電磁屏蔽技術(shù)分析
討論了電磁屏蔽技術(shù),包括電磁屏蔽的技術(shù)原理、屏蔽材料的性能和應(yīng)用場(chǎng)合、屏蔽技術(shù)的注意事項(xiàng)、屏蔽效能的檢測(cè)以及特殊部位的屏蔽措施。
關(guān)鍵詞:電磁屏蔽;屏蔽材料;屏蔽效能
0 引言
近幾年來(lái),隨著電磁兼容工作的開(kāi)展,電磁屏蔽技術(shù)應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。為了對(duì)電磁屏蔽技術(shù)有更深入的理解,應(yīng)當(dāng)對(duì)屏蔽材料的性能和應(yīng)用場(chǎng)合、屏蔽技術(shù)的注意事項(xiàng)、屏蔽效能的檢測(cè)以及特殊部位的屏蔽措施等進(jìn)行更深入的探討。
1 電磁屏蔽的技術(shù)原理
電磁屏蔽是電磁兼容技術(shù)的主要措施之一。即用金屬屏蔽材料將電磁干擾源封閉起來(lái),使其外部電磁場(chǎng)強(qiáng)度低于允許值的一種措施;或用金屬屏蔽材料將電磁敏感電路封閉起來(lái),使其內(nèi)部電磁場(chǎng)強(qiáng)度低于允許值的一種措施。
1.1 靜電屏蔽
用完整的金屬屏蔽體將帶正電導(dǎo)體包圍起來(lái),在屏蔽體的內(nèi)側(cè)將感應(yīng)出與帶電導(dǎo)體等量的負(fù)電荷,外側(cè)出現(xiàn)與帶電導(dǎo)體等量的正電荷,如果將金屬屏蔽體接地,則外側(cè)的正電荷將流入大地,外側(cè)將不會(huì)有電場(chǎng)存在,即帶正電導(dǎo)體的電場(chǎng)被屏蔽在金屬屏蔽體內(nèi)。
1.2 交變電場(chǎng)屏蔽
為降低交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓,可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體,并將金屬屏蔽體接地。交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場(chǎng)電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地,就能使交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。電場(chǎng)屏蔽以反射為主,因此屏蔽體的厚度不必過(guò)大,而以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
1.3 交變磁場(chǎng)屏蔽
交變磁場(chǎng)屏蔽有高頻和低頻之分。低頻磁場(chǎng)屏蔽是利用高磁導(dǎo)率的材料構(gòu)成低磁阻通路,使大部分磁場(chǎng)被集中在屏蔽體內(nèi)。屏蔽體的磁導(dǎo)率越高,厚度越大,磁阻越小,磁場(chǎng)屏蔽的效果越好。當(dāng)然要與設(shè)備的重量相協(xié)調(diào)。高頻磁場(chǎng)的屏蔽是利用高電導(dǎo)率的材料產(chǎn)生的渦流的反向磁場(chǎng)來(lái)抵消干擾磁場(chǎng)而實(shí)現(xiàn)的。
1.4 交變電磁場(chǎng)屏蔽
一般采用電導(dǎo)率高的材料作屏蔽體,并將屏蔽體接地。它是利用屏蔽體在高頻磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)抵消而削弱高頻磁場(chǎng)的干擾,又因屏蔽體接地而實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)屏蔽。屏蔽體的厚度不必過(guò)大,而以趨膚深度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
2 屏蔽效能計(jì)算
屏蔽效能(SE)的定義是:在電磁場(chǎng)中同一地點(diǎn)無(wú)屏蔽時(shí)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度與加屏蔽體后的電磁場(chǎng)強(qiáng)度之比。常用分貝數(shù)(dB)表示。
