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DKBA华为技术有限公司企业技术规范DKBA0.400.0022REV.2.0电磁兼容性结构设计规范华为技术有限公司发布前言本规范根据国家标准GJB1046、GJB12190、MIL-HDBK-419、IECTS61587-3、IEEE299-1997以及ARP1705等系列标准编制而成。本规范起草单位：华为技术有限公司结构造型设计部本规范授予解释单位：华为技术有限公司结构造型设计部本规范起草人：本规范审核人：标准化审核人：本规范批准人：本规范在编制和审核过程中，得到了EMC特别工作组各位同仁的协助，在此表示衷心的感谢！目录1范围82引用标准83术语94电磁场的基本概念104.1基本概念104.1.1电场104.1.2磁场104.1.3电磁感应定律114.2电磁场方程组114.3电磁波的传播特性125电磁兼容的基本概念145.1电磁兼容的定义145.2电磁兼容的三要素145.3如何实现电磁兼容145.4产品电磁兼容性能具体要求155.5解决电磁兼容问题的手段166电磁屏蔽的基本理论176.1电磁屏蔽的概念176.2连续屏蔽体的屏蔽186.2.1连续屏蔽体屏蔽模型186.2.2吸收损耗196.2.3反射损耗196.2.4多次反射修正因子206.2.5薄膜连续屏蔽体的屏蔽206.2.6双层屏蔽216.3不连续屏蔽体的屏蔽216.3.1缝隙屏蔽226.3.2开孔屏蔽236.3.3电缆穿透266.3.4屏蔽体的综合屏蔽效能287屏蔽设计297.1选择屏蔽效能指标297.1.1结构件屏蔽效能等级307.1.2公司现有产品的RE测试结果概况307.1.3公司现有结构件屏蔽效能测试结果概况327.1.4如何选择结构件屏蔽效能指标347.1.5屏蔽效能指标的默认含义357.1.6关于低频磁场屏蔽357.1.7关于1GHz以上的屏蔽367.2选择屏蔽体方案367.3屏蔽设计成本分析387.4缝隙的屏蔽设计397.4.1紧固点直接连接的屏蔽397.4.1.1减小缝隙的最大尺寸397.4.1.2增加缝隙深度407.4.1.3紧固点间距的选择427.4.1.4凸包的屏蔽447.4.2安装屏蔽材料447.4.2.1安装屏蔽材料的应用场合447.4.2.2缝隙中安装屏蔽材料后的屏蔽分析457.4.2.3缝隙的结构形式457.4.2.4屏蔽材料与零件之间的相容性477.4.3屏蔽材料的选用477.4.3.1公司允许使用的屏蔽材料477.4.3.2各种材料的应用场合517.4.3.3屏蔽材料的压缩方向517.4.3.4各种材料的压缩量范围527.4.3.5屏蔽材料的安装形式537.4.3.6各种材料的屏蔽性能557.4.3.7新材料和新技术的应用567.5通风孔的屏蔽设计567.5.1选择通风孔的屏蔽方案567.5.2穿孔金属板577.5.3截至波导通风板597.6局部开孔的屏蔽607.7塑胶件的屏蔽设计607.8单板局部屏蔽627.8.1盒体式结构627.8.2围框式结构637.9电缆对屏蔽的影响647.9.1光纤出线657.9.2屏蔽电缆夹线657.9.3屏蔽连接器转接707.9.4滤波连接器转接727.9.5电缆直接出屏蔽体727.9.6电源滤波器转接737.10内部隔离设计737.11屏蔽效能裕量设计748接地的基本理论768.1接地的概念768.2接地的作用768.3搭接的概念788.4搭接的目的789搭接接地设计799.1搭接设计基本原则799.2搭接设计要求799.2.1搭接设计基本要求799.2.2结构件之间的电连接819.3搭接电阻819.3.1搭接电阻的应用819.3.2搭接电阻值的规定829.4搭接与屏蔽839.5搭接设计的具体实现方案839.5.1机柜的搭接设计849.5.2插箱、模块的搭接859.5.3并柜时机柜的搭接859.5.4外部接地线与机柜的搭接859.5.5滤波器的接地设计869.5.6接地线879.6典型错误搭接方法8810屏蔽性能