屏蔽材料的屏蔽效能估算

電磁波在穿過屏蔽體是發(fā)生衰減是因?yàn)槟芰坑辛藫p耗，這種損耗可以分成兩個(gè)部分：反射損耗和吸收損耗。反射損耗：當(dāng)電磁波入射到不同媒質(zhì)的分界面時(shí)，就會發(fā)生反射，使穿過界面的電磁能量減弱。由于反射現(xiàn)象而造成的電磁能量損失稱為反射損耗，用字母R表示。當(dāng)電磁波穿過一層屏蔽體時(shí)要經(jīng)過兩個(gè)界面，要發(fā)生兩次反射。因此，電磁波穿過屏蔽體時(shí)的反射損耗等于兩個(gè)界面上的反射損耗總和。反射損耗的計(jì)算公式如下：

R=20lg(ZW/ZS) (dB)

式中: ZW= 入射電磁波的波阻抗 ，ZS=屏蔽材料的特性阻抗

|ZS|=3.68×10-7（fμrσr）1/2式中: f= 入射電磁波的頻率 ，μr=相對磁導(dǎo)率，σr=相對電導(dǎo)率

吸收損耗：電磁波在屏蔽材料中傳播時(shí)，會有一部分能量轉(zhuǎn)換成熱量，導(dǎo)致電磁能量損失，損失的這部分能量成為屏蔽材料的吸收損耗，用字母A表示，計(jì)算公式如下： A=3.34t（fμrσr）1/2 (dB)

多次反射修正因子: 電磁波在屏蔽體的第二個(gè)界面（穿出屏蔽體的界面）發(fā)生反射后，會再次傳輸?shù)降谝粋€(gè)界面，在第一個(gè)界面發(fā)射再次反射，而再次到達(dá)第二個(gè)界面，在這個(gè)界面會有一部分能量穿透界面，泄漏到空間。這部分是額外泄漏的。應(yīng)該考慮進(jìn)屏蔽效能的計(jì)算。這就是多次反射修正因子，用字母B表示，大部分場合，B都可以忽略。

SE = R + A + B

從上面給出的屏蔽效能計(jì)算公式可以得出一些對工程有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論，根據(jù)這些結(jié)論，我們可以決定使用什么屏蔽材料，注意什么問題。下面給出的結(jié)論，出步一看，會感到雜亂無章，無從應(yīng)用，但是結(jié)合上面第3 和第4條仔細(xì)分析后，會發(fā)現(xiàn)這些結(jié)論都有著內(nèi)在聯(lián)系。深入理解下面的結(jié)論對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的。

1）材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性越好，屏蔽效能越高，但實(shí)際的金屬材料不可能兼顧這兩個(gè)方面，例如銅的導(dǎo)電性很好，但是導(dǎo)磁性很差；鐵的導(dǎo)磁性很好，但是導(dǎo)電性較差。應(yīng)該使用什么材料，根據(jù)具體屏蔽主要依賴反射損耗、還是吸收損耗來決定是側(cè)重導(dǎo)電性還是導(dǎo)磁性；

2）頻率較低的時(shí)候，吸收損耗很小，反射損耗是屏蔽效能的主要機(jī)理，要盡量提高反射損耗；

3）反射損耗與輻射源的特性有關(guān)，對于電場輻射源，反射損耗很大；對于磁場輻射源，反射損耗很小。因此，對于磁場輻射源的屏蔽主要依靠材料的吸收損耗，應(yīng)該選用磁導(dǎo)率較高的材料做屏蔽材料。

4）反射損耗與屏蔽體到輻射源的距離有關(guān)，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，則反射損耗越小；正確判斷輻射源的性質(zhì)，決定它應(yīng)該靠近屏蔽體，還是原理屏蔽體，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。

5）頻率較高時(shí)，吸收損耗是主要的屏蔽機(jī)理，這時(shí)與輻射源是電場輻射源還是磁場輻射源關(guān)系不大。

6）電場波是最容易屏蔽的，平面波其次，磁場波是最難屏蔽的。尤其是（1KHz以下）低頻磁場，很難屏蔽。對于低頻磁場，要采用高導(dǎo)磁性材料，甚至采用高導(dǎo)電性材料和高導(dǎo)磁性材料復(fù)合起來的材料。