电磁波危害及吸波机理

电磁波的危害及防护学生:赵慧超指导老师:郝万军日期：2012.9.25目录一•电磁波的危害与防护二•电磁波吸收机理的研究电磁辐射的产生任何交流电在其周围都要形成交变的电场，交变的电场又产生交变的磁场，交变的磁场又产生交变的电场，这种交变的电场与交变的磁场相互垂直，以源为中心向周围空间交替地产生并以一定的速度传播，即为电磁波。电磁辐射是指能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。电磁辐射的危害电磁辐射的危害，与废水，废气等环境污染造成的危害完全不同，它具有一下几个方面的特点：(1)隐藏性强，其危害尚未普遍引起公众的警觉由于电磁辐射看不见、摸不着、闻不到，与大气、水、噪声的污染可以被公众目睹、亲身体验大不相同。(2)人们对其危害缺乏科学态度,常常出现两种极端认识一是“无所谓”态度，认为电磁辐射无污染，感知不到，没关系。二是“谈虎色变”，一谈到电磁辐射，马上联想到生病甚至可怕的癌症。(3)目前缺乏行之有效的治理方法由于对电磁辐射污染现状和危害的认识不足，加之现代生活对电磁辐射发射源体的高度依赖，要想彻底防治电磁辐射的污染，目前世界上仍缺乏行之有效的方法和经验。电磁辐射对人体的危害电磁辐射对人体的血液生成，内分泌，免疫力，心血管，神经中枢都有很大的影响。对心理的负面影响是许多作业人员知道自己所处工作环境存在一定程度的电磁辐射，但是不知道实际的辐射水平，产生了心理压抑或者心理恐惧。电磁危害对电子设备的影响电磁辐射对电子设备的影响表现为电磁干扰，电磁干扰造成的各种损失是通过电子装置的有效性能或技术指标的下降来体现的。人们对电磁波吸收的研究最初起源于它在军事领域的应用。电磁波吸收机制吸收电磁波的基本条件是(1)电磁波入射到材料上时，它能尽可能不反射而最大限度地进入材料内部，即要求材料满足阻抗匹配；(2)进入材料内的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉要求材料满足衰减匹配。阻抗匹配由多层材料的输入阻抗可计算反射率对厚度为d的单层吸波材料,反射系数为吸收量S(dB):S=20Log|Γ|利用上述公式,在已知结构参数和结构类型时,可计算出频率-反射衰减曲线.在给定反射率、频宽等条件时,可对材料的结构和参数进行设计.传输线的归一化阻抗可表示为：材料的归一化阻抗Z及电磁波在材料中的传播常数γ可表示为：式中:ω为电磁波的角频率,c为光速。衰减匹配结构型损耗结构型吸波材料主要是依靠相消原理来吸收电磁波的。相位相消型吸波材料是按照电磁波的干涉原理来设计的，当一列平行的电磁波入射到吸波材料表面时，发生折射和反射。入射部分电磁波经底部金属板反射，再从吸波材料的表面形成出射波，且传播方向不发生变化。由于吸波材料的厚度是四分之一波长，所以出射波将和入射波的相位差正好是180度，波的干涉原理告诉我们此刻它们会发生完全相消，从而使得总反射波的发生大大衰减。这便是吸波材料的四分之一波长吸波原理。吸波原理是一种很有效的微波吸收理论，利用这一原理，我们可以设计出任一频率电磁波的吸收材料。但事实上，我们还需考虑更深层次的问题，因为我们发现单凭这一原理是很难制造出实用的吸波材料。原因很简单，假设入射电磁波是1GHz频率的电磁波，根据公式，我们不难得到其波长为300mm,其四分之一是75mm，对于这么厚的吸波材料在绝大多数场合是很难应用的。根据波的折射、反射原理，我们发现波的折射和反射系数跟空气和入射材料介质的性质有很大关系。假定空气的介电常数和磁导率为1，则可以得到1式：（1）这时的就是电磁波在介质中的实际传播波长。因此我们只需要控制材料的介电常数和磁导率，使其乘积值大于1，就可以减少材料的厚度，制成我们实际可以应用的吸波材料。因而真正的吸波材料技术也就成了控制材料介电常数和磁导率的技术。一，电阻型损耗，此类吸收机制与材料的导电率有关的电阻性损耗，即导电率越大，载流子引起的宏观电流（包括电场变化引起的电流以及磁场变化引起的涡流）越大，从而有利于电磁能转化成为热能。二，电介质损耗，它是一类与电极有关的介质损耗吸收机制，即通过介质反复极化产生的“摩擦”作用将电磁能转化成热能耗散掉。电介质极化过程包括：电子云位移极化，极性介质电矩转向极化，电铁体电畴转向极化以及壁位移等。三，磁损耗，此类吸收机制是一类与铁磁性介质的动态磁化过程有关的磁损耗，此类损耗可以细化为：磁滞损耗，旋磁涡流、阻尼损耗以及磁后效效应等，其主要来源是与磁滞机制相似的磁畴转向、磁畴壁位移以及磁畴自然共振等。此外，最新的纳米材料微波损耗机制也是目前吸波材料研究的一大热点。Thankyou!