电磁屏蔽机房设计方案

电磁屏蔽机房设计方案内容摘要：

,是当电磁波入射到不同媒质的分界面时发生的 ,计算公式为 : R=20lg(ZW/ZS) (dB) 式中 ,Zw=电磁波的波阻抗 ,Zs=屏蔽材料的特性阻抗。 电磁波的波阻抗定义为电场分量与磁场分量的比值 :Zw = E / H。 在距离辐射源较近 (λ/2π,称为近场区 )时 ,波阻抗的值取决于辐射源的性质、观测点到源的距离、介质特性等。 若辐射源为大电流、低电压 (辐射源电路的阻抗较低 ),则产生的电磁波的波阻抗小于 377,称为低阻抗波 ,或磁场波。 若辐射源为高电压 ,小电流 (辐射源电路的阻抗较高 ),则波阻抗大于 377,称为高阻抗波或电场波。 关于近场区内波阻抗的具体计算公式本文不予论述 ,以免冲淡主题 ,感兴趣的读者可以参考有关电磁场方面的参考书。 当距离辐射源较远 (λ/2π,称为远场区 )时 ,波波阻抗仅与电场波传播介质有关 ,其数值等于介质的特性阻抗 ,空气为 377Ω。 屏蔽材料的阻抗计算方法为 : |ZS|=107(fμr/σr) (Ω) f=入射电磁波的频率 (Hz),μr=相对磁导率 ,σr=相对电导率 从上面几个公式 ,就可以计算出各种屏蔽材料的屏蔽效能了 ,为了方便设计 ,下面给出一些定性的结论。 ● 在 近场区设计屏蔽时 ,要分别考虑电场波和磁场波的情况。 ● 屏蔽电场波时 ,使用导电性好的材料 ,屏蔽磁场波时 ,使用导磁性好的材料。 ● 同一种屏蔽材料 ,对于不同的电磁波 ,屏蔽效能使不同的 ,对电场波的屏蔽效能最高 ,对磁场波的屏蔽效能最低 ,也就是说 ,电场波最容易屏蔽 ,磁场波最难屏蔽。 ● 一般情况下 ,材料的导电性和导磁性越好 ,屏蔽效能越高。 ● 屏蔽电场波时 ,屏蔽体尽量靠近辐射源 ,屏蔽磁场源时 ,屏蔽体尽量远离磁场源。 有一种情况需要特别注意 ,这就是 1kHz 以下的磁场波。 这种磁场波一般由大电流辐射源 产生 ,例如 ,传输大电流的电力线 ,大功率的变压器等。 对于这种频率很低的磁场 ,只能采用高导磁率的材料进行屏蔽 ,常用的材料是含镍 80%左右的坡莫合金。 孔洞和缝隙的电磁泄漏与对策 一般除了低频磁场外 ,大部分金属材料可以提供 100dB 以上的屏蔽效能。 但在实际中 ,常见的情况是金属做成的屏蔽体 ,并没有这么高的屏蔽效能 ,甚至几乎没有屏蔽效能。 这是因为许多设计人员没有了解电磁屏蔽的关键。 首先 ,需要了解的是电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。 这与静电场的屏蔽不同 ,在静电中 ,只要将屏蔽体接地 ,就能够有效地屏蔽静 电场。 而电磁屏蔽却与屏蔽体接地与否无关 ,这是必须明确的。 电磁屏蔽的关键点有两个 ,一个是保证屏蔽体的导电连续性 ,即整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导电体。 另一点是不能有穿过机箱的导体。 对于一个实际的机箱 ,这两点实现起来都非常困难。 首先 ,一个实用的机箱上会有很多孔洞和孔缝 :通风口、显示口、安装各种调节杆的开口、不同部分结合的缝隙等。 屏蔽设计的主要内容就是如何妥善处理这些孔缝 ,同时不会影响机箱的其他性能 (美观、可维性、可靠性 )。 其次 ,机箱上总是会有电缆穿出 (入 ),至少会有一条电源电缆。 这些电缆 会极大地危害屏蔽体 ,使屏蔽体的屏蔽效能降低数十分贝。 妥善处理这些电缆是屏蔽设计中的重要内容之一 (穿过屏蔽体的导体的危害有时比孔缝的危害更大 )。 当电磁波入射到一个孔洞时 ,其作用相当于一个偶极天线 (图 1),当孔洞的长度达到 λ/2 时 ,其辐射效率最高 (与孔洞的宽度无关 ),也就是说 ,它可以将激励孔洞的全部能量辐射出去。 对于一个厚度为 0 材料上的孔洞 ,在远场区中 ,最坏情况下 (造成最大泄漏的极化方向 )的屏蔽效能 (实际情况下屏蔽效能可能会更大一些 )计算公式为 : SE=100 20lgL 20lg f + 20lg [1 + (L/H)] (dB) 若 L ≥λ/2,SE = 0 (dB) 式中各量 :L = 缝隙的长度 (mm),H = 缝隙的宽度 (mm),f = 入射电磁波的频率 (MHz)。 在近场区 ,孔洞的泄漏还与辐射源的特性有关。 当辐射源是电场源时 ,孔洞的泄漏比远场时小 (屏蔽效能高 ),而当辐射源是磁场源时 ,孔洞的泄漏比远场时要大 (屏蔽效能低 )。 近场区 ,孔洞的电磁屏蔽计算公式为 : 若 ZC (f): SE = 48 + 20lg ZC 20lgLf+ 20lg [1 + (L/H) ] 若 Zc(f): SE = 20lg [ (D/L) + 20lg (1 + (L/H) ] 式中 :Zc=辐射源电路的阻抗 (Ω),。