖｉ ｄｅｏ Ｃ ａｂＩ ｉ ｏｆ ｇｎｉｊ ｅｓ ｓ ｓｉ ｆｃａｎｃｅ ｔ ｏ
ｉ ｏｒ ａｔ ｏｎ ｎｆ ｍ ｉ ｓａｆ ｙ． ｅｔ
引 言
计 算 机 的 信 息 泄 露 越 来 越 受
到 工 程 人 员 的 关 注 ， 人 们 在 对 信 息 的 泄露 源 （主 机 和 显 示 器 ） 进 行 防
１． 试 原 理 测
所 谓 三 轴 测 量 方 法 即 是 住 被 测 屏 蔽 电 缆 外 皮 上 套 一外 同 流 圆 管 ， 由 被 测 电 缆 芯 线 、 被 测 电 缆 屏 蔽 层 和 外 网流 圆 管 构 成 三 同轴 的 结 构 。 三 同轴 测 试 系统 如 图 １ —１所 爪 ： 如 图 １一ｌ所 ， ， 被 测 电 缆 的 Ｊ ｊ 巷 线 、 电 缆 屏 敞 层 和 外 回 流 管 构 成 同轴 结 构 ， 阻抗 在 踹 点 ２接 十
缝隙对屏蔽效能的影响分析
第３期徐亮：缝隙对屏蔽效能的影响分析１７９４装配面的缝隙处理方法若要提高设备机箱的屏蔽效能，需要减小机箱缝隙长度和孔洞直径。
可以通过在装配面处加导电网‘１１和减小装配面螺钉的间距Ⅲ来缩减机箱缝隙长度，见图６。
箱体上不得不开启的孔洞，需要采用合适的波导滤波器进行隔离。
５结论图图（ａ）ｍｅｔｈｏｄ１（ｂ）ｍｅｔｈｏｄ２（ｃ）ｍｅｔｈｏｄ３（ｄ）ｓｐａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｂｏｌｔｓＦｉｇ．６Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｍｏｄｅｓｏｆａｓｓｅｍｂｌｙｆａｒｃｅ图６装配面屏蔽方式示意通过仿真计算，分析了不同长度的缝隙与箱体屏蔽效能的关系。
缝隙越短，金属机箱的屏蔽效能越高。
由于机箱与外设、其它设备有很多互连线，导致机箱有很多开口，这些开口形成大小不一的缝隙。
减小装配面螺钉的间距。
在装配面处加导电网，箱体进出口使用波导，并在产品设计过程中电路板合理布线和接地，综合运用电磁兼容设计思想，所设计产品的金属机箱屏蔽效能会大大的提高，产品的电磁兼容性能也会有较大的改善。
参考文献：【ｌ】蔡仁钢．电磁兼容原理、设计和预测技术【Ｍ】．北京：北京航天航空大学出版社，１９９７．【２】周启明，李小伟，黄聪顺，等．多芯电缆屏蔽效能的脉冲电流注入法测量【Ｊ】．信息与电子工程，２００７，５（２）：１５０—１５３．【３】ＡｎｄｒｅｗＣＭａｒｖｉｎ，ＪｏｈｎＦＤａｗｓｏｎ，ＳｉｍｏｎＷａｒｄ，ｅｔａ１．ＡＰｒｏｐｏｓｅｄＮｅｗＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＳｈｉｅｌｄｉｎｇＥｆｆｅｃｔｏｆＥｑｕｉｐｍｅｎｔＥｎｃｌｏｓｕｒｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，２００４，４６（３）：４５９－４６８．【４】邓小斌，侯朝祯．有孔矩形腔屏蔽效能的传输线法分析［Ｊ】．强激光与粒子束，２００４，１６（３）：３４１—３４４．【５】ＵｓｔｕｎｅｒＦ，ＡｋｓｅａＡ，ＡｒａｚＩ，ｅｔａ１．Ａｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｓｍａｌｌｅｎｃｌｏｓｕｒｅｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥＥＭＣＩｎｔ．Ｓｙｒｕｐ．，２００１，２：７０８－７ｌ２．【６】ＦＬＯＥＭＣ产品手册［ＥＢ／ＯＬ］．【２００８—０３—１５］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｌｏｍｅｒｉｃｓ．