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    在電子設(shè)備及電子產(chǎn)品中，電磁干擾(Electromagnetic Interference)能量通過傳導(dǎo)性耦合和輻射性耦合來進(jìn)行傳輸。為滿足電磁兼容性要求，對傳導(dǎo)性耦合需采用濾波技術(shù)，即采用EMI工濾波器件加以抑制；對輻射性耦合則需采用屏蔽技術(shù)加以抑制。在當(dāng)前電磁頻譜日趨密集、單位體積內(nèi)電磁功率密度急劇增加、高低電平器件或設(shè)備大量混合使用等因素而導(dǎo)致設(shè)備及系統(tǒng)電磁環(huán)境日益惡化的情況下，其重要性就顯得更為突出。

屏蔽是通過由金屬制成的殼、盒、板等屏蔽體，將電磁波局限于某一區(qū)域內(nèi)的一種方法。由于輻射源分為近區(qū)的電場源、磁場源和遠(yuǎn)區(qū)的平面波，因此屏蔽體的屏蔽性能依據(jù)輻射源的不同，在材料選擇、結(jié)構(gòu)形狀和對孔縫泄漏控制等方面都有所不同。在設(shè)計(jì)中要達(dá)到所需的屏蔽性能，則需首先確定輻射源，明確頻率范圍，再根據(jù)各個(gè)頻段的典型泄漏結(jié)構(gòu)，確定控制要素，進(jìn)而選擇恰當(dāng)?shù)钠帘尾牧?，設(shè)計(jì)屏蔽殼體。

屏蔽效能

屏蔽體對輻射干擾的抑制能力用屏蔽效能SE (Shielding Effectiveness)來衡量，屏蔽效能的定義:沒有屏蔽體時(shí)，從輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g某一點(diǎn)(P)的場強(qiáng)E1 (H1)和加入屏蔽體后，

輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g同一點(diǎn)(P)的場強(qiáng)E2: (H2:)之比，用dB(分貝)表示。

屏蔽分類

工程中，實(shí)際的輻射干擾源大致分為兩類:類似于對稱振子天線的非閉合載流導(dǎo)線輻射源和類似于變壓器繞組的閉合載流導(dǎo)線輻射源。由于電偶極子和磁偶極子是上述兩類源的最基本形式，實(shí)際的輻射源在空間某點(diǎn)產(chǎn)生的場，均可由若干個(gè)基本源的場疊加而成(圖2)。因此通過對電偶極子和磁偶極子所產(chǎn)生的場進(jìn)行分析，就可得出實(shí)際輻射源的遠(yuǎn)近場及波阻抗和遠(yuǎn)、近場的場特性，從而為屏蔽分類提供良好的理論依據(jù)。

近場的劃分是根據(jù)兩類基本源的場隨1/r(場點(diǎn)至源點(diǎn)的距離)的變化而確定的，r=入/2π為遠(yuǎn)

近場的分界點(diǎn)，兩類源在遠(yuǎn)近場的場特征及傳播特性均有所不同。

阻抗丨Zw丨為空間某點(diǎn)電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度之比，場源不同、遠(yuǎn)近場不同，則波阻抗也有所不同，表2與圖3分別用圖表給出了丨Zw丨的波阻抗特性。

    能量密度包括電場分最能最密度和磁場分最能最密度，通過對由同一場源所產(chǎn)生的電場、磁場分量的能量密度進(jìn)行比較，可以確定場源在不同區(qū)域內(nèi)何種分最占主要成份，以便確定具體的屏能蔽分類。能量密度的表達(dá)式由下列公式給出：

    表3給出了兩種場源在遠(yuǎn)、近場的能量密度。從表中可以看出，兩類源的近場有很大的區(qū)別，電偶極子的近場能量主要為電場分量，可忽略磁場分量;磁偶極子的近場能量主要為磁場分量，可忽略電場分量;兩類源在遠(yuǎn)場時(shí)，電場、磁場分量均必須同時(shí)考慮。

