大话干扰的识别与屏蔽
第一步：判断战场 —— 你在近场还是远场？
这是最首要的区分，因为它决定了你面对的“游戏规则”。
远场 (Far-Field)：
定义：离干扰源足够远，电磁波已经“成型”，电场(E)和磁场(H)的比例固定为377Ω。它像一束规律的海浪。
判断标准：距离(r) > λ / 2π (其中λ是干扰波的波长)。
特点：只有一种敌人，叫“平面波”，特性单一，相对容易对付。
近场 (Near-Field)：
定义：离干扰源很近，电磁波还没成型，电场和磁场的比例不稳定，由源头的性质决定。它像石头入水瞬间的混乱水花。
判断标准：距离(r) < λ / 2π。波长计算可以访问：https://tool.myfpga.cn/#freq-wavelength
特点：敌人分为两种，一种是“电场为主”，另一种是“磁场为主”，必须分开处理。
第二步：识别敌人 —— 是电场干扰还是磁场干扰？
既然你在近场，你就必须回答这个问题。
| 特征 | 电场 (E-Field) 干扰 | 磁场 (H-Field) 干扰 |
|---|---|---|
| 本质来源 | 高电压 或 电压的快速变化 (dV/dt) | 大电流 或 电流的快速变化 (dI/dt) |
| 典型源头 | 拉杆天线、高压开关、高速数字电路的引脚 | 环路天线、变压器、电源线、大电流线圈 |
| 波阻抗 | 高阻抗 (> 377 Ω) | 低阻抗 (< 377 Ω) |
| 形象比喻 | 像一根尖锐的长矛，穿透力强 | 像一个沉重的攻城锤，冲击力巨大 |
| 屏蔽难度 | 相对容易 | 非常困难（尤其是低频时） |
| 在聚变装置旁边 | 大电压开关动作产生的高dV/dt，是典型的电场源。 | 兆安培级电流流过线圈产生的高dI/dt，是典型的磁场源。 |
第三步：选择武器和战术 —— 屏蔽的原理与方法
屏蔽的根本原理是制造阻抗不匹配，让入射的电磁波能量在屏蔽体表面被大量反射回去。
屏蔽的两大机制：
反射损耗 (Reflection Loss, R)：
原理：当电磁波从一种阻抗的介质（如空气，377Ω）进入另一种阻抗差异极大的介质（如金属，≈0Ω）时，大部分能量会被弹回。就像光照在镜子上。
这是屏蔽的“第一道防线”，也是最主要的一道。
吸收损耗 (Absorption Loss, A)：
原理：穿透了第一道防线、进入金属内部的少量能量，会在金属中感应出涡流。涡流因金属电阻而产生热量，从而将这部分能量消耗掉。这个过程依赖于“集肤效应”。
这是“第二道防线”，负责清理漏网之鱼。
针对不同敌人的战术：
战术A：对抗电场干扰 (高阻抗)
原理分析：
反射：电场波阻抗很高（>377Ω），而金属屏蔽体阻抗极低（≈0Ω）。两者阻抗差异巨大。
结果：根据反射原理，阻抗差异越大，反射越强。因此，电场波在遇到金属表面时会发生极其剧烈的反射，绝大部分能量都被弹回去了。
行动方案：
使用高导电性材料，如铜 (Copper) 或 铝 (Aluminum)。
构建一个密封的导电外壳（法拉第笼）。只要保证良好的导电连续性（没有大缝隙），就能非常有效地屏蔽电场。
战术B：对抗磁场干扰 (低阻抗)
原理分析：
反射：磁场波阻抗很低（<377Ω），金属屏蔽体阻抗也极低（≈0Ω）。两者阻抗差异很小。
结果：反射效果非常差。大部分能量不会被弹回，而是会“挤”进金属内部。
吸收：如果频率很低（比如你的主磁场脉冲的基频），集肤效应会很弱，吸收损耗也很低。波可以轻易穿透薄金属板。
行动方案（分为两种情况）：
使用高导磁率材料，如坡莫合金 (Permalloy)、姆合金 (Mu-metal) 或电工钢 (Silicon Steel)。
原理：这些材料像“磁场海绵”，对磁力线有极强的吸引力。它们为外部磁场提供了一条非常顺畅的“磁通路”，让磁场线沿着屏蔽材料的壳壁走，从而绕开被保护的内部电路。
高频磁场：对于磁场中的高频成分，吸收损耗会变得显著。因此，使用足够厚的高导电材料（如厚壁铜管）依然有效。
低频磁场（最难的情况）：反射和吸收都指望不上。必须改变策略，从“阻挡”变为“疏导”。
第四步：制定你的总攻计划（综合应用）
对于聚变装置这种混合、极端的环境，单一战术是不够的。需要一个组合方案。
| 干扰类型 | 关键特性 | 屏蔽原理 | 推荐材料 | 你的行动方案 |
|---|---|---|---|---|
| 近场电场 | 高阻抗、高dV/dt | 强反射 | 铜、铝 | 为你的采集设备和电缆构建一个密封良好的法拉第笼（铜或铝制屏蔽箱/屏蔽层）。 |
| 近场磁场 (高频成分) | 低阻抗、高频 | 吸收 + 弱反射 | 厚壁的铜或铝 | 使用厚壁的金属屏蔽。例如，用厚壁铜管来套住信号电缆。 |
| 近场磁场 (低频成分) | 低阻抗、低频、高强度 | 磁路分流 (疏导) | 坡莫合金、姆合金、电工钢 | 这是最关键的一步。在你的磁传感器周围，以及屏蔽箱的内层，使用高导磁材料来将主脉冲磁场引导走。 |
最终的专业解决方案：多层屏蔽
这是应对恶劣环境的标准做法。从外到内通常是：
外层（铝或铜）：作为坚固的结构，并高效地反射电场和吸收高频磁场。
中层（可选，取决于频率）：可以是另一层铜，用于进一步吸收。
内层（坡莫合金或姆合金）：这是对付低频磁场的王牌。它负责将外层没挡住的、最顽固的低频磁场疏导掉，确保到达最核心区域的磁场干扰最小。
