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News 电磁屏蔽材料及器件

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日期: 2019-10-19
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  系统工 程 与 电子 技术 年第 期 电 磁 屏蔽效 能 的 计 算 方 法 西 安 电 子 科技 大 学 中国 工 程 物 理 研 究 院 摘 本 文 种 工 程 界广 泛应 用 的 、 年扬 局 王 晓去 , 用 于 计葬 电挂 屏 旋 效 能 的 子 效 传 精 线 法 , 进 行 了分析 , 指 出了 该 法 应 用 的 局 限 性 丈 中在 各 类 屏 故理 论 的 基 础 上 讨 论 了 计 算 电斌 屏 蔽 各 种 方 法 的 适 用 范 叫 发 物砚 义 主 侧 电硅娜 蔽 , 屏 蔽 效应 , 计 算方 法 , 屯子 设 备 。 日 山 一 由 冬 贬 一 , 幻 。、 ‘ 一 万泪钻 月 饰 , 初 刀 ? “ 认 , , , 肠 办, 〔亡 君 尸丙 、 肠臼 州 血 铭 , ‘ 聪 印 晚 乎 比 址 成 户 挤 山 , 七 , 叫 , 蔽 理 论 与之 对 应 只 有正 确 地 运 用 这 些理 。 引 言 论 , 屏 蔽 的定 量 分 析 与设 计 才 有 价 值 , 、 针对 , 上 述 问题 本 文 结 合 作者 近 年 来 所 做 工 作 , 屏 蔽技 术是 抑 制辐 射 干 扰 最 有效 的手 段 在对 各类 屏 蔽理 论 的 基 本 假设 论进 行 简 要 分 析 的 基 础 上 法 的适 用 范 围 及 物 理 意 义 人 员 能够 正 确 地 加 以 应 用 , 推导 以及结 是 , 中的 一 项重 要 内容 。 电磁 屏 蔽效 , 着重 阐 明这些方 以 期 使 工 程 设计 能 的 计算 即 电 磁 能 量 泄 瀚 的定 量 计 算 女加 压 , 是 屏 蔽 定 量分析 与设计 的关 键 。 砂所 概念 , 进 一 步 提 高我 国 提 出 的 等效 传 输 线法 , 由于 应 用 方 便 、 电子 设 备 设计 的 水平 简单 而 为工 程 界 所 广 泛 采 用 , 但该法认 为 , 屏 效 只 与 屏 蔽 体 的材 料 厚 度 有关 而 与其 二 、新万博体育网址! 等效 传 输 线 法 几 何形 状 无关 限 , 这 种 假 设 使得 该 法 的应 用 局 , 在 实 际 中 却恰恰 为 人 们 所 忽略 , , 导致 工 。 方 法 由来 程设 计 中 有 时 理 论计 算 与 实 际 相 差 甚 远 的 事实 , 等效 传输 线 法 是 基 于 平 面 电 磁 波 通 收摘 状况 上 , 使 定 量 设 计 失 去 了应 有 的 作 用 对 于 不 同 频 率 的辐 射 干 扰 有 不 同的 屏 期 年 月 一 一 万一 , 过 无 限 大 平板 的传 输 过 程 与 电 流及 电压 在 传 输 线 上 传播过 程 的类 比而 得 出 的 如 图 所 , 不 。 从 上 面 的方 程 来看 两 个 波动 方程 形 式 相 同 不 同的 物 理 量 之 间 存 在 着一 一 对 应 的 , , 厚 , 传 输 线 的 两 个端点 由于 端 间 匹 配 而发 生 反 射 使人 射 电 流 并 未 阻抗 的不 关系 。 另外 , , 被 负载 完 全 吸 收 的 过 程 与屏 蔽体 界 面波阻抗 的 不 连续 而 产 生 的 电 磁 波反 射 、 透 射 的 过程 。 完全相 似 空 间变化 。 