电磁屏蔽效果计算器

基本定义:

介电常数	磁导率	传播 常数	皮肤深度	固有自由空间 阻抗	材料固有的 阻抗
$ \ε= \ epsilon_0 (\ epsilon_r”——j \ epsilon_r”)美元	$\mu = \mu_0 (\mu_r' - j\mu_r "	大概{j $ \γ= \ \ω\με(ω\σ+ j \ \)} $	$\delta = \frac{1}{\Re\left(\gamma \right)}$	$\eta_o = \sqrt{\frac{\mu_0}{\epsilon_0}}$	$\eta = \sqrt{\frac{j \omega \mu}{\sigma + j \omega \epsilon}}$

透射系数 进材料	透射系数 没有材料	反射系数 进材料	反射系数 没有材料
$T_\eta = \frac{2 \eta}{\eta + \eta_0}$	$T_{\eta_0} = \frac{2 \eta_0}{\eta + \eta_0}$	$\Gamma_\eta = \frac{\eta-\eta_0}{\eta + \eta_0}$	$ \ Gamma_ {\ eta_0} = \压裂{\ eta_0 - \埃塔}{\埃塔+ \ eta_0} $

向入射功率归一化的透射、反射和吸收功率方程:

透光率	反射	吸光度
$ {P} \帽子_T = \压裂{P_T} {P_I} = \左| T_{\埃塔}识别T_ {\ eta_0} \识别裂缝分析{1}{1 - \ Gamma_ {\ eta_0} ^ 2 e ^{2 \伽马t}} e ^{- \伽马t} \右| ^ 2美元	$ \ P {} _R帽子= \压裂{P_R} {P_I} =左| \ \ Gamma_ \埃塔+ \压裂{T_ \埃塔T_ {\ eta_0} \识别识别Gamma_ {\ eta_0} e ^{2 \伽马t}} {1 - \ Gamma_ {\ eta_0} ^ 2 e ^{2 \伽马t}} \右| ^ 2美元	$\hat{P}_A = 1 - \hat{P}_T - \hat{P}_R $

失配分解将整体屏蔽有效性值分解为反射和吸收分量，称为失配损耗和耗散损耗，如参考文献[1]-[3]所述。

有效的吸光度	失配损耗	耗散损失
$\hat{P}_{A,eff} = \frac{\hat{P}_A}{1-\hat{P}_R}$	美元R_ {eff} = -10 \ log_{10} \离开(1 - \ P {} _R帽子\右)美元	美元现代{eff} = -10 \ log_{10} \离开帽子(1 - \ P {} _ {, eff} \右)美元 $\,\,\,= - 10 \ log_{10} \离开(\压裂{{P} \帽子_T}{帽子1 - \ P {} _R} \右)美元
屏蔽效能:$\text{SE} = R_{eff} + A_{eff}$

Schelkunoff分解将整体屏蔽效果值分解为三个组成部分:反射损失(R)，吸收损失(A)和多重反射修正项(M)，如参考文献[4]-[6]所述。

反射损失	多重反射校正	吸收损失
$ R = 20 \ log_{10} \左| \压裂{1}{T_ \埃塔T_ {\ eta_0}识别识别}\ | $	$ M = 20 \ log_{10} \左| 1 - \伽马^ 2 e ^{2 \伽马t} \ | $	$A = 20 \log_{10} \left| e^{\gamma t} \right| $
屏蔽效能:$ {SE} = -10 \ \文本log_{10} \离开帽子(\ P {} _T \右)= R + M +美元

描述屏蔽分解为吸收和反射成分的另一种方法是相对吸收损失和相对反射损失，如下所示:

相对反射损失	相对吸收损失
美元R_ {rel} = 10 \ log_{10} \左\√{\压裂{1}{{P} \帽子_T} \压裂{\ P {} _R帽子}{帽子\ P {} _A}} \右)美元 $\,\,\,= \ 文本{SE} / 2 + 10 \ log_{10} \离开(\ P {} _R帽子/帽子\ P {} _A \右)/ 2美元	美元现代{rel} = 10 \ log_{10} \左\√{\压裂{1}{{P} \帽子_T} \压裂{\ P {} _A帽子}{帽子\ P {} _R}} \右)美元 $\,\,\, = \ 文本{SE} / 2 - 10 \ log_{10} \离开(\ P {} _R帽子/帽子\ P {} _A \右)/ 2美元
屏蔽效能:$\text{SE}= R_{rel} + A_{rel}$

