电磁场对屏蔽电缆耦合的研究现状及发展趋势
屏蔽与接地
屏蔽技术1屏蔽的定义屏蔽可通过各种屏蔽体来吸收或反射电磁场骚扰的侵入, 达到阻断骚扰传播的目的; 或者屏蔽体可将骚扰源的电磁辐射能量限制在其内部, 以防止其干扰其它设备。
（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。
）1. 一种是主动屏蔽, 防止电磁场外泄;2. 一种是被动屏蔽, 防止某一区域受骚扰的影响。
屏蔽就是具体讲, 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。
2.屏蔽的分类屏蔽可分为电场屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽三类。
电场屏蔽又包括静电场屏蔽和交变电场屏蔽; 磁场屏蔽又包括静磁屏蔽和交变磁场屏蔽。
1. 静电屏蔽常用于防止静电耦合和骚扰, 即电容性骚扰;2. 电磁屏蔽主要用于防止高频电磁场的骚扰和影响;3. 磁屏蔽主要用于防止低频磁感应, 即电感性骚扰。
2.1静电场屏蔽和交变电场屏蔽用来防止静电耦合产生的感应。
屏蔽壳体采用高导电率材料并良好接地,以隔断两个电路之间的分布电容偶合，达到屏蔽作用。
静电屏蔽的屏蔽壳体必须接地。
以屏蔽导线为例,说明静电屏蔽的原理。
静电感应是通过静电电容构成的,因此,静电屏蔽是以隔断两个电路之间的分布电容。
静电感应,既两条线路位于地线之上时,若相对于地线对导体1 加有V1的电压,则导体2 也将产生与V1成比例的电V2。
由于导体之间必然存在静电电容,若设电容为C10、C12 和C20,则电压V1 就被C12 和C20 分为两部分,该被分开的电压就为V2,可用下式加以计算；导体1 和2 之间加入接地板便可构成静电屏蔽。
海洋装备电缆电磁兼容性测试方法综述
海洋装备电缆电磁兼容性测试方法综述引言海洋装备电磁兼容性测试是确保海洋装备在电磁环境中正常工作的重要手段之一。
电缆作为海洋装备中不可或缺的组成部分，其电磁兼容性测试方法尤为重要。
本文将综述目前主流的海洋装备电缆电磁兼容性测试方法，以帮助读者了解该领域的最新研究进展。
一、电磁兼容性测试的概述电磁兼容性测试是指对设备或系统在电磁环境下正常运行的能力进行检测和评估的过程。
电磁兼容性测试包括发射测量、敏感度测量、耦合测量等。
在海洋环境中，电磁兼容性测试需考虑海水电性及海水中的杂散电磁场对设备的影响。
二、海洋装备电缆电磁兼容性测试方法1. 传统试验方法传统的海洋装备电缆电磁兼容性测试方法包括电缆束辐射引信测试、电缆束干扰电压测试、电缆束串扰测试等。
这些方法主要依靠实验室环境下的试验设备进行测试，并通过测量电磁干扰水平来评估电缆的电磁兼容性。
这些方法虽然简单粗暴，但存在局限性，无法真实模拟海洋环境中的复杂电磁干扰情况。
2. 仿真模拟方法仿真模拟方法是近年来迅速发展的电磁兼容性测试方法之一。
该方法利用计算机模拟技术，通过建立电缆及其周围环境的电磁场模型，模拟真实海洋环境中的电磁干扰情况。
基于现有的电磁场模型，可以对电缆的耦合、辐射、敏感性等进行详细分析，从而提供更准确的电磁兼容性测试结果。
3. 实测方法实测方法是直接在海洋环境中进行电磁兼容性测试。
该方法需搭建测试平台，在真实的海洋环境中测量电磁场强度及电缆的电磁兼容性。
实测方法能够在实际工作环境下获取更真实的测试数据，但测试难度较大，需要考虑海洋环境中的复杂因素，如海流、海水电性变化等。
三、发展趋势与挑战随着海洋装备的发展和电子技术的进步，海洋装备电缆电磁兼容性测试方法也在不断发展。
未来的发展趋势主要表现在以下几个方面：1. 多方法综合应用针对海洋环境的复杂性，未来的电缆电磁兼容性测试方法将采用多方法综合应用的方式。
通过在实验室环境中进行仿真模拟和实测方法的结合，可以更全面地评估海洋装备电缆的电磁兼容性。
控制系统电缆的屏蔽
