电磁屏蔽技术在防止电磁泄漏方面起着至关重要的作用。
然而,屏蔽体上的孔洞是导致电磁泄漏的主要因素之一。
孔洞产生的电磁泄漏与电磁波的频率、种类以及辐射源与孔洞的距离等因素密切相关。
要估算孔洞对电磁泄漏的影响,可以通过一系列计算公式进行。
在远场区中,电磁泄漏强度SE可以通过公式SE=100-20lgL-20lgf+20lg(1+2.3lg(L/H))来估算。
其中,L代表缝隙的长度(mm),H代表缝隙的宽度(mm),f代表入射电磁波的频率(MHz)。
若缝隙长度L大于等于波长λ除以2,则SE=0 dB,意味着孔洞完全泄漏。
在近场区,辐射源的特性对孔洞泄漏的影响更为显著。
对于电场辐射源,泄漏强度SE可以通过公式SE=48+20lgZC-20lgLf+20lg(1+2.3lg(L/H))计算,其中ZC为辐射源电路的阻抗(Ω),D为孔洞到辐射源的距离(m)。
对于磁场辐射源,泄漏强度SE通过公式SE=20lg(πD/L)+20lg(1+2.3lg(L/H))计算,与频率f无关。
值得注意的是,在近场区域,磁场辐射源的屏蔽效能与电磁波的频率无关。
因此,即便辐射源的频率较低,仍需充分考虑其对屏蔽效能的影响,以免掉以轻心。
磁场辐射源假设为纯磁场源,计算结果是针对最坏条件下的保守估计。
对于磁场源,孔洞泄漏的大小与孔洞到辐射源的距离密切相关,距离越近,泄漏越大。
在设计过程中,应特别注意避免将磁场辐射源置于孔洞附近,以减少泄漏。
当多个尺寸相同的孔洞排列在一起,且相距较近(小于1/2)时,屏蔽效能会下降10lgN(N为孔洞数量)。
不同面上的孔洞不会增加泄漏,因为它们的辐射方向不同。
这一特点在设计中可以用于避免某一面上的辐射过强。
屏蔽外壳的打散热孔孔径大小与EMC要求之间有何量化关系?如果是缝隙呢?缝隙的长和宽有类似要求?
前,对元件的性能要求是散热性与抗电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI)要兼而顾之。
当然,最有效的散热方法是对流。
为了对电磁干扰/射频干扰进行屏蔽,可以选用编织、多孔、粘结及蜂窝等通风屏蔽材料。
但由于这些材料的特性不同,因而实际屏蔽效果也大不一样。
例如,当选用对流散热方式时,就得在屏蔽层开孔,这将降低元件的屏蔽效果。
因此,在选择通风屏蔽材料时,应该确定孔径阵列的屏蔽效果。
综合考虑材料厚度、孔径大小及孔的数量,可得到以下屏蔽效果方程:SEdB=20[logλ/(2L)](A)+[30t/Lt≥L](B)-[10log nA≤π(λ/2)2](C)式中:L=沟槽长度,米; L≥W(宽), 且L》t;t=厚度,米;λ=波长,米;n=半径λ/2的圆形区域内孔隙的数量对于较薄的屏蔽材料,如果知道其沟槽长度L,就可根据要求给定的衰减求出孔径大小。
一般来说,孔径应小于L=λ/50。
当频率f=1000MHz(高速数字设备的正常频率),为了获得允许的衰减值,孔径不应超过6mm。
对于只开一孔的、沟槽长度为L的薄屏蔽材料层,从该方程的A部分就可求出开孔降低的屏蔽效果。
注意当孔径接近λ/2(截止频率,FCO)时,孔径衰减接近OdB。
该方程的B部分表明,屏蔽效果与屏蔽材料的厚度成正比;而该方程的C部分则给出了同径多孔屏蔽层的屏蔽效果。
随着工作频率的增加,孔径必须越来越小。
通风面板常常是密封层中最大的开孔之一,因此,通风面板材料的种类以及通风面板与密封层的结合方式将决定最终的屏蔽效果
电磁脉冲防护方法
电磁脉冲防护措施与雷电防护手段相似,基础策略包括使用金属屏蔽。
例如,9.5毫米厚的钢板或4毫米厚的铜板可提供极高的防护性能。
然而,由于检修门、电缆接口和开关等地方存在开口,屏蔽效果会受到影响。
这时,需要使用衬垫填充这些缝隙以增强防护。
如果必须开孔通风,应采用蜂窝状隔板、多孔金属板或金属丝网屏栅,将大孔细分为众多小孔,并确保它们之间紧密连接以确保最佳屏蔽效果。
电缆的保护同样关键,推荐使用导电固体材料,如管道,以提供整体防护。
合适的接地线路在降低设备易损性方面也起着重要作用。
对于低数据传输率的情况,滤波技术可以有效抑制瞬时电磁脉冲。
若仅靠滤波不够,可能需要使用防护抑制器,如齐纳二极管,以进一步降低电磁脉冲的水平。
在国外,对于指挥通信系统,防电磁脉冲的具体措施更为精细:选择抗电磁干扰的元器件,如电子管;在连接器上安装滤波器;使用外部防护元件保护预包装电路,如集成电路;使用引线防护装置;使用分离滤波器限制耦合频率的范围;采用自动增益控制和增益限制技术;运用特种滤波器;利用电路隔离技术防止电瞬变;强调屏蔽和接地措施;重新设计子系统;并能检测并拒绝因电磁脉冲干扰导致的数据错误。
扩展资料
EMP-(electromagnetic pulses)电磁脉冲由核爆炸和非核电磁脉冲弹(高功率微波弹)爆炸而产生。
核爆炸产生的电磁脉冲称为核电磁脉冲,任何在地面以上爆炸的核武器都会产生电磁脉冲,能量大约占核爆炸总能量的百万分之一,频率从几百赫到几兆赫。
非核电磁脉冲弹则利用炸药爆炸或化学燃料燃烧产生的能量,通过微波器件转换成高功率微波辐射能,能发射峰值功率在吉瓦以上、频率为1吉赫~300吉赫的脉冲微波束,在裸露的导电体(例如裸露的电线、印刷电路板的印制线)上急剧产生数千伏的瞬变电压,对大量电子设备造成无法挽回的损坏。