SE=A+R+B(1)
式中:A為吸收損耗;
R為反射損耗;
B為多次反射損耗。
2.1 電磁波反射損耗
由于空氣和屏蔽金屬的電磁波阻抗不同,使入射電磁波產(chǎn)生反射作用。而空氣的電磁波阻抗在不同場(chǎng)源和場(chǎng)區(qū)中是不一樣的,分別計(jì)算如下。
磁場(chǎng)源近場(chǎng)中的反射損耗R(dB)為
R=20log10{[1.173(μr/fσr)1/2/D]+0.0535D(fσr/μr)1/2+0.354}(2)
式中:μr為相對(duì)磁導(dǎo)率;
σr為相對(duì)電導(dǎo)率;
f為電磁波頻率(Hz);
D為輻射源到屏蔽體的距離(cm)。
電場(chǎng)源近場(chǎng)中的反射損耗R(dB)為
R=362-20log10[(μrf3/σr)1/2D](3)
電磁場(chǎng)源遠(yuǎn)場(chǎng)中的反射損耗R(dB)為
R=168-10log10(μrf/σr)(4)
2.2 電磁波吸收損耗
當(dāng)進(jìn)入金屬屏蔽內(nèi)的電磁波在屏蔽金屬內(nèi)傳播時(shí),由于衰減而產(chǎn)生吸收作用。吸收損耗A(dB)為
A=0.1314d(μrfσr)1/2(5)
式中:d為屏蔽材料厚度(mm)。
2.3 多次反射損耗
電磁波在屏蔽層間的多次反射損耗B(dB)為
B=20log10{1-〔(Zm-Zw)/(Zm+Zw)〕210-0.1A(cos0.23A-jsin0.23A)}(6)
式中:Zm為屏蔽金屬的電磁波阻抗;
Zw為空氣的電磁波阻抗。
當(dāng)A>10dB時(shí),一般可以不計(jì)多次反射損耗。
2.4 屏蔽效能計(jì)算實(shí)例
場(chǎng)源距離不同材料的屏蔽體(厚度0.254mm)30cm遠(yuǎn)的屏蔽效能(dB)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。表1中近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的分界點(diǎn)為λ/2π,λ為電磁場(chǎng)的波長(zhǎng)。
表1 場(chǎng)源距離不同材料的屏蔽體(厚度0.254mm)30cm遠(yuǎn)的屏蔽效能dB
頻率/Hz | 銅 | 鐵 | 鋁 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
磁場(chǎng)近場(chǎng) | 電場(chǎng)近場(chǎng) | 遠(yuǎn)場(chǎng) | 磁場(chǎng)近場(chǎng) | 電場(chǎng)近場(chǎng) | 遠(yuǎn)場(chǎng) | 磁場(chǎng)近場(chǎng) | 電場(chǎng)近場(chǎng) | 遠(yuǎn)場(chǎng) | |
60 | 3.46 | 3.22 | |||||||
1k | 24.89 | 14.66 | |||||||
10k | 44.92 | 212.73 | 128.73 | 51.50 | 217.50 | 134.00 | |||
150k | 69.40 | 190.20 | 130.40 | 188.0 | 308.0 | 248.00 | |||
1M | 97.60 | 185.40 | 141.60 | 391.0 | 479.0 | 435.00 | 88.00 | 176.0 | — |
15M | 205.0 | 245.0 | 225.0 | 1102.0 | 1143.0 | 1123.0 | 174.0 | 215.0 | — |
100M | 418.0 | 426.0 | 422.0 | 1425.0 | 1434.0 | 1430.0 | 342.0 | 350.0 | — |
3 屏蔽的注意事項(xiàng)
3.1 屏蔽的完整性
如果屏蔽體不完整,將導(dǎo)致電磁場(chǎng)泄漏。特別是電磁場(chǎng)屏蔽,它利用屏蔽體在高頻磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)抵消而削弱高頻磁場(chǎng)干擾。如果屏蔽體不完整,渦流的效果降低,即屏蔽的效果大打折扣。
