屏蔽设计技术分析解析

屏蔽设计技术电磁兼容技术讲座屏蔽设计技术01020304050607080Level[dB礦/m]30M40M50M70M100M200M300M400M600M1GFrequency[Hz]MESNODEBV5LIMEN55022FQPFieldStrengthQPLimit01020304050607080Level[dB礦/m]30M40M50M70M100M200M300M400M600M1GFrequency[Hz]MESNODEBH11LIMEN55022FQPFieldStrengthQPLimit超标合格基本内容实用屏蔽技术案例分析屏蔽设计技术电磁屏蔽屏蔽设计技术屏蔽前的场强E1屏蔽后的场强E2屏蔽体屏蔽效能：SE=20log10(E1/E2)dB实心材料的屏蔽效能屏蔽设计技术SE＝A＋R+B(dB)入射波反射波透射波A---吸收衰减损耗R---反射损耗B---多重反射修正因子(εμσ)(εrμrσr)σr=σ/σcu例一：0.5mm铝板的屏蔽效能屏蔽设计技术150250平面波00.1k1k10k100k1M10M高频时电磁波种类的影响很小屏效（dB）频率例二：0.1mm铜板的屏蔽效能屏蔽设计技术3456789100150200250300350400450500frequencySE(dB)屏效随平面波频率的变化对于平面波，金属材料作屏蔽体足以满足屏蔽要求实现良好电磁屏蔽的关键尽量保证金属屏蔽体的导电连续性不让导线直接穿过金属屏蔽体屏蔽设计技术实际屏蔽问题屏蔽设计技术通风口显示窗键盘指示灯电缆插座调节旋钮电源线缝隙实际屏蔽机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙、通风口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等金属腔的谐振屏蔽设计技术任何封闭金属空腔都能产生电磁谐振现象。)()()()(1502220MHzhkwnlmfhwl,,knm,,＿金属腔的长、宽、高，单位米。＿分别为0，1，2…等正整数，但不能二个或三个同时取零。对于矩形空腔，其固有谐振频率为：对于金属屏蔽腔，其谐振是有害的。当激励源使屏蔽腔产生谐振时，会使屏蔽腔的屏蔽效能大大下降。因此，在设计时，应使屏蔽腔的谐振频率避开产品的主要工作频率，使它们不一致。金属腔的谐振屏蔽设计技术因子m因子n因子k谐振频率（MHz）011480101590012700111690021800112855022960300×400×500mm的金属腔体在1GHz内的谐振点5.0,4.0,3.0hwl导体板上孔缝的影响屏蔽设计技术LLh屏蔽腔上孔的影响（FDTD仿真）屏蔽设计技术孔：3×3cm230cm30cm30cm频率：f屏蔽腔上孔的影响(f=300MHz)屏蔽设计技术051015202530354045500102030405060SEeandSEmalongthecentrallinekshieldingeffectiveness(dB)SEeSEm屏蔽腔上孔的影响(f=2700MHz)屏蔽设计技术05101520253035404550-50510152025SEeandSEmalongthecentrallinekshieldingeffectiveness(dB)SEeSEm缝隙的处理屏蔽设计技术电磁密封衬垫缝隙电磁密封衬垫的种类屏蔽设计技术金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的)导电橡胶(不同导电填充物的)指形簧片(不同表面涂覆层的)螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的)导电布衬垫金属丝网屏蔽衬垫屏蔽设计技术用金属丝钩织成的管状衬垫，便宜，耐用。可用于机柜，机箱的门、盖板的缝隙处屏蔽。橡胶芯金属丝网屏蔽衬垫屏蔽设计技术弹性好，可以防尘，可通过淋雨试验。可用于机柜，机箱的门、盖板的缝隙处屏蔽。