2019年11月15日 星期五

什麼是電磁屏蔽?它有什麼作用?-冠愷國際

一、引言:
所謂電磁屏蔽就是利用屏蔽體對電磁波產生衰減的作用。這種作用的大小用屏蔽效能來度量。用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統的干擾源包圍起來,防止干擾電磁場向外擴散;用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來,防止它們受到外界電磁場的影響。

二、電磁屏蔽的原理
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,然後將箱子接地,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並沒有關係。電屏蔽的實質是減小兩個設備(或兩個電路、組件、元件)間電場感應的影響。電屏蔽的原理是在保證良好接地的條件下,將干擾源所產生的干擾終止於由良導體製成的屏蔽體。因此,接地良好及選擇良導體做為屏蔽體是電屏蔽能否起作用的兩個關鍵因素。
磁屏蔽的原理是由屏蔽體對干擾磁場提供低磁阻的磁通路,從而對干擾磁場進行分流,因而選擇鋼、鐵、坡莫合金等高磁導率的材料和設計盒、殼等封閉殼體成為磁屏蔽的兩個關鍵因素。
電磁屏蔽的原理是由金屬屏蔽體通過對電磁波的反射和吸收來屏蔽輻射干擾源的遠區場,即同時屏蔽場源所產生的電場和磁場分量。由於隨著頻率的增高,波長變得與屏蔽體上孔縫的尺寸相當,從而導致屏蔽體的孔縫泄漏成為電磁屏蔽最關鍵的控制要素。
三、影響屏蔽體屏蔽效能的有兩個因素:
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,取決於縫隙或孔洞相對於電磁波波長的尺寸。當波長遠大於開口尺寸時,並不會產生明顯的泄漏。
四、電磁屏蔽的作用及重要性
如今有許多關於產品輻射和傳導發射限制的國家標準和國際標準。有些還規定了對各種干擾的最低敏感度要求。通常,對於不同類型的電子設備有不同的標準。雖然一個產品要獲得市場的成功,滿足這些標準是必要的,但符合這些標準是自願的。但是,有些國家給出的是規範,而不是標準,因此要在這些國家銷售產品,符合標準是強制性的。
有些規範不僅規定了標準,還賦予當局罰沒不符合產品的權力。
五、被動屏蔽和主動屏蔽:
根據干擾源相對於屏蔽體的位置(在屏蔽體的內部或外部)。可分為主動屏蔽與被動屏蔽,若屏蔽體用來防止干擾場進入被屏蔽空間,這種屏蔽結構稱為被動屏蔽。若干擾源在屏蔽體內部,屏蔽體用來防止干擾場泄露到外部空間,則稱這種屏蔽結構為主動屏蔽。主動屏蔽不適用於高頻,而專門用於低頻。被動屏蔽體多用於屏蔽對象與干擾源相距較遠的場合,如屏蔽室等。
(1)當電磁波到達屏蔽體表面時,由於空氣與金屬的交介面上阻抗的不連續,對入射波產生的反射。這種反射不要求屏蔽材料必須有一定的厚度,只要求交介面上的不連續;
(2)未被表面反射掉而進入屏蔽體的能量,在體內向前傳播的過程中,被屏蔽材料所衰減。也就是所謂的吸收;
(3)在屏蔽體內尚未衰減掉的剩餘能量,傳到材料的另一表面時,遇到金屬-空氣阻抗不連續的交介面,會形成再次反射,並重新返回屏蔽體內。這種反射在兩個金屬的交介面上可能有多次的反射。總之,電磁屏蔽體對電磁的衰減主要是基於電磁波的反射和電磁波的吸收。
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