屏蔽设计技术分析解析

指型夹卡簧片，尺寸H5.08×W9.4
屏蔽设计技术
测试案例
L e v e l [ d B礦 / m ] 65 60 50
40
30
20
10
0
- 10
- 20 30M 200M 300M 400M Fr e q u e n c y M ES M ES M ES PAC4 SH PAC5 SH PAC6 SH 500M [ Hz ] 600M 700M 800M 900M 1G
实用屏蔽技术
案例分析
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
(εμσ) 入射波
SE ＝ A ＋ R + B ( dB )
反射波 透射波
A---吸收衰减损耗
R---反射损耗
B---多重反射修正因子
(εrμrσr ) σr = σ / σcu
屏蔽设计技术
例一：0.5mm铝板的屏蔽效能
屏效（dB）
250
150
平面波
高频时 电磁波种类 的影响很小
0
0.1k
1k
10k
100k
1M
10M 频率
屏蔽设计技术
例二：0.1mm铜板的屏蔽效能
500 450 400 350
SE (dB)
30 25
SE/dB
20 15 10 5 0
0
100
200
300
400 500 600 frequency/MHz
700
800
900
1000
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
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
屏蔽设计技术
螺旋管衬垫
屏蔽设计技术
导电布衬垫
接也可 处可作 的制为 屏成低 蔽带闭 。状合 用力 于的 转屏 角蔽 、衬 连垫 ，
屏蔽设计技术
不同屏蔽衬垫的特点
优点 缺点 适用场合
衬垫种类 金属丝网条 成本低
铝板，1.5mm厚，正六边形孔
兰色—孔板面积100*100mm
红色—孔板面积320*420mm
屏蔽设计技术
通风口的处理
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
截止波导的衰减特性
损 耗
截止区
截止频率
fc
频率
频率高的电磁波能通过波导管，频率低的电磁波 损耗很大。工作在截止区的波导管叫截止波导。
300 250 200 150 100
3
4
5
6 frequency
7
8
9
屏对 蔽于 体平 足面 以波 满， 足金 屏属 蔽材 要料 求作
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
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 电源线
屏蔽设计技术
屏蔽腔上孔的影响(f=300MHz)
SEe and SEm along the central line 60
50
shielding effectiveness(dB)
40
30
SEe SEm
20
10
0
0
5
10
15
20
25 k
30
35
40
45
50
屏蔽设计技术
屏蔽腔上孔的影响(f=2700MHz)
SEe and SEm along the central line 25 SEe SEm
20
shielding effectiveness(dB)
15
10
5
0
-5
0
5
10
15
20
25 k
30
35
40
45
50
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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
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 高
屏蔽效能要求
低
导电橡胶
复合螺旋管 无
螺旋管或指形簧片 滑动接触？ 有
金属丝网
螺旋管
指形簧片
屏蔽设计技术
电磁密封衬垫的安装方法
绝缘漆
环境密封
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
1 1 2 1 2
因子k 1 1
2 1 1 2 2
谐振频率（MHz） 480 590
700 690 800 855 960
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
屏蔽腔上孔的影响（FDTD仿真）
30cm
30cm
30cm
频率：f
孔：3×3 cm2
300M 400M [Hz]
600M
1G
Frequency MES LIM NODEBV5 EN 55022
Frequency MES NODEBH11 Q PL I LM i m iE tN 55022
F
QP
Field
Strength
F
QP
Field
Strength
Q
超标
合格
屏蔽设计技术
基本内容
1.5mm铝板，螺钉间距100mm，螺钉M4 ，不同搭接深度
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
测试案例
500
300
400
320
420
屏蔽设计技术
测试案例
L e v e l [ d B礦 / m ] 65 60
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。
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 0 1
0 1 0 1 0
因子n 1 0
D型
屏蔽设计技术
测试案例
L e v e l [ d B礦 / m ] 65 60
50
40
30
20
10
0
- 10
- 20 30M 200M 300M 400M Fr e q u e n c y M ES M ES PAH3 . 5 SH PAH4 SH 500M [ Hz ] 600M 700M 800M 900M 1G
