電磁屏蔽的原理

許多人不了解電磁屏蔽的原理，認(rèn)為只要用金屬做一個(gè)箱子，然后將箱子接地，就能夠起到電磁屏蔽的作用。在高頻時(shí)，由于鐵磁材料的磁滯損耗和渦流損失較大，從而造成諧振電路品質(zhì)因素Q值的下降，故一般不采用高磁導(dǎo)率的磁屏蔽，而采用高電導(dǎo)率的材料做電磁屏蔽。在這種概念指導(dǎo)下結(jié)果是失敗。因?yàn)?，電磁屏蔽與屏蔽體接地與否并沒有關(guān)系。真正影響屏蔽體屏蔽效能的只有兩個(gè)因素：一個(gè)是整個(gè)屏蔽體表面必須是導(dǎo)電連續(xù)的，另一個(gè)是不能有直接穿透屏蔽體的導(dǎo)體。屏蔽體上有很多導(dǎo)電不連續(xù)點(diǎn)，主要的一類是屏蔽體不同部分結(jié)合處形成的不導(dǎo)電縫隙。這些不導(dǎo)電的縫隙就產(chǎn)生了電磁泄漏，如同流體會(huì)從容器上的縫隙上泄漏一樣。解決這種泄漏的一個(gè)方法是在縫隙處填充導(dǎo)電彈性材料，消除不導(dǎo)電點(diǎn)。這就像在流體容器的縫隙處填充橡膠的道理一樣。這種彈性導(dǎo)電填充材料就是電磁密封襯墊。在許多文獻(xiàn)中將電磁屏蔽體比喻成液體密封容器，似乎只有當(dāng)用導(dǎo)電彈性材料將縫隙密封到滴水不漏的程度才能夠防止電磁波泄漏。實(shí)際上這是不確切的。因?yàn)榭p隙或孔洞是否會(huì)泄漏電磁波，取決于縫隙或孔洞相對(duì)于電磁波波長的尺寸。當(dāng)波長遠(yuǎn)大于開口尺寸時(shí)，并不會(huì)產(chǎn)生明顯的泄漏。

電磁屏蔽體的分類

根據(jù)屏蔽目的的不同，屏蔽體可分為靜電屏蔽體、磁屏蔽體和電磁屏蔽體三種。

靜電屏蔽體:由逆磁材料（如銅、鋁）制成，并和地連接。靜電屏蔽體的作用是使電場終止在屏蔽體的金屬表面上，并把電荷轉(zhuǎn)送入地。

磁屏蔽體:由磁導(dǎo)率很高的強(qiáng)磁材料（如鋼）制成，可把磁力線限制于屏蔽體內(nèi)。

電磁屏蔽體:主要用來遏止高頻電磁場的影響，使干擾場在屏蔽體內(nèi)形成渦流并在屏蔽體與被保護(hù)空間的分界面上產(chǎn)生反射，從而大大削弱干擾場在被保護(hù)空間的場強(qiáng)值，達(dá)到了屏蔽效果。因常用磁導(dǎo)率高的鐵磁材料如軟鐵、硅鋼、坡莫合金做屏蔽層，故靜磁屏蔽又叫鐵磁屏蔽。有時(shí)為了增強(qiáng)屏蔽效果，還可采用多層屏蔽體，其外層一般采用電導(dǎo)率高的材料，以加大反射作用，而其內(nèi)層則采用磁導(dǎo)率高的材料，以加大渦流效應(yīng)。如果屏蔽體上出現(xiàn)洞穴或縫隙，將會(huì)直接降低屏蔽效果。頻率愈高，這種現(xiàn)象愈顯著。

電磁屏蔽的方法

靜磁屏蔽

靜磁場是穩(wěn)恒電流或永1久磁體產(chǎn)生的磁場。電磁屏蔽屏蔽導(dǎo)電漆就是能用于噴涂的一種油漆干燥形成漆膜后能起到導(dǎo)電的作用，從而屏蔽電磁波干擾的功能。靜磁屏蔽是利用高磁導(dǎo)率的鐵磁材料做成屏蔽罩以屏蔽外磁場。它與靜電屏蔽作用類似而又有不同。靜磁屏蔽的原理可以用磁路的概念來說明。如將鐵磁材料做成截面如圖2 (b)的回路，則在外磁場中，絕大部份磁場集中在鐵磁回路中。這可以把鐵磁材料與空腔中的空氣作為并聯(lián)磁路來分析。因?yàn)殍F磁材料的磁導(dǎo)率比空氣的磁導(dǎo)率要大幾千倍，所以空腔的磁阻比鐵磁材料的磁阻大得多，外磁場的磁感應(yīng)線的絕大部份將沿著鐵磁材料壁內(nèi)通過，而進(jìn)入空腔的磁通量較少。這樣，被鐵磁材料屏蔽的空腔就基本上沒有外磁場，從而達(dá)到靜磁屏蔽的目的。材料的磁導(dǎo)率愈高，筒閉愈厚，屏蔽效果就愈顯著。因常用磁導(dǎo)率高的鐵磁材料如軟鐵、硅鋼、坡莫合金做屏蔽層，故靜磁屏蔽又叫鐵磁屏蔽。

靜磁屏蔽是為了排除靜磁場干擾的一種電磁屏蔽技術(shù)，這可以采磁導(dǎo)率很大的鐵磁材料制作而成的空殼（屏蔽罩）來實(shí)現(xiàn)。

電磁屏蔽是用屏蔽體阻止高頻電磁場在空間傳播的一種措施。用電磁屏蔽的方法來解決電磁干擾問題的較大好處是不會(huì)影響電路的正常工作，因此不需要對(duì)電路做任何修改。電磁波在通過金屬或?qū)﹄姶挪ㄓ兴p作用的阻擋層時(shí)，會(huì)受到一定程度的衰減，說明該阻擋層材料有屏蔽作用。材料的屏蔽效能與電磁波的自身特性及材料的性質(zhì)有關(guān)。電磁屏蔽機(jī)理常用分析方法有3種：借助電路理論，即電磁感應(yīng)原理，通過渦流的屏蔽效應(yīng)闡述電磁屏蔽的機(jī)理；根據(jù)電磁場理論，計(jì)算電磁波在不同傳播媒介的分界面及媒質(zhì)內(nèi)部傳輸時(shí)產(chǎn)生的反射與衰減；根據(jù)傳輸線理論，行波在有耗非均勻傳輸線中會(huì)反射與損耗，這與電磁波在通過金屬時(shí)的現(xiàn)象相似，用它計(jì)算屏蔽材料的反射與衰減，比經(jīng)典的電磁場理論更為簡便。隨著數(shù)值計(jì)算方法的不斷完善，有限元法及有限時(shí)域差分法已開始被用于復(fù)雜屏蔽體效能的計(jì)算。