屏蔽体的设计111

1、Page 2132 设计之前，应根据存在的干扰发射电平，或干扰辐射敏感度电平极限值，提出确保正常运行所必须屏蔽效能值。一般，对屏蔽要求不高的设备，可以来用导电塑料制成的机壳来屏蔽，或者在工程塑料机壳上涂覆导电层构成薄膜屏蔽。若屏蔽要求较高，则采用金属板作单层屏蔽。为获得更高的屏蔽效能，一股应采用双层屏蔽，设计得好的双层屏蔽，可获得100dB以上的屏蔽效能。4 采取相应措施来抑制因存在电气不连续性而产生的电磁泄漏，达到完善屏蔽设计的目的。Page 31、屏蔽方式及屏蔽材料的选择 屏蔽方式及屏蔽材料的选择 按屏蔽原理和屏蔽效能可知，为屏蔽场、磁场和电磁场，采用的方法及要求不同，应根据骚扰场的性质确

2、定屏蔽方法。（1） 对于电场，应采用良导体，屏蔽体厚度没有要求，只要满足机械强度即可。（2） 对于电磁波，除了采用良导体外，为抑制其磁场分量，屏蔽体还具有一定的厚度，这与电磁波频率及材料有关，在高频情况下，应电磁波的透入深度很小，厚度要求易于满足。（3） 对于磁场，可用具有一定厚度的良导体，但在低频情况下，厚度要求无法满足，只能采用高磁导率材料，屏蔽体同样应有一定的厚度 二二 、 屏蔽体设计中的处理方法屏蔽体设计中的处理方法Page 4 对于设备的屏蔽，一般采用金属外壳。然而，有些设备出于满足用户要求，便于制造出各种形状、降低成本等原因，需要采用塑料外壳。对此，可在其内壁粘贴金属箔，并在接缝处

3、使用导电粘合剂粘接，以构成一个连续导电的整体，也可采用导电涂料或金属喷涂等方法形成薄膜屏蔽体，还可以使用导电塑料。但这些方法只能用与屏蔽电场和高频电磁场，对于低频磁场，作用很小。 如果单层屏蔽不能满足对屏蔽效能的设计要求，可采用双层或多层屏蔽结构，但注意的是两个屏蔽层之间不能有电气上的连接，如果使用不同的屏蔽材料，靠近磁场骚扰源的屏蔽层宜采用高电导率材料，以提供良好的电场屏蔽，并削弱部分磁场强度，靠第二层屏蔽不致发生磁饱和，远离骚扰源的屏蔽层采用告辞道率材料，以衰减磁场强度，达到对磁场的屏蔽效能。Page 52、屏蔽完整性设计 由于一个设备不大可能与外界完全隔绝，因此，实际的屏蔽体必然是一个不

4、完整屏蔽，要保证其屏蔽效果就需要尽量减小屏蔽不完整带来的影响在设备中，影响屏蔽不完整的因素主要有两个，一个是为了通风、窥视、开箱等引入的孔缝，另一个是由于电缆线出入引起的穿透。由于穿透引起的屏蔽效能下降，可以通过滤波的方法加以抑制。下面主要考虑孔缝的影响。 屏蔽体上方的孔缝对屏蔽效果的影响主要体现在： 对于低频磁场的高磁导率材料屏蔽体，由于开孔或开缝影响了沿磁力方向的磁阻，使其增大，降低了对磁场的分流作用； 对于抑制高频磁场和电磁波的良导体屏蔽体，由于开孔或开缝影响了屏蔽体感应涡流的抑制作用，是的磁场和电磁波穿过孔缝进入屏蔽体内； 对于抑制电场的屏蔽，由于缝隙影响了屏蔽体的电连续性，使之不能成

