屏蔽的目的及方法

(1内蒙古工业大学理学院，内蒙古 呼和浩特 010051；2乌兰察布电视台，内蒙古 集宁 012000)
摘 要：随着电子产品的广泛应用电磁环境污染在加重,屏蔽技术的研究变得越来越重要。据此，本文讨论了电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁屏蔽的目的及屏蔽的方法。
关键词：电屏蔽; 磁屏蔽; 电磁屏蔽
中图分类号：TN721.4  文献标识码：B  文章编号：1007—6921(2008)01—0094—01
      在电子设备及电子产品中,电磁干扰能量主要通过辐射性耦合来进行传输。为抑制辐射性耦合需采用屏蔽技术。在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下,屏蔽作用的重要性就显得更为突出。屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰,是抑制电磁干扰的重要手段之一。采用屏蔽的目的有两个:限制内部辐射的电磁能量泄漏;防止外来的辐射干扰进入。根据屏蔽的工作原理可将屏蔽分为以下三大类：
1 电场屏蔽
      电场屏蔽主要是为了防止电子元器件或设备间的电容耦合，它采用金属屏蔽层包封电子元器件或设备，其屏蔽体采用良导体制作并有良好的接地,这样就把电场终止于导体表面,并通过地线中和导体表面上的感应电荷从而防止由静电耦合产生的相互干扰。电场屏蔽将电场感应看成分布电容间的耦合。在使用中,屏蔽板以靠近受保护物为好,而且屏蔽板的接地必须良好;屏蔽板采用全封闭的金属盒最好,屏蔽板的材料以良导体为好,但对厚度无要求,只要有足够的强度就可以了。
2 磁场屏蔽
      磁场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。磁场屏蔽是把磁力线封闭在屏蔽体内,从而阻挡内部磁场向外扩散或外界磁场干扰进入,为屏蔽体内外的磁场提供低磁阻的通路来分流磁场。在使用中,要选用高导磁材料,要增加屏蔽体的厚度。这两点均是为了减小屏蔽体的磁阻。被屏蔽的物体不要安排在紧靠屏蔽体的位置上,以尽量减小通过被屏蔽物体体内的磁通;注意屏蔽体的结构设计,凡接缝、通风孔等均可能增加屏蔽体的磁阻,从而降低屏蔽效果;对于强磁场的屏蔽可采用双层磁屏蔽体的结构。
      对要屏蔽外部强磁场的,则屏蔽体的外层选用不易饱和的材料,如硅钢，而内部可选用容易达到饱和的高导磁材料,如坡莫合金等。反之,如果要屏蔽内部强磁场时,则材料的排列次序要倒过来。
3 电磁屏蔽
      电磁屏蔽主要用于防止在高频下的电磁感应,利用电磁波在导体表面上的反射和在导体中传播的急剧衰减来隔离时变电磁场的相互耦合,从而防止高频电磁场的干扰。电磁屏蔽是抑制干扰、增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段,合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可避免作为干扰源去影响其他设备。它的屏蔽机理是：①当电磁波到达屏蔽体表面时,由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续,对入射波产生的反射，这种反射不要求屏蔽材料必须有一定的厚度,只要求交界面上的不连续；②未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量,在体内向前传播的过程中,被屏蔽材料所衰减，也就是所谓的吸收；③在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量,传到材料的另一表面时,遇到金属——空气阻抗不连续的交界面,会形成再次反射,并重新返回屏蔽体内。这种反射在两个金属的交界面上可能有多次的反射。
4 结语
      三种屏蔽的共性是防止外界的电磁场进入到某个要保护的区域中去。它们都是利用屏蔽壳上有外场的感应产生的效应,来消抵外场的感应产生的影响。由于所要屏蔽的场的特性不同,因而对屏蔽壳的要求及其效果也不相同。在具体实施屏蔽时,应根据屏蔽效能的要求,结合相应的屏蔽理论确定屏蔽方式以及屏蔽材料。［参考文献］
［1］ 湖北省电磁兼容学会.电磁兼容性原理及应用［M］.北京:国防工业出版社,1996.
［2］ 张鑫铭,马燕.电磁屏蔽效能稳定性研析［J］.单片机与嵌入式系统应用,2001,(1):98～103.
［3］ 杨克俊.电磁兼容原理与设计技术［M］.北京:人民邮电出版社,2004.
［4］ 闫润卿等.电磁场理论与微波技术［M］.北京:北京理工大学出版社,1985.

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