EMC设计

屏蔽效能计算器

估算单层均匀屏蔽的集肤深度、吸收损耗、反射损耗、多次反射修正与孔隙泄漏,远场平面波近似。

FORMULAv1.0.0
INPUT PARAMETERS

输入材料与厚度

远场平面波、单层均匀屏蔽近似;有开孔时整体屏蔽由孔隙控制。

CALCULATION RESULT

计算结果

本地计算

输入参数后点击计算,结果和模型假设会显示在这里。

FORMULA & TRACEABILITY

公式依据与适用条件

计算公式、变量含义和模型边界公开展示;参考资料最近核验于 2026-08-30.

5 个公式 · 4 项来源
CORE EQUATIONS

核心计算公式

直接参与主要结果计算,是本工具的核心模型。

3 个
F01

集肤深度

δ = 1 / √(πfμσ) = 1 / √(πfμ₀μᵣσ)

场幅值进入导体后衰减至表面值 1/e 的特征深度。

δ
趋肤深度m
f
频率Hz
μ
绝对磁导率 μ₀μᵣH/m
σ
电导率S/m
适用条件
  • 良导体近似 σ ≫ ωε
  • 均匀、各向同性材料
F02

吸收损耗

A = 8.686 · t / δ

屏蔽体厚度 t 相对趋肤深度带来的吸收衰减(dB)。

A
吸收损耗dB
t
屏蔽厚度m
适用条件
  • 单层均匀屏蔽
F03

平面波反射损耗

R = 168 − 10·log₁₀(f·μᵣ/σᵣ)

平面波在屏蔽界面的反射损耗,σᵣ = σ/σ_铜。

R
反射损耗dB
μᵣ
相对磁导率1
σᵣ
相对电导率 σ/σ_铜1
适用条件
  • 远场平面波入射
DERIVED & CONVERSION

派生与换算公式

由核心量进一步推导单位、电平或辅助工程量。

2 个
F04

多次反射修正

MRC = 20·log₁₀(1 − 10^(−A/10))

薄屏蔽(A 较小)时内部多次反射造成的修正项。

MRC
多次反射修正dB
适用条件
  • A < 15 dB 时不可忽略
F05

单孔泄漏简化包络

SE_pore ≈ 20·log₁₀(λ / (2·d_max))

以最大开孔 d_max 得到远场单孔工程包络;min(本体 SE, 孔隙 SE) 仅是保守瓶颈估算,不是实际腔体的严格解。

d_max
最大开孔尺寸m
适用条件
  • 远场、单孔近似,d_max < λ/2
  • 不适用于多孔阵、接缝、通风板或腔体谐振的定量预测
REFERENCES

参考文献

01NASA · NASA CR-4784, sections 5.2–5.3Design Guidelines for Shielding Effectiveness, Current Carrying Capability, and the Enhancement of Conductivity of Composite Materials1997 · 公开技术报告列出 SE=A+R+B、吸收损耗及远场平面波反射损耗形式,用于独立核对本体屏蔽计算。
02Van Nostrand · Schelkunoff, S.A., 1943 (single-layer shield theory)Electromagnetic Waves1943 · 单层均匀屏蔽的 Schelkunoff 理论,SE = A + R + MRC 的来源。
03Wiley · Ott, H.W., 2009, Ch.13 (Shielding)Electromagnetic Compatibility Engineering2009 · 第 13 章给出吸收 / 反射损耗与孔隙泄漏处理,本工具的基础。
04IEEE · Schulz, R.B., et al., IEEE Trans. EMC-30(3), 1988Shielding Theory and Practice1988 · 屏蔽理论综述;用于核对模型的假设与边界,不将简化单孔式误表述为实际箱体的严格解。
工程使用说明

结果基于页面列出的模型与假设,用于设计阶段估算和预认证风险判断。复杂结构、材料频散、近场耦合及测试布置可能造成显著偏差。

FAQ

常见问题

屏蔽效能(SE)的定义是什么?

SE(dB) = 20·lg(E_入射 / E_透射)。按传输线理论可分解为吸收损耗 A、反射损耗 R 与多次反射修正 B 三项(Schelkunoff 分解)。

吸收损耗的计算公式是什么?

A(dB) = 8.686 · t / δ,t 为屏蔽体厚度、δ 为该频率下的趋肤深度。每增加一个趋肤深度厚度约增加 8.7 dB 吸收损耗。

为什么低频磁场特别难屏蔽?

低频磁场下反射损耗几乎失效、趋肤深度又很大(吸收损耗不足),必须改用高磁导率材料(如坡莫合金、硅钢)做磁通分流;铜铝对低频 H 场基本无效。

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