屏蔽體的設(shè)計111

1、Page 2132 設(shè)計之前，應(yīng)根據(jù)存在的干擾發(fā)射電平，或干擾輻射敏感度電平極限值，提出確保正常運行所必須屏蔽效能值。一般，對屏蔽要求不高的設(shè)備，可以來用導(dǎo)電塑料制成的機殼來屏蔽，或者在工程塑料機殼上涂覆導(dǎo)電層構(gòu)成薄膜屏蔽。若屏蔽要求較高，則采用金屬板作單層屏蔽。為獲得更高的屏蔽效能，一股應(yīng)采用雙層屏蔽，設(shè)計得好的雙層屏蔽，可獲得100dB以上的屏蔽效能。4 采取相應(yīng)措施來抑制因存在電氣不連續(xù)性而產(chǎn)生的電磁泄漏，達(dá)到完善屏蔽設(shè)計的目的。Page 31、屏蔽方式及屏蔽材料的選擇 屏蔽方式及屏蔽材料的選擇 按屏蔽原理和屏蔽效能可知，為屏蔽場、磁場和電磁場，采用的方法及要求不同，應(yīng)根據(jù)騷擾場的性質(zhì)確

2、定屏蔽方法。（1） 對于電場，應(yīng)采用良導(dǎo)體，屏蔽體厚度沒有要求，只要滿足機械強度即可。（2） 對于電磁波，除了采用良導(dǎo)體外，為抑制其磁場分量，屏蔽體還具有一定的厚度，這與電磁波頻率及材料有關(guān)，在高頻情況下，應(yīng)電磁波的透入深度很小，厚度要求易于滿足。（3） 對于磁場，可用具有一定厚度的良導(dǎo)體，但在低頻情況下，厚度要求無法滿足，只能采用高磁導(dǎo)率材料，屏蔽體同樣應(yīng)有一定的厚度 二二 、 屏蔽體設(shè)計中的處理方法屏蔽體設(shè)計中的處理方法Page 4 對于設(shè)備的屏蔽，一般采用金屬外殼。然而，有些設(shè)備出于滿足用戶要求，便于制造出各種形狀、降低成本等原因，需要采用塑料外殼。對此，可在其內(nèi)壁粘貼金屬箔，并在接縫處

3、使用導(dǎo)電粘合劑粘接，以構(gòu)成一個連續(xù)導(dǎo)電的整體，也可采用導(dǎo)電涂料或金屬噴涂等方法形成薄膜屏蔽體，還可以使用導(dǎo)電塑料。但這些方法只能用與屏蔽電場和高頻電磁場，對于低頻磁場，作用很小。 如果單層屏蔽不能滿足對屏蔽效能的設(shè)計要求，可采用雙層或多層屏蔽結(jié)構(gòu)，但注意的是兩個屏蔽層之間不能有電氣上的連接，如果使用不同的屏蔽材料，靠近磁場騷擾源的屏蔽層宜采用高電導(dǎo)率材料，以提供良好的電場屏蔽，并削弱部分磁場強度，靠第二層屏蔽不致發(fā)生磁飽和，遠(yuǎn)離騷擾源的屏蔽層采用告辭道率材料，以衰減磁場強度，達(dá)到對磁場的屏蔽效能。Page 52、屏蔽完整性設(shè)計 由于一個設(shè)備不大可能與外界完全隔絕，因此，實際的屏蔽體必然是一個不

4、完整屏蔽，要保證其屏蔽效果就需要盡量減小屏蔽不完整帶來的影響在設(shè)備中，影響屏蔽不完整的因素主要有兩個，一個是為了通風(fēng)、窺視、開箱等引入的孔縫，另一個是由于電纜線出入引起的穿透。由于穿透引起的屏蔽效能下降，可以通過濾波的方法加以抑制。下面主要考慮孔縫的影響。 屏蔽體上方的孔縫對屏蔽效果的影響主要體現(xiàn)在： 對于低頻磁場的高磁導(dǎo)率材料屏蔽體，由于開孔或開縫影響了沿磁力方向的磁阻，使其增大，降低了對磁場的分流作用； 對于抑制高頻磁場和電磁波的良導(dǎo)體屏蔽體，由于開孔或開縫影響了屏蔽體感應(yīng)渦流的抑制作用，是的磁場和電磁波穿過孔縫進(jìn)入屏蔽體內(nèi)； 對于抑制電場的屏蔽，由于縫隙影響了屏蔽體的電連續(xù)性，使之不能成

