电磁屏蔽基本原理

1 电磁屏蔽基本原理 1、电磁屏蔽基本原理 如图1所示电磁屏蔽的基本原理是：采用低电阻的导体材料，并利用电磁波在屏蔽导体面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗而使电磁波能量的继续传递受到阻碍，起到屏蔽作用。某些屏蔽材料可将大部分入射波反射掉，利用内部吸收及多重反射损耗掉部分进入材料的电磁波，只允许极少量的电磁波透过材料继续传播。 钢金属结构就起到了电磁屏蔽的作用，会大大影响附近基站对楼内的信号覆盖强度，下面用具体公式证明这一点。 钢金属结构对电磁波的损耗主要由反射损耗和吸收损耗组成。吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量，吸收损耗计算公式为： AdB=1.314(f×σ×μ) /2×t 其中 f：频率(MHz) μ：金属导磁率 σ：金属导电率 t：屏蔽罩厚度 联通附近基站使用的频率是900MHz，钢的导磁率约为450×10-4左右，钢的导电率约为15.8×10-5左右，钢结构厚度约为0.02米左右。 将上述参数代入公式，吸收损耗约为31dB。 反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。对于杆状或直线形发射天线而言，离波源越近波阻越高，反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化，因此它不仅取决于波的类型，而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。 近场反射损耗可按下式计算 RdB=168+10×lg(σ/μrf) 其中 r：波源与屏蔽之间的距离，估算取为200米。 将参数代入公式，得到反射损耗为46.55dB。 因此，由于钢金属结构引起的损耗为吸收损耗和反射损耗之和，即为77.55dB，再加上建筑物其他混凝土结构的损耗20dB，总损耗约为97dB。 2、链路预算 下行链路（DownLink）是指基站发，移动台接收的链路。 上行链路（UpLink）是指移动台发，基站接收的链路。 对于GSM900M系统的上下行链路，按照链路预算公式，计算后建筑物内信号电平值为-99dBm左右，基本无法满足正常的通话需求。 对于GSM1800M系统，其覆盖能力还不如GSM900M，也无法达到覆盖效果。 对于CDMA系统，链路预算表格如下表 系统参数 单位 IS-95A cdma1x 话音 话音 数据 CDMA射频带宽 MHz 1.2288 1.2288 1.2288 1.2288 1.2288 1.2288 1.2288 数据速率 kbps 9.6 9.6 9.6 19.2 38.4 76.8 153.6 信息速率 dB/Hz 39.82 39.82 39.82 42.83 45.84 48.85 51.86 处理增益 dB 21.07 21.07 21.07 18.06 15.05 12.04 9.03 热噪声密度 dBm -174.0 -174.0 -174.0 -174.0 -174.0 -174.0 -174.0 噪声系数 dB 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 噪声带宽 dBHz 60.89 60.89 60.89 60.89 60.89 60.89 60.89 所需的Eb/Nt dB 7.0 4.50 4.50 3.50 3.20 2.90 2.80 基站接收机灵敏度 dBm -123.18 -125.68 -125.68 -123.67 -120.96 -118.25 -115.34 手机 EiRP dBm 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 基站接收天线增益 dBi 14.6 14.6 14.6 14.6 14.6 14.6 14.6 基站馈线损耗 dB 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 人体损耗 dB 3.0 3.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 建筑物穿透损耗 dB 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 边缘覆盖概率 % 75% 75% 75% 75% 75% 75% 75% 阴影衰落标准差 dB 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 衰落余量 dB 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 软切换增益 dB 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 最大允许路径损耗(没有负载) dB 127.38 129.88 132.88 130.87 128.16 125.45 122.54 扇区负载 % 50% 70% 70% 70% 70% 70% 70% 干扰余量 dB 3.0 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 加负载后的最大 允许路径损耗 dB 124.4 124.7 127.7 125.6 122.9 120.2 117.3 其需求的最大路径损耗为124.4dB，勉强能够满足建筑物内的通话需求。