按照屏蔽原理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。在设计中要想达到所需的屏蔽性能,需要先明确辐射源、屏蔽范围、再根据各个频段的典型泄漏结构,确定控制要素,进而选择合适的屏蔽材料,设计屏蔽壳体。
屏蔽体的屏蔽效能由两个部分组成,吸收损耗和反射损耗。当电磁波射入到不同媒质的分界面时,就会产生反射。反射的电磁波称为反射损耗,当电磁波在屏蔽体中传播时就构成了吸收损耗。屏蔽效能 = 吸收损耗( A) + 反射损耗( R) + 多次反射损耗( B) ,如 图 1 所示。
1.吸收损耗 A
吸收损耗是由电磁波的频率、屏蔽体的相对磁导率和相对电导率共同决定,单位是 dB,表达式是:
式中,f 为电磁波频率( Hz) ,μr、σr 为屏蔽体相对于铜的相 对 磁 导 率 和 相 对 电 导 率,t 为 屏 蔽 体 壁 厚( mm) 。
由此可以得出: 同一种屏蔽体,相对磁导率和相对电导率越大,吸收损耗越大,同时,屏蔽体的厚度越大,吸收损耗也越大。因此,当频率一定时,尽量选取相对磁导率和相对导电率越大的金属材料,在条件允许的情况下尽可能增加屏蔽体厚度,以提高其吸收损耗。
2.反射损耗 R
反射损耗是由屏蔽体表面处阻抗不连续性引起的,平面波以 dB 为单位的表达式为:
由公式可以得出,电磁波频率越大,反射损耗越少。对于同一种材料而言,相对磁导率越小和相对电导率越大,反射损耗就越大。因此,频率一定时,尽量选择导磁率小、导电率大的材料以增加反射损耗。
3. 多次反射损耗 B
多次反射损耗是由电磁波在屏蔽体内反复碰到壁面所产生的损耗。当屏蔽体较厚或者频率较高时,屏蔽体吸收损耗较大,这样当电磁波在屏蔽体经一次传播后到达另一个分界面的时候已经衰减很多,经过多次反射,电磁波能量将会越来越小,一般在吸收损耗大于 15dB,多次损耗可以忽略。当吸收损耗较小,此时多次损耗必须考虑。表达式为:
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