5、為一個等位體，屏蔽體上的感應(yīng)電荷不能順利地從接地線走掉。Page 6因此，如果必須在屏蔽體上開孔或縫，應(yīng)當(dāng)注意開孔或縫的型式及方向，盡量減少對屏蔽體中磁場或渦流流通的影響，使其在材料中能均勻分布，以保證消弱外部磁場。電磁波穿過孔縫取決于其最大尺寸。一般，當(dāng)孔縫的最大尺度大于電磁波波長入的1/20時，電磁波可穿過屏蔽體，當(dāng)尺寸大于波長的一半時，電磁波可毫無衰減地穿過。因此，為了減少孔縫對屏蔽效果的影響，應(yīng)減少其最大尺寸，時期小于入/20。3、常見材料簧片 用片狀金屬制成的指形、C形或者鋸齒形等形狀的屏蔽材料， 一般為條狀?；囊话銥殁斻~，也有鋁、鎳、不銹鋼以及黃銅等其他材料。導(dǎo)電橡膠 在橡膠基體

6、中填加金屬顆粒、粉末或者定向埋置金屬絲的屏 蔽材料?；暮吞畛洳牧系念愋褪侄?。包括普通導(dǎo)電橡膠、定向埋置金屬絲、灌裝金屬網(wǎng)，導(dǎo)電橡膠與環(huán)境密封組合條等。Page 7 金屬絲網(wǎng) 利用細(xì)金屬絲相互纏繞成條狀的屏蔽材料，有的有海綿內(nèi)芯。金屬絲多數(shù)為鑷基合金，也有其他類型的金屬絲。包括普通金屬絲網(wǎng)條，帶內(nèi)芯的金屬絲網(wǎng)以及金屬絲網(wǎng)纏帶。導(dǎo)電布 以海綿為內(nèi)芯，外面包裹填充有金屬顆?；蚍勰┑睦w維編制層的屏蔽材料。內(nèi)芯一般為聚氨脂類發(fā)泡材料，填充顆粒主要為銀粉，或者銀、鑷、碳等混合物。波導(dǎo)通風(fēng)板 蜂窩狀通風(fēng)板，利用截止波導(dǎo)原理實現(xiàn)屏蔽。厚度有6.3、12.7、25.4等規(guī)格，常見的蜂窩孔外接圓直徑為3.18

7、材料有鋁合金、鋼等。屏蔽玻璃 在玻璃中間夾一層絲網(wǎng)或者鍍金屬層實現(xiàn)屏蔽的玻璃。螺旋管 用帶狀金屬卷曲成管狀彈簧的屏蔽材料?；囊话銥殁斻~和不銹鋼，其他材料需要定指。包括普通螺旋管、帶內(nèi)芯的螺旋管、組合螺旋管、帶環(huán)境密封的螺旋管等類型。Page 8三、屏蔽體設(shè)計中的處理方法三、屏蔽體設(shè)計中的處理方法實際設(shè)計中有許多泄漏源：不同部分結(jié)合處的縫隙通風(fēng)口、顯示窗、按鍵、指示燈、電纜線、電源線等Page 9低頻起主要作低頻起主要作用用高頻起主要作高頻起主要作用用縫隙的泄漏縫隙的泄漏縫隙是造成屏蔽機箱屏蔽效能降級的主要原因之一。在實際工程中，常常用縫隙的阻抗來衡量縫隙的屏蔽效能?？p隙的阻抗越小，則電磁泄漏