控制系统电缆的屏蔽陈靖元;王瑞东;马玉亮;徐义亨【摘要】The electromagnetic noise in Control system mostly comes from the port via the external cables, the cable shielding is particularly important in anti-interference engineering of the control system. By introduction of grounding method for shielding layer, material selection for inside shielding layer, stadia of twisted pair cables, burying cables through metal pipes, the application and principle of cable shielding for automation engineering are disclosed, and the noticeable things are also approached.%控制系统面临的电磁噪声，大部分是外部电缆从端口引入系统的，电缆的屏蔽在控制系统的抗干扰过程中显得尤为重要。
通过对电缆屏蔽层的接地方法、电缆内屏蔽层的材质选择、双绞电缆的绞距选择、电缆穿金属管的埋地敷设等的介绍，阐述了自控工程中电缆屏蔽的机理和应用，并提出需要注意的地方。
【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2012(048)005【总页数】3页(P44-45,55)【关键词】控制系统;电缆;静电屏蔽;电磁屏蔽;辐射屏蔽;接地【作者】陈靖元;王瑞东;马玉亮;徐义亨【作者单位】浙江中控技术股份有限公司,杭州310053;浙江中控技术股份有限公司,杭州310053;浙江中控技术股份有限公司,杭州310053;浙江中控技术股份有限公司,杭州310053【正文语种】中文【中图分类】TM246除了干扰源和感受体之间导线的直接连接外，电磁干扰通过电缆的耦合途径有：静电耦合（亦称电容性耦合或电场耦合）；电磁耦合（亦称电感性耦合或磁场耦合）；辐射耦合（亦称电磁场辐射或远场耦合）。
电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)及其抑制措施研究
电磁干扰(EMI和射频干扰(RFI及其抑制措施研究李贵山杨建平黄晓峰(兰州工业高等专科学校兰州 730050摘要在电子系统中,强电与弱电交叉耦合的应用环境,干扰错综复杂,严重影响系统的稳定性和可靠性。
本文介绍EMI/RFI产生的原因和导入途径,分析并提出了一些行之有效的EMI/RFI抑制方法。
关键词EMI RFI 干扰途径干扰抑制1 引言随着电子系统的日益精密、复杂及多功能化,电子干扰问题日趋严重,它可使系统的性能发生变化、减弱,甚至导致系统完全失灵。
特别是EMI/RFI(电磁干扰/射频干扰问题,已成为近几年电子产业的热点。
为此,不少国家的专业委员会相继制定了法规,对电子产品的电磁波不泄露、抗干扰能力提出了严格规定,并强制执行。
美国联邦通信委员会(FCC于1983年颁布了20780文件,对计算机类器件的EMI进行限制;德国有关部门颁布了限制EMI的VDE规范,在放射和辐射方面的约束比FCC规范更严格;欧洲共同体又在VDE规范中增加了RF抗扰性、静电泄放和电源线抗扰性等指标。
FCC、VDE规范将电子设备分为A(工业类设备和B(消费类设备两类,具体限制如表1所示。
此外,还有一系列适用于电子EMI/RFI防护的标准文件:MIL-STD-461、MIL -STD-462、MIL-STD-463、MIL-STD-826、MIL-E-6051、MIL-I-6181、MIL-I-11748、MIL-I-26600、MSFC-SPEC279等,所有这些法规性文件对电子系统的干扰防护起到了重大的作用。
