孔隙的電磁泄漏課件

<1>孔隙的電磁泄漏實(shí)際機(jī)箱上有許多泄漏源：不同部分結(jié)合處的縫隙，如通風(fēng)口、顯示窗、按鍵、指示燈、電纜線、電源線等位置。嚴(yán)格地說(shuō)任何實(shí)際封閉系統(tǒng)的金屬殼體并不是一個(gè)完整的理想屏蔽體。各種無(wú)法避免的不連續(xù)縫隙、孔隙（孔縫）破壞了屏蔽體的完整性，從而造成電磁能量的泄漏，降低了金屬殼體的屏蔽效能。<2>物理結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)<3>設(shè)金屬屏蔽體上有一縫隙，其間隙為g

，屏蔽板厚度為t，在縫隙入口處產(chǎn)生波阻抗的變化，導(dǎo)致反射損耗。電磁波在縫隙內(nèi)傳輸時(shí)也會(huì)產(chǎn)生傳輸損耗。因此，縫隙的總損耗包括反射損耗和傳輸損耗。縫隙的電磁泄漏當(dāng)屏蔽殼體存在縫隙時(shí)，通常磁場(chǎng)泄漏的影響要比電場(chǎng)泄漏的影響大。在大多數(shù)情況下，采用減小磁場(chǎng)泄漏的方法也更適用于減小電場(chǎng)的泄漏。<4>入射波磁場(chǎng)為H0，經(jīng)縫隙泄漏到屏蔽體中的場(chǎng)為Hp

，有由上面表示可得：若縫隙深而窄，電磁泄漏相對(duì)較小。若與無(wú)縫隙的情況相比，如果要求經(jīng)縫隙泄漏的電磁場(chǎng)與經(jīng)金屬板吸收衰減后的場(chǎng)強(qiáng)度相同即縫隙之寬度應(yīng)為趨膚深度的三倍左右，也就是說(shuō)，此時(shí)縫隙的泄漏應(yīng)予考慮。<5>當(dāng)g=t時(shí)，通過(guò)縫隙的傳輸損耗為27dB。通過(guò)縫隙的傳輸損耗（也可做為縫隙的吸收損耗）為設(shè)縫隙波阻抗與自由空間波阻抗的比值為k。則，波阻抗突變引起的反射損耗為最后得到的縫隙總的屏蔽效能為<6>許多屏蔽體需要開散熱孔、導(dǎo)線引入/引出孔、調(diào)節(jié)軸安裝孔等，形成孔隙的電磁泄漏。屏蔽體不連續(xù)性所導(dǎo)致的電磁泄漏量主要依賴于孔隙的最大線性尺寸（不是孔隙的面積）、波阻抗、騷擾源的頻率。設(shè)金屬板上有尺寸相同的n個(gè)圓孔、方孔或矩形孔，每個(gè)圓孔的面積為q，每個(gè)方孔的面積為Q，屏蔽板的整體面積為F。金屬板孔隙的電磁泄漏<7>假定孔隙的面積與整個(gè)屏蔽面積相比極小，即Σq<<F或ΣQ<<F。假定孔隙的最大線性尺寸遠(yuǎn)小于騷擾源的波長(zhǎng)，即對(duì)于圓孔，其直徑D<<λ；對(duì)于矩形孔，其場(chǎng)邊b<<λ。設(shè)金屬屏蔽板外側(cè)表面的磁場(chǎng)為H0，通過(guò)孔隙泄漏到內(nèi)部空間的磁場(chǎng)為Hh，則孔隙的傳輸系數(shù)為：圓孔矩形孔按照縫隙的電磁泄露計(jì)算傳輸系數(shù)<8>電磁場(chǎng)透過(guò)屏蔽體有以下兩個(gè)途徑：透過(guò)屏蔽體上的孔隙的傳輸。透過(guò)屏蔽體的傳輸。這兩個(gè)傳輸途徑是互補(bǔ)相關(guān)的，因此在計(jì)算屏蔽效能時(shí)可以分成兩部分進(jìn)行：假定屏蔽殼體是理想封閉的導(dǎo)體金屬板，即在無(wú)縫隙屏蔽殼體的情況下，計(jì)算金屬板的傳輸系數(shù)Tt。通過(guò)計(jì)算選擇屏蔽體的材料及其厚度。假定屏蔽殼體是理想導(dǎo)體金屬板，即在電磁場(chǎng)只能透過(guò)屏蔽體上孔隙的情況下，計(jì)算孔隙的傳輸系數(shù)Th。通過(guò)計(jì)算，選擇屏蔽體的結(jié)構(gòu)。<9>若透過(guò)屏蔽殼體和透過(guò)屏蔽殼體上的孔隙的電磁場(chǎng)矢量在空間相位相同，則具有孔隙的金屬板的總傳輸系數(shù)為