8、越小，屏蔽效能越高。1. 1. 裝配面處接縫泄漏的抑制裝配面處接縫泄漏的抑制實踐證明，當(dāng)孔隙、縫隙的最大線性尺寸等于騷擾源半波長的整數(shù)倍時，孔縫的電磁泄漏最大，因此一般要求孔隙、縫隙的最大線性尺寸小于/10/100。Page 10v縫隙處的阻抗：縫隙處的阻抗：縫隙的阻抗可以用電阻和電容并聯(lián)來等效。低頻時，電阻分量起主要作用；高頻時，電容分量起主要作用。由于電容的容抗隨著頻率的升高降低，因此如果縫隙是主要泄漏源，則屏蔽機箱的屏蔽效能經(jīng)常隨著頻率的升高而增加。v影響電容成分的因素：影響電容成分的因素：根據(jù)電容器的原理，兩個表面之間的距離越近，相對的面積越大，則電容越大。Page 11電磁密封襯墊電

9、磁密封襯墊縫隙縫隙縫隙的處理縫隙的處理減小縫隙電磁泄漏的基本思路：減小縫隙電磁泄漏的基本思路：減小縫隙的阻抗（增加導(dǎo)電接觸點、加大兩塊金屬板之間的重疊面積、減小縫隙的寬度）Page 12：使用機械加工的手段（如用銑床加工接觸表面）來增加接觸面的平整度。缺點：缺點：加工成本高。：增加緊固件（螺釘、鉚釘）的密度，缺點：缺點：僅適合永久性結(jié)合的場合?；顒用姘澹ㄈ缇S修面板、屏蔽門等）處使用過多螺釘會減低設(shè)備可維修性，在屏蔽門上使用過多的緊固機構(gòu)會增加門的復(fù)雜程度和成本。另外，在一些干擾頻率較高或?qū)ζ帘蔚囊蠛車?yán)格的場合，方法一、二中在縫隙上遺留的微小孔洞仍會影響機箱的屏蔽效能。：使用電磁密封襯墊，原理

10、：原理：電磁密封襯墊是一種彈性的導(dǎo)電材料。減小配合面不平整或變形。缺點：缺點：增加額外的成本，但購買電磁密封襯墊的費用往往可以從產(chǎn)品的加工費用（使用密封墊后，對加工的精度要求往往降低），性能（可維性、外觀等）等方面得到補償。Page 13電磁密封襯墊的靈活應(yīng)用：電磁密封襯墊的靈活應(yīng)用： 除非對屏蔽的要求非常高的場合，否則并不需要在縫隙處連續(xù)使用電磁密封襯墊。在實踐中，可以根據(jù)對屏蔽效能的要求間隔地安裝襯墊，每段襯墊之間形成的小孔洞泄漏可以用前面的介紹的公式計算。在樣機上精心地調(diào)整襯墊間隔，使既能滿足屏蔽的要求，又使成本最低。對于民用產(chǎn)品，襯墊之間的間隔可以為/20 /100 之間。軍用產(chǎn)品則一

11、般要連續(xù)安裝。導(dǎo)電襯墊的基本要求導(dǎo)電襯墊的基本要求 ： 導(dǎo)電襯墊應(yīng)有足夠的彈性和厚度，以補償螺栓壓緊接縫時所出現(xiàn)的不均勻性。 導(dǎo)電襯墊所用材料應(yīng)耐腐蝕，并與屏蔽殼體材料的電化學(xué)性能相容，即應(yīng)該選擇接觸電位接近的材料作為接觸面，防止電化學(xué)腐蝕 導(dǎo)電襯墊的壓縮變形或壽命符合要求。Page 14增加縫隙深度 根據(jù)電磁場理論，具一定深度的縫隙均可看作波導(dǎo)，而波導(dǎo)在一定條件下可以對在其內(nèi)部傳播的電磁波進(jìn)行衰減，深度越深，衰減越多。增加縫隙深度的兩種結(jié)構(gòu)增加裝配面處構(gòu)件的剛度剛度增加，縫隙的長度必然減少，泄漏量也相應(yīng)減小。增加裝配面處構(gòu)件剛度Page 152、通風(fēng)冷卻孔泄漏的抑制、通風(fēng)冷卻孔泄漏的抑制(1

