电磁兼容讲义-6第6章电磁屏蔽•电磁屏蔽是指一种金属结构，形成有关空间的防护区。其作用是减弱防护区内的，由区外场源所产生的电磁场。•注意保护区和被保护区。•关于电磁屏蔽的材料：在绝大多数的情况下，是由金属（铜、铝、铁或合金）制成。（所以上面说“金属结构”）。但是为了防护直流和极低频磁场的作用，也有采用铁氧体材料的。6.1概述屏蔽机理屏蔽效能评价屏蔽的材料屏蔽种类屏蔽计算屏蔽的连续性或完整性电磁屏蔽的作用原理—两种解释•第一种解释：在一次场（场源所产生的场）的作用下，屏蔽的表面因受感应而产生电荷（自由电荷的重新排列）；其壁内产生电流和磁极化。这些感应电荷、电流和极化产生二次场（正确地说是二次场和它们联系着）。二次场与一次场叠加形成合成场。在防护区内的合成场必定弱于一次场。第二种解释•第二种解释：电磁屏蔽的作用原理是用屏蔽来反射并引导场源所产生的电磁能流，使之不能（或减少）进入空间防护区。•实质：反射和衰减。•事实上，金属结构对于电磁能流的反射和引导作用与金属结构表面和内壁电荷、电流以及磁极化的产生有着不可分割的联系。因此这两种解释其本质是相同的。屏蔽效能的定量评价•屏蔽衰减是指屏蔽前后空间某一点上的场强的比值的对数。•HaHa•as=20lg（dB）或as=ln（Np）。HiHi•Ha为无屏蔽时，该点的磁场强度；•Hi为在屏蔽内，该点的磁场强度。•防护区内的as不是常数，测量点不同时有不同的值。材料相对电导率相对磁导率用途μ合金0.0380000屏蔽墙铁0.17200～1000屏蔽墙钢0.10200～1000屏蔽墙银2.051接点电镀铜1.01屏蔽墙金0.71接点电镀铝0.611屏蔽墙锌0.291薄板电镀黄铜0.261法兰盘磷青铜0.181弹簧接点耐腐镍铜锰铁合金0.041衬垫（蒙内尔）屏蔽种类•按场的性质，近场、远场、电场、磁场、电磁场•按屏蔽体的几何特征，面屏蔽、线状屏蔽、管状屏蔽、体屏蔽•按屏蔽分析方法，涡流法、行波法、电路法等等。6.2电磁场的特性6.2.1Maxwell方程v⎧vv∂Dvv∇×H=J+⎧J=σE(=ρvv)⎪∂t⎪v⎪vv⎪v∂B⎪D=εE⎨∇×E=−vv∂t⎨B=μH⎪v⎪v⎪∇•D=ρ⎪vv∂Dv(δ=J+)⎩⎪∇•B=0⎩∂tJ：（传导）电流密度，D：位移电流，ρ电荷密度，σ电导率。6个方程⎧∂Hz∂Hy∂Ex⎪−=σEx+ε⎪∂y∂z∂tv∂Evv∂E⎪∂Hx∂Hzy∇×H=σE+ε⇒⎨−=σEy+ε∂t⎪∂z∂x∂t∂H∂H∂E⎪y−x=σE+εz⎪z⎩∂x∂y∂t⎧∂Ez∂Ey∂Hx⎪−=−μv∂y∂z∂tv∂H⎪⎪∂E∂E∂Hy∇×E=−μ⇒⎨x−z=−μ∂t⎪∂z∂x∂t∂E∂E∂H⎪y−x=−μz⎪⎩∂x∂y∂t6.2.2平面电磁波•波的和只随其传播方向变化。把其传播方向定为x轴，那么，该平面波的H和E只是x和t的函数，而与y和z无关。vv∂H∂H=0=0∂y∂zvv∂E∂E=0=0∂y∂z假定传播条件•还假定，电磁波是在均匀的、各向同性的介质中传播。•介质的导电率为零，即没有其他电流，也没有其他电荷。ε=const.σ=0μ=const.ρ=06个方程变为⎧∂H⎧∂Ex0=εx⎪0=−μ⎪∂t∂t⎪⎪∂H∂H∂E⎪∂Ezy⎪zy⎨=μ⎨−=ε∂x∂t⎪∂x∂t⎪∂H∂Ey∂H⎪y∂Ez⎪=−μz=ε⎪⎩⎪∂x∂t⎩∂x∂t取坐标•假定，引起磁场的能量来源不含有恒定电流和恒定电荷（天线辐射时天线内的电压和电流就没有恒定分量）。因此E和H不能有与时间无关的分量。因此，由方程∂E0=εx∂t⎧Ex==Const.0⎨∂HH==Const.00=−μx⎩x∂tE和H都在和x垂直的平面上（yz平面上）。选坐标轴时使E和Y轴同向，则⇒Ez=0垂直关系∂Hy∂E•由E＝0和方程=εzz∂x∂t∂E∂Hz=μy∂x∂t⎧∂Hy=0⇒H=Const.=0⎪y⇒∂x⎨∂H⎪y=0⎩⎪∂tvv因此H和z轴同向，即平面波E⊥H平面电磁波方程•最终只有各两个式子，两个参数，两个变量，一阶偏微分方程•略去下标，这样的方程大家是不是认识？⎧∂Hz∂Ey⎧∂H∂E⎪=−ε=−ε⎪∂x∂t⎪⎨∂x∂t∂E∂H⎨∂E∂H⎪y=−μz⎪=−μ⎩⎪∂x∂t⎩∂x∂t回顾无损均匀长线中电压u和电流i