1、屏蔽

　　电磁屏蔽的目的有两个：一个限制内部的辐射电磁能越出某一个区域；而是防止外来的辐射进入某一区域。即切断电磁波的传播途径。

　　电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一，绝大部分电磁兼容问题的最大好处是不会影响电路的工作。电磁屏蔽技术作为解决电磁兼容性问题的重点措施之一。

　　屏蔽按其机理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种。

　　需要注意的是，在实际工程中，通常将电磁场屏蔽与电场屏蔽合二为一。将屏蔽体接地即可实现电磁场屏蔽与电场屏蔽的统一。

　　1.1.1、电场屏蔽主要作用是防止静电场和低频交变电场的影响，消除两个设备或两个电路之间由于分布电容耦合所产生的影响。在结构设计中通常为两个设备或两个模块之间的电场屏蔽。

　　若屏蔽的为交流源，则频率在10kHz以下时采用电场屏蔽，高于10kHz时屏蔽效果将会变差。

　　需要注意的是在电场屏蔽中，最重要的一点是屏蔽壳体的接地质量。

　　在电场屏蔽的设计中，主要考虑以下三个方面的问题：

　　a、屏蔽板尽量靠近CPU等被屏蔽元件，并且屏蔽板必须可靠接地，其作用从理论上来看，屏蔽板相当于造就了分布电容，且越靠近被屏蔽元件其分布电容的容量越大，其屏蔽效果越好。

　　b、屏蔽板的形状对屏蔽效能的高低有明显影响，理论上全封闭的金属盒可以有最好的电场屏蔽效果。

　　c、屏蔽板的材料以良导体（铝、铜等）为好，屏蔽材料的厚度满足强度要求即可。

　　1.1.2、电磁场屏蔽的有效性是用屏蔽效能来度量。它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽体的屏蔽效能由两部分构成：吸收损耗和反射损耗。为了提高屏蔽材料的屏蔽效能，必须想办法提高吸收损耗和反射损耗。当电磁波入射到不同媒体的分界面时，就会发生反射，于是减小了继续传播电磁波的强度，于是构成反射损耗。

　　当电磁波在屏蔽材料中传播时，同样会产生损耗，于是构成吸收损耗。吸收损耗的计算公式：

　　A=20 1g(E0/E1)=20 lg(e^（t/δ）) dB

　　式中趋肤深度δ=0.066/(f μr σr)^0.5mm，f 单位为MHz。

　　表2 常用金属的趋肤深度表（单位为毫米）

　　从吸收损耗的公式可以得出以下结论：

　　a、屏蔽材料的吸收损耗和屏蔽材料的厚度、磁导率、电导率成正比；

　　b、屏蔽材料的吸收损耗和被屏蔽电磁波的频率成正比；

　　c、屏蔽材料的厚度每增加一个趋肤深度，吸收损耗增加约9dB。

　　反射损耗的因素：

　　电场反射损耗的计算公式：Re=322+10 lg σr/μr f^3 r^2

　　磁场反射损耗的计算公式：Rn=322+10 lgμr f^3 r^2/μr

　　式中：f 为入射电磁波的频率；

　　σr为相对电导率；

　　μr为相对磁导率。

　　从上述理论的综合屏蔽效能来看，在低频段，由于趋肤深度很大，屏蔽效能主要取决于反射损耗。在高频段，随着频率的升高，电磁波的反射损耗减小，吸收损耗增加，屏蔽效能主要由吸收损耗决定。

　　实际工程案例：

　　如果需要对一个机箱做电场屏蔽和电磁场屏蔽，需要做哪些措施？

　　1、屏蔽体的材料选择。

　　铜虽然导电性好，但是密度较大，不适合做屏蔽机箱。铝具有很高的比强度，同时导电性能也非常好，通过用来做屏蔽机箱。如果对屏蔽效能要求不高，亦可采用其他材料比如镀锌钢板。

　　2、良好接地。通常是通过接地柱接到大地的方式。接地柱示意图如下：

　　需要注意的是，此接地柱仅为电场屏蔽接地用。如果有信号地及其他地需要连接，壳体内部亦应该采用焊片良好接地。焊片材料一般为黄铜H-62。

　　另外，壳体与焊片之间保持良好导电连接，严禁做任何非导电涂覆。

　　3、屏蔽体的缝隙和开孔处理。

　　典型值：λ/20。λ为频段中最高频率电磁波波长。

　　缝隙的长度和开孔的直径应小于λ/20，最好小于λ/100。

　　通风孔直径采用小圆孔，典型值Φ3。Φ3孔阵的打孔金属板在1GHz时，屏蔽效能在20dB左右。

　　缝隙处理。机箱至少是两个零件的组合体，盒体和盖板。而盒体和盖板之间一般情况下需要经常拆卸，不可能用焊接完全密封。要取得良好的屏蔽效能，必须使盒体和盖板间的接触电阻减至最小。

　　通常做法是：

　　a、控制盒体和盖板之间接合面的粗糙度，以3.2及以下为宜。

　　b、盒体和盖板做表面处理时严禁做非导电处理，比如应该对铝材进行导电氧化而不是硫酸阳极化。

　　c、控制固定盒体和盖板之间的螺钉间隙，以30-40为宜，尽量不超过50。

　　d、盒体和盖板在装配后一起进行涂覆处理，以保护接合面的导电接触。

　　e、增加接缝深度,典型值9。示意图如下：

　　f、如需更高要求，则需在接合面之间安装导电屏蔽衬垫（见后面表3）。

　　g、采用双层盖板屏蔽可以达到非常高的屏蔽效果，但由于结构复杂，成本较高，一般不采用。

　　开孔处理。机箱内设备功率较大时，通常需要布置通风孔，进行通风散热。

　　通常做法为：

　　a、在不影响散热的情况下，通风孔应尽量小（典型值Φ3）。

　　b、通风孔位置应尽量远离干扰源。

　　4、显示窗和屏的处理。

　　5、按键的处理，示意图如下：

　　6、控制轴的处理。比如旋钮等。

　　控制轴采用非金属轴和加截止波导管处理。