关于EMC屏蔽罩异常现象的探讨

一. 情况介绍

最近在做EMC整改时，有一个很反常的现象，苦寻数日，也没找到合适的理论去解释。今天特意发出来，希望大家一起分析探讨。

左图是未加屏蔽罩的，通过排除法，确认是显示屏的70MHz的辐射倍频，从超标频点上来看，也基本符合70MHz的倍频，红色框框圈出的是210MHz的频点，右图是加了屏蔽罩的（塑料壳内表面做金属喷涂，连接缝未喷涂，喷涂厚度10um），很明显210MHz以后的频点都下降了，但单单210MHz的频点没有任何改善。

二. 原因分析

1. 缝隙泄漏

缝隙泄漏原理见《屏蔽罩为什么失效》一文。

缝隙实际上相当于形成了一个辐射天线。对于这样的天线，如果长度大于1/100的入射波长，就会造成显著的电磁泄漏；达到1/2波长，产生的辐射将达到最大。表1中列出了部分超标频点的缝隙泄漏宽度。按照缝隙泄漏理论，高频泄漏更严重才对，与上面描述现象不一致。

2. 反射损耗和吸收损耗

电磁波经过不同媒质时，在分界面会形成反射，穿过界面的电磁能量减弱。由反射现象造成的电磁能量损失称为反射损耗。电磁波在屏蔽材料中传播时，一部分能量转化为热量，损失的这部分能量称为吸收损耗。屏蔽层总是两个面，所以反射损耗会发生两次，并且多次反射还将增加电磁波在屏蔽层内部的行进距离，增加吸收损耗，如图2所示

反射损耗和吸收损耗的影响因素如图3所示。电磁波频率越高，反射损耗越小，吸收损耗越大。从反射损耗角度来说，210MHz应该比其后更大频点的屏蔽效果更好才行，与现象不符；从吸收损耗角度来说，频率越低，吸收损耗越小，与现象基本相符。

继续量化分析吸收损耗的影响。吸收损耗是由于屏蔽材料中电偶极子或磁偶极子与电场作用产生的热损耗引起电磁波衰减。按照公式A=0.131tfμrσrdB计算各频点的吸收损耗，屏蔽体材质为铜，厚度为10μm，公式中的t为屏蔽体厚度，单位mm，铜的相对磁导率μ=1H/m，相对电导率σ=1s/m，计算结果如表2所示。

3. 趋肤效应

趋肤效应是指交流电或者交流电磁场经过导体时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大。在电磁场中，导体表面将要吸收损耗电磁场的能量，使得电磁场的传播从导体表面往里呈指数式衰减。为了获得有效的电磁屏蔽效果，导体屏蔽层的厚度不能小于电磁场的趋肤深度。

对于厚度一定的屏蔽体，趋肤深度越小，屏蔽效果越好。计算公式δ=0.0661fμrσr，各频点计算结果如表3所示，均远小于10um的屏蔽体涂层。

三．疑问

对于电磁屏蔽来讲，吸收损耗和趋肤效应本质上是同一个理论，从计算结果来看，210MHz也应该有较好的屏蔽效果才对。这一点不通的地方，希望大家一起探讨，指点一下分析方向。