低频电磁波的屏蔽 一、前语 但凡有电源的当地、有用电设备的当地、几百米内有高压电线的当地、几十米 内有地下电缆的当地，乃至只需金属管道和金属梁架的当地，都或许有高达数十以 至数百毫高斯的低频电磁搅扰。低频电磁搅扰的强度改动常常无规律可循，短时间 内就会有恰当大的上下动摇；低频电磁搅扰的来历往往难以确定，这样就更添加了 屏蔽规划的难度。 二、低频电磁屏蔽与其它屏蔽的差异比较 1、低频电磁场 依据电磁波传输的根本原理，在频率很低的时分良导体中的电磁波只存在于导 体外表有“趋肤效应”(波从外表进入导电媒质越深，场的起伏就越小，能量就变得越 小，这一效应便是趋肤效应)。 高频电路中，传导电流会集到导线外表邻近的现象也有这样的问题又称“集肤效 应”。交变电流经过导体时，因为感应作用引起导体截面上电流散布不均匀，愈近导 体外表电流密度越大。这种“趋肤效应”使导体的有用电阻添加。频率越高，趋肤效应 越显着。当频率很高的电流经过导线时，能够以为电流只在导线外表上很薄的一层 中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。已然导线的中心部分简直没有电流 经过，就能够把这中心部分除掉以节省材料。因而，在高频电路中能够选用空心导 线替代实心导线。此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往运用多股彼此绝 缘细导线编织成束来替代相同截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在工业应 用方面，运用趋肤效应能够对金属进行外表淬火。)、磁滞损耗(放在交变磁场中的铁 磁体，因磁滞现象而发生一些功率损耗，然后使铁磁体发热，这种损耗叫磁滞损耗。 铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗。磁滞指铁磁材料的磁性状况变 化时，磁化强度滞后于磁场强度，它的磁通密度 B 与磁场强度 H 之间出现磁滞回线 联系。经一次循环，每单位体积铁心中的磁滞损耗等于磁滞回线的面积。这部分能 量转化为热能，使设备升温，功率下降，这在沟通电机一类设备中是不期望的。软 磁材料的磁滞回线狭隘，其磁滞损耗相对较小。硅钢片因而而广泛运用于电机、变 压器、继电器等设备中。)以及反射损耗(反射损耗是指因为屏蔽的内部反射导致的能 量损耗的数量，他跟着波阻和屏蔽阻抗的比率而改动)都很小，低频电磁波的能量基 本由磁场能量构成。所以这时咱们所要屏蔽的应该是电磁波的磁场重量(电磁屏蔽的 1 原理是由金属屏蔽体经过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射搅扰源的远区场，即同 时屏蔽场源所发生的电场和磁场重量。因为跟着频率的增高，波长变得与屏蔽体上 孔缝的尺度恰当，然后导致屏蔽体的孔缝走漏成为电磁屏蔽最要害的操控要素;用钢 制机柜进行屏蔽时，因为能为一切衔接面供给一条由一个面至另一个面的高导电路 径，所以电流仍坚持在机箱外侧。这种导电途径是用特别的衬垫和在衔接外表进行 导电涂敷而树立的，导电途径的任何中止都将使屏蔽效能下降，它取决于缝隙或孔 洞尺度与信号波长之间的联系。关于较低频率或较长波长来说，假如只需一个小孔 则不会显着下降屏蔽效能；关于高频或较短波长来说，屏蔽效能的下降将是很剧烈 的。 例如，屏蔽体上假如有一个直径为 15mm 的孔洞，关于 10MHz 信号（波长为 30m）来说，将依然能供给 60dB 屏蔽效能，但关于 1GHz 信号（波长为 30mm）来 说，若要坚持相同的屏蔽效能，则孔径不能超过 0.15mm。