【正文】 同性能材料的理解，有助于選擇合適的材料以滿足應(yīng)用要求。所選金屬材料的不同，其導(dǎo)磁性等參數(shù)也不盡相同。屏蔽材料要根據(jù)各自的應(yīng)用場合進(jìn)行選擇，特別是磁導(dǎo)率和磁飽和曲線。與 Mumetal一樣， Cryoperm 10也是一種高磁導(dǎo)率鎳鐵合金，它是經(jīng)特殊加工而成的，以提供在降低溫度時(shí)磁導(dǎo)率增加。但是 Cryoperm 10 從 77． 3K 到 4． 2K，磁導(dǎo)率增加 1O倍。直到采用整體的金屬殼，屏蔽的效果最佳。另外，金屬材料的可塑性相對較差，不能滿 足一些特殊場合的應(yīng)用要求。 2． 2 新型屏蔽材料 隨著科技的進(jìn)步，各種新材料不斷投入應(yīng)用，并且取得了一些可喜的成果。袁豐肖等對一種先進(jìn)的電磁屏蔽復(fù)合材料 —— 導(dǎo)電聚苯胺 PAn／ Ni電磁屏蔽涂料進(jìn)行研究，將高分子材料與金屬粉末作為復(fù)合導(dǎo)電填料應(yīng)用于涂料，并研制出在 3O～ 1000MHz內(nèi)屏蔽效能達(dá) 6O dB的屏蔽涂料[8]。 Yi Huang等采用碳作為屏蔽材料，結(jié)果顯示對電磁干擾的屏蔽效果很好 Eio]。 國外研究人員也在材料研究方面取得了一些成果。． Morioka Atsuhiko 研究表明，一種含硼的材料可以耐熱達(dá)到 300℃ ，可以作為中子屏蔽的良好材料 [1。 Stewart D Y．通過實(shí)驗(yàn) 要找到一種新的屏蔽物質(zhì)，可以在極低底數(shù)的地下實(shí)驗(yàn)場應(yīng)用。最新研究發(fā)現(xiàn)，高分子導(dǎo)電復(fù)合材料特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性能使它成為材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)，作為不可替代的新興基礎(chǔ)有機(jī)功能材料之一的高分子導(dǎo)電復(fù)合材料在能源、光電子器 件、信息、傳感器、分子導(dǎo)線和分子器件，以及電磁屏蔽、金屬防腐和隱身技術(shù)上都有著廣泛的應(yīng)用前景㈨。國外的一些公司研制出了一些復(fù)合型導(dǎo)電塑料作為屏蔽材料，顯示了非常大的 優(yōu)勢。 3 漏磁處理 磁場屏蔽時(shí)，在屏蔽體的不同部分結(jié)合處會(huì)形成不導(dǎo)電縫隙，這些不導(dǎo)電縫隙就會(huì)產(chǎn)生電磁泄漏。實(shí)際上，縫隙或空洞是否會(huì)泄漏電磁波，取決于縫隙或空洞相對于電磁波波長的尺寸。因此，當(dāng)干擾的頻率較高時(shí)，這時(shí)波長較短，就需要使用電磁密封襯墊。凡是有彈性且導(dǎo)電良好的材料都可 以用作電磁密封襯墊。表 表 2列舉了不同密 封襯墊材料的特性 m] 4 結(jié)語 綜上所述，屏蔽體能有效的抑制和消除各種可能存在的電磁干擾，提高了系統(tǒng)工作的可靠性，并能使系統(tǒng) 電磁輻射 劑量滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，保障了周圍電子設(shè)備的正常運(yùn)靜電屏蔽 [編輯本段 ] 原理 如果將導(dǎo)體放在電場強(qiáng)度為 E 外的外電場中，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在電場力的作用下，會(huì)逆電場方向運(yùn)動(dòng)。由于導(dǎo)體內(nèi)電荷的重新分布，這些電荷在與外電場相反的方向形成另一電場，電場強(qiáng)度為 E 內(nèi)。