5、为一个等位体，屏蔽体上的感应电荷不能顺利地从接地线走掉。Page 6因此，如果必须在屏蔽体上开孔或缝，应当注意开孔或缝的型式及方向，尽量减少对屏蔽体中磁场或涡流流通的影响，使其在材料中能均匀分布，以保证消弱外部磁场。电磁波穿过孔缝取决于其最大尺寸。一般，当孔缝的最大尺度大于电磁波波长入的1/20时，电磁波可穿过屏蔽体，当尺寸大于波长的一半时，电磁波可毫无衰减地穿过。因此，为了减少孔缝对屏蔽效果的影响，应减少其最大尺寸，时期小于入/20。3、常见材料簧片 用片状金属制成的指形、C形或者锯齿形等形状的屏蔽材料， 一般为条状。基材一般为铍铜，也有铝、镍、不锈钢以及黄铜等其他材料。导电橡胶 在橡胶基体

6、中填加金属颗粒、粉末或者定向埋置金属丝的屏 蔽材料。基材和填充材料的类型十分多。包括普通导电橡胶、定向埋置金属丝、灌装金属网，导电橡胶与环境密封组合条等。Page 7 金属丝网 利用细金属丝相互缠绕成条状的屏蔽材料，有的有海绵内芯。金属丝多数为镊基合金，也有其他类型的金属丝。包括普通金属丝网条，带内芯的金属丝网以及金属丝网缠带。导电布 以海绵为内芯，外面包裹填充有金属颗粒或粉末的纤维编制层的屏蔽材料。内芯一般为聚氨脂类发泡材料，填充颗粒主要为银粉，或者银、镊、碳等混合物。波导通风板 蜂窝状通风板，利用截止波导原理实现屏蔽。厚度有6.3、12.7、25.4等规格，常见的蜂窝孔外接圆直径为3.18

7、材料有铝合金、钢等。屏蔽玻璃 在玻璃中间夹一层丝网或者镀金属层实现屏蔽的玻璃。螺旋管 用带状金属卷曲成管状弹簧的屏蔽材料。基材一般为铍铜和不锈钢，其他材料需要定指。包括普通螺旋管、带内芯的螺旋管、组合螺旋管、带环境密封的螺旋管等类型。Page 8三、屏蔽体设计中的处理方法三、屏蔽体设计中的处理方法实际设计中有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙通风口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等Page 9低频起主要作低频起主要作用用高频起主要作高频起主要作用用缝隙的泄漏缝隙的泄漏缝隙是造成屏蔽机箱屏蔽效能降级的主要原因之一。在实际工程中，常常用缝隙的阻抗来衡量缝隙的屏蔽效能。缝隙的阻抗越小，则电磁泄漏

8、越小，屏蔽效能越高。1. 1. 装配面处接缝泄漏的抑制装配面处接缝泄漏的抑制实践证明，当孔隙、缝隙的最大线性尺寸等于骚扰源半波长的整数倍时，孔缝的电磁泄漏最大，因此一般要求孔隙、缝隙的最大线性尺寸小于/10/100。Page 10v缝隙处的阻抗：缝隙处的阻抗：缝隙的阻抗可以用电阻和电容并联来等效。低频时，电阻分量起主要作用；高频时，电容分量起主要作用。由于电容的容抗随着频率的升高降低，因此如果缝隙是主要泄漏源，则屏蔽机箱的屏蔽效能经常随着频率的升高而增加。v影响电容成分的因素：影响电容成分的因素：根据电容器的原理，两个表面之间的距离越近，相对的面积越大，则电容越大。Page 11电磁密封衬垫电

9、磁密封衬垫缝隙缝隙缝隙的处理缝隙的处理减小缝隙电磁泄漏的基本思路：减小缝隙电磁泄漏的基本思路：减小缝隙的阻抗（增加导电接触点、加大两块金属板之间的重叠面积、减小缝隙的宽度）Page 12：使用机械加工的手段（如用铣床加工接触表面）来增加接触面的平整度。缺点：缺点：加工成本高。：增加紧固件（螺钉、铆钉）的密度，缺点：缺点：仅适合永久性结合的场合。活动面板（如维修面板、屏蔽门等）处使用过多螺钉会减低设备可维修性，在屏蔽门上使用过多的紧固机构会增加门的复杂程度和成本。另外，在一些干扰频率较高或对屏蔽的要求很严格的场合，方法一、二中在缝隙上遗留的微小孔洞仍会影响机箱的屏蔽效能。：使用电磁密封衬垫，原理

