电磁兼容屏蔽设计技术

屏蔽设计技术
测试案例
Level [dB礦/m] 65 60
50
40
30
20
10
0
-10
-20 30M
200M
300M
400M
500M
600M
700M
800M
900M
1G
Frequency [Hz]
MES A10100_H_S MES A15100_H_S MES a20100sh
1.5mm铝板，螺钉间距100mm，螺钉M4 ，不同搭接深度
10
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
k
屏蔽设计技术
屏蔽腔上孔的影响(f=2700MHz)
SE e and S Em along the central line 25
SEe SEm 20
s hielding effec tivenes s (dB )
15
10
5
0
-5
0
5
10
15
20
25
30
设备不能提供较大 压力的场合
屏蔽设计技术
电磁屏蔽衬垫的选择
需要使用屏蔽衬垫
有
无
环境密封要求
导电橡胶或复合螺旋管
丝网、螺旋管或指形簧片
屏蔽效能要求
低
高
导电橡胶
复合螺旋管
屏蔽效能要求
高
低
螺旋管或指形簧片
金属丝网
无
有
滑动接触？
螺旋管
指形簧片
屏蔽设计技术
测试案例
400
300
500 C型屏蔽布，尺寸H9.8×W10 D型屏蔽布，尺寸H8.5×W10
屏蔽效能高；允许滑动 接触；形变范围大
屏蔽效能高；价格低； 复合型能同时提供环境 密封和电磁屏蔽作用
柔软；价格低；需要的 压力小
需要的压力 大；价格高
价格高
过量压缩时容 易引起损坏
湿热环境中容 易损坏
需要环境密封和较 高屏蔽效能的场合
有滑动接触的场 合；屏蔽效能要求 较高的场合
有良好压缩限位， 需要环境密封和高 屏蔽能效的场合；
对屏蔽性能要求高的机 柜，应采用截止波导通 风窗进行通风。
截止波导通风窗
屏蔽设计技术
显示窗的处理
屏蔽窗
滤波器
隔离舱
屏蔽设计技术
屏蔽腔上贯通导体的影响
测试实例
φ9
1.5m导线
发射源
A无贯通导体
B有贯通导体
屏蔽设计技术
屏蔽腔上贯通导体的影响
40
A
35
B
屏
蔽
30
效
25
SE/dB
能
的
20
比
15
较 10
Field Strength QP Limit
0 30M 40M 50M 70M 100M
200M 300M 400M 600M
1G
Frequency [Hz]
MES NODEBH11 LIM EN 55022 F QP
Field Strength QP Limit
超标
合格
屏蔽设计技术
基本内容
实用屏蔽技术 案例分析
测试案例
Level [dB礦/m] 65 60
50
40
30
20
10
0
-10
-20 30M
200M
300M
400M
500M
600M
700M
800M
900M
1G
Frequency [Hz]
MES A1550_H_S MES A15100_H_S MES A15200_H_S
1.5mm铝板，搭接深度15mm，螺钉M4 ，不同螺钉间距
-20 30M
200M
300M
400M
500M
600M
700M
800M
900M
1G
Frequency [Hz]
MES WALB5-69.4SH-1 MES WALB5-69.4SH
兰色—孔板面积100*100mm 铝板，1.5mm厚，正六边形孔
红色—孔板面积320*420mm
屏蔽设计技术
通风口的处理
屏蔽设计技术
通风口的处理
对屏蔽要求不太高（如 SE<40dB）的机柜,孔径不 大于5mm的金属孔板基本 上能满足要求。
金属孔板
屏蔽设计技术 300
测试案例
500
400 320
420
屏蔽设计技术
测试案例
Level [dB礦/m] 65 60
50
40
30
20
10
0
-10
-20 30M
200M
300M
屏蔽设计技术
例：0.1mm铜板的屏蔽效能
SE (dB)
500
屏对
450
蔽于
体平
400
足面
350
以波
满，
300
足金
250
屏属
200
蔽材
要料
150
求作
100
3
4
5
6
7
8
9
frequency
屏效随平面波频率的变化
屏蔽设计技术
实现良好电磁屏蔽的关键
尽量保证金属屏蔽体的导电连续性 不让导线直接穿过金属屏蔽体
5
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
frequenc y /M H z
屏蔽设计技术
贯通导体的处理
滤波器 （穿芯电
容）
屏蔽线
×
√
√
