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结构设计中的电磁屏蔽技术
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摘 要：从结构设计角度出发，阐述了电子设备结构设计中电磁屏蔽的设计方法。针对各种引起电磁泄漏的途径，给出了具体的电磁屏蔽结构设计方案。
关键词：电磁兼容 电磁屏蔽 结构设计 电子设备
引言
随着现代电气、电子技术的发展及广泛应用，使得目前的电磁环境越来越复杂。而由感应、耦合和传导等引起的电磁干扰，不仅影响了电子系统和设备的正常工作，还对人体健康造成了有害影响。在结构设计中，抑制电磁干扰的一个重要方法就是采用电磁屏蔽技术。
屏蔽就是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传输的一种措施。屏蔽的目的有两个，一是限制内部辐射区域电磁能量的泄漏；二是防止外部的辐射进入自身区域。若设备外部箱体设计成完全密闭的导电壳体，可以较好地实现上述屏蔽目的。但实际设备考虑到散热、维护等因素，不可能设计成完全密闭的壳体，必然存在着缝隙和孔洞。这些缝隙和孔洞导致了屏蔽体电流的局部不连续，是使屏蔽效能降低的主要原因。在结构设计过程中，必须有效地处理这些缝隙和孔洞，使其最大程度达到理想的电磁屏蔽效果。
1 理论基础
1．1 屏蔽效能
屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能(SE)来度量。屏蔽效能是无屏蔽体时空间某点的电场强度 (或磁场强度14o)与有屏蔽体时该点电场强度E，(或磁场强度H )的比值，它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽效能通常用分贝(dB)来计量，演算关系如下：电场屏蔽效能：SE拈：201g(Eo／E )磁场屏蔽效能：SE招=201g(14o／H1)民用设备所需的屏蔽效能为35～65 dB；军用设备所需的屏蔽效能为60～100dB。
1．2 电磁干扰三要素及抑制方法
干扰源、耦合途径和感受器(敏感装置)构成了电磁干扰的三要素，三者缺一不可。相应的抑制方法为：抑制干扰源、切断削弱耦合途径、提高感受器的敏感度阈值。
1．3 影响电磁屏蔽的几个要素
(1)屏蔽设计之前总体指标的分配至关重要，有30dB与70dB准则之说：一般而言，在同一环境中的一对设备，骚扰电平与敏感度门限之差小于30dB，设计阶段可不必专门进行屏蔽设计；若两者之差大于70dB，单靠屏蔽很难保证两者兼容，即使能达到指标，设备成本将会急剧增加，较为可行的办法是总体指标或方案做出适当调整，30—60dB是屏蔽设计的常用期望值。
(2)电屏蔽时屏蔽体必须良好接地。电屏蔽体接地质量对屏蔽效能影响极大。一般要求屏蔽体与地的连接电阻小于2m12，有些场合要求连接电阻小于0．mI't。
(3)低频时，高磁导率材料的磁屏蔽效能高于高导电材料，但当频率较高时，高导电性材料的磁屏蔽效能可能高于高磁导率材料。
(4)保持屏蔽体的导电连续性，减小孔洞与缝隙的长度。电磁屏蔽的关键是保证屏蔽体的导电连续性，即整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导电体。但实际应用中的屏蔽体总会有部分孔洞和缝隙，结构设计时要妥善处理这些孔洞和缝隙。
2屏蔽设计
2．1 屏蔽体材料的选取
由铝、钢、铜组合的屏蔽体，对电磁波有很大的反射损耗，所以只适用于电屏蔽。电屏蔽体一般对各种频率都具有良好的电屏蔽作用。铁和高磁导率的合金体则对磁场波有很大的吸收损耗，所以用它们做成的屏蔽体适用于磁屏蔽环境。如果条件允许，可用不锈钢制造具有很高可靠性的电磁屏蔽壳体。现在流行新型的屏蔽体材料还有导电塑料、活化导电镀膜塑料、发泡铝、发镍、超微晶纳米晶合金、镍基／钴基非晶态合金、坡莫合金等。
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