电磁场与波绪论电磁场与波 (68).pdf

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1、5-7 邻近效应和电磁屏蔽邻近效应和电磁屏蔽引言邻近效应反应了在时变电磁场中相互靠近的导体之间的相互影响，其抑制措施就是电磁屏蔽。5.7.1 邻近效应 5.7.2 电磁屏蔽5.7.1 邻近效应相互靠近的导体通有交变电流时，每一导体不仅处于自身电流产生的电磁场中，同时还处于其它导体中的电流产生的电磁场中。显然，这时各个导体中的电流分布与它单独存在时不一样，会受到邻近别的导体的影响，这种现象称为邻近效应。频率愈高，导体靠得愈近，邻近效应愈显著。邻近效应和集肤效应是共存的，它会使导体的电流分布更不均匀。例如，在二线传输线中，电流就不再对称地分布在导体中，而是比较集中在两导线相对的内侧，如图5-7-1

2、所示。形成这种分布的原因是，电源能量主要通过两线之间的空间以电磁波的形式传送给负载；导线内部的电流密度与空间电磁波分布密切相关；两线相对的内侧处电磁波能量密度大，传入导线的功率大，所以电流密度也较大。图5-7-1 二线传输线中的邻近效应有一对通以交流电流的汇流排，如图5-7-2（a）所示。在MQS近似下，在导体区域内有微分方程通解是和电流密度5.7.1 邻近效应=xk HHyydd222=+HCCykxkxee12这里，有近似边界条件：和。最后，得磁场强度+=Hady20=bHdIy2=+bkaHkaxIdysh2sh)(H=+bkaJkaxIdzzsh2ch)()(电流密度的模的分布见图5-

3、7-2（b）。容易看出，靠近两板相对的内侧面，电流密度最大，呈现有较强的邻近效应。5.7.1 邻近效应Jz（a）（b）图5-7-2 交流汇流排的电流分布IIzbOaadyxzJOx在电磁场工程中，用于减弱由某些源产生的空间某个区域内（不包含这些源）的电磁场的结构，称为电磁屏蔽。它是抑制邻近效应的一种常用措施。在绝大多数情况下，电磁屏蔽由金属（铜、铝、钢）制成、例如在收音机中，以空心的铝壳罩在中周线圈外面，使它不受外界高频电磁场的干扰；电子设备的金属外壳可以使其内部产生的高频电磁场不透出外壳去干扰其它设备。电磁屏蔽利用了导体内的涡流所产生的电磁场，将对外加电磁场起抵制作用，用作对给定区域进行屏蔽

4、。因此，又称为涡流屏蔽。为了达到有效的屏蔽作用，屏蔽罩的厚度h必须接近于屏蔽材料的透入深度36倍，即5.7.2 电磁屏蔽 hd2这样，电磁场实际上便不能透过，从而起到了屏蔽作用。例如，当f=1MHz时，铝的透入深度为82m左右，所以外界射频电磁场将不影响罩内装置。在中高频时，一般不用铁制屏蔽，因铁磁材料在中高频时损耗较大，发热厉害，对被屏蔽装置有不利影响。5.7.2 电磁屏蔽如在长螺线管内插入一根导电的管子，则轴向磁场将被削弱。对于这种形式的屏蔽，难于找出一个简单的规律来表达；但对所研究的特定频率，屏蔽厚度等于透入深度时，涡流屏蔽将使磁场减少到原有值的百分之几。最后有必要介绍一下屏蔽时的谐振现象。当需要减弱的电磁场的频率接近或等于屏蔽体的某一固有频率时，屏蔽效能会急剧降低。由于结构不当造成谐振现象的屏蔽，不仅不能使防护区的场减弱，反而会加强。这是设计电磁屏蔽结构时特别应该注意的。正确选用屏蔽材料、尺寸和结构，将能减弱屏蔽效能的不利作用至允许值。谢谢谢谢