當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)部總電場強(qiáng)度為零時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再移動(dòng)。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零。如果這個(gè)導(dǎo)體是中空的，當(dāng)它達(dá)到靜電平衡時(shí)，內(nèi)部也將沒有電場。 [編輯 本段 ] 歷史小故事 法拉第曾經(jīng)冒著被電擊的危險(xiǎn)，做了一個(gè)聞名于世的實(shí)驗(yàn) ——法拉第籠 實(shí)驗(yàn)。 [編輯本段 ] 應(yīng)用 為防止外界的場 (包括電場、磁場 ,電磁場 )進(jìn)入某個(gè)需要保護(hù)的區(qū)域 ,稱為屏蔽 .屏蔽分為靜電屏蔽、靜 磁屏蔽 、電磁屏蔽是電磁學(xué)的三種不同分支 .這三種屏蔽的根本目的則是依據(jù)不同的物理原理 ,利用屏蔽殼上由外場產(chǎn)生的感應(yīng)效應(yīng)來抵御外場的影響 ,從而為 “保護(hù)區(qū) ”設(shè)立了屏障 ,抑制了外界的干擾?？涨粚?dǎo)體不接地的屏蔽為外屏蔽，空腔導(dǎo)體接地的屏蔽為全屏蔽。因此外電場不可能對其內(nèi)部空間發(fā)生任何影響。如果外殼不接地則外表面會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)部帶電體等量而同號(hào)的感應(yīng)電荷，此時(shí)感應(yīng)電荷的電場將對外界產(chǎn)生影響，這時(shí)空腔導(dǎo)體只能對外電場屏蔽，卻不能屏蔽內(nèi)部帶電體對外界的影響，所以叫外屏蔽。外界對殼內(nèi)無法影響，內(nèi)部帶電體對外界的 影響也隨之而消除，所以這種屏蔽叫做全屏蔽。例如電子儀器設(shè)備外面的金屬罩，通訊電纜外面包的鉛皮等等，都是用來防止外界電場干擾的屏蔽措施。 因?yàn)榉忾]導(dǎo)體殼內(nèi)的電場具有典型意義和實(shí)際意義，我們以封閉導(dǎo)體殼內(nèi)的電場為例對靜電屏蔽作一些討論。 如 殼內(nèi)無帶電體而殼外有電荷 q，則靜電感應(yīng)使殼外壁帶電（如圖 1）。這不是說殼外電荷不在殼內(nèi)產(chǎn)生電場，根 發(fā)電場。因而導(dǎo)體殼內(nèi)部不會(huì)受到殼外電荷 q 或其他電場的影響。 如果把上述空腔導(dǎo)體外殼接地（圖 2），則外殼上感應(yīng)正電荷將沿接地線流入地下。 如果空腔內(nèi)有電荷，則空腔導(dǎo)體仍與地等勢，導(dǎo)體內(nèi)無電場。此電場由殼內(nèi)電荷產(chǎn)生，殼外電荷對殼內(nèi)電場仍無影響。 （二）接地封閉導(dǎo)體殼外部電場不受殼內(nèi)電荷的影響。也可以說是由殼外感應(yīng)電荷直接產(chǎn)生的?？梢娙绻箽?nèi)電荷對殼外電場無 影響，必須將外殼接地。 這里還須注意： ① 我們說接地將消除殼外電荷，但并不是說在任何情況殼外壁都一定不帶電。 ② 實(shí)際應(yīng)用中金屬外殼不必嚴(yán)格完全封閉，用金屬網(wǎng)罩代替金屬殼體也可達(dá)到類似的靜電屏蔽效果，雖然這種屏蔽并不是完全、徹底的。屏蔽罩也可能出現(xiàn)剩余電荷，這時(shí)屏蔽作用又將 是不完全和不徹底的。這種現(xiàn)象，叫靜電屏蔽。有些電子器件或測量設(shè)備為了免除干擾，都要實(shí)行靜電屏蔽，如室內(nèi)高壓設(shè)備罩上接地的金屬罩或較密的金屬網(wǎng)罩，電子管用金屬管殼。在高壓帶電作業(yè)中，工人穿上用金屬絲或?qū)щ娎w維織成的均壓服，可以對人體起屏蔽保護(hù)作用。