電磁能量傳播的主要方式是電磁波。當高頻電路在工作狀態時會向外輻射電磁波,對鄰近的其它設備產生電磁干擾;另外,空間中的各種電磁波也會對使用中的電路產生干擾作用,影響到使用的電路。
電磁屏蔽的作用就是切斷電磁波的傳播途徑,從而消除這些干擾。用電磁屏蔽的方法來解決電磁干擾問題的大好處是不會影響電路的正常工作,因此不需要對電路做任何修改。
屏蔽效能
屏蔽體的有效性用屏蔽效能(SE)來度量。屏蔽效能的定義如下:SE=20lg(屏蔽前強度/屏蔽后強度) (dB)。
屏蔽前 | 屏蔽后 | 衰減量 | 屏蔽效能 |
1 | 0.1 | 90% | 20dB |
1 | 0.01 | 99% | 40dB |
1 | 0.001 | 99.9% | 60dB |
1 | 0.0001 | 99.99% | 80dB |
1 | 0.00001 | 99.999% | 100dB |
一般民用產品機箱的屏蔽效能在40dB以下,軍用設備機箱的屏蔽效能一般要達到60dB,信息安全保密領域設備的屏蔽機箱屏蔽效能則要達高達80dB以上。屏蔽室或屏蔽艙等往往要達到100dB。100dB以上的屏蔽體是很難制造的,成本也很高。棋豐塑膠的EMI屏蔽改性材料,在3mm厚度1.5GHz的檢測條件下的屏蔽效能可達到100dB。電磁屏蔽材料通常選用體積電阻率而不是表面電阻率作為重要的指標。
屏蔽效能估算
穿過屏蔽體時電磁波會發生衰減,這是因為能量在穿過過程中有反射損耗和吸收損耗。
反射損耗是指電磁波射到不同材質的分界面時,就會發生反射(就像燈光一樣),使得穿過界面的電磁能量產生減弱,而且電磁波穿過一層屏蔽體時要經過兩個界面,因此要發生兩次反射。
吸收損耗是指電磁波在屏蔽材料中傳播過程中會有部分能量轉換成熱量,導致電磁能量損失。
影響屏蔽效能的因素
1.材料的導電性能和導磁性能越好,屏蔽效能越高;
2.高頻時,吸收損耗是主要的屏蔽機理,并與輻射源是電場輻射源還是磁場輻射源關系不大;
3.低頻時,吸收損耗很小,反射損耗高;
4.電場輻射源的屏蔽主要通過材料的反射損耗;而磁場輻射源的屏蔽主要依靠材料的吸收損耗,選用磁導率高的材料做屏蔽材料。
5.反射損耗與屏蔽體到輻射源的距離有關,對于電場輻射源,距離越近,則反射損耗越大;對于磁場輻射源,距離越近,則反射損耗越??;
6.屏蔽的難度依次為:電場波<平面波<磁場波。尤其是低頻磁場(1KHz以下),很難屏蔽。對于低頻磁場,要采用高導磁性材料,甚至采用高導電性材料和高導磁性材料復合起來的材料。