12、) 覆蓋金屬絲網(wǎng)金屬絲網(wǎng)的屏蔽性能與網(wǎng)絲直徑、網(wǎng)孔疏密程度、網(wǎng)絲交點處的焊接質(zhì)量及網(wǎng)絲材料的導(dǎo)電率有關(guān)。在頻率高于70MHz以后，屏效開始下降，因而金屬網(wǎng)不適用于數(shù)百兆赫以上的高頻情況。各種不同規(guī)格和材料的金屬網(wǎng)在近區(qū)主要為磁場時的屏效Page 16一種是把金屬網(wǎng)覆蓋在通風(fēng)孔上后，周邊用釬焊與屏蔽體壁面連接在一起，這種方法使金屬絲網(wǎng)與屏蔽體之間有良好的電接觸，但工藝復(fù)雜，且易破壞周圍的保護(hù)鍍層。另一種是用環(huán)形壓圈通過緊固螺釘把金屬網(wǎng)安裝在屏蔽體的通風(fēng)孔 上，這種安裝方式，只要在結(jié)構(gòu)和工藝上仔細(xì)考慮，可在裝配面上取得良好的電接觸。金屬絲網(wǎng)覆蓋在通風(fēng)孔上的結(jié)構(gòu)有兩種形式金屬絲網(wǎng)覆蓋在通風(fēng)孔上的結(jié)構(gòu)

13、有兩種形式:Page 17穿孔金屬板孔陣金屬板通常有兩種結(jié)構(gòu)形式:v在機箱或屏蔽體上打孔；v單獨制成穿孔金屬板，然后安裝到機箱的通風(fēng)孔上，(2) 孔陣金屬板：孔陣金屬板：孔洞的電磁泄漏與孔洞的最大尺寸有關(guān)，因此在屏蔽機箱的通風(fēng)孔設(shè)計上，往往采用與一個大孔相同開口面積的多個小孔構(gòu)成的孔陣代替一個大孔。Page 18 穿孔金屬板與金屬絲網(wǎng)相比，它由于不存在金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)柵交點穿孔金屬板與金屬絲網(wǎng)相比，它由于不存在金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)柵交點接觸不穩(wěn)定的缺陷，其接觸不穩(wěn)定的缺陷，其屏蔽性能比較穩(wěn)定。屏蔽性能比較穩(wěn)定。優(yōu)點：優(yōu)點： 1) 提高孔的截止頻率，提高了單個孔的屏蔽效能； 2) 增加輻射源到孔的相對距離（

14、與孔的尺寸相比），減小孔的泄漏（孔的泄漏與輻射源到孔的距離有關(guān)； 3) 如果穿孔板有一定的厚度，可以增加截止波導(dǎo)的衰減作用。當(dāng)屏蔽體的屏蔽效能要求不高，并且對通風(fēng)量的要求不高時，可以采用 穿孔金屬板，穿孔金屬板的優(yōu)點是成本低。但屏蔽效能與通風(fēng)量之間的矛盾突出。Page 19截止波導(dǎo)通風(fēng)板 (3)、截止波導(dǎo)通風(fēng)孔、截止波導(dǎo)通風(fēng)孔金屬絲網(wǎng)和穿孔金屬板在頻率大于100MHz時，其屏效將大為降低。尤其是當(dāng)孔眼尺寸不是遠(yuǎn)小于波長甚至接近于波長時，其泄漏將更為嚴(yán)重。由電磁理論可知，波導(dǎo)對于在其內(nèi)部傳播的電磁波，起著高通濾波器的作用，高于截止頻率的電磁波才能通過.通風(fēng)板由許多六角形截止波導(dǎo)管構(gòu)成.由于截止波