3.2 屏蔽材料的屏蔽效能和應(yīng)用場(chǎng)合
電磁屏蔽技術(shù)的進(jìn)展,促使屏蔽材料的形式不斷發(fā)展,而不再局限于單層金屬平板模式,屏蔽效能也不斷提高。應(yīng)用時(shí)要特別注意不同的屏蔽材料具有不同的屏蔽效能和應(yīng)用場(chǎng)合。
3.2.1 金屬平板
電子設(shè)備采用金屬平板做機(jī)箱,既堅(jiān)固耐用,又具有電磁屏蔽作用。其電磁屏蔽效能與金屬平板材料性質(zhì)、電磁場(chǎng)源性質(zhì)、電磁場(chǎng)源與金屬平板的距離、屏蔽體接地狀況等參數(shù)有關(guān)。各種金屬屏蔽材料的性能見(jiàn)表2。
表2 各種金屬屏蔽材料的性能
金屬屏蔽材料 | 相對(duì)于銅的電導(dǎo)率(σCu=5.8×107Ω/m) | f=150kHz時(shí)的相對(duì)磁導(dǎo)率 | f=150kHz時(shí)的吸收損耗/(dB/m) |
---|---|---|---|
銀 | 1.05 | 1 | 52 |
銅 | 1.00 | 1 | 51 |
金 | 0.70 | 1 | 42 |
鋁 | 0.61 | 1 | 40 |
鋅 | 0.29 | 1 | 28 |
黃銅 | 0.26 | 1 | 26 |
鎘 | 0.23 | 1 | 24 |
鎳 | 0.20 | 1 | 23 |
磷青銅 | 0.18 | 1 | 22 |
鐵 | 0.17 | 1000 | 650 |
鋼#45 | 0.10 | 1000 | 500 |
坡莫合金 | 0.03 | 80000 | 2500 |
不銹鋼 | 0.02 | 1000 | 220 |
3.2.2 屏蔽薄膜
當(dāng)今許多電子設(shè)備采用工程塑料做機(jī)箱,由于工程塑料的加工工藝性能好,使機(jī)箱既造型美觀,又成本低、質(zhì)量輕。但工程塑料無(wú)電磁防護(hù)性能。屏蔽薄膜是采用噴涂、真空沉積、電鍍和粘貼等工藝技術(shù),在工程塑料和有機(jī)介質(zhì)的表面覆蓋一層導(dǎo)電膜,從而起到平板屏蔽的作用。一般導(dǎo)電膜的厚度小于電磁波在其內(nèi)部傳播波長(zhǎng)的1/4。
幾種噴涂工藝達(dá)到的屏蔽效能見(jiàn)表3。
表3 幾種噴涂工藝達(dá)到的屏蔽效能
噴涂工藝 | 厚度/μm | 電阻/(Ω/mm2) | 屏蔽效能/dB |
---|---|---|---|
鋅熱噴涂 | 25 | 4.0 | 50~60 |
鎳基涂層 | 50 | 0.5~0.2 | 30~75 |
銀基涂層 | 25 | 0.05~0.1 | 60~70 |
銅基涂層 | 25 | 0.5 | 60~70 |
石墨基涂層 | 25 | 7.5~20 | 20~40 |
電鍍 | 0.75 | 0.1 | 85 |
化學(xué)鍍 | 1.25 | 0.03 | 60~70 |
真空沉積 | 1.25 | 5~10 | 50~70 |
電離鍍 | 1.0 | 0.01 | 50 |
不同厚度的銅薄膜的屏蔽效能見(jiàn)表4。
表4 銅薄膜的屏蔽效能
厚度/μm | 頻率/Hz | A | R | B | 屏蔽效能/dB |
---|---|---|---|---|---|
0.105 | 1M | 0.14 | 109 | -47 | 62 |
0.105 | 1G | 0.44 | 79 | -17 | 62 |
1.25 | 1M | 0.16 | 109 | -26 | 83 |
1.25 | 1G | 5.20 | 79 | -0.6 | 84 |
2.196 | 1M | 0.29 | 109 | 0.6 | 110 |
2.196 | 1G | 9.20 | 79 | 0.6 | 90 |
21.96 | 1M | 2.90 | 109 | -3.5 | 108 |
21.96 | 1G | 92 | 79 | 0 | 171 |
表頭或顯示器的屏蔽,可在表頭或顯示器的正面設(shè)置透光導(dǎo)電材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。透光導(dǎo)電材料是在有機(jī)介質(zhì)或玻璃的表面覆蓋一層導(dǎo)電膜,使其既透光,又具有一定的屏蔽效能。不同透光率導(dǎo)電玻璃的屏蔽效能見(jiàn)表5。