导电橡胶屏蔽设计技术可同时满足屏蔽和环境密封的要求。指形簧片屏蔽设计技术屏蔽效能高，压力低，可以承受剪切力，耐用，弹性好。螺旋管衬垫屏蔽设计技术导电布衬垫屏蔽设计技术可作为低闭合力的屏蔽衬垫，也可制成带状用于转角、连接处的屏蔽。不同屏蔽衬垫的特点屏蔽设计技术衬垫种类优点缺点适用场合金属丝网条成本低高频屏蔽效能低干扰频率1GHz以下的场合导电橡胶高频屏蔽效能高；同时具有环境密封和电磁屏蔽作用需要的压力大；价格高需要环境密封和较高屏蔽效能的场合指形簧片屏蔽效能高；允许滑动接触；形变范围大价格高有滑动接触的场合；屏蔽效能要求较高的场合金属螺旋管屏蔽效能高；价格低；复合型能同时提供环境密封和电磁屏蔽作用过量压缩时容易引起损坏有良好压缩限位，需要环境密封和高屏蔽能效的场合；导电布柔软；价格低；需要的压力小湿热环境中容易损坏设备不能提供较大压力的场合电磁屏蔽衬垫的选择屏蔽设计技术导电橡胶需要使用屏蔽衬垫指形簧片丝网、螺旋管或指形簧片导电橡胶或复合螺旋管螺旋管复合螺旋管金属丝网滑动接触？屏蔽效能要求环境密封要求屏蔽效能要求螺旋管或指形簧片有无低高低高无有电磁密封衬垫的安装方法屏蔽设计技术绝缘漆环境密封测试案例屏蔽设计技术500400300C型屏蔽布，尺寸H9.8×W10D型屏蔽布，尺寸H8.5×W10指型夹卡簧片，尺寸H5.08×W9.4测试案例屏蔽设计技术C型-20-10010203040506065Level[dB礦/m]30M200M300M400M500M600M700M800M900M1GFrequency[Hz]MESPAC4SHMESPAC5SHMESPAC6SH测试案例屏蔽设计技术D型-20-10010203040506065Level[dB礦/m]30M200M300M400M500M600M700M800M900M1GFrequency[Hz]MESPAD4SHMESPAD5SHMESPAD6SH测试案例屏蔽设计技术指型夹卡簧片-20-10010203040506065Level[dB礦/m]30M200M300M400M500M600M700M800M900M1GFrequency[Hz]MESPAH3.5SHMESPAH4SH缝隙的处理屏蔽设计技术紧固螺钉缝隙螺钉间距以小于最小波长的十分之一为宜测试案例屏蔽设计技术500400300测试案例屏蔽设计技术1.5mm铝板，搭接深度15mm，螺钉M4，不同螺钉间距-20-10010203040506065Level[dB礦/m]30M200M300M400M500M600M700M800M900M1GFrequency[Hz]MESA1550_H_SMESA15100_H_SMESA15200_H_S测试案例屏蔽设计技术1.5mm铝板，螺钉间距100mm，螺钉M4，不同搭接深度-20-10010203040506065Level[dB礦/m]30M200M300M400M500M600M700M800M900M1GFrequency[Hz]MESA10100_H_SMESA15100_H_SMESa20100sh通风口的处理屏蔽设计技术金属孔板对屏蔽要求不太高（如SE40dB）的机柜,孔径不大于5mm的金属孔板基本上能满足要求。测试案例屏蔽设计技术500300400320420测试案例屏蔽设计技术-20-10010203040506065Level[dB礦/m]30M200M300M400M500M600M700M800M900M1GFrequency[Hz]MESWBFK5-59.2SHMESWBFK6-56.25SHMESWBFK9-66.9SH1.0mm钢板，方孔，不同孔径测试案例屏蔽设计技术铝板，1.5mm厚，正六边形孔-20-10010203040506065Level[dB礦/m]30M200M300M400M500M600M700M800M900M1GFrequency[Hz]MESWALB5-69.4SH-1MESWALB5-69.4SH红色—孔板面积320*420mm兰色—孔板面积100*100mm通风口的处理屏蔽设计技术截止波导通风窗对屏蔽性能要求高的机柜，应采用截止波导通风窗进行通风。