不允许金属导线不采取任何措施直接穿过屏蔽体！
屏蔽设计技术
贯通导体的处理
滤波 连接器
高频 磁环
屏蔽设计技术
操作器件的处理
屏蔽腔上孔的影响（FDTD仿真）
30cm
频率：f
30cm 孔：3×3 cm2
30cm
屏蔽设计技术
屏蔽腔上孔的影响(f=300MHz)
SEe and S Em along the central line 60
50
s hielding effec tivenes s (dB )
40
30
SEe
SEm
20
案例分析（三）
• 某产品辐射发射测试及改进
Marker:
30 MHz
Le vel [ dB礦/m] 80
24.59 dB礦/m
70
60
50
40
30
20
10
0 30M 40M 50M
70M
100M
200M 300M 400M
Frequency [Hz]
600M
MES LIM
NBREH5 EN 55022 F QP
50
40
30
20
10
0
-10
-20 30M
200M
300M
400M
500M
600M
700M
800M
900M
1G
Frequency [Hz]
MES PAH3.5SH MES PAH4SH
指型夹卡簧片
屏蔽设计技术
缝隙的处理
紧固螺钉
缝隙
螺钉间距设计多大合适？
屏蔽设计技术
测试案例
400 300 500
屏蔽设计技术
(MHz)
l, w, h ＿ 金属腔的长、宽、高，单位米。 m, n, k ＿ 分别为0，1，2…等正整数，但不能二个或三个同时取零。
对于金属屏蔽腔，其谐振是有害的。当激励源使屏蔽 腔产生谐振时，会使屏蔽腔的屏蔽效能大大下降。因 此，在设计时，应使屏蔽腔的谐振频率避开产品的主 要工作频率，使它们不一致。
400M
500M
600M
700M
800M
900M
1G
Frequency [Hz]
MES WBFK5-59.2SH MES WBFK6-56.25SH MES WBFK9-66.9SH
1.0mm钢板，方孔 ，不同孔径
屏蔽设计技术
测试案例
Level [dB礦/m] 65 60
50
40
30
20
10
0
-10
24.03 dB礦/m
60
50
40
30
20
10
0 30M 40M 50M
70M
100M
200M
300M 400M
Frequency [Hz]
600M
1G
屏蔽设计技术
案例分析（二）
Marker:
193.286573 MHz 10.71 dB礦/m
Level [dB礦/m] 70
60
50
40
30
20
10
Field Strength QP Limit
1G
Marker:
30 MHz
Level [dB礦/m] 80
40 dB礦/m
70
60
50
40
30
20
10
0 30M 40M 50M
31.72 dB礦/m
70
60
50
40
30
20
10
0 30M 40M 50M
70M
100M
200M
300M 400M
Frequency [Hz]
600M
MES LIM
4050BH2 EN 55022 F QP
Field Strength QP Limit
1G
Marker:
30 MHz
Level [dB礦/m] 80
屏蔽设计技术
电磁屏蔽
屏蔽前的场强E1
屏蔽后的场强E2
屏 蔽 体
屏蔽效能： SE = 20 log10 ( E1 / E2 ) dB
屏蔽设计技术
实心材料的屏蔽效能
入射波
(εμσ)
SE ＝ A ＋ R + B ( dB )
反射波
透射波
(εrμrσr ) σr = σ / σcu
A---吸收衰减损耗 R---反射损耗 B---多重反射修正因子
屏蔽设计技术
金属腔的谐振
300×400×500mm的金属腔体在1GHz内的谐振点
因子m
因子n
因子k
谐振频率（MHz）
0
1
1
480
1
0
1
590
0
1
2
700
1
1
1
690
0
2
1
800
1
1
2
855
0
2
2
960
l = 0.3, w = 0.4, h = 0.5
屏蔽设计技术
导体板上孔缝的影响
h
L
L
屏蔽设计技术
屏蔽设计技术
实际屏蔽问题
实际屏蔽机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙 、通风口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等
缝隙
电源线
显示窗
调节旋钮
电缆插座
通风口
键盘 指示灯
屏蔽设计技术
金属腔的谐振
任何封闭金属空腔都能产生电磁谐振现象。
