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电磁兼容原理和抑制技术(五)
2 屏蔽技术
电磁屏蔽技术是抑制辐射干扰最有效的手段,所以是电磁兼容抑制技术的重要组成部分之一。在进行电磁屏蔽设计之前,要了解场论和近场、远场的定义,波阻抗和金属屏蔽材料的阻抗,吸收损耗,反射损耗以及屏蔽效能的计算等。
2.1 屏蔽的基本理论
2.1.1 电磁场和波阻抗
在球坐标中的电场分量(Eθ、Er)和磁场分量(Hф)可以通过求解振荡偶极子的麦克斯韦尔方程获得。若偶极子的长度D λ,见图1.5, 则有:
式中:
Z0:自由空间阻抗;
I:偶极子的短路电流;
D:偶极子长度;
θ:Eθ与径向距离r的顶角;
λ:对应f=c/λ 的波长;
r:从偶极子到观察点距离;
ψ:ψ=(2πf/λ)-;
c:光速=1/=3×108米/秒
从电磁屏蔽的观点,我们要讨论的是垂直于屏蔽体表面向前传播的能量密度,因为这个坡印廷矢量是能够透入屏蔽体表面的分量(矢量是平行于屏蔽体表面的分量它不透入屏蔽体的表面。)由上式可引导出近场和远场的定义:
(1) 当(λ/2πr)=1、即r=λ/2π(约1/6波长)时,定义为近场和远场之间的边界。
(2) 当r λ/2π时、定义为远场,这时称作平面波辐射场,自由空间的波阻抗Z0=Eθ/H=377Ω。
(3) 当r λ/2π时、定义为近场。若辐射源是电场则电场波阻抗Eθ/Hφ=Z0(λ/2πr)
由于λ/2πr 1,电场波阻抗平面波波阻抗Z0,是个高阻抗场。
(4) 当r λ/2π近场时,若辐射源是磁场则磁场波阻抗Eθ/Hφ=Z0/(λ/2πr)。由于λ/2πr 1,磁场波阻抗 平面波波阻抗Z0,是个低阻抗场。
图 2.1 振荡偶极子的辐射场
图 2.2 辐射源、场强和距离之间的关系
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