直径为 15mm 的孔关于 1GHz 信号只能供给 20dB 衰减。 假如不止一个孔洞，并且孔距小于信号半波长时，屏蔽效能将进一步下降。如 果高频信号波长时，屏蔽效能将进一步下降。假如高频信号要求满足的衰减，则不 应选用为了通风意图的孔洞。 屏蔽效能及其发生的衰减与频率、源与屏蔽体的间隔、屏蔽体的厚度以及屏蔽 材料等有关。因为添加了对 RFI/EMI 能量的反射和吸收的总和，使所传输的电磁能 量减小。哪些材料能供给最好的屏蔽效能是一个恰当杂乱的问题。很显着这种材料 有必要具有杰出的导导性，所以未处理过的塑料是无用的，因为电磁波能直接经过它。 当然，能够选用金属。可是，应当记住，不能只考虑导电性，其理由就在于，电磁 波不光有电场重量，还有磁场重量。要知道高导磁率和高导电率相同重要，高导磁 率的意思便是磁力线的高导通性。钢是一种良导体，而磁导率的量级也会令人满足。 它也是相对廉价并能供给很大机械强度的材料，所以有理由运用钢材，廉价的取得 满足的屏蔽效能。 应当留意，低频电磁波比高频电磁波有更高的磁场重量。因而， 关于十分低的搅扰频率，屏蔽材料的导磁率远比高频时更为重要。) 屏蔽低频（如工频）电磁搅扰的根本原理是磁路并联旁路分流。经过运用导磁 材料（如低碳钢、硅钢等）供给磁旁路来下降屏蔽体内部的磁通密度。一起尽量增 大涡流损耗，使一部分能量转化为热能消耗掉。 导电率高而导磁率低的材料（如铜、铝等）对电磁波的磁场重量简直没有屏蔽 2 作用。 屏蔽材料越厚则磁阻越小、涡流损耗越大，屏蔽作用越好。 2、直流磁场 当低频电磁场频率下降至 0Hz 时，低频电磁场转变为直流磁场。磁化、磁饱满、 无磁滞损耗、无涡流损耗(铁磁材料置于交变磁场中时，磁畴彼此间不停地陋室、消 耗能量、构成损耗，这种损耗称为磁滞损耗)等等，使直流磁场的屏蔽比低频电磁场 屏蔽愈加困难。一般挑选尽量避开直流磁场搅扰源。在条件答应的状况下，也能够 用导磁材料把直流磁场搅扰源围住，使它发散出来的磁力线在导磁材料内部构成一 个闭环回路，削减它对外界的搅扰。 导磁材料的结构和设备被磁化后也会发生直流磁场，现场实测时常常会发现这 种状况，可是一般强度不大于 0.5mGauss。 一起这种磁场往往是长时间安稳的，对仪 器设备的搅扰不大，所以有时能够忽略这种直流磁场的影响。 3、中高频电磁场 在这个规模里（一般是从 1000Hz 到 1MHz），电磁波的能量比重逐步由磁场分 量向电场重量歪斜，趋肤效应、磁滞损耗还有反射损耗等逐步显得不行持续忽略了， 频率改动的影响也不像在低频规模里那样能够忽略不计了，屏蔽机理也随之逐步由 偏重屏蔽磁场重量转向偏重屏蔽电场重量。 4、高频电磁场 高频（1MHz 以上）电磁波除了具有低频电磁波的电磁感应特性外，还具有低频 电磁波很少具有的折射性和反射性。 依据电磁波传输的根本原理，在频率很高的时分，趋肤效应、涡流损耗以及反 射损耗和折射损耗都将在屏蔽机理中有充沛的体现。高频电磁波的能量根本由电场 重量构成。所以这时咱们所要屏蔽的是电磁波的电场重量。 屏蔽高频电场搅扰的根本原理是容抗并联旁路。经过在搅扰源与被屏蔽点之间 参加一个屏蔽层，并使屏蔽层对地容抗无限小（等效屏蔽层接地），来维护被屏蔽点 不受搅扰源经过杂散散布电容而耦合过来的搅扰。 屏蔽材料能够用导电性杰出的铝、铜、锡、银等，材料厚度对屏效影响不大。 5、静电屏蔽 静电屏蔽比较简略。用金属板（或许箔、网）构成一个屏蔽腔体，腔体与被屏 蔽设备的外壳一起接地。 3 静电屏蔽的根本原理是消除电势差，将一切的电荷泄放入地。 三、几种低频屏蔽办法归纳评价 1、低导磁率材料（如低碳钢板等）屏蔽 低碳钢板的导磁率在 4,000 左右。