ｃｏｒｎ．ｅｎ／ｐｒｏｄｕｅｔ／ｅｍｃ．ａｓｐ．【７】戈鲁（ＧｕｒｕＢｓ），赫兹若格论鲁（ＨｎｓｅｙｉｎＨＲ）．电磁场与电磁波【Ｍ】．２版．周克定，等译．北京：机械工业出版社，２００６．【８】刘鹏程，邱扬．电磁兼容原理及技术［ＭＩ．北京：高等教育出版社，１９９３．作者简介：徐亮（１９６８一），男，四川省简阳市人，工程师，２００１年毕业于电子科技大学测试计量技术及仪器专业，硕士，主要从事电磁兼容测试技术研究．Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｕｌｉａｎ９８５３１＠ｓｉｎａ．ｏｏｍ．缝隙对屏蔽效能的影响分析作者：徐亮， XU Liang作者单位：中国工程物理研究院,电子工程研究所,四川,绵阳,621900刊名：信息与电子工程英文刊名：INFORMATION AND ELECTRONIC ENGINEERING年，卷(期)：2008,6(3)被引用次数：8次1.刘鹏程;邱扬电磁兼容原理及技术 19932.戈鲁;赫兹若格论鲁;周克定电磁场与电磁波 20063.FLOEMC产品手册 2008tuner F;Akses A;Araz I A method for evaluating the shielding effectiveness of small enclosures 20015.邓小斌;侯朝祯有孔矩形腔屏蔽效能的传输线法分析[期刊论文]-强激光与粒子束 2004(03)6.Andrew C Marvin;John F Dawson;Simon Ward A Proposed New Definition and Measurement of the Shielding Effectof Equipment Enclosures[外文期刊] 2004(03)7.周启明;李小伟;黄聪顺多芯电缆屏蔽效能的脉冲电流注入法测量[期刊论文]-信息与电子工程 2007(02)8.蔡仁钢电磁兼容原理、设计和预测技术 19971.李文斌.何雄辉.李光辉.Li Wenbin.He Xionghui.Li Guanghui有孔金属导体板屏蔽特性的分析[期刊论文]-仪器仪表学报2005,26(10)2.王业飞.王群.唐章宏.李司洋缝隙对屏蔽效能影响的分析及改善[会议论文]-20093.卢怡.闻映红.LU Yi.WEN Ying-hong双侧开孔矩形金属腔体的屏蔽效能仿真分析[期刊论文]-铁路计算机应用2011,20(5)4.汪柳平.高攸纲.沈远茂.阮方鸣.WANG Liu-ping.GAO You-gang.SHEN Yuan-mao.RUAN Fang-ming装有PCB有孔矩形腔屏蔽效能的传输线法分析[期刊论文]-电波科学学报2008,23(4)5.王晓蔚.任士焱.杨华云.吴波.WANG Xiao-wei.REN Shi-yan.YANG Hua-yun.WU Bo磁屏蔽效能的有限元分析[期刊论文]-计量学报2006,27(4)6.田东.陈少昌.Tian Dong.Chen Shaochang孔缝矩形腔屏蔽效能仿真分析[期刊论文]-舰船电子工程2009,29(11)7.高璞.郝建红.高永华.Gao Pu.Hao Jianhong.Gao Yonghua基于FEKO仿真评估PCB布局对机箱屏蔽效能的影响[期刊论文]-安全与电磁兼容2010(3)8.邓小斌.侯朝桢有孔矩形腔屏蔽效能的传输线法分析[期刊论文]-强激光与粒子束2004,16(3)1.卢红标.程怡豪.严东晋.邱艳宇.陈彬爆炸震动下钢板屏蔽室动力特性及屏蔽效能实验[期刊论文]-解放军理工大学学报（自然科学版） 2012(4)2.卢怡.闻映红双侧开孔矩形金属腔体的屏蔽效能仿真分析[期刊论文]-铁路计算机应用 2011(5)3.