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电磁屏蔽学问:屏蔽箱材料怎么选?

1为什么要对产品做屏蔽测试?

降低箱体外电磁脉冲对内部设备的干扰,给被测无线通讯设备提供无干扰的测试环境。

 

2设计屏蔽机箱时,什么材料可以作为屏蔽材料?

具有较高导电、导磁特性的材料可以作为屏蔽材料。

从电磁屏蔽的角度考虑,主要要考虑所屏蔽的电场波的种类。对于电场波、平面波或频率较高的磁场波,一般金属都可以满足要求,对于低频磁场波,要使用导磁率较高的材料。

常用的屏蔽材料有钢板、铝板、铝箔铜板、铜箔等。随着对民用产品电磁兼容性要求的严格化,越来越多的厂家采取在塑料机箱上镀镍或铜的方法来实现屏蔽。

3材料的屏蔽效能只与屏蔽材料有关吗?

除屏蔽材料之外,还受两个因素的影响,一是机箱上的导电不连续点,例如孔洞、缝隙等;另一个是穿过屏蔽箱的导线,如信号电缆、电源线等。

4为什么选用电源线滤波器时,不能一味追求体积小巧?

滤波器的体积主要由滤波器电路中的电感决定,较小的滤波器内的电感体积必须较小,这样电感量可能较小,会导致滤波器的低频滤波性能较差。另外,滤波器的体积较小,必须要求内部器件相互靠得很近,这样会降低滤波器的高频性能。

5屏蔽磁场辐射源时要注意什么问题?

由于磁场波的波阻抗很低,因此反射损耗很小,而主要靠吸收损耗达到屏蔽的目的。因此要选择导磁率较高的屏蔽材料。另外,在做结构设计时,要使屏蔽层尽量远离辐射源(以增加反射损耗),尽量避免孔洞、缝隙等靠近辐射源。

6在设计屏蔽结构时,有一个原则是:尽量使机箱内的电缆远离缝隙和孔洞,为什么?

由于电缆近旁总是存在磁场,而磁场很容易从孔洞泄漏(与磁场的频率无关)。因此,当电缆距离缝隙和孔洞很近时,就会发生磁场泄漏,降低总体屏蔽效能。

7电磁屏蔽的效果如何评价?

屏蔽体的有效性用屏蔽效能(SE)来表示,屏蔽效能的定义为:

SE=20lg(E1/E2)  dB

式中,E1是没有屏蔽体时测得的场强,E2是有屏蔽体时测得的场强。屏蔽效能与场强衰减的关系如下表:

屏蔽效能越高,每增加20dB的难度越大。

民用设备的机箱一般仅需要40dB左右的屏蔽效能,而军用设备的机箱一般需要60dB以上的屏蔽效能。

8一台设备,原来的电磁辐射发射强度是300mV/m,加上屏蔽箱后,辐射发射降为3mV/m,这个机箱的屏蔽效能是多少dB?

这个机箱的屏蔽效能应为40dB。

9电磁密封衬垫有许多种类,它们各有什么特点?

电磁密封衬垫有一个共同的特点:弹性和导电性。任何具备这个特性的材料都可以作为电磁密封衬垫使用。根据这个要求,现在有各种各样的电磁密封衬垫主要的几种如下:

a)导电橡胶:在橡胶中掺入导电颗粒,使这种复合材料既具有橡胶的弹性,又具有金属的导电性。但由于要具有良好的屏蔽性能,需要在橡胶中掺入重量达75%以上的导电颗粒,这已经破坏了橡胶的结构,实际的导电橡胶已经没有了纯橡胶的弹性好、拉伸强度高等特性。

b)双重导电橡胶:与传统的导电橡胶的区别在于,它不是在橡胶所有部分掺入导电颗粒,而仅在橡胶的外层掺入导电颗粒,这样获得的好处是既最大限度地保持了橡胶的弹性,又保证了导电性,是一种新型的屏蔽材料。这种材料的另一个优点是价格低。

c)金属编织网套:用金属丝编织成的空心网套。这种材料具有弹性和导电性。

d)橡胶芯编织网套:以橡胶为芯的金属编织网套。这种材料由于以弹性很好的橡胶为芯,因此弹性很好并且很耐压。另外由于金属网套具有很好的导电性,因此这种复合材料具有很好的弹性和导电性。

e)螺旋管衬垫:用不锈钢或铍铜卷成的螺旋管,具有很好的弹性,同时由于不锈钢和铍铜都是较好的导体,因此满足弹性和导电性的要求。特别是用镀锡铍铜卷成的螺旋管具有很高的导电性,是目前屏蔽效能最高的屏蔽材料。

f)指形簧片:用铍铜作成的弹性簧片材料。

g)定向金属导电橡胶:在橡胶中填充方向一致的金属丝,利用橡胶的弹性和金属丝的导电性。

10为什么一个设备如果抗射频干扰能力强,则一般抗静电放电能力也强? 

因为静电放电产生的也是一种高频电磁场 。

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