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实际的屏蔽体由于制造、装配、维修、散热及观察要求,其上一般都开有形状各异、尺寸
不同的孔缝,这些孔缝对于屏蔽体的屏效起着重要的影响作用,因此必须采取措施来抑制
孔缝的电磁泄漏。图1是一个典型的机箱,由图可见一般机箱装配面处的接缝、通风冷却孔
、观察窗口和器件调谐孔等等。一般来说,孔缝泄漏量的大小主要取决于孔的面积、孔截
面上的最大线性尺寸、频率及孔的深度。
1. 增加缝隙深度t
根据电磁场理论,具有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t越深,衰减越多,
2. 增加装配面处构件的刚度
刚度增加,缝隙的长度必须减少,泄漏量也相应减小。图2给出了增加装配面处构件刚度的
示意图
3. 装配面处加入导电衬垫
一般的导电衬垫分为编织金属丝线,硬度较低易于塑性变形的软金属(铜、铅等),包裹金属
层的橡胶条,导电橡胶及梳形簧片接触指状物。
1. 覆盖金属丝网
将金属丝网覆盖在大面积的通风孔上,能显著地防止电磁泄露。金属丝网结构简单,成本
低,通风量较大,适用于屏蔽要求不太高的场合。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。图1所示的是各种不同规格和
材料的金属网在近区主要为磁场时的屏效。由图所示,在频率高与70MHz以后,屏效开始下
降,因而金属网不适用于数百兆赫兹以上的高频情况。
金属丝网覆盖在通风孔上的结构有两种形式:
一种是把金属丝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,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,见图3所示。在安装之前,应把
配合面上的绝缘涂层、氧化层、油垢等不良导电物质清除干净,并应安装足够数量的螺钉
以获得连续的接触,这种安装方式,只要在结构和工艺上仔细考虑,亦可在安装面上取得
良好的电接触。
2. 穿孔金属
一般而言,孔洞尺寸愈大,电磁泄露也就愈大,屏蔽愈差,为了提高屏蔽效能,可在满足
屏蔽体通风量要求的条件下,以多个小孔代替大孔(显然应为小圆孔),这就需要采用穿
孔金属板。穿孔金属板通常有两种结构形式。一种直接在机箱或屏蔽体上打孔;一种是单
独制成穿孔金属板,然后安装到机箱的通风孔上。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,其屏蔽性能比较稳定。
3. 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,其泄露将更为严重。因为在甚高频段,设计一种既能满足
通风散热要求,又能满足电磁兼容性要求的通风孔结构,显得尤其重要。
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,基于上述理论,就出现了截止波导通风孔阵,它与金属丝网和穿孔
金属板相比,具有如下优点:
(1) 工作频带宽,即使在微波波段也有较高的屏效。
(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。
其缺点是制造工艺复杂、体积大、制造成本高。
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)等,这一类孔
洞的电磁泄漏往往最大,因此必须加以电磁屏蔽。可供选择的方案包括:
(1) 使用波导衰减器;
(2) 使用金属丝网或带有金属丝网的玻璃夹层板;
(3) 对重要的器件进行屏蔽,对进入器件的所有导线滤波;
(4) 使用导电玻璃。
其中后三项是对表头、CRT等大洞进行电磁泄漏抑制的主要措施。典型的屏蔽金属丝网将使
光线损失(15-20)%以上,从而导致表头读数困难。如被屏蔽的装置本身带有刻度(如示
波器的方格),屏蔽网可能扰乱图象的分格,导电玻璃(镀银或氧化铜铟)也会使光射的
透射有所损失。
在观察窗口面积均为100-150 的条件下,金属丝网(金属丝网由Monel冶金制成,直径0.0
5mm,每平方厘米8-12孔)与导电玻璃(表面电阻10-20 )在各频率上的屏蔽效能,见表1
所示。
表1 金属丝网与导电玻璃屏蔽效能比较
频 率
(Hz)
金属丝网屏效
(dB)
导电玻璃屏效
(dB)
1M
98
74-95
10M
93
52-72
100M
82
28-46
1G
60
4-21
由表可以看出,在所列举的频率上,覆盖金属丝网的窗口屏效均优于导电玻璃,同时随着频率
的升高优势愈来愈大。因此在甚高频和微波波段宜选用金属丝网。
机箱内需要调控的元件(如可变电容器、可变电感器、电位器等)常用调谐轴伸出面板外
,此时调谐轴与调谐孔之间所存在间隙,同样会产生较大的电磁泄漏。
抑制调谐孔电磁泄漏的有效措施是采用截止波导结构(只能采用圆波导),此时调谐轴必
须用绝缘材料制成。 |
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