要排除這個(gè)電場對電子的作用，研究電子只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，則必須有 eE＜ meg，可算出 E＜ 1010V／m，這是一個(gè)幾乎沒有靜電場的 “靜電真空 ”，這只有對抽成真空的空腔進(jìn)行靜電屏蔽才能實(shí)現(xiàn)。 其二是理論意義：間接驗(yàn)證庫侖定律。反之，如果證明了高斯定理，就證明庫侖定律的正確性。若用儀器對屏蔽殼內(nèi)帶電與否進(jìn)行檢測，根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行分析就可判定高斯定理的正確性，也就驗(yàn)證了庫侖定律的正確性。δ 中， δ＜（ 177。從實(shí)際應(yīng)用的觀點(diǎn)看，我們可以認(rèn)為它是正確的。把一個(gè)實(shí)心導(dǎo)體挖空，變成一個(gè)導(dǎo)體殼，殼內(nèi)的場強(qiáng)仍處處為零。 在工程技術(shù)中，如果需要屏蔽的區(qū)域較大，還可采用金屬屏蔽網(wǎng) ,也有良好的屏蔽效果。電測量儀器中的某些聯(lián)接線的導(dǎo)線絕緣外面包有一層金屬絲網(wǎng)做為屏蔽。 電磁屏蔽的基本原理，低頻磁場由于其頻率低，趨膚效應(yīng)很小，吸收損耗很小，并且由于其波阻抗很低，反射損耗也很小，因此單純靠吸收和反射很難獲得需要的屏蔽效能。由于屏蔽材料的導(dǎo)磁率很高，因此為磁場提供了一條磁阻很低的通路，因此空間的磁場會(huì)集中在屏蔽材料中，從而使敏感器件免受磁場干擾。為滿足電磁兼容性要求，對傳導(dǎo)性耦合需采用濾波技術(shù)，即采用 EMI 濾波器件加以抑制；對輻射性耦合則需采用屏蔽技術(shù)加以抑制。 屏蔽是通過由金屬制成的殼、盒、板等屏蔽體，將電磁波局限于某一區(qū)域內(nèi)的一種方法。在設(shè)計(jì)中要達(dá)到所需的屏蔽性能，則需首先確定輻射源，明確頻率范圍，再根據(jù)各個(gè)頻段的典型泄漏結(jié)構(gòu)，確定控制要素，進(jìn)而選擇恰當(dāng)?shù)钠帘尾牧?，設(shè)計(jì)屏蔽殼體。 20200329 13:21:40 檢舉 深入探討屏蔽布線系統(tǒng)原理 20201118 作者：張唏 轉(zhuǎn)載自：千家綜合布線網(wǎng) 編輯：樂樂 點(diǎn)擊進(jìn)入論壇 關(guān)鍵詞： 屏蔽布線 所謂 屏蔽布線系統(tǒng)主要是在電磁兼容 (EMC)的考慮基礎(chǔ)上，讓電子設(shè)備或是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有一定的抗電磁干擾的能力。 目前，業(yè)界客觀存在 “屏蔽與非屏蔽 ”的爭論，但我們認(rèn)為作為每一種的布線解決方案，都有其存在的基礎(chǔ)，或者說是都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。無論是屏蔽布線系統(tǒng)還是非屏蔽系統(tǒng)都有著廣泛的使用基礎(chǔ)，在美國， 80%的布線系統(tǒng)采用非屏蔽系統(tǒng) (但隨著美洲屏蔽布線市場分額的不斷擴(kuò)大，北美標(biāo)準(zhǔn)中已將屏蔽列為推薦產(chǎn)品之一了 )，而在歐洲新的布線系統(tǒng)均為屏蔽布線系統(tǒng)。在美洲，耐克森在美國的工廠為客戶提供非屏蔽方案，而我們在歐洲則是完全的屏蔽解決方案。比如，在某些惡劣的電磁環(huán)境中 (如工廠，設(shè)備中心，電站 )，或?qū)垢蓴_和保密性要求高 (如政府機(jī)關(guān)，軍事設(shè)施 )，屏蔽布線系統(tǒng)將市非常適合 的。 所謂電磁兼容是指電子設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有一定的抵抗電磁干擾的能力。