低碳钢板机械性能好，可焊性好，易加工， 价格便宜，购买便利。在不必考虑屏蔽体的厚度和重量时，肯定应该是低频电磁屏 蔽材料的首选。 2、高导磁率材料（如硅钢板等）屏蔽 热轧硅钢板的导磁率为 6,000～8,000，冷轧硅钢板的导磁率为 12,000～20,000， 选用冷轧硅钢板理论上屏蔽体厚度能够下降为低碳钢板的 1/3 到 1/5。硅钢板价格昂 贵，原料硬、脆，延展性差，可焊性可加工性远远不如低碳钢板。在敲击、折弯、 开孔和焊接后，假如不进行热处理，导磁率将大大下降。现场施工一般不是焊接而 是平铺搭接，可是即使搭接面很宽，因为空气隙的存在，也依然会使全体的导磁率 下降。 冷轧硅钢板还有晶向不一起的缺陷，即钢板轧制方向上与旁边面垂直方向上的导 磁率不相同，一般用多层穿插堆叠法来处理这个问题。但这又添加了施工难度，增 加本钱；一起增大空气空隙削减涡流损耗，下降屏蔽作用。 综上所述，在低频电磁屏蔽室的规划中，运用硅钢板往往是得不偿失的，一般 不飘动选用。 3、玻莫合金屏蔽 玻莫合金导磁率为 80，000，为现有材料中最高的；但本钱也是最高的，与此 一起，因为如今加工技能所限，玻莫合金制品均为带状，宽度极小，并且极薄易碎、 易裂，对大面积施工而言，暗箭处理工艺问题，是一个至今没有彻底处理的难题。 4、铁基合金和纳米晶合金屏蔽 铁基合金和纳米晶合金导磁率均为 25，000--40，000，因为纳米晶合金冷材导 磁率低、热材易碎，故在业界一般选用与之同基的延展性、可施工性均相对较好些 的铁基合金；但相同因为如今加工技能所限，铁基合金制品也均为带状，最宽不超 过 50 公分，暗箭严密焊接达无缝或是暗箭叠加粘合，均有较大施工难度，且与玻莫 合金相同，施工制品导磁率损耗过大（一般只能够到达理论目标 30—50%），故除非 超支极为严峻或施工场所过小一般不飘动选用。 5、有源消磁器消磁 4 有源消磁器由探测器、反相消磁线圈和操控器等几部分组成。探测器检测到磁 场的三维场强，操控器依据得到的信息发生波形和起伏相同、相位相反的电流，反 相消磁线圈发生波形和起伏相同、相位相反的磁场将原本的磁场抵消。有源消磁器 装置简洁灵敏，但因其作业原理所限，在操控上有必定的滞后，调试作业有必定的 难度，均匀性和安稳性等方面还有一些问题。 四、低频电磁屏蔽规划 屏蔽体的材料挑选： 依据以上的评论，如无特别状况，一般挑选低碳钢板。 因为全体材料的涡流损耗比几层叠加（厚度相同）的涡流损耗要大，所以如无 特别状况不选用薄的多层材料而选用厚的单层材料。 假如统筹直流磁场屏蔽，可在低碳钢板内侧加冷轧硅钢板或其它高导磁材料（高 导磁材料易饱满，放在内层）；假如统筹中频磁场屏蔽，可在低碳钢板外侧加冷轧硅 钢板或其它高导磁材料（高导磁材料高频特性好，放在外层）。 屏蔽体厚度核算： 1、核算公式推导 因为低频电磁波的能量首要由磁场能量构成，所以咱们能够运用高导磁材料来 供给磁旁路通道以下降屏蔽体内部的磁通密度，并借用并联分流电路的剖析办法来 推导磁路并联旁路的核算公式。 一起有以下一些界说： Ho：外磁场强度 Hi：屏蔽内空间的磁场强度 Hs：屏蔽体内磁场强度 A：磁力线穿过屏蔽体的面积 A=L×W Φo：空气导磁率 Φs：屏蔽材料导磁率 Ro: 屏蔽内空间的磁阻 Rs: 屏蔽材料的磁阻 L：屏蔽体长度 W：屏蔽体宽度 h：屏蔽体高度（亦即磁通道长度） 5 b：屏蔽体厚度 由暗示图一能够得到以下二式 Ro=h/( A×Φo)=h/(L×W×Φo) (1) Rs=h/(2b×W+2b×L)Φs (2) 由等效电路图二能够得到下式 Rs= Hi×Ro/（Ho- Hi） (3) 将(1)、(2)代入(3)，收拾后得到屏蔽体厚度 b 的核算式(4) b=L×W×Φo(Ho-Hi)/ (W+L) 2Φs Hi (4) 留意：在(4) 式中磁通道长度 h 已在收拾时约去，在实践核算中Φo、Φs 、Ho、 Hi 等物理单位也将约去，咱们只需留意长度单位一起即可。 