本文详细讨论了电子线路及系统中EMI/ RFI 的特征及其抑制措施。
2 EMI/RFI特性分析电子系统的干扰主要有电磁干扰(EMI、射频干扰(RFI和电磁脉冲(EMP三种,根据其来源可分为外界和内部两种,每个电子电气设备均可看作干扰源,这种干扰源不胜枚举。
EMI是在电子设备中产生的不需要的响应;RFI则从属于EMI;EMP是一种瞬态现象,它可由系统内部原因(电压冲击、电源中断、电感负载转换等或外部原因(闪电、核爆炸等引起,能耦合到任何导线上,如电源线和电话线等,而与这些导线相连的电子系统将受到瞬时严重干扰或使系统内的电子电路受到永久性损坏。
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。
耦合电磁波
耦合电磁波耦合电磁波（coupled electromagnetic waves）是指两个或多个同轴电缆及微带传输线之间发生耦合的电磁波现象。
这种电磁波现象的存在往往会导致信号的失真和干扰，因此需要对其进行研究和控制。
1. 耦合电磁波的基本原理耦合电磁波的发生是由于两条同轴电缆或微带传输线之间存在电磁场耦合作用。
当其中一条电缆或传输线的电流发生变化时，电磁场就会扩散到其他的电缆或传输线上，从而产生耦合电磁波。
这种电磁波的特点是具有较高的频率和较短的波长，因此容易受到外界干扰和信号失真的影响。
2. 耦合电磁波的影响耦合电磁波对电信系统的影响十分显著。
首先，它会导致信号失真和干扰，从而影响通信质量和稳定性。
其次，它还会引起电磁波辐射，对周围环境产生负面影响。
为了避免这些问题的发生，需要制定相应的控制措施。
3. 耦合电磁波的控制方法为了控制耦合电磁波，需要采取相应的措施。
其中一种方法是采用屏蔽技术。
这种技术可以通过在电缆或传输线周围设置合适的屏蔽层来避免电磁场扩散，从而有效降低耦合电磁波的发生。
另外，还可以采用距离隔离法，即将不同电缆或传输线之间的距离拉大，从而减少它们之间的耦合作用。
除了以上两种方法外，还可以采用信号处理技术来控制耦合电磁波。
例如可以采用滤波器等信号处理器件来抑制不必要的干扰信号，从而提高信号的质量和稳定性。
4. 总结耦合电磁波是一种十分常见的电磁波现象，会对电信系统产生不良影响。
为了避免这些问题的发生，需要制定相应的控制措施。
通过采用屏蔽技术、距离隔离法和信号处理技术等措施可以有效降低耦合电磁波的发生，从而提高电信系统的可靠性和稳定性。
电磁干扰源及耦合途径
电磁干扰及耦合途径电磁干扰现象开关电源数字脉冲电路电子设备220AC产生电磁干扰的条件1.突然变化的电压或电流，即dV/dt或dI/dt很大2.辐射天线或传导导体设计中，遇到电压、电流的突然变化，需要考虑潜在的电磁干扰问题构成干扰三要素EUT EUT 干扰源耦合途径敏感设备空间辐射的电磁波导线传导的电压电流电磁干扰干扰产生及抑制1、产生电磁干扰2、抑制干扰),r,f,t(R),r,f,t(C),r,f,t(Sθθθ≥•),r,f,t(R),r,f,t(C),r,f,t(Sθθθ≤•干扰源耦合途径敏感设备电磁敏感性（抗扰性）1、电磁敏感性：电子设备或系统对电磁干扰的响应特性，电磁敏感性越高，抗干扰能力越低。
2、电磁抗扰性：设备或系统抵制电磁干扰的能力。
敏感频率和抗扰度允许值1、敏感频率：在该频率上，设备对电磁干扰的响应比较敏感。
2、抗扰度允许值：导致设备或系统性能下降的干扰信号的幅值（可以是电压、电流、电场强度、磁场强度、功率密度……）。