屏蔽设计技术
单根波导管的屏蔽效能计算
波导管的截止频率fc
矩形孔径（边长a）： 蜂窝形孔径： 蜂窝形孔径 圆形孔径（直径d）：
fc fc fc 15 a 15 W ( GHz )
( GHz )
17 . 6 d
( GHz )
波导管的屏蔽效能 L、W、a、d均以 cm为单位，f以 GHz为单位。
操作器件的处理
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
缝隙
通风口
显示窗
键盘 调节旋钮 电缆插座 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：
l, w, h
f 0 150
(
m l
) (
2
n w
) (
2
k h
)
2
( MHz )
＿ 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。
高频屏蔽效能 干扰频率1GHz以下 低 的场合
导电橡胶
高频屏蔽效能高；同时 需要的压力大；需要环境密封和较 具有环境密封和电磁屏 价格高 高屏蔽效能的场合 蔽作用 屏蔽效能高；允许滑动 价格高 接触；形变范围大 有滑动接触的场合； 屏蔽效能要求较高 的场合
指形簧片
金属螺旋管 屏蔽效能高；价格低； 过量压缩时容 有良好压缩限位， 复合型能同时提供环境 易引起损坏 需要环境密封和高 密封和电磁屏蔽作用 屏蔽能效的场合； 导电布 柔软；价格低；需要的 湿热环境中容 设备不能提供较大 压力小 易损坏 压力的场合
50
40
30
20
10
0
- 10
- 20 30M 200M 300M 400M Fr e q u e n c y M ES M ES M ES W BF K5 - 5 9 . 2 SH W BF K6 - 5 6 . 2 5 SH W BF K9 - 6 6 . 9 SH 500M [ Hz ] 600M 700M 800M 900M 1G
改进前后测试结果对比：
Marker: 30 M H z2 4 . 0 3 dB 礦 / m Level 7 0 [dB 礦 / m ]
6 0
5 0
4 0
3 0
2 0
1 0
0
30M 40M 50M
70M
100M
200M
300M 400M [Hz]
SE 1 . 832 f c L 1 ( f fc )
2
( dB )
屏蔽设计技术
显示窗的处理
滤波器
屏蔽窗 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 35 A B
屏 蔽 效 能 的 比 较
所有信号线是同轴线，屏蔽好 电源线有滤波
问题在哪里？
屏蔽设计技术
案例分析（一）
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 电源线
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 EMI滤波器
屏蔽设计技术
案例分析（一）
指型夹卡簧片
屏蔽设计技术
缝隙的处理
紧固螺钉
缝隙
螺钉间距以小于最小波长的十分 之一为宜
屏蔽设计技术
测试案例
400 300
500
屏蔽设计技术
测试案例
L e v e l [ d B礦 / m ] 65 60 50
40
30
20
10
0
- 10
- 20 30M 200M 300M 400M Fr e q u e n c y M ES M ES M ES A1 5 5 0 _ H_ S A1 5 1 0 0 _ H_ S A1 5 2 0 0 _ H_ S 500M [ Hz ] 600M 700M 800M 900M 1G
电磁兼容技术讲座
屏蔽设计技术
屏蔽设计技术
Level 80
[dB 礦
/ m ]
Level 80
[dB 礦
/ m ]
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
30M 40M 50M
70M
100M
200M
300M 400M [Hz]
600M
1G
0
30M 40M 50M
70M
100M
200M
C型
屏蔽设计技术
测试案例
L e v e l [ d B礦 / m ] 65 60 50
40
30
20
10
0
- 10
- 20 30M 200M 300M 400M Fr e q u e n c y M ES M ES M ES PAD4 SH PAD5 SH PAD6 SH 500M [ Hz ] 600M 700M 800M 900M 1G
1.5mm铝板，搭接深度15mm，螺钉M4 ，不同螺钉间距
屏蔽设计技术
测试案例
L e v e l [ d B礦 / m ] 65 60 50
40
30
20
10
0
- 10
- 20 30M 200M 300M 400M Fr e q u e n c y M ES M ES M ES A1 0 1 0 0 _ H_ S A1 5 1 0 0 _ H_ S a20100s h 500M [ Hz ] 600M 700M 800M 900M 1G
1.0mm钢板，方孔 ，不同孔径
屏蔽设计技术
测试案例
L e v e l [ d B礦 / m ] 65 60 50
40
30
20
10
0
- 10
- 20 30M 200M 300M 400M Fr e q u e n c y M ES M ES W AL B5 - 6 9 . 4 SH- 1 W AL B5 - 6 9 . 4 SH 500M [ Hz ] 600M 700M 800M 900M 1G
屏蔽设计技术
金属丝网屏蔽衬垫
门宜用 、，金 盖耐属 板用丝 的。钩 缝可织 隙用成 处于的 屏机管 蔽柜状 。，衬 机垫 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 缝用以 隙于防 处机尘 屏柜， 蔽，可 。机通 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