由 于 电 磁 波 的 传 播过 程 随 时 间 和 可 采 用 场 或 路 的 形 式加 以 分 析 。 , 显 然 路 的 分 析 方 法 由于 不 需 求 解 方程 , 而 比 场 的 方法 要 简 单 得 多 , 正是基于 这种 分析 法 。 提 出 了等效传 输线 屏效计 算式 及 方 法的 讨论 应 用 等 效 传输 线 法 所 得 的屏 效 计 算 式为 一 气兴 二 , 图 咬 的 传 愉线 无 限 大 金 浦平 板 ‘ 通 过 对 传输 线 方 法 和 平 面 电磁 波在平板 内的 传 输 方 程 进 行 适 当 变 换 , 礴十 一 十 得 各 自对应 的 其中 当 打环刃 时 , 波动 方 程 耗 大于 可 忽 略多 次 反 射损 , 的影 响 在一般情况下 。 都 可 以 满 足要 物嘿 念非 概 矛 啊 扩万 一护 二 , 求 ” 产 等 效 传输 线 法 的 优 点 一 、’ 户 一 式绘 制成 诺 嵘图 可 进 行 屏 蔽 的 外速设 计 可 将 公式 推 广 多层 屏 蔽 体的 屏 效 计 再 , 常 清晰 , 十 分直 观 。 ? 将 。 算 二 、 , 。新万博体育网址! 采 用 修正 系 数 , 可 将 公式 推 广 至 , 带有孔 缝 屏 蔽 体屏 效 的 计 算 月一歹 一 ‘ 月 井 戈 式中 尤 孙将具 有 各 等效 传输 线 法 的 缺 点 种 形 状 的屏 薄 作 为无限大 平 板外理 其屏 体 , 效 仅仅 作 为屏蔽 体材 料 二 产£ 。 、 厚 席以 及 干扰 频 率 。 的 函数 。 这 种 处 理 方 法 只 适 用 于 屏 蔽体 及其 ’ 万 与 干 扰 源 间 距 离 为 电大 尺 寸 的 情 况 , 刀 方法 的 等 效 是 在 平 面 波 入射到无 限 大 平 板的 情 况 下 成立 的 而 高 低组抗源 在 近场 所 产 , 一 一 生 的 波 均 为非平 面 波 , 因此 、 式 , 到一 定 的 精 度 , 就 应 限 制 其应 用 范 围 , 尤其 的屏 效是 近 似 值 要 使 近 似值 满 足 要 求 达 是 不 能 用 该法 来 计 算 低频 屏 蔽 问 题 派 的性质 几 子 叮 应 用 条件 件 低 阻抗 砚 如环 天 线 一 一 、 粤 。 、 瞬 一万 一 卜一 。 砂 呜 一 , 即 二 《 于 泥 孟 高阻 抗 砚 如 电 们极 子 天 线 一 啸 。 、 一 卜 。 一 万 ‘ 《 ?〕 , 。 减 平面 侧 。 人, 一 万 ? 《 即 》 , 妙 一 , 、 》王 对 干扰 像 至 屏 蔽体的距离 构 屏 蔽 体材 料 相 对 于 翻 的 磁 导 卒 和 电导 率 题 三 如前 所 述 , 、 等 效 电路 法 在 干 扰频 率较 低时 , 等 效 电路 法 是 利 用 散射 理 论 和 准 静 态场 理 论 先 求 出 屏 蔽 体表 面 的 电流分 布 , , 然后 利 等效 传 用 该 电流 计算 出 透人 屏 蔽体 内的 电场 和 磁 场 强度 , 输线 法 的 假 设 不 再 成 立 这 就需 根 据 干 扰 频 , 最 后 求 出 屏 效 的一 种 计 算方 法 电屏 蔽 , 率的 范 围 日 于 , 重 新 确 立 新 的 计算 方 法 年首先提 出 的 等 效 电路 法 、 全面 将 屏 蔽 体 置 于 均 匀 静 电场 中 感 应 电荷 分 布 如 图 论 , 导体上 的 考 虑 了屏 蔽体 的 几 何 形 状 , , 材料 、 厚度及 干 所示 。 