也就是說，要求該設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠在比較惡劣的電磁環(huán)境中正常工作，同時(shí)又不能輻射過量的電磁波干擾周圍其它設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的正常工作。另一方面要求系統(tǒng)不能產(chǎn)生過量的電磁輻射，即不能干 擾其它系統(tǒng)的正常工作。網(wǎng)絡(luò)速率日益提高。我們知道，工作頻率越高，越容易受到電磁干擾的能力，越容易產(chǎn)生電磁輻射。 二、外界電磁環(huán)境日益惡劣，新的電磁干擾源不斷產(chǎn)生。隨著通信系統(tǒng)向個(gè)人化和移動(dòng)化方向發(fā)展，各種移動(dòng)通信系統(tǒng)層出不窮，無線尋呼、 TACS、 GSM、 CDMA 移動(dòng)電話系統(tǒng)以及 PCS 微蜂窩個(gè)人通信系統(tǒng)等，移動(dòng)終端隨處可見，無線基站也到處 分布，這些都是電磁干擾源。網(wǎng)絡(luò)工作頻率越高，產(chǎn)生的輻射越嚴(yán)重。 網(wǎng)絡(luò)速率的提高，意味著工作頻率的提高，而高頻信號(hào)更易于受到電磁干擾，這就是在屏蔽布線系統(tǒng)中引入電磁兼容概念的原因。屏蔽布線系統(tǒng)屬于無源系 統(tǒng)，但是，一旦它與有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連構(gòu)成系統(tǒng)，它也必須服從 EMC 的規(guī)定。 UTP 電纜屬于平衡傳輸系統(tǒng)，它利用扭絞來抵消電磁干擾及電磁輻射。 當(dāng) UTP 電纜附近存在金屬物體或隱蔽接地時(shí)，由于不同導(dǎo)體與金屬物體或地 的距離不同， UTP 的平衡特性會(huì)遭到破壞 .實(shí)驗(yàn)表明，將 UTP 電纜穿入 鋼管中，其衰減會(huì)增大 %，說明其特性阻抗減小了，從而表明 UTP 受周圍環(huán)境影響。當(dāng)電纜彎曲時(shí)，相鄰絞節(jié)將疏密不同，不能有效抵消電磁干擾及電磁輻射。 但是 ,雙絞線的絞結(jié)節(jié)距不可能無限減小。 以前的網(wǎng)絡(luò)一般工作在較低的頻率范圍，如 10MBPS 以太網(wǎng)工作頻率為 10MHZ 以內(nèi)，16MHZ 令牌網(wǎng)的工作頻率在 16MHZ 以內(nèi)， UTP 系統(tǒng)在這樣低的工作頻帶內(nèi)具有一定的EMC 能力，而且計(jì)算機(jī)通信具有出錯(cuò)重發(fā)及糾錯(cuò)能力，所以網(wǎng)絡(luò)能夠在一定的電磁環(huán)境中正常工作。所以，對于高速網(wǎng)絡(luò)，非屏蔽布線系統(tǒng)要依賴壓縮編碼技術(shù)，將高速數(shù)據(jù)壓縮到 30MHZ 以下，如 ATM155MBPS 及 CAP16 或 cap64 編碼技術(shù)將帶寬壓縮到 。 FTP(屏蔽雙絞線 )的 EMC 原理及 其特點(diǎn) 耐克森綜合屏蔽布線系統(tǒng)開發(fā)出一套基于雙層鋁箔屏蔽電纜的高性能屏蔽布線系統(tǒng)。這種高性能的屏蔽電纜安裝起來也非常方便，其外徑只有 毫米。對于低頻 (5MHZ)電磁波 ,則利用雙絞線的平衡特性抵消。 更高帶寬的應(yīng)用需要更有效的措施將所傳輸?shù)膶拵盘?hào)與外界干擾隔離，以保證數(shù)據(jù)的可靠性。但是，我們無法避免全部的電磁干擾，因?yàn)榻^大部分電磁干擾在我們周圍是無處不在的。 為了檢驗(yàn)這種雙層鋁箔屏蔽電纜的屏蔽及安裝性能，對其進(jìn)行了測試。這種高品質(zhì)電纜為目前及未來的應(yīng)用提供了最佳的解決方案。 在 IEC 961 第 18 款中給出了轉(zhuǎn)移阻抗的定義及其測試方法。