郭浩.闫京海.周波.张少林射频仿真试验系统电磁泄露分析[期刊论文]-舰船电子工程 2011(4)4.丁飞.向春清.杨威低频电磁屏蔽工程设计研究[期刊论文]-信息通信 2011(6)5.向春清.丁飞低频电磁屏蔽效能研究[期刊论文]-舰船电子工程 2011(11)6.熊文毅Ku频段接收前端的高本振抑制设计[期刊论文]-电讯技术 2011(7)7.徐亮仿真分析在时钟电路电磁兼容设计中的应用[期刊论文]-信息与电子工程 2009(3)8.徐亮PCB板上不同屏蔽方式对屏蔽效能的影响[期刊论文]-安全与电磁兼容 2009(3)9.徐亮Pigtail的电磁辐射分析及测试[期刊论文]-国外电子测量技术 2009(10)本文链接：/Periodical_xxydzgc200803004.aspx。
电缆电磁脉冲屏蔽效能的辐射法测量
电 缆 电磁 脉 冲 屏 蔽 效 能 的 辐 射 法 测 量
刘顺坤， 陈向跃， 相 辉
（ 西北 核 技 术 研究 所 ， 安 ７ ０ ２ ） 西 １ ０ ４
摘
要 ： 分 析 了 电缆 电磁 脉 冲 屏 蔽 效 能 传 统 测 量 方 法 的局 限 ， 出 了辐 射 法 测 量 电 缆 电 磁 脉 冲 屏 蔽 效 能 提
１ ２ 电缆 电磁 脉 冲 屏 蔽 效 能 的 辐 射 场 芯 电 流 测 量 法 ．
由于 电缆 电磁 脉 冲屏蔽 效能 的测 量很 难采 用转 移 阻抗 的概 念 ， 以在 电磁 脉 冲辐 射 场试 验 中一 般采 用 所 芯 电流测 量法 。芯 电流 测量 法 的原理 是将 待 测 电缆放 人辐 射场 中 ， 电缆 芯线 端接 负载 ， 入屏 蔽箱 内 。在 电磁 放 脉 冲辐射 场作 用下 ， 同时测量 电缆 中心处 屏蔽 层 上 的 电 流 Ｊ 和 端 接 负 载上 的芯 电流 Ｊ， 义 Ｓ 电缆 在该 使 。 定 为 用状 态下 的屏 蔽效 能 ， 则
ｚ 一 ㈩
式 中 ：。 为屏 蔽层 上 流过 的总 电流 ；Ｖ／ ｚ为 。 电缆屏 蔽层 和 电缆 芯线 单 位 长度 上 形 成 的 电压 。转 移 阻 抗 ｄ ｄ 在 即表 示长 １ｍ 的 电缆 中， １Ａ 的屏 蔽 层 电 流在 电缆 芯 线 和屏 蔽 层 间所 形成 的开 路 电压 。其值 越 低 ， 示 该 由 表 电缆 的屏 蔽效 能越 好 。 从转 移 阻抗 的定义 可 以看 出 ， 转移 阻抗 表征 电缆 的屏蔽 效 能 是 在 电缆 屏蔽 层 内耦 合 场 无 法测 量 时 的 一 用
的试 验 方 法 。该 方 法 根 据 互 易 性 原 理 ， 屏 蔽 效 能 定 义 中 的 电 缆 耦 合 场 测 量 转 变 成 电 缆 辐 射 场 测 量 。通 过 电 将
缝隙对屏蔽效能的影响分析
电磁兼 容设计 方法¨ 多 ，大体可 以分 为接地技术 、Ｐ Ｂ设计 技术 、屏蔽技 术和滤波技 术 ，其 中以屏蔽技术 艮 Ｃ 最为直观方 便 、经 济 ，且效果最 为 明显 ，这是 防止电磁泄露 的最基本 方式 ，也 是 电磁兼 容检测过程 中经常使用 的 手段 。这 已经被 广大设计 人员所认 识 ，但 是设计 时往往 不得要领 ，明显 表现 为没有充 分认识到孔缝 （ 属箱体 上 金 的螺钉 间距大小 、金属接 触面之 间 由非导 电氧化 镀层造 成的缝 隙 、数据 线或 电源线进 出机箱 的穿孔等 ） 电磁 泄 与
露 量 和泄 露 频 率 的 关 系 。 屏 蔽 效 能 是 描 述 屏 蔽 体 射 频 泄 漏 程 度 的 物 理 量 ，与 屏 蔽 体 的 材 料 、孔 缝 结 构 以 及 入 射 场 的 频 谱 直 接 相关 ，是