由(4) 式能够看出，屏蔽作用与屏蔽材料的导磁率、厚度以及屏蔽体的巨细有关。 屏蔽材料导磁率越高、屏蔽层越厚屏效越好；在导磁率、厚度等相同的状况下，屏 蔽体积越大屏效越差。 2、核算式校验 咱们用（4）式核算并取Φo=1, L=5m，W=4m，Φs=4000，核算成果与实测数 据对照比较（拜见表 1），发现不同很大： 表1 注：1．外磁场强度为 5～20mGaussp-p。 2．为便于比较将核算数值及实测数值都归算为百分数。 3．实测值系由不同条件下的屡次测验折算而得。因为各次的测验条件不彻底相 同，所以只能取其大约平均数。 事实上，因为各种要素的影响，企图树立一个简略的数学模型直接去剖析和计 算低频电磁屏蔽的作用是恰当困难的。 核算与实测比较误差较大有两方面的原因。 并联分流电路的函数联系是线性的，而在磁路中，导磁率、磁通密度、涡流损 耗等都不是线性相关，许多参数互为非线性函数（只是在某些区间线性度较好罢了）。 咱们在推导磁路并联旁路的机理时，为防止冗杂的核算，忽略或近似了一些参数， 简化了一些条件，把磁路线性化后核算。这些要素是构成核算精度差的首要原因。 另一方面，产品低碳钢板的标准一般为 1.22m×2.44m，按一个长×宽×高为 5×4 ×3m3 的房间来算，焊接缝至少五六十条，即使是悉数满焊，焊缝厚度也必定小于钢 6 板的厚度。别的屏蔽体上不免有开口和空隙，这些要素构成的一起成果便是：屏蔽 体磁阻增大，全体导磁率下降。 （选用冷轧硅钢板时要愈加留意，冷轧硅钢板的实测误差往往更大。） 用并联分流电路的剖析办法推导出的磁路屏蔽核算式有必要加以批改才干挨近实 际状况。 3、批改后的核算公式 在(4)式根底上，咱们引进批改系数μ，且考虑到空气导磁率近似为 1，得到(5) 式 b=μ〔L×W(Ho-Hi)/ (W+L) 2Φs Hi 〕 (5) μ在 3.2～4.0 之间选取。屏蔽体体积小、工艺水平高可取小值，反之取较大值为 好。 咱们用（5）式取μ=3.4 核算出的成果与实测数据对照比较（拜见表 2），吻 合度根本能够满足。 表2 注：其它状况与表 1 相同。 有必要指出的是，屡次的复测数据标明，(5)式核算成果与屡次的现场实测成果吻 合度较高，但也从前发现单个相差较大的状况，究其原因是归于现场施工的问题。 以下是在现场施工中或许发生的几种状况： 1、单个部位用了薄钢板； 2、硅钢板的搭接宽度不行； 3、多层冷轧硅钢板没有穿插堆叠； 4、钢板没有接连焊接且拼接缝过大； 5、屏蔽体在设备根底部位有较大开口且处理不妥； 6、随意缩短波导管的长度或加工时有偷工减料现象； 7、波导管壁厚过小； 8、屏蔽体多点接地致使屏蔽材料中有不均匀电流； 9、屏蔽体与电源中性线相连。 一两处小小忽略就会构成屏蔽作用严峻劣化。这有点类似于“水桶理论” ：水桶 的容量取决于最短的那块木板。关于这类荫蔽工程，在挑选一个牢靠的施工单位、 严厉遵循规划工艺要求、加强现场施工监理、施行分阶段查验等方面，都是必定要 引起高度留意的。 7 屏蔽体的开口规划： 规划一个屏蔽体，必定会碰到开口问题。常见开口规划的理论办法大多难以在 低频磁屏蔽规划中直接运用。下面以一个房间的屏蔽规划为例来评论。 1、小型开口 房间内装置的被屏蔽设备，一般都需求供给动力、动力和冷却水等等。