电磁干扰安全系数INM=敏感度门限在关键试验点或信号线上的干扰电平)dB(I)dB(N)dB(M−=1>M电磁兼容1<M存在潜在电磁干扰0>)dB(M0<)dB(M电路敏感度模拟电路敏感度数字电路敏感度μμN)B(kfS=dld NBS=比例系数频带宽度热噪声电压频带宽度最小触发电平数字电路有较强的抗干扰能力分贝(dB) 的概念分贝的定义：分贝数＝10lg P2P1P1、P2 是两个功率数值，对于电流或电压，定义如下：电压增益的分贝数＝20lg V2V1电流增益的分贝数＝20lg I2I1用分贝表示的物理量电压：用1V、1mV、1μV 为参考（例如：1μV = 0dBμV）则单位为：dBV、dBmV、dBμV 等，电流：用1A、1mA、1μA 为参考，则：dBA、dBmA、dBμA场强：用1V/m、1μV/m 为参考，则：dBV/m、dBμV/m 等，功率：用1W、1mW 为参考，则：dBW、dBm等，测量单位换算关系1、功率2、电压U、电流I、场强(E、H）6010301010+=+==WWdBWdBmWWdBWPlgPPlgPPlgPμ12020602020+=+==VVdBVdBmVVdBVUlgUUlgUUlgUμAdBdBmAdBAmAμ1004020100−例子常见干扰源雷电NEMP脉冲电路ESD无线通信直流电机、变频调速器电磁干扰源分类人为干扰源电磁干扰源大气干扰雷电干扰宇宙干扰热噪声功能性干扰非功能性干扰自然干扰源广播电视雷达通信输电线开关系统办公设备家用电器1电磁干扰源分类2、按传播途径分传导干扰辐射干扰3、按干扰的性质分脉冲干扰平滑干扰4、按干扰作用时间分连续干扰间歇干扰瞬变干扰5、按信号的功能分功能性干扰。
磁场的屏蔽问题.
磁场的屏蔽问题，是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题。
根据条件的不同，电磁场的屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况，这三种情况既具有质的区别，又具有内在的联系，不能混淆。
静电屏蔽在静电平衡状态下，不论是空心导体还是实心导体；不论导体本身带电多少，或者导体是否处于外电场中，必定为等势体，其内部场强为零，这是静电屏蔽的理论基础。
因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义，我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论。
（一）封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响。
如壳内无带电体而壳外有电荷q，则静电感应使壳外壁带电（如图1）。
静电平衡时壳内无电场。
这不是说壳外电荷不在壳内产生电场，根发电场。
由于壳外壁感应出异号电荷，它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零。
因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响。
壳外壁的感应电荷起了自动调节作用。
如果把上述空腔导体外壳接地（图2），则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下。
静电平衡后空腔导体与大地等势，空腔内场强仍然为零。
如果空腔内有电荷，则空腔导体仍与地等势，导体内无电场。
这时因空腔内壁有异号感应电荷，因此空腔内有电场（图3）。
此电场由壳内电荷产生，壳外电荷对壳内电场仍无影响。
由以上讨论可知，封闭导体壳不论接地与否，内部电场不受壳外电荷影响。
（二）接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响。
如果壳内空腔有电荷q，因为静电感应，壳内壁带有等量异号电荷，壳外壁带有等量同号电荷，壳外空间有电场存在（图4），此电场可以说是由壳内电荷q间接产生。
也可以说是由壳外感应电荷直接产生的但如果将外壳接地，则壳外电荷将消失，壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零（图5）。
可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响，必须将外壳接地。
这与第一种情况不同。
