屏蔽材料中的趋肤效应与金属特性和频率有关

我们都知道，场通常会以两种形式出现：电场（E）和磁场（M）。电磁场由E场和M场按一个给定的比例构成。（在空气中，给出的波阻抗E/M为377Ω）。电场可以很容易地通过薄金属箔加以阻止。因为电场的屏蔽机理是在一个导电界面上的电荷重新分布。所以几乎所有具有高导电率（低电阻）的材料都会呈现一个相当低的阻抗。虽然在高频时，由于电荷重新分布的速率之快，可以引起相当可观的位移电流，但铝质薄箔就可以很好地解决这个问题。

然而，要阻止磁场就要困难得多。它们需要通过在屏蔽材料内部形成涡流，并以此来形成另一些磁场去抵消入侵的磁场。薄铝材并不适用这个目的。对于一个给定的SE，所要求的电流渗透深度取决于场的频率，用于屏蔽的金属的特性，以及所谓的“趋肤效应”。

在屏蔽材料中，一个趋肤深度是指在该深度上，“趋肤效应”使得由入侵磁场所形成的电流下降大约9dB。因此说，一个厚度为3个趋肤深度的材料，与它的磁场入侵面上的电流相比，它的另一面上的电流要低27dB。并且，就该M场而言，该材料的SE为27dB。

图1-4-1 铜、铝和低碳钢的趋肤深度(www.xing528.com)

在低频时，趋肤效应变得尤为重要。此时，所经受的场很可能是具有低于377Ω波阻抗的磁场占主导地位。计算趋肤深度的公式可以在绝大多数教科书中找到。实际计算时，需要知道屏蔽材料的导电性能和相对磁导率。图1-4-1给出了铝和钢在不同频率上的趋肤深度。为了比较起见，图中还给出了铜材的相关数据。纯锌和铝的趋肤深度非常接近。

铜和铝材的导电率是钢的五倍。所以，从用于阻止电场的角度出发，它们是很好的材料。但它们的相对磁导率仅为1（和空气一样）。典型低碳钢的相对磁导率，在低频时大约为300。当频率增加到100kHz以上时，它的相对磁导率将会下降到1。与此同时，它的高磁导率还减小了它的趋肤深度，使得低碳钢可以以合理的厚度获得比铝材要好的低频屏蔽性能。不同标号的钢材（特别是不锈钢）有着非常不同的电导率和磁导率。因此，它们的趋肤深度也明显不同。

在所关心的频率上，为了获得所要求的趋肤深度，一个良好的屏蔽材料既应具有高电导率，也应具有高磁导率，以及足够的厚度。1mm厚的，镀有纯锌（比如说10nm或更厚一点）的低碳钢材足以适用于大多数的应用。