根 据 电磁 场理 扰 频 率等 因 素 从 而 圆 满 解 决 了 低 频 范 围 内 磁 屏 蔽 和 电屏 蔽的屏 效 计 算 问题 方 法 由来 根 据 电磁 场 理 论 , 此 时 屏 蔽 体 内无场 透人 , 但 当电场 随 时 , 间变 化 时 由于 表 面 电荷 重 新 分 布 , 导 致表 面 电流流动 屏 蔽 体 内 出现 电磁 场 , , 当 屏 蔽 体 为 电小 尺 , 理 论 分析 和 实 践 经 验 表 明 对 于 低 频 干 扰 零 , 寸 论 , 且 处 于 干 扰场 源 的 近 场范 围 时 可将高 在频 率 趋 向 于 零 时 因此 , 电 场 的 影 响也 趋 于 , 阻 抗 电 场 源 和 低 阻 抗 磁 场 源 的 影 响分 开 讨 , 。 对 于 电场 其 屏 蔽特性 就像 一 个 与 频 率越 低 , 即 可 分 别讨论 低 频 电屏 蔽 和 磁 屏 蔽 的 问 电 容 相 串联 的 电 阻 上 的 电 压 降 一 一 电抗 越 大 越高 。 , 电 阻 上 的 压 降越 小 , , 从而 电屏 效 以 感应 电 荷所产 生 的 电涡 流也 起 一 定 的 作 用 获得 , 。 基 于上 述 分析 图 , 。 将 理 论分 析 结 果 其中 。 前 者 可 通过 对 拉普拉 斯 方 程 的 边值 问 题求解 对球 壳 屏 蔽体 , 盆 球壳 形 屏 蔽 体 作 为理论 推 导 模 型 电网络表示 电场 “ , 采 用 等效 为外 界 干 扰 , 与仪 峨 为球 壳 内部 中 心 处 的 泄 漏 电 场 为球 壳 厚度 为球 壳 半 径 其屏 效 为 犷二 土 酬 丁 取 、 刀 口 二 … 一昌 一 楞 口 图 耐 刃 尸一 》 山 ‘ 图 低频 电 屏 蔽 拼 , 。 二 , 后 者 可 将 屏 蔽 体 置 于 均 匀 交 变磁场 内 应 用 散射理论 。 , 可 求 得 屏 蔽 体 上 的 感应 电流 , 从感 应 电 流 的 分布 来 看 。 可 将其 的 短路 。 视为 由一 系列 具有 电感 么 电阻 环 天线 所 组 成 、 基 于 这 种 分析 , 将理 论 分析 结果 采用 等效 电网 络 表示 圈的 匝 数 “ 图 , 其中 分 别 为 球壳 的 外 径 与 内径 、 为等 效 线 屏效为 , , 图 感应 电荷分 布 一 。 十少 一 ’ 一 当 频 率 增 高 至 趋 肤 深 度 占小 于 壁 厚 时 , 与 电屏 蔽 类 似 数除 一 。 蝉缨 一 。 、 一 一‘ 、 一 ‘ , 高频 时 等效 电 路 的 参 ‘, 外表面 的 阻 抗增 加 的 参 数 除 , 、 , 由 外表 面 向 内传播 的 电 , 外 均 发生 变化 , 场在 屏 蔽体壁 面 呈 指 数 衰 减 外 占 “ ‘ 因此 等 效 电路 、 。 以 百 , 均 发 生 改 变 , 屏效为 一 万 一 “一 介 一 “ , ’ 、 一 尺 百 召笋 五 咨 一 ’ ” 一 ‘ 、 其屏 效 为 ‘ 一 “ 、 , “ ? 合乙 , “二 二 一 一 乙 一一一二了一一一 俪 。 一 , 、 ? , 、 瞬匕 艺 石 二 一 一一一一专一一一 口 、 。 寸百 甲 。 磁屏 效 应 为 和 。 脚 互 和 引黝乙 或 “ 万肛 之 。 磁 屏 蔽 的 等 效 电路 法 同 样 适 用 于 长 方 立 方 体 或椭 球 状 屏 蔽 体 屏 效的 计 算 , 电 屏 蔽 的 等效 电 路 法 也 适 用 于 长方 体 体 、 其 立方 体 或椭球状 屏 蔽 体 的 屏 效 计 算 是 式 。 。 其步 骤 或 步 骤 基 本 与 电屏 蔽 相 同 二 只 是 需 另 将 屏 蔽体 匝 线 圈 的 组合 先 利 用 体积相 等 , , 得到 等效 圆 球 壳 的 相 等效 为 导 线 直 径 等于 壁 厚 的 应尺寸 再 根 据 频 段 分别选 用 磁屏 蔽 为长 度 方 法 的 讨论 , , 。 