截止波导的衰减特性屏蔽设计技术频率高的电磁波能通过波导管，频率低的电磁波损耗很大。工作在截止区的波导管叫截止波导。损耗频率fc截止频率截止区单根波导管的屏蔽效能计算屏蔽设计技术蜂窝形孔径)(15GHzafc)(6.17GHzdfc)(15GHzWfc圆形孔径（直径d）：蜂窝形孔径：矩形孔径（边长a）：波导管的截止频率fc波导管的屏蔽效能)()(1832.12dBffLfSEccL、W、a、d均以cm为单位，f以GHz为单位。显示窗的处理屏蔽设计技术隔离舱滤波器屏蔽窗屏蔽腔上贯通导体的影响屏蔽设计技术测试实例发射源A无贯通导体B有贯通导体1.5m导线φ9屏蔽腔上贯通导体的影响屏蔽设计技术010020030040050060070080090010000510152025303540frequency/MHzSE/dBAB屏蔽效能的比较贯通导体的处理屏蔽设计技术√滤波器（穿芯电容）√屏蔽线不允许金属导线不采取任何措施直接穿过屏蔽体！贯通导体的处理屏蔽设计技术滤波连接器高频磁环操作器件的处理屏蔽设计技术绝缘杆屏蔽腔√金属杆屏蔽腔操作器件的处理屏蔽设计技术圆形波导滤波器隔离舱屏蔽电缆的端接屏蔽设计技术应确保电缆的屏蔽层与金属屏蔽体实现360度环接！√屏蔽线屏蔽线案例分析（一）屏蔽设计技术某产品进行辐射发射测试时，100-200MHz频段内超标分析：机壳是金属的，缝隙有屏蔽处理所有信号线是同轴线，屏蔽好电源线有滤波问题在哪里？案例分析（一）屏蔽设计技术设计缺陷：机壳内部有10cm左右长的电源输入线电源输入线和输出线并行走线EMI滤波器电源线现场改进措施：用铜箔将10cm左右长的电源输入线严密包起来，铜箔良好接金属机壳案例分析（一）屏蔽设计技术改进前后测试结果对比：010203040506070Level[dB礦/m]30M40M50M70M100M200M300M400M600M1GFrequency[Hz]Marker:30MHz24.03dB礦/m案例分析（二）010203040506070Level[dB礦/m]30M40M50M70M100M200M300M400M600M1GFrequency[Hz]Marker:193.286573MHz10.71dB礦/m屏蔽设计技术某小型无线终端产品，其外壳为塑料时，辐射发射全频段超标；改为金属外壳后达标案例分析（三）01020304050607080Level[dB礦/m]30M40M50M70M100M200M300M400M600M1GFrequency[Hz]Marker:30MHz31.72dB礦/mMES4050BH2LIMEN55022FQPFieldStrengthQPLimit屏蔽设计技术•某产品辐射发射测试及改进01020304050607080Level[dB礦/m]30M40M50M70M100M200M300M400M600M1GFrequency[Hz]Marker:30MHz48.91dB礦/mMES4050BH2LIMEN55022FQPFieldStrengthQPLimit水平极化垂直极化前后门打开时的测试结果案例分析（三）01020304050607080Level[dB礦/m]30M40M50M70M100M200M300M400M600M1GFrequency[Hz]Marker:30MHz24.59dB礦/mMESNBREH5LIMEN55022FQPFieldStrengthQPLimit屏蔽设计技术•某产品辐射发射测试及改进水平极化垂直极化前后门关闭时的测试结果（门缝处的屏蔽衬垫较薄）01020304050607080Level[dB礦/m]30M40M50M70M100M200M300M400M600M1GFrequency[Hz]Marker:30MHz40dB礦/mMESNBREV5LIMEN55022FQPFieldStrengthQPL