1. 林明辉，陈昌辉，“各向异性层合复合材料的平面波屏蔽特性”，电子工程学报。Electromag。兼容。，第35卷，no。1，第21-27页，1993年。
2. Y. K. Hong, C. Y. Lee, C. K. Jeong, D. E. Lee, K. Kim，和J. Joo，“在宽带频率范围内测量电磁干扰屏蔽效率及其屏蔽特性的方法和设备”，Rev. science。Instrum。，第74卷，no。2, p. 1098, 2003。
3. A. J. McDowell和T. H. Hubing，“平面波屏蔽效果分解的分析与比较”，IEEE, 2013。Electromag。兼容。第56卷，no。6，第1711-1714页，2014年12月。
4. S. A.舍尔库诺夫，《电磁波》，普林斯顿，新泽西州:D.范·诺斯特兰德，1943年。
5. R. B. Schulz, V. C. Plantz，和D. R. Brush，“屏蔽理论与实践”，IEEE Trans。Electromagn。兼容。，第30卷，no。3，第187-201页，1988。
6. C. R.保罗，电磁兼容导论，约翰·威利父子公司，1992年。

---

计算器使用注意事项:

• 参数可以以数字或表达式的形式输入，频率定义为f，使用+，-，/，^运算符和以下函数:sin, cos, tan, exp, log, log10, abs, acos, asin, atan。此外，还定义了以下常数:pi、e、epsilon_0、mu_0和eta_0。
• 用鼠标在图上选择方框放大图。

这些近似方程是参考文献[1]中精确方程的简化。这些方程式假设该材料是厚度远大于蒙皮深度的优良导体:\eta≪\eta₀和\delta≪t。

磁导率	皮肤深度	固有自由空间 阻抗	材料固有的 阻抗
$ \μ= \ mu_0 \ mu_r $	$ \δ≈\压裂{1}{\√6{πf \ mu_0 \ mu_r \σ}}$	$\eta_o = \sqrt{\mu_0/\epsilon_0}$	$\eta≈\sqrt{\frac{\omega \mu}{\sigma}}∠45°

反射损失	吸收损失	屏蔽效能
美元R_ \文本{dB}≈20 \ log_{10} \左| \压裂{\ eta_0} {4 \ eta_s} \ | $	美元现代{\文本{dB}} = 20 \ log_{10} \左| e ^ {t /δ}\ \对|≈8.7 t / \δ	$\text{SE}_\text{dB}≈R_\text{dB} + A_\text{dB}$

1. C. R.保罗，电磁兼容导论，约翰·威利父子公司，1992年。

计算器使用注意事项:

• 参数可以以数字或表达式的形式输入，频率定义为f，使用+，-，/，^运算符和以下函数:sin, cos, tan, exp, log, log10, abs, acos, asin, atan。此外，还定义了以下常数:pi、e、epsilon_0、mu_0和eta_0。
• 用鼠标在图上选择方框放大图。

近场屏蔽效果的近似值可以通过使用确切标签中的平面波屏蔽公式(或这些公式的简化)以及参考文献[1]中使用的波阻抗代替\eta₀来得到。波阻抗定义为波的横向分量大小之比E而且H在波前。这种近似考虑了两个z向的基本源:一个赫兹电偶极子(沿z轴携带电流的无穷小导线)和一个磁偶极子(沿z轴携带电流的无穷小导线环)。对于$\eta_0 = \sqrt{\mu_0/\epsilon_0}$， $ beta_0 = \omega \sqrt{\mu_0 \epsilon_0}$， $r$是从偶极子到波前的距离，这些源的波阻抗为:

电偶极波阻抗	磁偶极波阻抗
美元Z_ {W_E} = \压裂{E_θ}{H_ϕ}= \ eta_{0} \压裂{\压裂{j} {\ beta_ r{0}} + \压裂{1}{\离开(\ beta_ {0} r \右)^{2}}- \压裂{j}{\离开(\ beta_ {0} r \右)^{3}}}{\压裂{j} {\ beta_ r{0}} + \压裂{1}{\离开(\ beta_ {0} r \右)^ {2}}}$	美元Z_ {W_M} = \压裂{E_ϕ}{H_θ}= - \压裂{\ eta_ {0} ^ 2} {Z_ {W_E}} $

然后利用这些波阻抗与平面波屏蔽公式进行近场屏蔽效果近似。注意，这种计算近场屏蔽的方法是近似的，因为近场中的波有一个反应波阻抗，也有径向场分量。此外，这种分析忽略了屏蔽两侧波阻抗的差异。然而，也要注意，波阻抗表达式都接近$\eta_0$为$r \rightarrow \infty$，因此用这种方法计算将接近大$r$的精确平面波计算。

1. C. R.保罗，电磁兼容导论，约翰·威利父子公司，1992年。

计算器使用注意事项:

• 参数可以以数字或表达式的形式输入，频率定义为f，使用+，-，/，^运算符和以下函数:sin, cos, tan, exp, log, log10, abs, acos, asin, atan。此外，还定义了以下常数:pi、e、epsilon_0、mu_0和eta_0。
• 用鼠标在图上选择方框放大图。