表5 不同透光率導(dǎo)電玻璃的屏蔽效能
透光率 | 1MHz | 10MHz | 100MHz | 1000MHz |
---|---|---|---|---|
60% | 94 | 72 | 46 | 21 |
65% | 90 | 68 | 42 | 16 |
71% | 84 | 62 | 36 | 11 |
75% | 78 | 56 | 30 | 6 |
80% | 74 | 52 | 28 | 4 |
3.2.3 金屬絲網(wǎng)
當(dāng)有通風(fēng)、透光、加水、測(cè)量等需要時(shí),要在設(shè)備外殼上開(kāi)孔,為提高設(shè)備的電磁屏蔽效果,應(yīng)采用金屬絲網(wǎng)的孔眼屏蔽?;蛴糜陔娮釉O(shè)備殼體的接縫處,提供有效的電磁屏蔽??籽鄣钠帘涡躍E(dB)與電磁波的頻率、孔眼的尺寸和數(shù)量等參數(shù)有關(guān)。
為提高孔眼的屏蔽效能可采取以下措施:
1)在大口徑孔眼上覆蓋金屬絲網(wǎng),要使絲網(wǎng)與屏蔽體接觸良好;
2)將大孔改為小孔;
3)采用波導(dǎo)衰減器式通風(fēng)口;
4)在透光和測(cè)量孔上覆蓋有金屬絲網(wǎng)的屏蔽玻璃;
5)在需要水、氣密封的孔上墊含有橡膠等材料的金屬絲網(wǎng)。
下面介紹幾種常用的金屬絲網(wǎng)屏蔽材料。
3.2.3.1 全金屬絲網(wǎng)襯墊
全金屬絲網(wǎng)襯墊是一種彈性的、導(dǎo)電的編織型金屬襯墊絲網(wǎng)條,用于電子設(shè)備殼體的接縫處,提供有效的電磁屏蔽。應(yīng)用時(shí),鑄造或機(jī)加工的殼體選用矩形截面的全金屬絲網(wǎng)襯墊,板金殼體選用圓形截面的全金屬絲網(wǎng)襯墊,壓縮量為原高度的25%左右。全金屬絲網(wǎng)襯墊的屏蔽效能見(jiàn)表6。
表6 全金屬絲網(wǎng)襯墊的屏蔽效能dB
材料 | 磁場(chǎng) | 電場(chǎng) | 平面波 | |
---|---|---|---|---|
(100kHz) | (10MHz) | 1GHz | 10GHz | |
鍍銀黃銅 | 80 | 135 | 105 | 95 |
鍍錫包銅鋼 | 80 | 130 | 105 | 95 |
鍍錫磷青銅 | 80 | 130 | 110 | 100 |
鋁 | 60 | 130 | 90 | 80 |
鎳銅合金 | 60 | 130 | 90 | 80 |
3.2.3.2 環(huán)境密封金屬絲網(wǎng)襯墊
環(huán)境密封金屬絲網(wǎng)襯墊是由編織金屬絲網(wǎng)和橡膠結(jié)合而成,環(huán)境密封金屬絲網(wǎng)襯墊除能提供有效的電磁屏蔽外,還可以提供有效的環(huán)境密封??捎糜陔娮釉O(shè)備殼體的固定接縫處或者活動(dòng)接縫處,例如門(mén)縫等。一般壓縮量為原高度的25%左右。其中帶橡膠芯金屬絲網(wǎng)襯墊的屏蔽效能見(jiàn)表7。
表7 帶橡膠芯金屬絲網(wǎng)襯墊的屏蔽效能dB
材料 | 磁場(chǎng) | 電場(chǎng) | 平面波 | |
---|---|---|---|---|
(100kHz) | (10MHz) | 1GHz | 10GHz | |
鍍錫包銅鋼 | 80 | 130 | 105 | 95 |
鍍錫磷青銅 | 80 | 130 | 110 | 95 |
鎳銅合金 | 60 | 125 | 90 | 80 |
3.2.3.3 金屬絲網(wǎng)屏蔽玻璃
金屬絲網(wǎng)屏蔽玻璃是將金屬絲網(wǎng)壓在兩層玻璃之間,不僅能提供有效的電磁屏蔽,還可以提供有效的透光。可用于電子設(shè)備的觀察窗口,例如表頭、數(shù)字或圖象顯示器等。金屬絲網(wǎng)屏蔽玻璃的屏蔽效能見(jiàn)表8。
表8 金屬絲網(wǎng)屏蔽玻璃的屏蔽效能dB
材料 | 磁場(chǎng) | 電場(chǎng) | 平面波 | |
---|---|---|---|---|
(100kHz) | (10MHz) | 1GHz | 10GHz | |
