EMC电磁屏蔽材料及设计.doc

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EMO电磁屏蔽材料及设计
现有的规范和标准对产品辐射的电场强度的极限值是在3 m 10 m或3 0 m处规定的。为了
EMC测试设备是否满足这些标准，需要一块能提供被测件与天线之间对应距离的足够大的场 地。EMCi试场地的背景电磁能量大大低于 EMC测试范围。
被EMC测设备所处的状态必须与实际使用状态相同，I/O接口与适当的外设连接。被测系 统要放在转台上，这样可以通过旋转来找到最大辐射信号。转台与天线放在同一个地面上。 这样就可以测量系统工作时的辐射了。这种测试也可以在半无反射室中进行，但一个合适的 测试室其尺寸和成本都是可观的。 大多数辐射测试是在开阔场中进行， 开阔场是精心选择的， 其电磁背景很低，周围没有反射物，如建筑物。为了获得不同材料的屏蔽效能，采用一些其 它的测试方法。屏蔽盒是最先开发的方法之一。在密封的屏蔽盒内放置接收天线的装置。这 个盒子上有一个方形的开口，将它放置在屏蔽室内使外界干扰最小。屏蔽室内有信号发生器 和发射天线。被测材料的样品牢固地夹在盒子的开口上，记录下发射天线处的场强和接收天 线处的场强。这种材料的屏蔽效能就是两个值的比值。纯铜板可以用来作为参考值。图1－ 6所示的四个屏蔽室的装置可以用来提高测量精确度，并且拓宽测量的频率范围。屏蔽的理 论方法电磁波理是经典的理论。麦克斯威尔、法拉第和其它人在电子学之前就建立了描述电 场和磁场的基本方程式。然而，对实际中的复杂硬件几乎不能直接应用这些方程式。电场和 磁场的衰减用从试验中得到的方程式能够更好的表达， 这些方程式在屏蔽的设计中广泛应用。 有许多因素会影响电磁能量源周围的场。源的种类赋予了场一些特征，如辐射幅度。距离源 的距离和电磁波传输的媒介的特性都会影响场与屏蔽之间的相互作用。在电磁屏蔽中，波阻 抗Zw是联系这些参数的有用的概念。波阻抗定义为电场 E与磁场H的比值。源上的驱动电压 决定了干扰的特性。例如，环天线中流动的电流与较低的驱动电压对应。结果是在天线附近 产生较小的电场和较大的磁场，具有较低的波阻抗。另一方面，四分之一波长的距离上，所 有源的波的阻抗趋近于自由空间的特征阻抗， 377 欧姆。 这时， 称为平面波， 作为参考， 1MHz 的波长是300m按照到源的距离，电磁波可以进一步分为两种，近场和远场。两种场的分界 以波长 λ 除以 2π 的距离为分界点。 λ/2π 附近的区域称为过渡区。源与 过渡区是近场，超过这点为远场。近场波的特性主要由源特性决定，而远场波的特性由传播 媒介决定。如果源是大电流、低电压。则在的近场以磁场波为主。高电压、小电流的源产生 电场为主的波。在设计屏蔽控制辐射时，这个概念十分有用。由于这时屏蔽壳与源之间的距 离通常在厘米数量级， 相对于屏蔽电磁波为近场的情况。 在远场， 电场和磁场都变为平面波， 即，波阻抗等于自由空间的特性阻抗。知道干扰辐射的近场波阻抗对于设计控制方法是十分 有用的。用能将磁通分流的高导磁率铁磁性材料可以屏蔽 200KHZ以下的低阻抗波。反过来，
用能将电磁波中电矢量短路的高导电性金属能够屏蔽电场波和平面波。入射波的波阻抗与屏