这些辅 助设备大多坐落屏蔽室之外，经过进出水管、进排气管和电缆衔接进来。咱们能够 将这些管道和电缆恰当会集，共同经由一个或数个小孔穿过屏蔽体。小孔可用与屏 蔽体相同的材料作成所谓 “波导口”，长径比为一般以为至少要到达 3～4﹕1（现场条 件答应的话长些更好）。例如小孔直径为 80mm，则长度至少为 240～320mm。 2、中型开口 空调的通风口、换气扇的进排气口等直径（或许正方形、长方形的边长）一般 在 400～600mm 左右，这样算来波导口的长度将到达 1200～2400mm，这在实践施 工中简直是无法承受的。这时能够用栅格将原本的开口分隔为几个相同巨细的小口。 例如将一个 400×400mm 的进风口分隔为九个等大的栅格，则长度由 1200～ 1600mm 削减为 400～530mm（栅格添加的风阻很小，能够忽略不计）。 规划和加工时留意以下几点： 1）栅格的材料与屏蔽体相同，不要随意减小材料的厚度； 2）栅格的截面尽量挨近正方形； 3）在长度能够承受的状况下，尽量削减栅格的数量，以削减加工难度和风阻； 4）栅格遍地都要接连焊接，防止磁阻增大； 5）假如材料为硅钢，则有必要经过回火处理。 3、可封闭的大型开口 一般房间的门窗等开口都在 1m×2m 以致更大，这时应该依照门窗（均为与屏蔽 体相同的材料制成）封闭后的非导磁空隙来规划波导口。设门窗封闭后的非导磁间 隙为 5mm（这在技能上并不困难，单个难以处理的当地能够加道折边），则波导口 的长度为 15～20mm。考虑到空隙是细长的，这个长度尽量长些为好。留意这儿的 波导口并不是只由门窗的框构成，在一切的非导磁空隙处都要有必定厚度的折边， 确保波导口的长度。 为确保特别状况下的安全撤离，屏蔽室的门框应特别加强，屏蔽门最好向外开 启。 8 规划举例： 房间的长、宽、高别离为 5 米、3.3 米和 3 米，原磁场强度 x=10mGauss， y=8mGauss，z=12mGauss，试规划一低频电磁屏蔽，要求屏蔽体内任一方向的磁 场强度小于 2mGauss。 拜见图三 1、选用产品低碳钢板，Φs=4000，标准为 1.22m×2.44m； 2、依照（5）式别离从 x、y、z 三个方历来核算钢板厚度： μ取 3.8，L×W 别离以条件所给的长、宽、高代入，且与 x、y、z 等方向的原磁 场强度对应。 bx=3.8〔3.3m×4m×(10mGauss -2mGauss)/(4m+3.3m) 2×4000×2mGauss〕 =3.43mm by=3.8〔3.3m×5m×(8mGauss -2mGauss)/(5m+3.3m) 2×4000×2mGauss〕 =2.83mm bz=3.8〔5m×4m×(12mGauss -2mGauss)/(4m+5m) 2×4000×2mGauss〕 =5.28mm 悉数钢板厚度至少为 6mm（为防止外磁场改动亦可选用 8～10mm），单层。 悉数焊缝要求接连满焊。 3、波导口处理 （略。拜见屏蔽体的开口规划）。 缝隙处理与规划： 搭接的处理与规划： 屏蔽电缆的接入规划： 五、低频电磁屏蔽实践中的几个误区 因为有关低频电磁屏蔽的介绍较少，并且从总体上来看，低频电磁屏蔽的运用 不如中高频电磁屏蔽广泛，所以对低频电磁屏蔽了解的误区甚多： 1、收音机（或移动电话）没有信号，所以低频电磁屏蔽必定是好的。 收 音 机 和 移动 电 话 的 工 作 频率 高 达 数 百 KHz 以 至 数 千 MHz （ 调 幅 中 波 535-1605KHz；调频播送 88-108MHz；移动电线MHz）。