黑化銅絲網(wǎng),開(kāi)孔60% | 55 | 120 | 60 | 40 |
黑化銅絲網(wǎng),開(kāi)孔45% | 55 | 120 | 80 | 50 |
3.2.3.4 鋁制蜂窩通風(fēng)板
鋁制蜂窩通風(fēng)板是由鋁框中的鋁制蜂窩構(gòu)成。波導(dǎo)型的蜂窩不僅具有電磁屏蔽效能,而且具有高的空氣流通性??捎糜陔娮釉O(shè)備的通風(fēng)窗口。鋁制蜂窩通風(fēng)板的屏蔽效能見(jiàn)表9。
表9 鋁制蜂窩通風(fēng)板的屏蔽效能dB
材料 | 磁場(chǎng) | 電場(chǎng) | 平面波 | |
---|---|---|---|---|
(100kHz) | (10MHz) | 1GHz | 10GHz | |
單層鍍鉻酸鹽 | 40 | 80 | 60 | 40 |
單層鍍鎘 | 75 | 125 | 105 | 85 |
單層鍍錫 | 70 | 125 | 105 | 85 |
單層鍍鎳 | 80 | 135 | 115 | 95 |
多層鍍鉻酸鹽 | 65 | 110 | 95 | 85 |
3.2.4 導(dǎo)電纖維
導(dǎo)電纖維分為以下5種。
1)在化纖織物上鍍銅或鎳后制成導(dǎo)電布,可對(duì)高頻和微波具有靈活的屏蔽性能。
2)將導(dǎo)電布和樹(shù)脂復(fù)合制成吸收導(dǎo)電布,由于選用能吸收電磁波的樹(shù)脂,因此屏蔽性能更好。
(3)用導(dǎo)電良好的金屬或碳黑纖維和化纖混合制成導(dǎo)電布。
以上3種導(dǎo)電織物可以做防靜電和防電磁輻射的工作服,做屏蔽窗簾、帳篷、保護(hù)罩,其屏蔽效能一般在50~60dB。
4)用導(dǎo)電纖維和木漿混合制成導(dǎo)電紙,可以做敏感集成電路的屏蔽包裝,其屏蔽效能一般在30~40dB。
5)由許多獨(dú)立的金屬絲合成到硅橡膠中制成的定向金屬絲填充硅橡膠,能提供有效的電磁屏蔽和環(huán)境密封,常用于非固定縫隙,例如法蘭的連接,其屏蔽效能見(jiàn)表10。
表10 定向金屬絲填充硅實(shí)芯橡膠的屏蔽效能dB
材料 | 磁場(chǎng) | 電場(chǎng) | 平面波 | |
---|---|---|---|---|
(100kHz) | (10MHz) | 1GHz | 10GHz | |
鍍錫磷青銅 | 75 | 130 | 110 | 100 |
鎳銅合金 | 80 | 130 | 115 | 100 |
3.2.5 導(dǎo)電顆粒
導(dǎo)電顆粒屏蔽材料是將鍍銀的玻璃粒子、純銀粒子、碳黑粒子、銅鍍銀粒子、鎳鍍銀粒子、鋁鍍銀粒子、石墨鍍鎳粒子分別摻在硅或氟硅橡膠,可以擠出各種形狀,用于電磁和水汽密封。它們的屏蔽效能見(jiàn)表11。
表11 導(dǎo)電顆粒屏蔽材料的屏蔽效能dB
材料 | 磁場(chǎng) | 電場(chǎng) | 平面波 | |
---|---|---|---|---|
(100kHz) | (10MHz) | 1GHz | 10GHz | |
玻璃鍍銀導(dǎo)電橡膠811 | 65 | 130 | 100 | 90 |
純銀導(dǎo)電橡膠856,857 | 70 | 130 | 100 | 90 |
碳黑導(dǎo)電橡膠860 | 93 | 77 | 68 | 88 |
銅鍍銀導(dǎo)電橡膠871 | 75 | 120 | 115 | 110 |
鎳鍍銀導(dǎo)電橡膠891 | 75 | 120 | 110 | 100 |
鋁鍍銀導(dǎo)電橡膠895 | 75 | 120 | 110 | 100 |
石墨鍍鎳導(dǎo)電橡膠750 | 100 | 100 | 100 | 85 |
3.2.6 導(dǎo)電膠
導(dǎo)電膠是在硅、環(huán)氧樹(shù)脂膠中摻入純金屬粒子,例如銀、鎳、銅鍍銀、鋁鍍銀等,應(yīng)用在各種屏蔽材料之間,起到粘結(jié)、屏蔽和密封的作用。
3.2.7 導(dǎo)電涂料
導(dǎo)電涂料是在聚丙烯和聚氨脂中摻入純銀粒子,可應(yīng)用于塑料機(jī)殼屏蔽和需要柔性屏蔽的設(shè)備上。
3.2.8 導(dǎo)電箔帶
