电子设备的电磁屏蔽设计与技术探讨

2.2.3 磁屏蔽

磁屏蔽包括两部分内容：恒定磁场的屏蔽和对低阻抗磁场源的近区场即低频时变磁场的屏蔽。由Maxwell方程，磁场的散度和旋度表达式：

磁场的散度恒为零，旋度不为零，表明了自然界不存在磁荷，所以磁力线一定是闭合的。这个性质说明磁屏蔽无法象电屏蔽那样，将磁力线终止于屏蔽体，而只能利用屏蔽体对磁力线（磁场）进行分流，来切断干扰源与受感器之间的磁力线交链。下图为磁屏蔽示意图及等效磁路图。

图2-2 磁屏蔽及等效磁路图

显然磁通在磁屏蔽体中与被屏蔽空间中出现分流。

为磁屏蔽体的磁阻，为空气的磁阻

式中—材料的磁导率（H/m）， S－磁路的横截面积（），—磁路的长度（m）

显然，在一定的情况下，越小，越大，所以大部分磁通量流过磁屏蔽体，达到了减弱干扰场强的目的，由于与成反比，因而磁屏蔽体选用钢、铁、坡莫合金等高导磁率的铁磁性材料。上述结论无论对于恒定磁场还是低频交变磁场都是适用的。因为低频时，涡流感应电流所产生的屏蔽作用也很小。

2.2.4 电磁屏蔽

电磁屏蔽是屏蔽辐射干扰源的远区场，即同时屏蔽电场和磁场的一种措施。如下图所示

图2-3 电磁屏蔽过程

当电磁波、向屏蔽体入射时，首先在其左表面感应出电流和电荷，形成了新的辐射源，新辐射源产生向左表面两侧传播的电磁波。反射波为、，透射波为、，透射波由于屏蔽体热损耗的影响以指数规律衰减，在到达右表面时产生反射（、）和透射（、），从而将传到屏蔽体另一侧空间的电磁能量大大减弱，起到了屏蔽的作用。

显然，感应电流和电荷越大，所产生的反射场就越强，热损耗（吸收损耗）越大，透射波的衰减越多。因此电磁屏蔽应选用导电材料。

3 泄漏结构及控制要素

由于金属屏蔽体在高频时的趋肤效应，导致只要满足刚强度的屏蔽体厚度均有足够高的屏效。此时决定屏蔽体的屏效不是金属材料的种类及厚度，而是孔缝泄漏。当屏蔽体表面电流被孔缝所切断，则表面电流在孔缝处就转换为辐射场，从而导致电磁辐射泄漏（耦合）。由于随着频率的增高，当波长变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相当时，则屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽最关键的控制要素。下表分析了不同频率段两类辐射源的泄漏结构。

表3-1 辐射源的泄漏结构

在三类屏蔽中，磁屏蔽和电磁屏蔽的难度较大。尤其是电磁屏蔽设计中的孔缝泄漏抑制最为关键，成为屏蔽设计中应重点考虑的首要因素。

根据孔耦合理论，决定孔缝泄漏量的因素主要有两个：孔缝面积和孔缝最大线度尺寸。两者皆大，则泄漏最为严重；面积小而最大线度尺寸大则电磁泄漏仍然很大。

4 结论

电磁屏蔽设计在电子产品中的应用，越来越受到广大电子工程师们的重视，如何做好屏蔽设计避免电磁泄漏是个不断学习不断摸索的过程，必要的经验积累也是必须的。

参考文献：
[1]谢忠华，电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性探讨，武汉职业技术学院学报，2005年第5期
[2]杨绍胤.智能建筑实用技术[M].北京：机械工业出版社，2002
[3]张立伟.电磁兼容与电线电缆电磁屏蔽技术的综述[J].天津光电线缆, 2004,(3).
[4] MIL-HDBK-419A 电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南.
[5]蒋全兴等.工程中屏蔽材料的屏蔽效能分析和选择[J].电磁干扰与兼容，2008：18～21

 2/2   首页 上一页 1 2