15、導(dǎo)管的屏蔽效能較高，并且每個波導(dǎo)管的壁厚很薄，因此這種通風(fēng)板兼有良好的通風(fēng)特性和電磁屏蔽特性。Page 20它與金屬絲網(wǎng)和穿孔金屬板相比，具有如下優(yōu)點優(yōu)點： (1)工作頻帶寬，即使在微波波段仍有較高的屏效。 (2)對空氣的阻力小，風(fēng)壓損失小。 (3)機械強度高，工作穩(wěn)定可靠。其缺點缺點：是制造工藝復(fù)雜、體積大、制造成本高。截止波導(dǎo)板的種類：截止波導(dǎo)板的種類：截止波導(dǎo)通風(fēng)板有鋁箔和鋼板兩種。鋁箔截止波導(dǎo)板是在鋁箔蜂窩板上進(jìn)行導(dǎo)電涂覆（化學(xué)鍍）制成的，使用中不要使其受力過大，而造成斷裂。鋼板截止波導(dǎo)板是由成型的薄鋼板焊接而成的，具有更高的屏蔽效能和強度。注意事項：注意事項：沒有經(jīng)過導(dǎo)電涂覆的鋁箔蜂

16、窩板絕對不能用。Page 21濾波器3 、觀察窗口泄漏的抑制、觀察窗口泄漏的抑制電子設(shè)備的觀察窗口包括指示燈、表頭面板、數(shù)字顯示器及CRT (陰極射線管)。很小的發(fā)光器件，如發(fā)光二極管，只需要在面板上開很小的小孔，一般不會造成什么問題。如果有問題，可以在小孔上栽一只截止波導(dǎo)管，用一個導(dǎo)光柱，也可以使用兩個饋通式濾波器，將發(fā)光器件直接安裝在屏蔽箱外。Page 22隔離艙濾波器屏蔽窗v在顯示窗前面使用透明屏蔽材料，v用隔離艙將顯示器件與設(shè)備的其它電路隔離開，使內(nèi)部電路輻射的能量不會穿出機箱，外部的干擾不會侵入到內(nèi)部電路。對于面積較大的發(fā)光器件，如液晶顯示板，兩種方法：兩種方法：顯示窗可以采用兩種方

17、法來防止電磁泄漏。Page 23透明屏蔽材料：透明屏蔽材料：有兩種，v金屬網(wǎng)夾在兩層玻璃之間構(gòu)成的，優(yōu)點是屏蔽效能較高，缺點是由于莫爾條紋造成的視覺不適。v 在玻璃或透明塑料膜上鍍上一層很薄的導(dǎo)電層構(gòu)成的。與前一種材料正好相反。透明屏蔽材料安裝注意事項：透明屏蔽材料安裝注意事項：v透明屏蔽材料與屏蔽體基體之間必須實現(xiàn)良好搭接，減小縫隙的泄漏。v使用導(dǎo)電涂覆層屏蔽材料時，導(dǎo)電層不能直接暴露在外面，防止擦傷。v使用金屬絲網(wǎng)夾層的屏蔽材料時，如果出現(xiàn)條紋導(dǎo)致視覺不適，可以將金屬網(wǎng)旋轉(zhuǎn)一定角度（10 30），會有所改善。Page 24隔離艙安裝注意事項：隔離艙安裝注意事項：隔離艙與屏蔽體基體之間使用性能良好的電磁密封襯墊，導(dǎo)線經(jīng)過饋通式低通濾波器穿出。兩種方法的特點和適用場合：兩種方法的特點和適用場合：v透明屏蔽材料屏蔽： 優(yōu)點優(yōu)點：簡單， 缺點缺點：視覺效果差、設(shè)備內(nèi)部有磁場輻射源或磁場敏感電路時不適合（透明屏蔽材料對磁場的屏蔽效能很低甚至沒有），成本較高； 適合于適合于：顯示器件本身產(chǎn)生輻射或?qū)ν饨绺蓴_敏感的