Shieldingeffectiviteit

Shieldingeffectiviteit (SE) is een maatstaf voor hoe goed een behuizing, materiaal of barrière elektromagnetische velden afschermt. Het wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de geïntroduceerde veldsterkte en de doorgegeven veldsterkte, meestal uitgedrukt in decibel: SE(dB) = 20 log10(Ei/Et) voor elektrisch veld en SE(dB) = 10 log10(Pi/PT) voor vermogen.

De belangrijkste mechanismen van afscherming zijn reflectie aan het oppervlak, absorptie in het materiaal en meerdere reflecties binnen de afsluiting. Lekkage kan optreden bij naden, verbindingen, openingen en kabeldoorvoeren; zelfs kleine kieren kunnen de SE aanzienlijk verminderen, vooral bij hogere frequenties.

Factoren die de SE bepalen zijn onder meer materiaaleigenschappen (geleiding σ, permeabiliteit μ), dikte t, frequentie f en geometrie. Voor goede geleidende materialen wordt de afscherming sterk beïnvloed door de huiddiepte δ = sqrt(2/(μ σ ω)) met ω = 2πf. Wanneer t groot is ten opzichte van δ, geldt ruwweg SE ≈ 8,7 t/δ in dB. SE neemt over het algemeen toe met frequentie voor een gegeven materiaal, maar openingen en kieren kunnen de effectiviteit beperken.

Materialen en constructies voor afscherming omvatten solide metalen behuizingen (koper, aluminium, staal), geleide coatings, metallisatiefolies of -vezels en samengestelde afschermingen. Praktische implementaties vereisen een continue elektrische aansluiting rondom naden en deuren; afdichtingen en verzegelingen worden gebruikt om lekken te verminderen, en naden worden bij voorkeur overlappend of labyrinthine ontworpen.

Meting en normen: SE wordt bepaald in testopstellingen zoals een afgeschermde behuizing of een overdrachtslijnmethode met een gecalibreerde bron en ontvanger, waarbij de SE over frequentie kan worden gerapporteerd. Er bestaan normen en testmethoden in militaire, ruimtevaart- en consumenten-EMC-richtlijnen, met methoden zoals insertieverliesmetingen en near-field/far-field tests in anechoische kamers.

Toepassingen: afscherming wordt toegepast bij elektronische behuizingen in voertuigen, vliegtuigen en industriële omgevingen, bij kabel- en connectorafscherming en in ruimten waar gevoelige elektronica tegen elektromagnetische interferentie beschermd moet worden. Gewicht, kosten en de noodzakelijke afdichting vormen vaak afwegingen in ontwerp en selectie.