對于某一長度的屏蔽電纜而言 ，假如在其屏蔽層的某個(gè)表面有一電流存在，那么在此屏蔽層的另一表面會(huì)由于此電流而感生一電勢差， 上述電勢差與電流之比即為 “轉(zhuǎn) 移阻抗 ”。 至于安裝方面，有個(gè)說法：在電纜敷設(shè)的過程中，屏蔽層容易被破壞，影響屏蔽布線系統(tǒng)效果。 一般非屏蔽 (UTP)電纜在敷設(shè)過程中經(jīng)常遇到的問題之一是電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，絞合結(jié)構(gòu)被破壞，從而影響電纜的平衡特性，性能下降。 另外，由于屏蔽層的存在，相當(dāng)于在 UTP 周圍人為地制造了對稱的金屬層，與外界隔離開，保證了雙絞線的平衡特性不受電纜外部環(huán)境的影響。前面提到， UTP 被金屬包圍會(huì)使其特性阻抗減少，造成衰減增大。 實(shí)驗(yàn)證明， FTP 電纜抵消電磁干擾及電磁輻射的能力比 UTP 電纜高 40dB。凡是能夠直接接地的金屬物體均應(yīng)作有效電氣連接并共同接地 ,形成絕對的等電位體 (又稱法拉第籠 ),使之同時(shí)具備接閃、分流、屏蔽等多種功能 ,及時(shí)將雷電流泄放入地。通常情況下 ,電涌保護(hù)器與大地之間的通路呈高阻態(tài) ,不影響供電和設(shè)備運(yùn)行 。 衛(wèi)星地球站機(jī)房與外部天線的防雷 衛(wèi)星地球站機(jī)房建筑物防雷 衛(wèi)星地球站機(jī)房建筑防雷方面 ,以 GB5005794《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》為主要依據(jù) ,同時(shí) ,根據(jù)廣電、信息行業(yè)特點(diǎn)參考相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于 5m 5m 或 6m 4m。接閃裝置應(yīng)有獨(dú)立的接地 ,每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于 4Ω。否則需進(jìn)行避雷保護(hù) ,在衛(wèi)星天線主反射面的上沿及副反射面的頂端各裝一避雷針 ,可用 25mm2 銅芯線與機(jī)房建筑避雷地線相連 ,避 雷針高度應(yīng)以它的保護(hù)范圍覆蓋整個(gè)反射面及饋源而定 ,且防雷接地電阻應(yīng)小于 4 歐姆。從衛(wèi)星天線到衛(wèi)星地球站機(jī)房室內(nèi)應(yīng)使用接地金屬線槽屏蔽。 衛(wèi)星地球站機(jī)房的內(nèi)部防雷 衛(wèi)星發(fā)射機(jī)房內(nèi)部雷害主要是雷擊電磁脈沖 (LEMP)和雷電沿各種管線侵入 ,造成干擾衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)或線路侵入損壞設(shè)備以及人員的傷害。下面探討一下機(jī)房內(nèi)部防雷的基本手段和具體的內(nèi)部系統(tǒng)應(yīng)采取的措施。如傳輸信號(hào)的電纜外皮采用金屬網(wǎng)箔、設(shè)備外殼采用金屬外殼、機(jī)房采用金屬籠網(wǎng)等 ,都是用來屏蔽空間電磁脈沖干擾的措施。所有進(jìn)入建筑物的電源線、信號(hào)線置于金屬屏蔽槽內(nèi) ,屏蔽槽兩端接地。這樣有助于消除雷擊時(shí)不同線纜間內(nèi)部電磁脈沖干擾 ,實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備分級(jí)防護(hù)。由于雷電是一個(gè)電流變化率很快 ,強(qiáng)度很大的電流波 ,其電流幅值通?？蛇_(dá) 10KA(90%的概率 )以上 ,一次主放電過程時(shí)間為40100 微秒。而微電子設(shè)備對強(qiáng)電磁場較敏感