總的屏蔽效能為實(shí)際的屏蔽效果決定于縫隙和孔隙所引起的電磁泄漏，而不是決定于材料本身的屏蔽性能。T=Tt+Th<10>孔隙特性隨著頻率的增高，孔隙電磁泄漏將更嚴(yán)重。在相同面積情況下，縫隙比孔隙的電磁泄漏嚴(yán)重，矩形孔比圓形孔的電磁泄漏嚴(yán)重?？紫兜碾姶判孤┡c孔隙的最大線性尺寸、孔隙的數(shù)量和騷擾源的波長(zhǎng)有密切關(guān)系。當(dāng)縫隙長(zhǎng)度接近工作波長(zhǎng)時(shí)，縫隙就成為電磁波輻射器，即縫隙天線。對(duì)于孔隙，要求其最大線性尺寸小于λ/5；對(duì)于縫隙，要求其最大線性尺寸小于λ/10，λ為最小工作波長(zhǎng)。<11>則總泄漏場(chǎng)于是有綜合屏蔽效能的計(jì)算公式設(shè)各泄露因素的屏蔽效能為<12>例：設(shè)某一頻率下，機(jī)殼屏蔽材料本身有110dB的屏蔽效能，各泄漏因素造成屏蔽效能為：（1）濾波與連接器面板：101dB；（2）通風(fēng)孔92dB;（3）門泄漏：88dB;（4）接縫泄漏：83dB。求機(jī)箱的總屏蔽效能。解：<13>金屬板上的通風(fēng)結(jié)構(gòu)<14>截止波導(dǎo)管的屏蔽效能帶孔隙的金屬板、金屬網(wǎng)，對(duì)超高頻以上的頻率基本上沒有屏蔽效果。因此超高頻以上的頻率需要采用截止波導(dǎo)管來(lái)屏蔽。原理：波導(dǎo)實(shí)質(zhì)上是高通濾波器，它對(duì)在其截止頻率以下的所有頻率都有衰減作用。作為截止波導(dǎo)管，其長(zhǎng)度比橫截面直徑或最大線性尺寸至少大三倍。電磁波頻率遠(yuǎn)低于波導(dǎo)的最低截止頻率，因而產(chǎn)生很大的衰減。<15>截止頻率：矩形波導(dǎo)：fc10≈

15/

b

（GHz）圓形波導(dǎo)：fc11≈

17.5/

d（GHz）六角波導(dǎo)：fc10≈

15/

W

（GHz）<16>

屏蔽效能矩形波導(dǎo)：圓形波導(dǎo)：六角波導(dǎo)：（l的單位為：cm）當(dāng)f<<fc時(shí)：一般性設(shè)計(jì)要求：l≥3b、≥3d、≥3Wfc=（5～10）f<17>孔洞的泄漏不能滿足屏蔽要求SE

確定截止波導(dǎo)管的截面形狀確定要屏蔽的最高的頻率f確定波導(dǎo)管的截止頻率fc計(jì)算截止波導(dǎo)管的截面尺寸

由SE確定截止波導(dǎo)管的長(zhǎng)度

截止波導(dǎo)管的設(shè)計(jì)步驟<18>在將截止波導(dǎo)應(yīng)用到屏蔽體上時(shí)，要注意以下幾個(gè)問題：

波導(dǎo)管必須是截止的。波導(dǎo)管對(duì)于頻率在截止頻率以上的電磁波沒有任何衰減作用，至少要使波導(dǎo)的截止頻率是所屏蔽頻率的5倍。

不能有金屬材料穿過(guò)截止波導(dǎo)管。當(dāng)有金屬材料穿過(guò)截止波導(dǎo)管時(shí)，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的電磁泄漏。需要注意的是有些光纜的內(nèi)部加有金屬加強(qiáng)筋，這時(shí)將光纜穿過(guò)截止波導(dǎo)時(shí)也會(huì)引起泄漏。<19>

波導(dǎo)管的安裝。最可靠的方法是焊接，在屏蔽體上開一個(gè)尺寸與波導(dǎo)管截面相同的孔，然