コラム:電磁波シールドとは

電磁波とは?

電磁波とは?

電磁波は、電界と磁界の2成分からなる波です。一般的に、波とは振動が伝わっていく現象を指しますが、電磁波の場合は、電場と磁場が交互に振動しながら空間を伝わります。放射源から十分に離れた地点では、進行方向に対して垂直な面内に電場と磁場が振動しており、電場と磁場の振動方向は互いに垂直になっています。 電磁波の単位面積あたりの強度は、電界強度はV/m、磁界の磁気強度はmGで表すのが一般的です。

電磁波シールドの原理

電磁波シールドの原理は、電磁波の反射・吸収・多重反射によって電磁波エネルギーを滅衰させるものです。電磁波を減衰させることにより、人体への危険性や精密機器への影響が回避されます。
また周波数にもよりますが、電磁波は光と同じく直進と回折を行います。シールド材料を設ける際には、回り込みによる電磁波の到達に留意します。

反射損失

シールド材表面と、空気との境界面で発生する損失です。シールドの厚さには関係なく、シールド材の導電性に影響されます。

反射損失

吸収損失

シールド材内部を通過する時に発生する過電流による損失です。シールド材の厚さ、透磁率、導電性に影響されます。

吸収損失

多重反射損失

シールド材料の内部で、繰り返し反射を発生させる場合の損失です。

多重反射損失

電磁波シールドの測定方法

アドバンテスト法

電磁波シールド特性の評価として標準的な測定方法です。
シールドボックス内で特定周波数の電磁波を発信させ、試料を通過する電界および磁界を他方で受信し、試料通過による減衰を測定します。10~1,000MHzの周波数範囲における測定が可能であり、周波数に対応した電界および磁界の遮蔽率を明記します。

ベキスキャン法

ベカルト社製の簡易電磁波反射測定装置「ベキスキャン」を使用して、周波数10GHzに固定した電磁波をサンプルプレート表面に照射し、反射する電界強度を測定します。標準試料であるステンレス板の反射強度に対する相対強度で表します。

抵抗率

電磁波シールド性を表す代用物性値として、抵抗率が用いられます。すなわち、抵抗率の小さいものほど電磁波シールド性が高くなります。絶縁抵抗・体積抵抗・表面抵抗の3種の規格が存在します。

シールド性能の表記

シールド性能は、dB(デシベル)を使って表現します。電磁波がどの程度減衰したかを相対的に表現する数字で、シールド前の電界強度とシールド後の電界強度の比(減衰量)を対数で表現したものです。

シールド性能(dB)=20 × log(シールド後の電界強度/シールド前の電界強度)

例えば、シールドによって電磁波が

  • 1/10になった場合を-20dB (シールド率:90%)
  • 1/100になった場合を-40dB (シールド率:99%)
  • 1/1,000になった場合を-60dB (シールド率:99.9%)
  • 1/10,000になった場合を-80dB (シールド率:99.99%)

と表現します。
コンピュータなどの電子機器の誤作動を防止するためには、一般的に30dB以上のシールド性能が望まれると言われています。

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トーヨーケム株式会社
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