金属屏蔽罩与EMC

yungshun

屏蔽罩上的开孔主要是为了散热和生产SMT过炉时使屏蔽框内的器件受热均匀（后者只针对屏蔽盖和屏蔽罩一体的情况）；但是屏蔽罩开孔带来了另外一个问题是整机的屏蔽效果变差，引起EMC问题

[/table]1）  无开孔屏蔽罩的屏蔽效果

屏蔽罩的屏蔽效果可以以下面的表达式表达

SE=A+R+B

其中

SE为屏蔽效率，单位为dB

A为屏蔽盖吸收损耗

R为反射损耗

B为校准因子，单位dB(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况)

一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一，即SE等于20dB；而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一，即SE要等于100dB。

吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量，吸收损耗计算式为

AdB=1.314(f×σ×μ)12×t 其中 f：频率(MHz) μ：铜的导磁率 σ：铜的导电率 t：屏蔽罩厚度 反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。对于杆状或直线形发射天线而言，离波源越近波阻越高，然后随着与波源距离的增加而下降，但平面波阻则无变化(恒为377)。相反，如果波源是一个小型线圈，则此时将以磁场为主，离波源越近波阻越低。波阻随着与波源距离的增加而增加，但当距离超过波长的六分之一时，波阻不再变化，恒定在377处。 反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化，因此它不仅取决于波的类型，而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。这种情况适用于小型带屏蔽的设备。 近场反射损耗可按下式计算 R(电)dB=321.8-(20×lg r)-(30×lg f)-[10×lg(μσ)] R(磁)dB=14.6+(20×lg r)+(10×lg f)+[10×lg(μσ)] 其中 r：波源与屏蔽之间的距离。 校正因子B，其计算公式为 [table=100%,#ffffff]B=20lg[-exp(-2tσ)]

此式仅适用于近磁场环境并且吸收损耗小于10dB的情况。由于屏蔽物吸收效率不高，其内部的再反射会使穿过屏蔽层另一面的能量增加，所以校正因子是个负数，表示屏蔽效率的下降情况。

2）  屏蔽罩开孔

SEdB=A+B-C

A=20[logλ/(2L)]

B=[30t/L  t≥L]

C=[10log n  A≤π(λ/2)2]

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0dB。通常RF发射频率越高衰减越严重，因为它的波长越短。当涉及到最高频率时，必须要考虑可能会出现的任何谐波，不过实际上只需考虑一次及二次谐波即可。一旦知道了屏蔽罩内RF辐射的频率及强度，就可计算出屏蔽罩的最大允许缝隙和沟槽。例如如果需要对1GHz(波长为300mm)的辐射衰减26dB,则150mm的缝隙将会开始产生衰减，因此当存在小于150mm的缝隙时，1GHz辐射就会被衰减。所以对1GHz频率来讲，若需要衰减20dB，则缝隙应小于15 mm(150mm的110)，需要衰减26dB时，缝隙应小于7.5 mm(15mm的12以上)，需要衰减32dB时，缝隙应小于3.75 mm(7.5mm的12以上)。可采用合适的导电衬垫使缝隙大小限定在规定尺寸内，从而实现这种衰减效果。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

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