电磁屏蔽玻璃原理

 电磁屏蔽玻璃原理

电磁屏蔽玻璃是结合电磁屏蔽技术而研制出的特种玻璃，它主要使用在既有电磁屏蔽要求，又有一定可视要求的部位，如:特种飞机的座舱、风档、国家安全保卫部门办公区的可视窗口，军队指挥操作仪的可视面板，大使馆、外交部等部门通信室的玻璃窗，电子计算机室、医院、广播大厦玻璃窗，商业写字楼办公室的玻璃隔墙，各种仪器设备的电磁屏蔽外壳等。它必须满足两个条件:一是良好的抗电磁干扰和防信息泄漏性能，二是良好的透视性能。

目前 ， 从 用途上分屏蔽玻璃主要有平面屏蔽玻璃、曲面屏蔽玻璃、电加温屏蔽玻璃、防爆屏蔽玻璃和中空屏蔽玻璃等。从生产方法上主要有三种:一是将含金、银、铜、铁、锢、锡等金属或无机或有机化合物盐类，通过物理(真空蒸发、阴极溅射)和化学(化学气相沉积、化学热分解、溶胶凝胶)的方法，在玻璃表面形成上述金属膜层;二是在夹层玻璃中夹金属丝网;三是上述两种方法同时采用，以增大屏蔽效能。下面分别就前两种方法进行论述:

(1 )夹金属丝网电磁屏蔽玻璃

金属丝网夹于两块无机玻璃或有机玻璃之间，是常用的非实壁型屏蔽体。金属丝网的材料一般为铜、铝、镀锌铁丝等，金属丝的直径、丝网的目数都对屏蔽效果有直接影响。每个金属丝网的网眼均可看作是小波导管。电磁波频率高于波导管的截止频率时，电磁波可以自由通过，若网眼之间空隙宽度为b，则以矩形窗为例，其截止频率ƒ及波长λ为：

ƒ= 1 5 /b    λ =2 b

当电磁波频率低于截止频率时，金属丝网起到屏蔽体的作用，但此时其屏蔽效能SE主要由反射损耗贡献，吸收损耗较小，至于多次反射及其它修正项均很小，一般可不考虑。对于平面波夹金属丝网屏蔽玻璃的屏蔽效能可近似地以下式来估计：

当λ/2<πb时:

SE=0

当λ/2＞πb时

即又随频率以20d B/10倍频程的速率下降，直至频率达到截止频率时SE为0，频率越低，屏蔽效能越大，但也存在极限值。对于铜或铝网，最大的屏蔽效能为110 dB;对于镀锌钢丝网，最大的屏蔽效能为140 dB。电磁波波长λ远大于2πr(r为源至夹金属网屏蔽玻璃之间的距离)时，不再满足平面波条件，对于电场，SE较上述平面波给出的值高，对于磁场，SE则低于平面波给出的值。

在最主要的电磁干扰的频率范围(1一100Hz)内，单纯的金属屏蔽网屏蔽效能SE=60 - 100 dB(b=1.27 cm)。而玻璃夹层的金属屏蔽网也有50-90dB的屏蔽效能。虽然夹金属丝网电磁屏蔽玻璃也可以方便的作为窥视窗的屏蔽。一般也有足够的屏蔽效能。但其主要的缺点是透明度差，不够美观，而且还可能存在不希望有的绕射光栅问题。为了消除这个问题，通过对金属丝网表面进行“发黑”处理，自然光透过丝网时，会发生吸收和散射现象，使透射光大大减弱，所以能有效的防止眩光及反射，达到视觉柔和的效果。

(2 ) 镀金属膜电磁屏蔽玻璃

在玻璃或有机玻璃表面上镀制金属薄膜，制成电磁屏蔽玻璃，可以起到电磁屏蔽作用。由于这层薄膜厚度远小于λ/4(λ为干扰电磁波的波长)，则此屏蔽体也称为薄膜屏蔽体。由于这种薄膜屏蔽体一般屏蔽体的厚度薄，吸收损耗可以忽略不计，主要靠反射损耗来进行屏蔽，但多次反射往往不能完全忽略。镀膜电磁屏蔽玻璃屏蔽效能主要决定于膜层的方块电阻、辐射源及其到屏蔽玻璃的距离。

对于导电膜，膜的方块电阻(X)与膜对电磁波的反射率(R)及屏蔽效能之间存在如下关系，

通过对上述数据进行的计算机模拟分析表明，在同一频率下，方块电阻越小，电磁屏蔽效能就越大，并且电磁屏蔽效能随方块电阻变化呈指数衰减规律：

综合以上理论分析可知，效能达到理想的指标要求应控制在10.0 Ω/口以下，要使无机屏蔽玻璃的屏蔽，镀膜玻璃的薄膜电阻值但 当膜层方块电阻低于1.5Ω/口时，玻璃的透光度就不能满足技术要求，因此方块电阻在1.5 -10.0Ω/口之间。