屏蔽層對不同頻率信號的屏蔽效果差異顯著,高頻段(>1MHz)主要依賴材料導電性及結構優化,低頻段(<1MHz)則依賴材料導磁性及厚度,需根據頻段特性選擇屏蔽方案。以下是對屏蔽層對不同頻率信號屏蔽效果的詳細分析:
一、高頻信號(>1MHz)的屏蔽效果
材料導電性:高頻信號下,屏蔽層的導電性成為關鍵因素。銅等低電阻率材料通過渦流效應實現屏蔽,反射損耗是主要機理。銅箔或銅帶屏蔽采用全封閉覆蓋(如螺旋繞包或縱包),高頻段屏蔽效率可達99%以上,有效阻斷電磁泄漏。
結構優化:雙層屏蔽設計(內層金屬箔抑制內部串擾,外層編織或鎧裝阻擋外部干擾)在高頻段(10MHz-1GHz)屏蔽效能顯著提升,可比單層屏蔽提升20-40dB。
趨膚效應:高頻信號在導體中傳播時,電流集中在導體表面,趨膚效應顯著。屏蔽層厚度需至少達到趨膚深度,以增強吸收損耗。例如,銅屏蔽體厚度每增加一個趨膚深度,吸收損耗增加9dB。
二、低頻信號(<1MHz)的屏蔽效果
材料導磁性:低頻信號下,屏蔽層的導磁性成為關鍵因素。高導磁率材料(如坡莫合金)通過限制磁力線在屏蔽體內部,防止其擴散到屏蔽空間,實現有效的磁場屏蔽。
厚度影響:低頻信號波長長,穿透能力強,屏蔽層需足夠厚度以增強吸收損耗。屏蔽體厚度每增加一個趨膚深度,吸收損耗增加9dB。
接地要求:低頻場景下單端接地即可滿足電場防護需求,但需確保接地電阻低(如≤4Ω),以避免形成干擾源。
三、不同屏蔽結構的頻率適應性
銅絲編織屏蔽:編織間隙易導致高頻信號泄漏,通常適用于低頻場景(<1MHz)。但在雙層屏蔽結構中,內層銅絲編織與外層銅箔疊加可兼顧柔性與高頻性能。
實心銅屏蔽層:屏蔽效果隨頻率升高而不斷增加,適用于高頻及寬頻帶應用。
鋼鎧狀屏蔽層:螺旋式纏繞的鋼鎧狀屏蔽層在頻率超過1MHz時屏蔽效果逐漸變差;軸向包裹的鋼鎧狀屏蔽層效果略好,但仍不適用于高頻場景。
四、關鍵性能參數與頻率的關系
屏蔽效能(SE):定義為有/無屏蔽層時空間場強比值。高頻段(>10MHz)雙層屏蔽可比單層提升20-40dB;單層銅絲屏蔽適用頻率上限約100kHz,而銅箔或雙層屏蔽可擴展至6GHz(如射頻通信電纜)。
轉移阻抗(ZT):轉移阻抗越低,高頻抗干擾能力越強。銅箔屏蔽電纜的ZT值普遍低于銅絲編織電纜。