对于矩形空腔，其 固有谐振频率为：
f0 = 150
(m)2 + ( n )2 + (k )2 l wh
指型夹卡簧片，尺寸H5.08×W9.4
屏蔽设计技术
测试案例
Level [dB礦/m] 65 60
50
40
30
20
10
0
-10
-20 30M
200M
300M
400M
500M
600M
700M
800M
900M
1G
Frequency [Hz]
MES PAC4SH MES PAC5SH MES PAC6SH
电磁兼容技术讲座
屏蔽设计技术
屏蔽设计技术
Level [dB礦/m] 80
Level [dB礦/m] 80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0 30M 40M 50M 70M 100M
200M 300M 400M 600M
1G
Frequency [Hz]
MES NODEBV5 LIM EN 55022 F QP
C型
屏蔽设计技术
测试案例
Level [dB礦/m] 65 60
50
40
30
20
10
0
-10
-20 30M
200M
300M
400M
500M
600M
700M
800M
900M
1G
Frequency [Hz]
MES PAD4SH MES PAD5SH MES PAD6SH
D型
屏蔽设计技术
测试案例
Level [dB礦/m] 65 60
屏蔽设计技术
螺旋管衬垫
屏蔽设计技术
导电布衬垫
角垫可 、，作 连也为 接可低 处制闭 的成合 屏带力 蔽状的 。用屏
于蔽 转衬
屏蔽设计技术
不同屏蔽衬垫的特点
衬垫种类
优点
缺点
适用场合
金属丝网条 成本低
高频屏蔽效能 干扰频率1GHz以下
低
的场合
导电橡胶 指形簧片 金属螺旋管 导电布
高频屏蔽效能高；同时 具有环境密封和电磁屏 蔽作用
35
40
45
50
k
屏蔽设计技术
缝隙的处理
电磁密封衬垫
缝隙
屏蔽设计技术
电磁密封衬垫的种类
金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的) 导电橡胶(不同导电填充物的) 指形簧片(不同表面涂覆层的) 螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的) 导电布衬垫
屏蔽设计技术
金属丝网屏蔽衬垫
ห้องสมุดไป่ตู้
门宜用
、，金
盖耐属
板用丝
的。钩
缝可织
隙用成
0 30M 40M 50M 70M 100M
200M 300M 400M 600M
1G
Frequency [Hz]
某小型无线 终端产品，其外 壳为塑料时，辐 射发射全频段超 标；改为金属外 壳后达标
屏蔽设计技术
案例分析（三）
• 某产品辐射发射测试及改进
Marker:
30 MHz
Level [dB礦/m] 80
问题在哪里？
屏蔽设计技术
案例分析（一）
电源线 EMI滤波器
设计缺陷：
机壳内部有10cm左右长的电源输入线 电源输入线 和输出线并行走线
现场改进措施：
用铜箔将10cm左右长的电源输入线严 密包起来，铜箔良好接金属机壳
屏蔽设计技术
案例分析（一）
改进前后测试结果对比：
Marker:
30 MHz
Level [dB礦/m] 70
处于的
屏机管
蔽柜状
。
， 机
衬 垫
箱，
的便
屏蔽设计技术
橡胶芯金属丝网屏蔽衬垫
门雨弹 、试性
盖验好 板。，
的可可
缝 隙 处 屏 蔽 。
用 于 机 柜 ，
机
以 防 尘 ，
可 通
箱过
的淋
屏蔽设计技术
导电橡胶
境可 密同 封时 的满 要足 求屏 。蔽
和 环
屏蔽设计技术
指形簧片
性以屏 好承蔽 。受效
剪能 切高 力， ，压 耐力 用低 ，， 弹可
金属杆
绝缘杆
屏蔽腔
×
屏蔽腔
√
屏蔽设计技术
操作器件的处理
圆形波导
隔离舱
滤波器
屏蔽设计技术
屏蔽电缆的端接
屏蔽线
屏蔽线
×
√
应确保电缆的屏蔽层与金属屏蔽体实现360度环接！
屏蔽设计技术
案例分析（一）
某产品进行辐射发射测试时， 100-200MHz频段内超标
分析：
机壳是金属的，缝隙有屏蔽处理 所有信号线是同轴线，屏蔽好 电源线有滤波
48.91 dB礦/m
70
60
50
40
30
20
10
0 30M 40M 50M
70M
100M
200M 300M 400M
Frequency [Hz]
600M
MES LIM
4050BH2 EN 55022 F QP
Field Strength QP Limit
1G
水平极化
垂直极化
前后门打开时的测试结果
屏蔽设计技术