等 效 电路 法 的 优 点 , 全 面考 虑 了 , 磁屏 蔽 除 了 屏 蔽体 的磁通分 流 外 其上 屏 蔽 的各种 因 素 无 论对 于 低 频 或 高 频 方 一 一 法 的 计 算 精 度较 高 , 克 服 了 等 效 传输 线 法 在 。 原理 , 无 法 确 定 高于 截 止 波 长 的 电 磁 波 衰 减 。 低 频段误 差 太 大 的 缺点 将 于扰 源 和 和 屏 蔽 体 内的 场 分 布 因此 如 何定 量 确 定 孔 , 屏 蔽 体 的 各种 参 数 处 理 为 由 电 阻 和 电 容 或 电 缝泄漏 量 , 尤 其是 确 定屏 蔽 空 间 的场 分 布 。 感 所组 成 的 电网 络 观 , , 各 种 参 数 的 影 响 非 常直 成 为设 计 高 质 量 电 子 设 备 的 关 键 以 及 屏 蔽 理 论 中的 一 个 难 点 近 年来 , 应 用 方便 。 国 内外学 者 都 做 训 口 了大量 工 作 其 中 笔 者 采 用 并 欠格 林 函 数 法 , 及 小 孔 祸 合 理 论 成 功 地 解 决 了具 有 规 则 形 状 厂 砚 ’ , 扮二 二 乡 钊 「 ’ 屏 蔽 体 的 孔缝 泄 漏 问 题 求 出 了屏 蔽 体 内 各 点场强 , 为 合理 布 置 屏 蔽 体 内 的 各 种 元 器 件 。 提 供 了可 靠 的 理论 依 据 屏蔽 体 内 场 分 布 的 确 定 如图 所示 。 , 屏 蔽 体 内有 一 做 时 谐 变 序 胡 匕 荞分 乍 习 介尹 ” 之 化的激励 源 界条件 。 通过对 价 , 方 程 变换 及 二 、、 引 入 矢 位元 标 位 得 矢 位矛 , , 得 矢 量 波 动 方 程 及边 , 应 用 井 矢 格 林 函 数法求 解 方 程 , 再由 一方 程 和 。 ‘ 价 规范 , 得 屏 蔽 体 内的 场 分 布 万 占》 鲍 又 ‘ 们 一 , ‘。 矛十 粤、 、 ? 雨一 ‘ 图 曰 勺 其缺 点 是 理 论 分析 比 较 复杂 , , 需涉及 准静态 场 理 论 及 散 射理 论 等 工 程设计人 员所缺乏 的 , 而 这些 知 识 是 这 也就 是该 法 不为 工 程 设 计 人员 所 广 泛应 用 的 一 个 重 要 原 因 四 、 孔 缝泄漏 的定量计算 , 丫 等效源 确 定 及 所 产 生 的 泄 漏 场 根 据 小 孔 精 合理 论 , 高频 时 求 求 , 实 体屏 蔽 体 的 屏 效 足 以 达 到 要 、 此 时 可 认 为实体部 分 对 于 电 磁 波是 不 透 。 明的 , 但 实 际 屏 蔽体 由 于 制造 , 。 散热 等 要 必 须开 有孔缝 其 泄 赫 在这 个 频 段 成 为 虽 然 等 效 传输 线 法 , 影 响 屏 效 的最 重要 因 素 和截 孔 所 厂 生的 泄 漏 场 ‘ ‘几 波 导理 论 也 可 计 算 孔 缝 泄 漏 问 题 、 但 等 于 孔 中心 短 路 时 的 等效 偶 极 饭 所 产 二 场 的 前者 忽 略 了屏 蔽 体 形 状 的 影 响 的 不 同 而造 成 的 相 位 差 , 忽 略 了 电磁 、 乓 广 十 波 在 孔 缝 及 屏 蔽 体 内 由 于扰 传 播 速 度 衰减 二 二 一 丁二甲 件万石 ‘ 十 ’ ’ 丫 因 此 不 能确 定 屏 蔽 飞, 体 内的 场 分 布 。 后 者是 利 用 波 导 的 高通 滤 波 一 一 群磁 } 口 , “ 厂 一 。。 。 ? 气瓦 , ? , 一 。 、 丽 ? 。 掩 户 图 幻带有 小孔 的导 体 屏 效计算及 孔 缝的 影响 一 , , 万 , 一 。 