电磁屏蔽玻璃

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电磁屏蔽原理介绍

发布时间 : 2019-08-03 12:25:50 访问量 : 580次

摘要简单介绍了电磁屏蔽原理,并对电磁屏蔽机理进行了分析,在此基础上,主要介绍了常用的两种电磁屏蔽玻璃,并对

两种电磁屏蔽玻璃进行了比较,对安装要求提出了具体指导,简要阐述了主要应用领域和市场前景。

关键词 电磁屏蔽原理电磁屏蔽玻璃安装应用领域

1 前言


电磁波被广泛使用,为军事、工业、民用等带来莫大的方便,同时也带来了严重危害。

一是由于电子线路和元件的集成化、微型化,所使用的电流为微弱电流,其控制讯号的功率与外部电磁波噪音的功率接近,容易造成误动、声音及图像障碍等;

二是这些电子产品本身也向外发射不同频率的电磁波,同样会给在附近运行的电子计算机以及其他通讯或电气设备等造成干扰。

第三,对于军用电子设备,除了防止外界电磁波对其工作产生干扰外,还要防止其本身的电磁波向外泄露,国际较为先进的技术和设备可以准确地接受几十公里外泄露出的电磁波,进行放大还原,从而导致泄密;

第四,电磁波通过辐射也给生物体造成损害,如在中短波电磁辐射下,人体的中枢神经系统会出现功能失调。所以,在当今社会,不论民用电子设备,还是军用电子设备,从环保角度出发,都应进行电磁屏蔽。


2 电磁屏蔽原理


电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来,使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施;或用金属屏蔽

材料将电磁敏感电路封闭起来,使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。电磁屏蔽效能是在电磁场中同一地点无屏蔽时的电磁场强度与加屏蔽体后的电磁场强度之比。常用分贝数(dB)表示。屏蔽效能包括吸收损失 、反射损失 和多次反射损失 组成。如图1所示。即:

SE=A+R=B (1)

各项计算如表1所示。对表1凯发K要注意以下几点:(1)电场强度与磁场强度之比成为波阻抗,它决定了耦合效率,也决定了导体的屏蔽效能。

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(2)由表中公式可以看出,吸收损失与屏蔽体的厚度有关;反射损失与屏蔽体的厚度无关,而材料导电性愈好反射愈大,且与屏蔽体所处的位置有关。

(3)不同情况下的损失对屏蔽效能所起的主要作用是不同的,当屏蔽体很薄(小于)或在低频情况下,反射损失大于吸收损失,这时反射损失是屏蔽效能的主要因素,随着频率的增加,反射损失下降;电磁波在屏蔽材料内经过第一次传播到达第二分界面时,场强已很小,再由此返回第一界面,电磁波能量就更小了,多次反射后场强变得极小。因此当吸收损耗较大时(一般取A>10 dB),多次反射损耗即可忽略不计。但在屏蔽层较薄或频率较低时,吸收损耗很小,一般在A<10 dB日寸,多次反射作用对屏蔽效能的影响就必须计算。

(4)屏蔽效能还和电磁波在良导体中的衰减速度及涡流效应有关。电磁波在良导体中的衰减速度用集肤深度表示:

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由上式可以看出频率高则集肤深度小,就是说屏蔽效果相同时,频率高,则屏蔽体厚度就小。当厚度小时,A 就小,这时式(1)主要决定于B和R项,R与厚度无关,B是A的函数, 越小侧B就越小。


另外屏蔽效能还受到涡流效应的影响。在外界电磁场作用下,屏蔽体内感应的电流产生一个电磁场,后者抵偿了引起电流的外界电磁场。这种在屏蔽体内感应的电流,可以看成是涡流。为了获得有效的屏蔽作用,屏蔽体的厚度应近似于屏蔽体中电磁波波长 撷率越高涡流效应就越显著。


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图2为涡流效应控制范围的屏蔽效能S 随材料厚度t的变化情况。从图上可以看出出现了屏蔽材料厚度越薄屏蔽效能越大的区间。


3 电磁屏蔽玻璃


电磁屏蔽玻璃是结合电磁屏蔽技术而研制出的特种玻璃,它主要使用在既有电磁屏蔽要求,又有一定可视要求的部位,如:特种飞机的座舱、风

档、国家安全保卫部门办公区的可视窗口,军队指挥操作仪的可视面板,大使馆、外交部等部门通信室的玻璃窗,电子计算机室、医院、广播大厦玻璃

窗,商业写字楼办公室的玻璃隔墙,各种仪器设备的电磁屏蔽外壳等。它必须满足两个条件:一是良好的抗电磁干扰和防信息泄漏性能,二是良好的透

视性能。

目前,从用途上分屏蔽玻璃主要有平面屏蔽玻璃、曲面屏蔽玻璃、电加温屏蔽玻璃、防爆屏蔽玻璃和中空屏蔽玻璃等。从生产方法上主要有三种:

一是将含金、银、铜、铁、铟、锡等金属或无机或有机化合物盐类,通过物理(真空蒸发、阴极溅射)和化学(化学气相沉积、化学热分解、溶胶凝

胶)的方法,在玻璃表面形成上述金属膜层;

二是在夹层玻璃中夹金属丝网;三是上述两种方法同时采用,以增大屏蔽效能。下面分别就前两种方法进行论述:

(1)夹金属丝网电磁屏蔽玻璃金属丝网夹于两块无机玻璃或有机玻璃之间,是常用的非实壁型屏蔽体。金属丝网的材料一般为铜、铝、镀锌铁丝等,金属丝的直径、丝网的目数都对屏蔽效果有直接影响。每个金属丝网的网眼均可看作是小波导管。电磁波频率高于波导管的截止频率时,电磁波可以自由通过,若网眼之间空隙宽度为b,则以矩形窗为例,其截止频率厂及波长为:


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当电磁波频率低于截止频率时,金属丝网起到屏蔽体的作用,但此时其屏蔽效能sE主要由反射损耗贡献,吸收损耗较小,至于多次反射及其它修正

项均很小,一般可不考虑。对于平面波夹金属丝网屏蔽玻璃的屏蔽效能可近似地以下式来估计:


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