高频电磁 屏蔽只需屏蔽电磁波的电场重量就能够了，低频电磁屏蔽首要是屏蔽电磁波的磁场 重量，而磁场重量的屏蔽实践上比电场重量要困难得多。收音机（或移动电线 有信号，并不能标明低频电磁屏蔽是好的。另一方面，假如收音机（或移动电话） 有信号，也不能阐明低频电磁屏蔽彻底不合格。收音机和移动电话都有很强的 AGC （主动增益操控）功用，在信号改动的很大规模内能够主动调理接纳才干。屏蔽体 上有必定有开口，高频信号在开口处经过反射仍是能够到达收音机（或移动电话） 的。 总归，不能用收音机（或移动电话）有无信号来证明或查验低频电磁屏蔽的效 果。 2、屏蔽体接地有助于增进低频电磁屏蔽的作用。 这是套用高频电场屏蔽原理引出的过错定论。 高频电场屏蔽的根本原理是容抗并联旁路，屏蔽层杰出接地是必要条件。可是 低频电磁屏蔽首要屏蔽的是磁场而非电场，屏蔽体接地关于添加屏蔽体的导磁率无 任何协助。 那么，是不是无益亦无害呢？不是的。在电气施工中，施工者会习惯地把电源 线护套管、开关箱外壳、各种管道都连到屏蔽体上（“横竖它们都是接地的。”留意，这 是契合低压电器装置标准的）。这样一来，屏蔽体中极或许有电流流过，必定发生额 外的磁场。咱们剖析评论屏蔽体时，为使问题简化，假定屏蔽体遍地的导电率和导 磁率都是均匀一起的，实践上远非如此。钢板后边一般会有钢结构支撑，遍地钢板 的焊接或搭接状况差异很大，这时屏蔽体内遍地的磁场强度会有很大的不均匀性， 在单个节点处乃至十分高。所以屏蔽体接地关于低频电磁屏蔽来说是有害无益。 3、屏蔽体与被屏蔽设备共地。 这是套用静电屏蔽的“等电位”而引出的过错定论。 屏蔽体与被屏蔽设备共地不会添加并联磁路的导磁率，不行能对增进低频电磁 屏蔽的作用有任何协助。 咱们能够这样说，假如高频电磁屏蔽和静电屏蔽有必要要“等电位”的话，那么低频 电磁屏蔽的辅导理念恰恰与之相反，尽量完成“零电流”。 低频电磁场往往是工频电流 所发生的，咱们要尽最大尽力防止发生那些原本能够没有的电流。 所以，屏蔽体与被屏蔽设备共地也是有害无益的。 4、邻近没有电源线或用电设备就不行能有低频电磁场。 在水管、暖气管、大楼的环状地线等导体上，假如有电流流过，也会发生电磁 场，其强度与电流强度成正比，与通电导体的间隔的平方成反比。 10 笔者曾在北京某单位发现一楼地上下钢梁（起垫高作用）中有电流发生 50Hz 低频磁场，用梯度法核算，该电流达 8～10A。 5、设备封闭后就不会发生低频电磁搅扰了。 许多设备和仪器，在执行了封闭操作后并没有彻底断开本身的电源。就像家庭 中运用的录音机和空调，只需还与电源相连，就不必定彻底没有电流。 另一种状况是，设备本身配有变压器，而设备开关是设在变压器副边的。垂直 屡次见到，日本原产带有 220V-110V 电源变压器的设备，在设备封闭后，电源变压 器邻近依然有很强的低频磁场（有时在间隔 1 米处场强还可达 20mGauss p-p）。这 类状况下要想得到精确的定论，就有必要去关断这些设备上游的操控开关，或许在配 电室（柜）里封闭整条供电分路的供电。 还有一些设备常常处于备用状况（例如干燥箱、恒温箱等），随时或许会主动进 入某种作业状况，切勿草率判定它们是否会发生磁场。 6、在搅扰源的来向设一面厚钢板墙就能够处理低频电磁搅扰问题。 在搅扰源与墙面的间隔远大于墙面宽度和高度的状况下，这样做根本是无效的。 在搅扰源间隔墙面很近（几厘米到几十厘米）时，能够有极限地减小低频电磁 搅扰。 在极大大都的状况下，搅扰源不止一个，测验点的搅扰磁场往往由几个相位、 强度、波形、频率特征等都不相同的磁场迭加而成。所以，除了极单个的特例以外， 这个办法是不能够牢靠地处理问题的。 7、铜的导电性比钢好，用铜板来屏蔽工频电磁场作用更好，只不过铜板太贵了 所以一般才不必。 