導(dǎo)電箔帶是由單面背敷導(dǎo)電聚丙烯膠的銅帶或鋁帶組成,可用于電子設(shè)備接縫的屏蔽密封、纏繞電纜屏蔽等。其屏蔽效能一般在55~60dB。
3.2.9 鈹銅簧片
鈹銅簧片是具有彈性的屏蔽材料,可用于電子設(shè)備活動(dòng)接縫的屏蔽,例如門(mén)、窗等。其屏蔽效能見(jiàn)表12。
表12 鈹銅簧片的屏蔽效能dB
材料 | 磁場(chǎng) | 電場(chǎng) | 平面波 |
---|---|---|---|
100kHz | 10MHz | 1GHz | |
標(biāo)準(zhǔn)簧片 | 110 | 100 | 90 |
軟簧片 | 95 | 85 | 75 |
3.2.10 屏蔽復(fù)合板
屏蔽復(fù)合板是由金屬箔、絕緣基片和壓敏膠組成,可用于印刷電路、電子設(shè)備的屏蔽。其屏蔽效能一般在40~45dB。
3.2.11 純棉滌電磁材料
純棉滌電磁材料是將銅原子均勻地分布于棉滌材料中,形成既透明又具有電磁屏蔽功能的材料,可應(yīng)用于視屏射線輻射保護(hù)、手機(jī)微波輻射防護(hù)等。其屏蔽效能>50dB。
3.3 屏蔽體良好接地
金屬屏蔽體良好接地,對(duì)靜電屏蔽而言,將使屏蔽體外側(cè)的感應(yīng)電荷流入大地,而不會(huì)有感應(yīng)電場(chǎng)存在。對(duì)交變電場(chǎng)屏蔽而言,由于交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場(chǎng)電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積,只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地,就能使交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。因此,金屬屏蔽體的接地不好,將會(huì)降低屏蔽效果。
3.4 特殊部位的特殊屏蔽措施
3.4.1 接縫處理
在屏蔽體的接縫處,由于結(jié)合表面不平、不干凈、焊接質(zhì)量不好、緊固螺釘之間存在空隙等原因,在接縫處造成縫隙,致使屏蔽體的屏蔽效果降低。對(duì)固定的接縫最好采用連續(xù)焊接。焊接前,應(yīng)將要焊接表面的非導(dǎo)電物質(zhì)清除干凈。要盡可能對(duì)全部外殼間斷處進(jìn)行搭接。對(duì)非固定的接縫應(yīng)采用并壓緊導(dǎo)電襯墊,以提高接縫的電磁密封效果。常用的導(dǎo)電襯墊材料有金屬編織物、含有金屬絲的橡膠等。對(duì)活動(dòng)的接縫,如門(mén)框上,采用彈性指簧以提高接縫的電磁屏蔽效果。
導(dǎo)電襯墊的固定方式有溝槽定位、粘貼固定和肋片緊固等方式。
為提高縫隙的屏蔽效能可采取以下措施:
1)增加金屬板厚度,可通過(guò)增加旁邊長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn);
2)減少結(jié)合面縫隙寬度,可通過(guò)提高結(jié)合面加工精度、焊接或整體鑄造來(lái)實(shí)現(xiàn);
3)加裝導(dǎo)電襯墊,常用的導(dǎo)電襯墊有編織金屬網(wǎng)、軟金屬、梳狀簧片、導(dǎo)電橡膠等;
4)在接縫處涂導(dǎo)電涂料,常用的導(dǎo)電涂料有導(dǎo)電膠、導(dǎo)電脂等;
5)調(diào)整緊固釘間距,使其小于λ/20(λ為電磁場(chǎng)的波長(zhǎng));
3.4.2 孔眼屏蔽
當(dāng)有通風(fēng)、照明、加水、測(cè)量等需要時(shí),為提高設(shè)備的電磁屏蔽效果,應(yīng)采用孔眼屏蔽??籽燮帘蔚男Чc電磁波的頻率、孔眼的尺寸和數(shù)量等參數(shù)有關(guān)。
3.4.3 編織屏蔽
因電纜需要活動(dòng)和彎曲,其屏蔽采用編織帶的形式。編織帶的屏蔽效果隨編織密度的增大而增加,隨電磁波的頻率的增大而降低。一般電纜的屏蔽層是用不導(dǎo)磁的金屬絲編織的,可以實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)屏蔽。如需實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)屏蔽,電纜的屏蔽層應(yīng)采用導(dǎo)磁的金屬絲編織。
