3、完整屏蔽體屏蔽效能的計算
(1)屏蔽效能的計算
屏蔽效能有時也稱為屏蔽損耗(衰減),特別在單獨考慮吸收或反射屏蔽效能時常用吸收損耗A和反射損耗R來表示。屏蔽效能SE或屏蔽損耗愈大,表示屏蔽效果愈好。
(2)吸收損耗
屏蔽體中電磁能損耗系由感生的渦流產(chǎn)生。由于高頻渦流有趨膚效應,電磁場在金屬屏蔽體中將以衰減常數(shù) 按指數(shù)規(guī)律衰減。衰減常數(shù) 即為渦流系數(shù):
電磁波在介質(zhì)中傳播,衰減為原始強度的 或37%時所傳播的距離稱為該材料的趨膚深度。趨膚深度的計算公式為: 的單位為MHz。
若屏蔽體的厚度為 ,則吸收傳輸系數(shù)為: 若以dB為單位,則吸收損耗A為: (dB)
可以看出,吸收損耗A與 成正比關系,即屏蔽體的厚度越大,吸收損耗A越大。高頻情況,一般 >10,則A可以達到80dB以上。厚度每增加一個趨膚深度,吸收損耗增加約9dB,另外吸收損耗隨屏蔽材料的磁導率和電導率,或被屏蔽電磁波的頻率增加而增加。同時,趨膚深度 與頻率、材料的磁導率 及電導率 的平方根均成反比,即同樣頻率的電磁場, 及 愈大的材料,趨膚深度 愈小;而對于同樣的材料,頻率越高,趨膚深度越小。
當 時,銅的趨膚深度為0.067mm,則厚度為 的屏蔽體的吸收屏蔽損耗A達87dB。因此,對于高頻,要達到一定屏蔽效果所需的屏蔽體厚度很小,一般只要能滿足工藝結(jié)構(gòu)和機械性能的厚度都能滿足屏蔽的要求。
表5-4-21列出了幾種常用金屬屏蔽材料的相對電導率和相對磁導率。根據(jù)吸收損耗的要求,就可以求得屏蔽體材料需要的最小厚度。
(3)反射損耗
電磁波從空氣傳播到金屬屏蔽體表面時產(chǎn)生反射,反射損耗是金屬屏蔽體對高頻電磁波的另一個重要屏蔽機理。產(chǎn)生反射的原因是電磁波在空氣中和在金屬導體中的阻抗不一樣。
在近場的電場波和磁場波的波阻抗是不同的,因此做近場屏蔽時,要分別考慮電場波和磁場波。由于電場波的波阻抗較高,因此反射損耗較大。磁場波的波阻抗較低,反射損耗較小。對于電場波,屏蔽體距離輻射源越近,反射損耗越大。對于磁場波,屏蔽體距離輻射源越遠,反射損耗越大。
反射損耗的特點是與電磁波的波阻抗有關。對于特定的屏蔽材料,波阻抗越高,反射損耗越大。對于銅屏蔽材料(其他材料的趨勢也大致相同),根據(jù)電場源和磁場源的波阻抗變化規(guī)律,可以繪出圖5-4-11所示反射損耗與頻率之間的關系曲線。
屏蔽材料的反射損耗并不是將電磁通量消耗掉,而是將其反射到空間,傳播到其他地方。因此反射損耗很大并不一定是好事情,反射的電磁波可能對其他對象造成影響。
(4)多次反射損耗
電磁波每當入射到不同介質(zhì)的界面時,都會發(fā)生反射。因此當入射波到達金屬屏蔽體時,除了一部分能量被屏蔽體吸收并一次反射后穿透出屏蔽體外,在屏蔽體內(nèi)的兩個表面上還會產(chǎn)生多次反射。電磁波每一次反射都會有一部分能量穿透出屏蔽體,這就造成了額外的泄漏。
(1)屏蔽效能的計算
屏蔽效能有時也稱為屏蔽損耗(衰減),特別在單獨考慮吸收或反射屏蔽效能時常用吸收損耗A和反射損耗R來表示。屏蔽效能SE或屏蔽損耗愈大,表示屏蔽效果愈好。
(2)吸收損耗
屏蔽體中電磁能損耗系由感生的渦流產(chǎn)生。由于高頻渦流有趨膚效應,電磁場在金屬屏蔽體中將以衰減常數(shù) 按指數(shù)規(guī)律衰減。衰減常數(shù) 即為渦流系數(shù):
電磁波在介質(zhì)中傳播,衰減為原始強度的 或37%時所傳播的距離稱為該材料的趨膚深度。趨膚深度的計算公式為: 的單位為MHz。
若屏蔽體的厚度為 ,則吸收傳輸系數(shù)為: 若以dB為單位,則吸收損耗A為: (dB)
可以看出,吸收損耗A與 成正比關系,即屏蔽體的厚度越大,吸收損耗A越大。高頻情況,一般 >10,則A可以達到80dB以上。厚度每增加一個趨膚深度,吸收損耗增加約9dB,另外吸收損耗隨屏蔽材料的磁導率和電導率,或被屏蔽電磁波的頻率增加而增加。同時,趨膚深度 與頻率、材料的磁導率 及電導率 的平方根均成反比,即同樣頻率的電磁場, 及 愈大的材料,趨膚深度 愈小;而對于同樣的材料,頻率越高,趨膚深度越小。
當 時,銅的趨膚深度為0.067mm,則厚度為 的屏蔽體的吸收屏蔽損耗A達87dB。因此,對于高頻,要達到一定屏蔽效果所需的屏蔽體厚度很小,一般只要能滿足工藝結(jié)構(gòu)和機械性能的厚度都能滿足屏蔽的要求。
表5-4-21列出了幾種常用金屬屏蔽材料的相對電導率和相對磁導率。根據(jù)吸收損耗的要求,就可以求得屏蔽體材料需要的最小厚度。
(3)反射損耗
電磁波從空氣傳播到金屬屏蔽體表面時產(chǎn)生反射,反射損耗是金屬屏蔽體對高頻電磁波的另一個重要屏蔽機理。產(chǎn)生反射的原因是電磁波在空氣中和在金屬導體中的阻抗不一樣。
在近場的電場波和磁場波的波阻抗是不同的,因此做近場屏蔽時,要分別考慮電場波和磁場波。由于電場波的波阻抗較高,因此反射損耗較大。磁場波的波阻抗較低,反射損耗較小。對于電場波,屏蔽體距離輻射源越近,反射損耗越大。對于磁場波,屏蔽體距離輻射源越遠,反射損耗越大。
反射損耗的特點是與電磁波的波阻抗有關。對于特定的屏蔽材料,波阻抗越高,反射損耗越大。對于銅屏蔽材料(其他材料的趨勢也大致相同),根據(jù)電場源和磁場源的波阻抗變化規(guī)律,可以繪出圖5-4-11所示反射損耗與頻率之間的關系曲線。
屏蔽材料的反射損耗并不是將電磁通量消耗掉,而是將其反射到空間,傳播到其他地方。因此反射損耗很大并不一定是好事情,反射的電磁波可能對其他對象造成影響。
(4)多次反射損耗
電磁波每當入射到不同介質(zhì)的界面時,都會發(fā)生反射。因此當入射波到達金屬屏蔽體時,除了一部分能量被屏蔽體吸收并一次反射后穿透出屏蔽體外,在屏蔽體內(nèi)的兩個表面上還會產(chǎn)生多次反射。電磁波每一次反射都會有一部分能量穿透出屏蔽體,這就造成了額外的泄漏。