ห้องสมุดไป่ตู้
频 率 的函数 。国 内外通过 平面波 的孔缝耦合 研究箱 体屏蔽效 能 的论 文［５ ２１ － 很多 。本文 以一 个常见 的带简单缝 隙的 矩形机 箱为例 ， 从电磁兼容设计 的角度 对金属 箱体缝 隙的电磁泄露 情况进行 理论分 析 ， 并利用全球 领先的系统级 容性仿 真分析 软件 Ｓ ｆ ａｅ Ｆ Ｏ Ｅ 【，通过仿 真计算 比较不 同长度缝 隙与泄露 波长的关 系 ，定 量分析缝 隙对 ｏ ｗ ｒ Ｌ ／ＭＣ６ ｔ 】
第 ６卷
第３ 期
信 息 与 电 子 工 程
Ｉ ＮＦＯＲＭ ＡＴＩ ＯＮ ＡＮＤ ＥＬ ＴＲＯＮＩ ＥＣ Ｃ ＥＮＧＩ ＥＲＩ ＮＥ ＮＧ
Ｖｏ ． Ｎｏ． １ ６， ３
２０ ０ ８年 ６月
Ｊ ｎ． ２ ０ ｕ ，０ ８
文 章 编 号 ：１ ７ － ８ ２ ２ ０ ）３ ０ ７ －４ ６ ２ ２ ９ （０ ８０ － １ ６ ０
实验指导书1-屏蔽部件的屏蔽效能测试实验指导书
屏蔽部件的屏蔽效能测试实验指导书一、实验目的理解屏蔽的分类，加强对屏蔽效能概念理解，掌握屏蔽效能测试原理及方法。
二、实验原理屏蔽效能是同一地点无屏蔽存在时的电磁场强度与加屏蔽体后的电磁场强度之比。
（一）屏蔽效能计算方法后前P PSE lg 10=()12SE A A dB =－其中：SE 为屏蔽效能，P 前和A 1为自由空间校准接收功率值，P 后和A 2为屏蔽后接收到的接收功率值。
测量原理图如图1所示。
图1屏蔽效能测试原理图 （二）屏效测试使用天线测试频段 频率范围 标准测试天线 低频段100Hz~30MHz环形天线三、实验仪器1.电磁屏蔽室（含屏效测试窗口）2信号源SP1642B，信号源MG3694A；3.测试天线组：KSTM-1013环形天线，KSTM-2213对称振子天线，KSTH-0508微波喇叭天线（各一对）；4. 安捷伦N9020A微波频谱分析仪；5.测试电缆1#、2#、3#及附件；6.被试屏蔽材料样件。
四、实验内容及步骤实验内容：（一）磁场屏效测试（1）测试频点：250 kHz 、1MHz、30MHz（4）加屏蔽体后的测试。
（二）电场屏效测试（1）测试频点：300MHz、1GHz 。
（3）自由空间测试。
（4）加屏蔽体后的测试。
（三）平面波屏效测试（1）测试频点：4GHz、6GHz 。
（4）加屏蔽体后的测试。
测试具体步骤（以磁场频效测试为例）：1．按原理图连接测试系统，经检查系统连接正常后，将信号发生器的电源插头插入220V电源，按下“电源”开关，将信号源预热30分钟；2．自由空间测试，将信号源输出频率依次调为实验内容中的测试频点，输出功率为+20dBm；在每个频率点下，在频谱仪中读出接收到的相应频率点处的功率电平幅度dBm值记为A1；3．加屏蔽体后的测试，保持信号源输出功率不变，通过频谱仪读出有屏蔽时接收到的相应频率点处的功率电平dBm值记为A2；注：应保证受试屏蔽样件与屏蔽室测试窗口安装法兰的电连续，尤其注意安装螺栓的均匀紧固，减小安装孔缝对测试结果的影响。
屏蔽电缆屏蔽特性测试方法的比较和分析
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型 ，并 由此推 导 出理 论 的计 算 公 式 ，但 实 际 工作 中最 可 靠 的方 法还 是通 过 测量 来 了解 电缆 的屏 蔽效 果 ；毕 竟理 论 模型 是理 想 情况 的反 映 ，它无法 被利 用来 查找各 种 可能
出现 的 屏蔽缺 陷 。
作 为 一 个 无 源 器 件 ， 电缆 本 身 不 会 成 为 电磁 干 扰 源 ｉ但作 为 系统 内各 部分 之 间的信 号传 输通 道 ，电缆必 然