这里还须注意：①我们说接地将消除壳外电荷，但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电。
假如壳外有带电体，则壳外壁仍可能带电，而不论壳内是否有电荷（图6）。
电子装备机电耦合研究的现状与发展
电子装备机电耦合研究的现状与发展作者：暂无来源：《经营者》 2017年第7期随着现代化技术的不断发展和提高，高性能的复杂机电装备在我国得到了广泛的应用。
在机电装备的运行过程当中，需要最大限度地保证其机械性能的功效运转，从而可以最大限度地利用其电磁性能。
除此之外，要对电子装备在运行当中产生的耦合现象作出全面的分析和了解，在此基础上采取针对性的措施来预防，最终提升其装备运行的效率。
一、电子装备机电耦合电子装备具备了相对较高的性能，得到了很多行业的充分应用。
机电设备的运行离不开机和电，机电设备可分为以机械为主和以电性能为主两类。
电子装备是一个机电结合的系统，其主要的特点就是机电耦合，机械结构与电磁之间存在着相互影响、相互依存的关系。
在高精度电子装备的性能实现过程中，需要对其机械、电磁以及传热等多方面的设计和制造水平作出分析，并且还要最大限度地实现其功能的设计质量。
在现阶段，我国的电子装备的机电耦合在实际运行的过程中出现了各种各样的问题，主要为以下几个方面：在部件级方面，主要包括超声换能器、磁通感应加热设备、感应电机、波纹喇叭波导这几个方面。
其中在超声换能器当中，可以实现宽带的传输，利用传输机械能对其中所存储的能量比值进行传输，最终可以证明换能器中的串联电容对机电耦合系数无影响。
在磁通感应加热设备方面，需要对感应器作出优化设计，主要是利用对其电流和热的耦合问题作出的实际分析，来对其相对应的能量分布作出感应。
在系统级方面，关于电子装备的机电耦合方面的研究相对较少，比如在对通信卫星的天线研究当中，一般都会应用轻质的多波束来进行反射，但是此种情况对天线增益的影响是相当大的，因此需要利用波束阵列的馈源来实现对其的补偿。
二、高精度电子装备机电耦合研究发展趋势上文对电子装备的机电耦合研究现状作了分析和研究，下文将在此基础上对其未来的发展趋势作出严格分析。
首先在极高频段方面，需要最大限度地满足其大通信容量、高传输速率及高分辨率的需求，因此需要不断提升电子装备的工作频率，比如可以从微波、毫米波向亚毫米波甚至太赫兹波的方向发展。
《电线电缆》2011年第1～6期总目次
闪贵庆， 峰 ， 守风 ， ２ ５ 张 张 等 ３
光纤 复合 低压电缆前景展望与工艺结构探讨 ………………
… … … … … … … … … …
种新型 电梯 电缆 的研制与应用 ……………………………
… … … … … … … … … … … … …
陆春校 ， 徐
眉 ， 学志 魏
２ １ ４
李永江
５ １ １
王 国忠
１ １ ８
耐寒型交联聚 乙烯绝缘 电力 电缆的研制 ……… ……………
… … … … … … … …
高压 电缆 铝护套 三种制作工艺的性能对 比与分析 …………
… … … … … … … …
郭俭旭 ， 林
磊， 肖云涛 ， ５ １ 等 ３
２ １ 年第 ６期 ０１
Ｎｏ ６ ２ １ ． ０ｌ
电 线 电 缆
ＥｌｃｒｃＷ ｉｅ＆ Ｃａ ｌ ｅｔ ｒ ｉ ｂｅ
２１ ０ １年 ｌ ２月
Ｄｅ ．．０１ ｃ ２ １
《 电线 电缆｝ ０ 年第 １ ６期 总 目次 ２１ １ ～
同向绞合软铜导体的设计及 应用 ……………………………
夏
峰， 陈
凯， 张永 明 ３ ８
废铜 、 废铝在 电缆工业 中的优化再生制杆及利用 …………
… … … … … … … … … … … … … … … … …
３３０Ｖ级光纤电力复合扁形橡套软 电缆 的研制 ………… ０
… … … … … … … …
黄崇祺
４ ５
陈安元 ， 国平 ， 张 陈文刚 ， 等
王子纯 ， 王春 江 ４ １ １
舰船用轻 型低 烟电缆的研制 ……… 李永江 ， 钱楹秋
节能型架空导线及其节能效果评估 …………………………