3.4.4 蜂房板屏蔽
當(dāng)設(shè)備的通風(fēng)和屏蔽要求較高時(shí),采用蜂房板屏蔽有較好的效果。蜂房板屏蔽是利用許多并列的六角形金屬管焊在一起構(gòu)成?。其中每一個(gè)金屬管都起波導(dǎo)衰減器的作用,而通風(fēng)的風(fēng)壓降不大。蜂房板的電磁屏蔽效果取決于波導(dǎo)管的衰減特性,即與波導(dǎo)管的幾何尺寸有關(guān)。
3.4.5 面板孔屏蔽
當(dāng)設(shè)備需要安裝表頭、數(shù)據(jù)或圖形顯示器時(shí),應(yīng)對(duì)面板孔加以屏蔽,以保證屏蔽的完整性。面板孔屏蔽的較好方法為在表頭或顯示器的后方設(shè)置屏蔽罩。屏蔽罩通過(guò)導(dǎo)電襯墊與金屬面板連接,通過(guò)屏蔽罩的進(jìn)出線設(shè)置穿心電容。
3.4.6 電連接器屏蔽
選擇的屏蔽式電連接器應(yīng)有足夠的插針,供電纜內(nèi)各個(gè)屏蔽層在電連接器頭端接。為保證屏蔽的完整性,要沿著電纜一周,將電纜的外屏蔽層和電連接器整個(gè)地連接,最好是焊接;電連接器座通過(guò)導(dǎo)電襯墊與設(shè)備的金屬外殼保持良好的電氣連接;電連接器頭也應(yīng)與電連接器座保持良好的電氣連接。
3.4.7 多層屏蔽
當(dāng)單層屏蔽的效果達(dá)不到要求時(shí),可以采用多層屏蔽。特別是對(duì)頻帶較寬的屏蔽,分別采用電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率高的幾種材料組成多層屏蔽,可以達(dá)到對(duì)高頻電場(chǎng)和低頻磁場(chǎng)均有較好效果的屏蔽。
3.4.8 印刷電路板的屏蔽
1)在電磁干擾源和對(duì)電磁干擾敏感的接收電路之間設(shè)置導(dǎo)線屏蔽,并接到電路板的基準(zhǔn)電位上。
2)將導(dǎo)電線條之間的涂覆層盡量多地保留,并接到電路板的基準(zhǔn)電位上。
3)在印刷電路板的三個(gè)周邊(電連接器邊除外)設(shè)置地線。
4)對(duì)電磁干擾源和對(duì)電磁干擾敏感的接收電路分別設(shè)置屏蔽罩,并接到電路板的基準(zhǔn)電位上。
5)在印刷電路板之間設(shè)置屏蔽板,并接到電路板的基準(zhǔn)電位上。
4 屏蔽效能檢測(cè)
屏蔽體做好之后需要進(jìn)行屏蔽效能的檢測(cè)。
4.1 屏蔽效能的檢測(cè)設(shè)備
屏蔽效能的檢測(cè)設(shè)備有變頻信號(hào)源、射頻放大器、發(fā)射天線、電磁場(chǎng)接收天線、衰減器、測(cè)量接收機(jī)、數(shù)據(jù)記錄儀。
4.2 屏蔽效能的檢測(cè)方法
1)定位測(cè)量點(diǎn);
2)校準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備;
3)測(cè)量無(wú)發(fā)射時(shí)的環(huán)境電平H;
4)測(cè)量無(wú)屏蔽時(shí)在測(cè)量點(diǎn)接收到發(fā)射機(jī)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度W;
5)測(cè)量有屏蔽時(shí)在測(cè)量點(diǎn)接收到發(fā)射機(jī)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度Y。
4.3 屏蔽效能SE的檢測(cè)分析
屏蔽效能SE計(jì)算式為
SE=20log10[(W-H)/(Y-H)](7)
計(jì)算后,將屏蔽效能SE與設(shè)計(jì)要求相比較,看是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,安全余量是否滿足要求,是否有過(guò)設(shè)計(jì)。如果達(dá)不到要求,就要具體分析原因并加以改進(jìn),直到滿足要求為止。如果有過(guò)設(shè)計(jì),也要具體分析原因并在以后的設(shè)計(jì)中加以改進(jìn)。