屏蔽類型依據(jù)上述分析可以進(jìn)行以下分類：

電屏蔽的實(shí)質(zhì)是減小兩個(gè)設(shè)備‘或兩個(gè)電路、組件、元件，間電場感應(yīng)的影響。電屏蔽的原理是在保證良好接地的條件下，將干擾源所產(chǎn)生的干擾終止于由良導(dǎo)體制成的屏蔽體。因此，接地良好及選擇良導(dǎo)體做為屏蔽體是電屏蔽能否起作用的兩個(gè)關(guān)鍵因素。

 磁屏蔽的原理是由屏蔽體對干擾磁場提供低磁阻的磁通路，從而對干擾磁場進(jìn)行分流，因而選擇鋼、鐵、坡莫合金等高磁導(dǎo)率的材料和設(shè)計(jì)盒、殼等封閉殼體成為磁屏蔽的兩個(gè)關(guān)鍵因素。

電磁屏蔽的原理是由金屬屏蔽休通過對電磁波的反射和吸收來屏蔽輻射干擾源的遠(yuǎn)區(qū)場，即同時(shí)屏蔽場源所產(chǎn)生的電場和磁場分量。由于隨著頻率的增高，波長變得與屏蔽體上孔縫的尺寸相當(dāng)。從而導(dǎo)致屏蔽體的孔縫泄漏成為電磁屏蔽最關(guān)鍵的控制要素。

典型泄露耦合結(jié)構(gòu)及控制要素

屏蔽體的泄漏福合結(jié)構(gòu)與所需抑制的電磁波頻率密切相關(guān)，三類屏蔽所涉及的頻率范圍及控制要素如表5所示：

 由上式可以看出，屏蔽體的屏蔽效能是由各個(gè)泄漏藕合結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生最大泄漏藕合的結(jié)構(gòu)所決定的，即由屏蔽最薄弱的環(huán)節(jié)所決定的。因此進(jìn)行屏蔽設(shè)計(jì)時(shí)，明確不同頻段的泄漏禍合結(jié)構(gòu)，確定最大泄漏禍合要素是其首要的設(shè)計(jì)原則。

在三類屏蔽中，磁屏蔽和電磁屏蔽的難度較大。尤其是電磁屏蔽設(shè)計(jì)中的孔縫泄漏抑制最為關(guān)鍵，成為屏蔽設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的首要因素。

孔縫泄露與抑制方法

    根據(jù)孔耦合理論，決定孔縫泄漏量的因素主要有兩個(gè):孔縫面積和孔縫最大線度尺寸。兩者皆大，

則泄漏最為嚴(yán)重;面積小而最大線度尺寸大則電磁泄漏仍然較大。

    圖4所示為一典型機(jī)柜示意圖，上面的孔縫主要分為四類:

    .機(jī)箱(機(jī)柜)接縫

    該類縫雖然面積不大，但其最大線度尺寸即縫長卻非常大，由于維修、開啟等限制，致使該類縫成為電子設(shè)備中屏蔽難度最大的一類孔縫，采用導(dǎo)電襯墊等特殊屏蔽材料可以有效地抑制電磁泄漏。該類孔縫屏蔽設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于:合理地選擇導(dǎo)電襯墊材料井進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃慰刂啤?/span>

    .通風(fēng)孔

    該類孔面積和最大線度尺寸較大，通風(fēng)孔設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在干通風(fēng)部件的選擇與裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).在滿足通風(fēng)性能的條件下，應(yīng)盡可能選用屏效較高的屏蔽通風(fēng)部件。

    .觀察孔與顯示孔

    該類型孔面積和最大線度尺寸較大，其設(shè)計(jì)的關(guān)健在于屏蔽透光材料的選擇與裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

    .連接器與機(jī)箱接縫

    這類縫的面積與最大線度尺寸均不大，但由于在高頻時(shí)導(dǎo)致連接器與機(jī)箱的接觸阻抗急劇增大，

從而使得屏蔽電纜的共模傳導(dǎo)發(fā)射變大，往往導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的輻射發(fā)射出現(xiàn)超標(biāo)，為此應(yīng)采用導(dǎo)電橡膠等連接器導(dǎo)電襯墊。

    綜上所述，孔縫抑制的設(shè)計(jì)要點(diǎn)歸納為：

    合理選擇屏蔽材料；

    合理設(shè)計(jì)安裝互連結(jié)構(gòu)。