从前见到某专业文章中的核算：“当咱们要屏蔽的对象是电源变压器时，作业频率 是 50Hz，此刻的铜材料：X0.1≈22mm，X0.01≈44mm；铁材料：X0.1≈32mm，X0.01 ≈65mm” （以上原文照抄，一字未改。 原文阐明 X 0.1 及 X 0.01 是到达原有场强的 1/10 及 1/100 时屏蔽材料的厚度）。 有实践经验的人都知道，用不导磁的铜板来屏蔽工频电源变压器是毫无用处的， 更不行能比铁材料的屏蔽作用好。一次笔者在湖北某处实测，6mm 厚的铜板屏蔽工 频电磁搅扰毫无作用。 因为电磁波具有波粒二象性，波长与光子能量成反比联系，当波长越短光子能 量越大，则穿透力越强。如高能 X 射线简直能穿透一切非金属物，乃至还能够穿透 11 薄铝；而伽马射线则能穿透大大都金属。某些重金属能够阻挠电磁波穿透，例如铅。 电磁辐射分类的英文缩写如下： 伽马射线： γ射线 X 射线: HX = 硬 X 射线 SX = 软 X 射线 紫外线: EUV = 极点紫外线 NUV = 近紫外线 红外线: NIR = 近红外线 MIR = 中红外线 FIR = 远红外线 微波: EHF = 极高频 SHF = 超高频 UHF = 特高频 无线电波: VHF = 甚高频 HF = 高频 MF = 中频 LF = 低频 VLF = 甚低频 ULF = 特低频 ELF = 极低频 频段名 频段规模 段名 波长规模 1 甚低频（VLF） 3～30 千赫（KHz） 甚长波 100～10km 2 低频 （LF） 30～300 千赫（KHz） 长波 10～1km 3 中频 （MF） 300 ～ 3000 千 赫 中波 1000 ～ 12 （KHz） 100m 4 高频 （HF） 3～30 兆赫（MHz） 短波 5 甚高频（VHF） 30～300 兆赫（MHz） 米波 100～10m 10～1m 6 特高频（UHF） 300 ～ 3000 兆 赫 分米波、微波 （MHz） 7 超高频（SHF） 3～30 吉赫（GHz） 厘米波 8 极高频（EHF） 30～300 吉赫（GHz） 毫米波 100～10cm 10～1cm 10～1mm 9 至高频 300 ～ 3000 吉 赫 丝米波 1～0.1mm （GHz） 表3 表4 DB 和屏蔽率的换算率：3DB=50%;6DB=75%;9DB=87.5%;12DB=93.75%; 30DB=99.9%;70DB=99.9999%;80DB=99.99999%. 各波段电波传达 1 中长波的电波传达 因为地上临中长波吸收较小，而电离层对中长波吸收很大，因而中、长波的电波 传达首要以地波为主，在作业频率挨近 2MHz 时，才有一部分以天波传达。长波的 波长达 1～10km，其天线的体积十分巨大。中波常用桅杆天线，容抗很高，而天线Ω，电波以垂直极化传达。 接纳场强 P —— 发射功率（瓦） h1 —— 发射天线 ——接纳天线有用高度（m） r —— 与发射台站间隔（m） K —— 视地上影响的系数 2 短波电波传达 短波的电波传达有地波和天波传达，首要是天波传达，因而和电离层有严密的联 系。 2．1 地波传达 地上临短波吸收较为严峻，因而短波的地波传输间隔都很短，并且作业频率在 13 短波的低频段（ 5MHz）。 如在平原地带，20 瓦电台（4 米鞭天线 瓦 电台地波通讯间隔约为 40～50km，200 瓦电台约在 50～60km。 在海平面短波的地波传输能够远一些，如 100 瓦电台通讯间隔可达 150km～ 300km。 2．2 短波的天波传达 短波之所以能够远间隔通讯，得益于天波的传达。