屏蔽電磁波輻射的方法
發(fā)布時間：2025-11-18 | 來源：互聯(lián)網(wǎng)轉載和整理
電磁屏蔽技術的方法盤點
電磁屏蔽技術就是防止電子設備或者電子元器件之間產生電磁場感應干擾的一種技術。主要有三種方法：
1、靜電屏蔽
靜電屏蔽：為了避免外界電場對儀器設備的影響，或者為了避免電器設備的電場對外界的影響，用一個空腔導體把外電場遮住，使其內部不受影響，也不使電器設備對外界產生影響，這就叫做靜電屏蔽。
在靜電平衡狀態(tài)下，不論是空心導體還是實心導體；不論導體本身帶電多少，或者導體是否處于外電場中，必定為等勢體，其內部場強為零，這是靜電屏蔽的理論基礎。圖1所示為未接地和接地的情況。
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可采用空腔導體（金屬殼、金屬網(wǎng)）來實現(xiàn)靜電屏蔽。若空腔導體不接地，則為外屏蔽，即可以屏蔽外電場對于空腔以內的元器件的影響，但不能屏蔽空腔以內的電場對于外界的影響。因為這時如果空腔以內有帶電體，則將在空腔內壁上、以及外表上都感生出等量的異號電荷——感生電荷，這些感生電荷的電場可以對外界產生影響。
若空腔導體接地，則為全屏蔽，即既可以屏蔽外電場對于空腔以內的元器件的影響，也可以屏蔽空腔以內的電場對于外界的影響。因為這時空腔以內的電場強度總是為0，則即使有電荷存在，使得空腔的內、外表面都有感生電荷，但其外表面的感生電荷通過地線而與大地中和了，相應地內表面的感生電荷及其影響也就消除了。
把電子儀器的金屬外殼接地，在某些連接導線或者通訊電纜的外面包覆一層金屬網(wǎng)（即成為屏蔽線），在電源變壓器的初級繞組和次級繞組之間放置一不閉合的金屬薄片，在高壓變壓器外面加設金屬網(wǎng)等，這些方法都是為了達到靜電屏蔽的目的。
2、靜磁屏蔽
靜磁場是穩(wěn)恒電流或永久磁體產生的磁場。靜磁屏蔽是利用高磁導率的鐵磁材料做成屏蔽罩以屏蔽外磁場。它與靜電屏蔽作用類似而又有不同。靜磁屏蔽的原理可以用磁路的概念來說明。如將鐵磁材料做成截面如圖2（b）的回路，則在外磁場中，絕大部份磁場集中在鐵磁回路中。這可以把鐵磁材料與空腔中的空氣作為并聯(lián)磁路來分析。因為鐵磁材料的磁導率比空氣的磁導率要大幾千倍，所以空腔的磁阻比鐵磁材料的磁阻大得多，外磁場的磁感應線的絕大部份將沿著鐵磁材料壁內通過，而進入空腔的磁通量極少。這樣被鐵磁材料屏蔽的空腔就基本上沒有外磁場，從而達到靜磁屏蔽的目的。材料的磁導率愈高，筒壁愈厚，屏蔽效果就愈顯著。因常用磁導率高的鐵磁材料如軟鐵、硅鋼、坡莫合金做屏蔽層，故靜磁屏蔽又叫鐵磁屏蔽。
靜磁屏蔽是為了排除靜磁場干擾的一種電磁屏蔽技術，這可以采用磁導率很大的鐵磁材料制作而成的空殼（屏蔽罩）來實現(xiàn)。圖2為有無磁屏蔽示意圖。
因為當把鐵磁空殼放置在外磁場中時，外磁場的磁感應線將要發(fā)生畸變，即磁感應線會聚集在殼層中（這是由于磁場在殼層中誘導出的磁化電流所產生的附加磁場與外磁場相疊加的結果），而空殼內部的磁場卻很弱。從而利用鐵磁空殼即可屏蔽外磁場的影響。這種方法對于低頻磁場也具有良好的屏蔽作用。
為了提高靜磁屏蔽的效果，就應該增大磁性材料的磁導率和增大屏蔽罩的厚度，或者采用多層屏蔽罩。
3、電磁屏蔽
在電磁場（電磁波）中，導體表面將要吸收、損耗電磁場的能量，使得電磁場的傳播從導體表面往里面是指數(shù)式衰減的（即電場和磁場的振幅是指數(shù)式衰減），這種現(xiàn)象就是趨膚效應。利用趨膚效應即可阻止高頻電磁波進入導體內部，以實現(xiàn)電磁屏蔽，因此可采用適當厚度的金屬來制作電磁屏蔽罩。由于趨膚電流是一種渦流，所以電磁屏蔽又稱為渦流屏蔽。
為了獲得有效的電磁屏蔽效果，導體屏蔽層的厚度必須接近于電磁場的趨膚深度。電導率越高的材料，趨膚深度就越小。對于500kHz的廣播頻率，銅和鋁的趨膚深度分別約為0.094mm和0.12mm，因此較薄的銅片或鋁片就能夠實現(xiàn)較好的屏蔽了；對于更高頻率的電磁場，還可以使用更薄的材料。
對于高頻電磁場，一般不采用鐵磁材料，因為鐵磁材料有較大的磁滯損耗和渦流損失，會造成諧振回路品質因數(shù)（Q值）下降，故較多的是采用高電導率材料的電磁屏蔽。圖3是電磁屏蔽示意圖。
對于工頻（50Hz）的電磁場，因為銅和鋁的趨膚深度分別增大為9.45mm和11.67mm，故采用銅和鋁的電磁屏蔽就不再合適了。如果采用Fe來制作屏蔽罩的話，由于電磁場在鐵中的衰減遠快于銅和鋁，所以只需要較薄的鐵片即可。實際上這時已經轉化成靜磁屏蔽。
可見，電磁屏蔽與靜電屏蔽有一定的共同點，即都是采用高電導率的金屬來制作屏蔽罩。但也有不同點，即靜電屏蔽只能消除電容耦合，防止靜電感應的影響，而且屏蔽罩必須接地；而電磁屏蔽是利用渦流來阻止電磁場的透入，并消除電磁場的干擾，屏蔽罩可不必接地。不過因為電磁屏蔽的屏蔽罩增加了靜電耦合，所以為了避免這種不良影響，把屏蔽罩還是接地為好，這時實際上在電磁屏蔽的同時也起到了靜電屏蔽的作用。
總體而言，靜電屏蔽、靜磁屏蔽、電磁屏蔽的物理內容、物理條件、屏蔽作用均不同，所用材料也需視具體情況而定。