测试8910.1机柜/子架的屏蔽效能测试8910.1.1测试原理8910.1.2测试布局8910.1.3被试件条件9010.1.4测试报告9010.1.5排除谐振点9110.1.6测试结论9110.2开孔和缝隙的屏蔽效能测试9210.2.1MIL-G-83528的测试方法9210.2.1.1测试原理9210.2.1.2测试布局9310.2.1.3测试频段9410.2.1.4天线的位置9410.2.2华为公司测试方法9410.2.2.1测试原理9410.2.2.2测试布局9610.2.2.3测试频段9710.2.2.4测试过程9710.3屏蔽材料的屏蔽性能测试9710.3.1屏蔽材料的导电性能测试9710.3.2屏蔽材料的转移阻抗测试9710.3.2.1测试原理9710.3.2.2屏蔽质量的概念9910.3.2.3测试布局9910.3.2.4关于测试压力10010.3.2.5测试频段10010.3.2.6测试步骤10010.3.2.7测试结果10110.3.3屏蔽材料的屏蔽效能测试10110.3.4各种测试方法的比较和应用10111屏蔽效能预测与仿真10311.1经验数据库的积累10311.2局部细节的屏蔽效能分析10411.3电磁场模拟仿真10410华为技术有限公司企业技术规范DKBA0.400.0022REV.2.0电磁兼容性结构设计规范1范围本规范规定了电磁兼容性结构设计（屏蔽和搭接等）的主要原理、设计原则和详细设计方法。本规范适应于确定产品结构方案和进行详细结构设计，是确定产品电磁兼容方案中结构屏蔽方案的依据。华为公司所有需要屏蔽的产品结构方案必须符合本规范的相关规定。2引用标准下列标准包含的条文，通过在本规范中引用而构成本规范的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本规范时应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。GJB1046舰船搭接、接地、屏蔽、滤波及电缆的电磁兼容性要求和方法GJB12190接地、搭接和屏蔽设计的实施MIL-HDBK-419电子设备和设施的接地搭接和屏蔽IECTS61587-3ElectromagneticShieldingPerformanceTestsforCabinets,RacksandSubrackofIEC60917andIEC60297IEEE299-1997IEEEStandardMethodofMeasuringEffectivenessofElectromagenticShieldingEnclosuresARP1705CoaxialTestProceduretoMeasuretheRFShieldingCharacteristicsofEMIGasket11MaterialsDKBA0.400.0038V2.0屏蔽材料的代码规范DKBA0.460.0030V1.0屏蔽材料导电性能测试规范DKBA0.460.0031V1.0屏蔽材料屏蔽性能测试规范文档名称文档密级2006-02-06华为机密，未经许可不得扩散第12页,共133页I.术语本规范中的术语符合IEC50-161《电磁兼容性术语》的规定。文档名称文档密级2006-02-06华为机密，未经许可不得扩散第13页,共133页II.电磁场的基本概念如果要深入理解电磁兼容的理论，找到解决实际问题的方法，需要了解一点电磁场的基本概念。这样才能对许多产品设计中的现象进行合理的解释，并运用电磁场的理论解决问题，总结经验，来指导产品设计。A.基本概念1.电场根据库仑定律，空间中两个点电荷之间存在着相互作用力，该作用力大小如下式所示，方向满足同性相斥，异性相吸的原则。F=14oeq1q2r2式中：F电荷之间的作用力q1，q2两个电荷的电量r电荷之间的距离e媒质的介电常数根据库仑定律总结出来，如果空间中存在一个电荷q1，则空间中的另一个电荷q2将受到电荷q1的作用力，因此电荷q1引入空间以后，就在空间中产生了一种特殊的物质——电场。