10、：原理：电磁密封衬垫是一种弹性的导电材料。减小配合面不平整或变形。缺点：缺点：增加额外的成本，但购买电磁密封衬垫的费用往往可以从产品的加工费用（使用密封垫后，对加工的精度要求往往降低），性能（可维性、外观等）等方面得到补偿。Page 13电磁密封衬垫的灵活应用：电磁密封衬垫的灵活应用： 除非对屏蔽的要求非常高的场合，否则并不需要在缝隙处连续使用电磁密封衬垫。在实践中，可以根据对屏蔽效能的要求间隔地安装衬垫，每段衬垫之间形成的小孔洞泄漏可以用前面的介绍的公式计算。在样机上精心地调整衬垫间隔，使既能满足屏蔽的要求，又使成本最低。对于民用产品，衬垫之间的间隔可以为/20 /100 之间。军用产品则一

11、般要连续安装。导电衬垫的基本要求导电衬垫的基本要求 ： 导电衬垫应有足够的弹性和厚度，以补偿螺栓压紧接缝时所出现的不均匀性。 导电衬垫所用材料应耐腐蚀，并与屏蔽壳体材料的电化学性能相容，即应该选择接触电位接近的材料作为接触面，防止电化学腐蚀 导电衬垫的压缩变形或寿命符合要求。Page 14增加缝隙深度 根据电磁场理论，具一定深度的缝隙均可看作波导，而波导在一定条件下可以对在其内部传播的电磁波进行衰减，深度越深，衰减越多。增加缝隙深度的两种结构增加装配面处构件的刚度刚度增加，缝隙的长度必然减少，泄漏量也相应减小。增加装配面处构件刚度Page 152、通风冷却孔泄漏的抑制通风冷却孔泄漏的抑制(1)

12、 覆盖金属丝网金属丝网的屏蔽性能与网丝直径、网孔疏密程度、网丝交点处的焊接质量及网丝材料的导电率有关。在频率高于70MHz以后，屏效开始下降，因而金属网不适用于数百兆赫以上的高频情况。各种不同规格和材料的金属网在近区主要为磁场时的屏效Page 16一种是把金属网覆盖在通风孔上后，周边用钎焊与屏蔽体壁面连接在一起，这种方法使金属丝网与屏蔽体之间有良好的电接触，但工艺复杂，且易破坏周围的保护镀层。另一种是用环形压圈通过紧固螺钉把金属网安装在屏蔽体的通风孔 上，这种安装方式，只要在结构和工艺上仔细考虑，可在装配面上取得良好的电接触。金属丝网覆盖在通风孔上的结构有两种形式金属丝网覆盖在通风孔上的结构有

13、两种形式:Page 17穿孔金属板孔阵金属板通常有两种结构形式:v在机箱或屏蔽体上打孔；v单独制成穿孔金属板，然后安装到机箱的通风孔上，(2) 孔阵金属板：孔阵金属板：孔洞的电磁泄漏与孔洞的最大尺寸有关，因此在屏蔽机箱的通风孔设计上，往往采用与一个大孔相同开口面积的多个小孔构成的孔阵代替一个大孔。Page 18 穿孔金属板与金属丝网相比，它由于不存在金属丝网的网栅交点穿孔金属板与金属丝网相比，它由于不存在金属丝网的网栅交点接触不稳定的缺陷，其接触不稳定的缺陷，其屏蔽性能比较稳定。屏蔽性能比较稳定。优点：优点： 1) 提高孔的截止频率，提高了单个孔的屏蔽效能； 2) 增加辐射源到孔的相对距离（与