天波是靠电离层的反射而传达 的。 a) 盲区 在短波传达中,在作业频率固定,发送波瓣固守时,会出现地波达不到,天波也达 不到的地段,接纳机在这段区域将无法接纳,这个地段称为盲区。 盲区的战胜,改动作业频率或改动天线发送波瓣。 高电离层 留意:辐射仰角过高电波天会波不反射,频D率层愈高高仰角的电波会愈低容电易离穿层透电离层而不 产仰生角反抬射高 。 b）随作业频率升高，电离层吸收削减，穿透电离层的高度也越高，传达间隔也愈远。 地波 f0 要F2进行远间隔通讯一般选用高一些的频率,一起压低波瓣仰角。功作频率太高， 虽然发仰信FE发1角台信不台是过火高，盲但区 它将穿透电离层不产收信生台反射。（地球电离电层离层有一个低损耗的 短波窗D口，那便是 22MHz 左右的作业频率）可接纳地段 短波远间隔通讯传达途径规划： 1）短波一跳传输间隔一般可考虑在 3000km 以内，电离层反射层一般考虑在 E、F 仰角 层，途径损耗要靠试验取得，一起接纳地址的无线电噪声电平，如城市通常有 20~35 μV/m,乡村 5~15μV/m。如北京到广州 2450 公里，白日途径损耗约 280W，夜间损 耗约 180~200W。这样才干确保f接5 收f方4 有 1f30dBSIfN2 AD。f1 f5 f4 f3 f2 f1 f0 2）短波的多跳传输 在二十世纪七十年代曾经,长途通讯都是以短波为主.在洲际短波通讯上就要考 虑多跳传输。为削减损耗，地上反射点应挑选在海面或湖泊。 如： C）电离层反射中的最佳频率传输 电离层 14 在曩昔短波通讯中，只规则了 2~3 个白日或夜间的作业频率，因为电离层常常 在改动（浓度、凹凸），短波通讯的牢靠性十分低。近年来自适应通讯技能的开展， 能够主动寻觅最佳频率作业，使短波可通率有很大的进步。 因为电离层不断的“运动”——电荷改动，使得某一频率传达途径中的吸收、散射 状况也在不断改动。因而在某些时分，就会存在某段频率集所对应的传输途径上损 耗最小，散射最小的状况，这一频率集便是这一传输途径的最佳信道。如天津到上 海最佳频率上通讯，只需 10 瓦功率，天津到乌鲁木齐最佳频率上通讯只需 60 瓦功 率。 d）电离层改动对电波传输的影响和对策 电离层改动对电波传输的影响首要有： ——式微---几回~上百次/秒，改动 100dB 以上； ——散射---构成式微； ——多径延时---构成码元含糊±2ms~4ms； ——多普勒效应---频率偏移±4Hz~8Hz； ——大气噪声搅扰---下降信噪比。 对策：1）针对式微、散射 ——加强接纳机 AGC 规划（操控特性大于 120dB 以上，不同通讯方法具有不 同的放电常数）； ——不必或少用调幅方法； ——选用交错、分集等材料纠错。 2）针对多径时延、多普勒效应 ——下降传输波特率； ——调制器添加多普勒频偏纠正。 3）下降大气噪声搅扰影响 ——选用功率自适应技能； ——进步天线方向性； ——进步接纳机挑选性和倒易混频等与抗搅扰有关指针。 3 超短波的电波传输 超短波段的波长已经在 10m 以下，电离层已不在进行反射。而大地、建筑物对 它有很大的吸收，所以超短波的电波只能直线或称视野传达。因为地球外表是一球 15 面，因而当发射台站以 50m 高天线发射时，他传达间隔应在半径 50km 左右圆周内。 城市里的建筑物对它发生吸收和反射。关于 30MHz~100MHz 频段，除视野传达外， 在地球外表 C 层电离层比较稠密时，地上和电离层之间视为“波导”，这时电波将会绕 射传达，电波将会传输 100 多公里远。超短波亦常用于散射通讯，即运用流星在大 气中焚烧时发生的反射进行通讯。 16