电荷q2在电场中产生的作用力表征了电场的存在。为了消除电荷q2对电场作用力的影响，定义电场强度E的概念：文档名称文档密级2006-02-06华为机密，未经许可不得扩散第14页,共133页E=Dqt0limlimlimDFDq式中：DF为电荷Dq在电场中产生的作用力我们可以发现电场强度表征了电场的特性，与引进的实验电荷无关。电场强度是表述电场的重要概念，其单位为Và½m，工程实际中用的更多的是dBlVà½m。除了电荷能够产生电场之外，根据电磁感应定律，交变磁场也能够产生电场，具体分析见4.1.3节。1.磁场运动的电荷形成电流，电流的周围存在另外一种特殊的场，这种场对静止电荷并没有作用力，而是对运动的电荷有作用力，这个作用力称为洛仑兹力，而这种场称之为磁场。与电场强度相对应，磁场用磁感应强度B来表征。根据毕奥－沙伐尔定律，磁感应强度为：B=l4oÜcIdlr2式中：l表示媒质的磁导率，Idl电流元r离电流元的距离根据毕奥－沙伐尔定律，再运用叠加定理就可以求得闭合载流回路中电流I在空间产生的磁感应强度。磁场对处于场中的移动电荷有力的作用，这个作用力叫做洛仑兹力。同样，除了空间运动电荷，交变的电场也能产生磁场。文档名称文档密级2006-02-06华为机密，未经许可不得扩散第15页,共133页1.电磁感应定律在磁场中，当一个闭合的导电回路界定的曲面中磁通量发生变化时，回路中将产生感应电动势：}＝－dFdt=-ddt°sB$ds感生电动势的方向由楞次定律确定。导电回路中出现感应电动势意味着在导体中存在电场，导体中自由电子受此电场的作用而作定向运动形成电流，这个电场称为感应电场。电磁感应定律得出磁场和电场是可以转换的。B.电磁场方程组根据上述电磁场的基本概念和定律，总结和推广出来麦克斯韦方程组，分别为：麦克斯韦第一方程，即全电流定律。该方程揭示不仅电流可以产生磁场，交变电场也能够产生磁场。ܽcH$dl=°s(Jc+Jv+¹D¹¼t)$ds麦克斯韦第二方程，即电磁感应定律的推广。该方程揭示了交变电场将在周围空间产生磁场。ܽcE$dl=-°s¹B¹t$ds麦克斯韦第三方程，即库仑定律的推广。该定律揭示了电场与电荷源之间的关系。ܽsD$ds=°vqdV麦克斯韦第四方程，即高斯定律的推广，揭示了磁通连续性原理。ܽsB$ds=0麦克斯韦电磁场方程组以数学形式概括了宏观电磁场的基本性质，是文档名称文档密级2006-02-06华为机密，未经许可不得扩散第16页,共133页电磁场的基本方程。如果再加上媒质的状态方程将构成完整的电磁场方程。麦克斯韦方程揭示了时变的电场要在周围空间产生磁场，时变的磁场也要在空间产生电场。电场和磁场构成统一的电磁现象不可分的两个方面，它们互相依存、相互制约，又相互转换，形成统一的一种物质形式就是时变电磁场。这种时变电磁场用麦克斯韦方程组可以完整地描述出来。C.电磁波的传播特性根据麦克斯韦方程组可以看出，时变电磁场以电磁波的形式在空间传播，从麦克斯韦方程组中导出电场和磁场的齐次（非齐次）波动方程，并在一定的边界条件和初始条件下有解。由此表示电磁场在所给条件下的空间分布和随时间的变化规律，表征了电磁波的存在。分析电磁波在空间传输时，有一个十分重要的概念就是波阻抗Z。波阻抗是电磁波中电场分量与磁场分量的比，即：Z=EH波阻抗是表征电磁波传输特性的主要参数。波阻抗随电磁波的传输特性而变化。在分析波阻抗时，一般定义离源的距离rk2o的区域为近场区，而rk2o的区域为远场区。在近场区，波阻抗与源的特性有关，如果源的特性为电场分量为主，则波阻抗Z值十分大，称之为高阻抗场；如果源的特性为磁场分量为主，则波阻抗Z值十分小，称之为低阻抗场。在远场区，电场分量和磁场分量相当，而且方向垂直，波阻抗Z＝l0e0=120ol377(W)。也就是说在远场波阻抗恒定，可以认为是均匀的平面波，如图4-1所示。文档名称文档密级2006-02-06华为机密，未经许可不得扩散第17页,共133页图4-1波阻抗与距发射源距离的关系一般认为交变电压源近场为高阻抗场，主要分量为