14、孔的尺寸相比），减小孔的泄漏（孔的泄漏与辐射源到孔的距离有关； 3) 如果穿孔板有一定的厚度，可以增加截止波导的衰减作用。当屏蔽体的屏蔽效能要求不高，并且对通风量的要求不高时，可以采用 穿孔金属板，穿孔金属板的优点是成本低。但屏蔽效能与通风量之间的矛盾突出。Page 19截止波导通风板 (3)、截止波导通风孔截止波导通风孔金属丝网和穿孔金属板在频率大于100MHz时，其屏效将大为降低。尤其是当孔眼尺寸不是远小于波长甚至接近于波长时，其泄漏将更为严重。由电磁理论可知，波导对于在其内部传播的电磁波，起着高通滤波器的作用，高于截止频率的电磁波才能通过.通风板由许多六角形截止波导管构成.由于截止波导管

15、的屏蔽效能较高，并且每个波导管的壁厚很薄，因此这种通风板兼有良好的通风特性和电磁屏蔽特性。Page 20它与金属丝网和穿孔金属板相比，具有如下优点优点： (1)工作频带宽，即使在微波波段仍有较高的屏效。 (2)对空气的阻力小，风压损失小。 (3)机械强度高，工作稳定可靠。其缺点缺点：是制造工艺复杂、体积大、制造成本高。截止波导板的种类：截止波导板的种类：截止波导通风板有铝箔和钢板两种。铝箔截止波导板是在铝箔蜂窝板上进行导电涂覆（化学镀）制成的，使用中不要使其受力过大，而造成断裂。钢板截止波导板是由成型的薄钢板焊接而成的，具有更高的屏蔽效能和强度。注意事项：注意事项：没有经过导电涂覆的铝箔蜂窝板

16、绝对不能用。Page 21滤波器3 、观察窗口泄漏的抑制观察窗口泄漏的抑制电子设备的观察窗口包括指示灯、表头面板、数字显示器及CRT (阴极射线管)。很小的发光器件，如发光二极管，只需要在面板上开很小的小孔，一般不会造成什么问题。如果有问题，可以在小孔上栽一只截止波导管，用一个导光柱，也可以使用两个馈通式滤波器，将发光器件直接安装在屏蔽箱外。Page 22隔离舱滤波器屏蔽窗v在显示窗前面使用透明屏蔽材料，v用隔离舱将显示器件与设备的其它电路隔离开，使内部电路辐射的能量不会穿出机箱，外部的干扰不会侵入到内部电路。对于面积较大的发光器件，如液晶显示板，两种方法：两种方法：显示窗可以采用两种方法来防

17、止电磁泄漏。Page 23透明屏蔽材料：透明屏蔽材料：有两种，v金属网夹在两层玻璃之间构成的，优点是屏蔽效能较高，缺点是由于莫尔条纹造成的视觉不适。v 在玻璃或透明塑料膜上镀上一层很薄的导电层构成的。与前一种材料正好相反。透明屏蔽材料安装注意事项：透明屏蔽材料安装注意事项：v透明屏蔽材料与屏蔽体基体之间必须实现良好搭接，减小缝隙的泄漏。v使用导电涂覆层屏蔽材料时，导电层不能直接暴露在外面，防止擦伤。v使用金属丝网夹层的屏蔽材料时，如果出现条纹导致视觉不适，可以将金属网旋转一定角度（10 30），会有所改善。Page 24隔离舱安装注意事项：隔离舱安装注意事项：隔离舱与屏蔽体基体之间使用性能良好的电磁密封衬垫，导线经过馈通式低通滤波器穿出。两种方法的特点和适用场合：两种方法的特点和适用场合：v透明屏蔽材料屏蔽： 优点优点：简单， 缺点缺点：视觉效果差、设备内部有磁场辐射源或磁场敏感电路时不适合（透明屏蔽材料对磁场的屏蔽效能很低甚至没有），成本较高； 适合于适合于：显示器件本身产生辐射或对外界干扰敏感的