会 对系统 的信 息泄 漏和 抗 干扰性 能 产生 重要 的 影响 。采 用
屏 蔽 设计 的 电缆 ，一方 面可 以有 效 的抑 制空 间 电磁 场对 线 路的 影响 ，保证 信 号 的质量 ，另一 方面 也可 以 降低 电缆 பைடு நூலகம் 的传 输信 号对 外界 的 电磁辐 射 ，减 少 电磁污 染 ，防 止信 息
电缆的屏蔽效能研究与设计考核试卷
17. ABC
18. ABC
19. ABC
20. ABC
三、填空题
1.不锈钢
2.分贝（dB）
3.电磁干扰
4.编织屏蔽
5.导电性、厚度
6.双层、厚度
7.导电性、结构
8.网络分析仪
9.传输频率、使用环境
10.反比
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. ×
6. ×
7. √
8. ×
9. √
A.增加屏蔽层厚度
B.使用导电性能更好的材料
C.采用双层屏蔽结构
D.减少屏蔽层与电缆芯之间的距离
5.以下哪些测试方法可以用于评估电缆屏蔽效能？（）
A.电阻测试
B.电容测试
C.电磁兼容测试
D.机械强度测试
6.屏蔽效能与以下哪些因素有关？（）
A.屏蔽层的导电性
B.屏蔽层与电缆芯之间的距离
C.电缆的传输速率
B.屏蔽层厚度增加
C.电缆长度变短
D.传输频率降低
14.下列哪种电缆屏蔽层结构不易产生缝隙？（）
A.编织层
B.金属箔
C.铝塑复合带
D.空心金属管
15.电缆屏蔽效能与传输线长度成反比关系，以下哪个选项描述正确？（）
A.传输线长度越短，屏蔽效能越好
B.传输线长度越长，屏蔽效能越好
C.传输线长度与屏蔽效能无关
8.电缆屏蔽效能设计时，不需要考虑电缆的使用环境和成本因素。（）
9.屏蔽效能可以通过增加屏蔽层的层数来提高。（）
10.电缆屏蔽效能与电缆的传输速率无关。（）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述电缆屏蔽效能的定义及其在电缆设计中的重要性，并列举三种提高电缆屏蔽效能的方法。
屏蔽线的原理
屏蔽线的原理屏蔽线是一种用于阻止或减小电磁干扰的装置，常用于电气设备、通信电缆以及电子产品中。
其原理主要包括屏蔽效应、电场屏蔽和磁场屏蔽。
1. 屏蔽效应：当电磁波传播到屏蔽面时，由于屏蔽面上存在自由电荷，自由电荷会在电磁场的作用下移动，产生反向的电场，从而抑制原电磁波的传播。
这种反向电场与原电磁波叠加后，使得电磁波在屏蔽面上的传播受到限制，从而实现屏蔽效果。
2. 电场屏蔽：电场屏蔽是指屏蔽面上的自由电荷在电磁场作用下，产生反向电场抵消原电磁波的电场分布，从而减小电场的干扰效应。
电磁波的电场分布会在屏蔽表面处感应产生自由电荷，并在电场作用下移动，从而产生反向电场。
通过在屏蔽设计中加入足够的自由电荷，可以使得电磁波在屏蔽表面处的电场被消除或减小。
3. 磁场屏蔽：磁场屏蔽是指屏蔽面上的电流产生反向磁场与原电磁波的磁场叠加，抵消原电磁波的磁场分布，从而减小磁场的干扰效应。
当电磁波通过屏蔽面时，屏蔽面上的电流会在磁场的作用下产生反向磁场，形成屏蔽面的磁场与原电磁波的磁场叠加。
屏蔽面上的电流大小和方向可以根据电磁波频率、材料特性和屏蔽设计进行调节，以实现对电磁波的磁场屏蔽效果。
4. 屏蔽材料：屏蔽材料是实现屏蔽效果的重要因素，通常采用具有良好导电性和导磁性的材料。
在电场屏蔽中，金属是最常用的材料，如铜、铝等，它们能够有效地吸收电场能量。
在磁场屏蔽中，软磁材料是常用的选择，如铁、镍等，它们能够有效吸收磁场能量。
综上所述，屏蔽线通过屏蔽效应、电场屏蔽和磁场屏蔽实现对电磁波的阻止或减小电磁干扰的作用。
屏蔽线的设计需要考虑到电磁波的频率、材料特性以及实际的应用场景，以达到理想的屏蔽效果。