電磁屏蔽的原理與應用_電磁屏蔽的原理是什么_電磁屏蔽上的應用

　　電子設備工作時，既不希望被外界電磁波干擾，又不希望自身輻射出電磁波干擾外界設備，以及對人體的輻射危害，所以就需要阻斷電磁波的傳播路徑。這就是電磁屏蔽。這同樣適用于同一主板上不同電路單元（速度不一樣）之間的相互隔離。

　　根據麥克斯韋電磁理論，電磁波由互相垂直的電場和磁場組成，變化的電場轉成磁場，變化的磁場又轉化成電場，它們交替進行，能量便往前方傳播。所以，電磁屏蔽要分兩方面： 電場屏蔽和磁場屏蔽。

　　電場屏蔽依據法拉第籠子效應，電場入射到金屬籠子表面，在金屬表面便產生感生電荷，這些感生荷被導入接地端，形成趨膚電流，能量被消耗掉了。 所以，對于內部空間，電場被屏蔽了。 如果這個導體不是完全封閉的，比如有一個小洞或者縫隙，感生的電荷形成的趨膚電流就會沿著導體外表面流動，遇到縫隙，電流就會沿著縫隙的內壁進入導體內部空腔，在內部又形成電場，起不到屏蔽作用。

　　磁場屏蔽需要用導磁率高的材料阻斷傳播途徑。一般來說，低頻電磁波的屏蔽磁屏蔽的作用大些，高頻電磁波的屏蔽，電場屏蔽的作用更大些。

　　電磁屏蔽的原理是什么

　　許多人不了解電磁屏蔽的原理，認為只要用金屬做一個箱子，然后將箱子接地，就能夠起到電磁屏蔽的作用。在這種概念指導下結果是失敗。因為，電磁屏蔽與屏蔽體接地與否并沒有關系。真正影響屏蔽體屏蔽效能的只有兩個因素：一個是整個屏蔽體表面必須是導電連續的，另一個是不能有直接穿透屏蔽體的導體。

　　屏蔽體上有很多導電不連續點，最主要的一類是屏蔽體不同部分結合處形成的不導電縫隙。這些不導電的縫隙就產生了電磁泄漏，如同流體會從容器上的縫隙上泄漏一樣。解決這種泄漏的一個方法是在縫隙處填充導電彈性材料，消除不導電點。這就像在流體容器的縫隙處填充橡膠的道理一樣。

　　這種彈性導電填充材料就是電磁密封襯墊。在許多文獻中將電磁屏蔽體比喻成液體密封容器，似乎只有當用導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。實際上這是不確切的。因為縫隙或孔洞是否會泄漏電磁波，取決于縫隙或孔洞相對于電磁波波長的尺寸。當波長遠大于開口尺寸時，并不會產生明顯的泄漏。

　　1）靜電屏蔽

　　用完整的金屬屏蔽體將帶正電導體包圍起來，在屏蔽體的內側將感應出與帶電導體等量的負電荷，外側出現與帶電導體等量的正電荷，如果將金屬屏蔽體接地，則外側的正電荷將流入大地，外側將不會有電 場存在，即帶正電導體的電場被屏蔽在金屬屏蔽體內。

　　2）交變電場屏蔽

　　為降低交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓，可以在干擾源和敏感電路之間設置導電性好的金屬屏蔽體，并將金屬屏蔽體接地。交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設法使金屬屏蔽體良好接地，就能使交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓變 得很小。電場屏蔽以反射為主，因此屏蔽體的厚度不必過大，而以結構強度為主要考慮因素。

　　3） 交變磁場屏蔽

　　交變磁場屏蔽有高頻和低頻之分。低頻磁場屏蔽是利用高磁導率的材料構成低磁阻通路，使大部分磁場被集中在屏蔽體內。屏蔽體的磁導率越高，厚度越大，磁阻越小，磁場屏蔽的效果越好。當然要與設備的重量相協調。高頻磁場的屏蔽是利用高電導率的材料產生的渦流的反向磁場來抵消干擾磁場而實現的。

　　4）交變電磁場屏蔽

　　一般采用電導率高的材料作屏蔽體，并將屏蔽體接地。它是利用屏蔽體在高頻磁場的作用下產生反方向的渦流磁場與原磁場抵消而削弱高頻磁場的干擾，又因屏蔽體接地而實現電場屏蔽。屏蔽體的厚度不必 過大，而以趨膚深度和結構強度為主要考慮因素。

　　電磁屏蔽上的應用

　　在人類進入信息化的今天，電磁波作為一種資源已在0Hz～400GHz的寬頻范圍內廣泛的用于電子設 備中，隨之而來的電磁干擾也就從低頻到微波波段，無孔不入的輻射或傳導給運行中的設備和周圍的環境，給設備和系統及生態帶來了越來越嚴重的危害。各國政府都在制訂嚴格的法規限制來自電子和電磁儀器的電磁干擾（EMI），電磁屏蔽就是以金屬隔離的原理來控制電磁波由一個區域向另外一個區域感應或傳播的方法。

　　屏蔽鍍層要有良好的導電、導磁性能。通常表面電阻《1Ω／cm2的鍍層可作為EMI／RFI屏蔽層。屏蔽效 果達30dB- 60dB，可滿足一般工業用電子設備的要求，屏蔽效果達6odB～90dB可滿足精密儀器及軍用設備的 要求?；瘜W鍍的發展為電磁屏蔽層提供了優異的技術。

　　研究表明，在塑料上化學鍍Ni—P合金2.6um～3.6um ，屏蔽效果可達67dB一78dB，經56天高溫及濕熱試驗后，鍍層電阻變化很小，保持在0．55Ω／cm2～ 0．85Ω／cm2之間。在4GHz～12GHz頻率內，屏蔽效果在67dB～78dB范圍內?？梢娀瘜W鍍鎳層有優良的電磁屏 蔽效果。

　　在高頻區，化學鍍銅的屏蔽效果優于化學鍍鎳，但經濕熱試驗后，因發生氧化腐蝕而使屏蔽效果喪失殆 盡。而采用化學鍍Cu／Ni復合鍍層，屏蔽效果則非常好，經鹽霧、濕熱試驗后，屏蔽效果基本保持不變（見表2、表3、表4）。

　　在航空器件中，為避免雷擊和EMI屏蔽，只需化學鍍Cu（5um）／Ni（12um）既可滿足要求?？臻g望遠鏡的 電子設備，要檢測極小的電訊號，在其屏蔽室內不能有任何散逸磁場存在，并且屏蔽室必須拋光到具有鏡面 光亮度的反射表面。采用化學鍍Ni—Cu—P合金鍍層滿足了這些電磁屏蔽和拋光性能要求?；瘜W鍍鎳合金作電 磁屏蔽鍍層還有許多成功案例，例如角反射器，金屬屏蔽絲網，導彈及航天器上的電子裝置，計算機殼體等。