求 出激励 源在 自由空 间 的 电磁 场 式 求 出孔 缝 的泄漏场 屏 效 计算 式 为 了 验 证 方法 的有 效 性 、 , 利用 代人 , 即得 有 孔 缝 屏 蔽 体 的屏 效 , 厚为 对一 尺寸为 的 铜制 立 方 体 , 屏 蔽体进 行 了计算和 实验 和 在频 率为 , 怕 等效 的 导 体 两 种 情 况 下 分别 开 , 有方孔 边 长 为 阮 和 圆孔 与 巧 , 万 , 乙 一了 石 十 尸 一 一 万表 , ,‘ 方 孔相 同面 积 , 丫, 了 。 ’ 激励源 一 , 至 有 孔 壁 的 距离 的取值范 围从 露 每间隔 计算一 次 式 中 对 于 图 中的孔 “ , 、 曲 介 , “ , 义 表叹 扩 乃 “ 倪 , 介 “ 仲 表 了恤 一 ” 恤 介 劝 , 义 表 兔 , ” , ‘ £ 从 表 中可 以 看 出 孔 知 , 形状 、 大 小相 同的 , 同面 积 孔 的 电磁 泄 漏 量 取 决 于 孔 横截 面 上 的最大直线 尺 寸 少 一 , , 屏 效值随 , 的增 大 而增 大 , 即激励 源 尺寸小者 , 电磁 泄 漏 量 。 距孔越远 , 泄漏场越小 , 由互 易定理 可 的方 孔 , 一 当 激 励 源 在 屏 蔽 体外 时 , 射干 扰越小 一 个 孔 干 扰 频 率越 高 该点所受 辐 屏 蔽体屏效越高 对 于 同 , 行 的 圆孔 , ‘ 泄 漏 场越 大 相 。 一 一 图 给 出 了计 算 与实 验 侦 , , 结果表明两 的 优点 。 缺点 是 理 论 较 为 抽 象 。 , 不 易 为工 程 者 的 吻 合 程 度较 好 性 。 从 而 说 明 了方 法 的 正 确 设 计 人 员 所 掌握 但这 个 缺 点 可 通 过 为 用 户 。 提 供 计 算 机程 序 来 加 以 弥 补 对 于 多孔情 况 一 一 , 其 屏 蔽 体 的 屏 效计 算 式 琢论依 一 一 为 万二 一 一 实验 六 一 一 一 “‘ ’ 勺 犷 」 }八 咤 艺 在应 用 ‘ 乙 , ““ ’ 功 一 丁 洲 洲丁 ‘ 二几 式时 心 , , 孔数 的 确定 当孔间距 时 , 厂 为矩 形 孔 的 长 边 当 取其实 二 图 ‘ 、 “ 犯 卜 的 全 , 、 ? ‘ ‘ 。 。 际 孔数 时取 、 。 邝 五 ,二 结 , 语 屏效 计算 应 采用 。 夕 理 心公 炸 一 ‘ 实吸 ,笼 ‘ 改浪 用 文献 面的算例 冲 的 改 进 等 效 传输 线 法 计 算 上 , 综 上 所述 等 效 电路 法 时 , , , 在 低频 时 ,, , 二 。 忽略 孔缝 泄 漏 的影 响 , 在高频 、 , 所得 , 屏效仅 为 , 显 然 差别太大 这是 因为 应 采 用 等 效 传输 线 法 。 全 面 考 虑 实体 屏 应 , 蔽 体 和 孔 缝 泄漏 的 影 响 改 进 的 等 效 传输线 是 基 于 截 止 波 导 理 论 的 屏 蔽体 的 厚 度 成 正 比 。 在 超 高频 段 时 而 截止 波 导 所 能 提 供 的 衰 减 与 波 导 的 长 度 即 而 笔者 提 出 的 方 法 是 , 忽 略 实 体 屏 蔽体 的影 响 , 仅考 虑 孔缝 泄漏 采 用 笔 者 提 出 的 计 算 方 法 和 其他 相 应 的 计算 方法 。 基 于 小孔 绕 射 的 场 等 效原 理 因 而 具 有能 够 计算 出屏蔽 空 间 的场 分 布 、 且 计算 精 度 较 高 参 “ 考 , 文 献 , ” 一 “ 亡 一 七 一 价以 、 、 , 厂 一 、 广 、 。, 一 下 、 一 , 一 口 邱扬 , 《带 有 孔 缝 屏 蔽 体 屏 效 的 计外 》 卜 , 航 天控制 ‘ , , 冷 期 年第 】 、 “ 一 〔 一 , , 一 一 一

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