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摘 要：现阶段，伴随电子技术的不断进步与发展，电子设备的性能更加可靠，内部元器件等的密集程度愈来愈大，进行电磁干扰预防与控制的需求越来越突出。因此，进行必要的电磁屏蔽设计可以有效减弱或者消除外界磁场对其的干扰，以及不对环境中其他设备造成不允许的电磁干扰，最终提高结构件在电磁兼容中的屏蔽作用和性能。
关键词：电磁屏蔽；设计；应用
中图分类号：TN03 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）23-0248-01
1 引 言
狭义来说，电磁屏蔽是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播的方法，是一种过程控制的活动。生产实际中，屏蔽分为静电屏蔽、电磁屏蔽两种类型。其中，静电屏蔽，是排除或抑制静电场干扰的措施，主要用于防治静电场和恒定磁场的影响；电磁屏蔽则是在指定空间或区域来减弱、消除场强的措施，主要用于防止交变电场、交变磁场及交变电磁场的影响。本文主要论述一下后者——电磁屏蔽。在电磁屏蔽过程中，一种方式是通过屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来防止干扰电磁场向外扩散；另一种方式是通过屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来防止其受到外界电磁场影响。任何一种屏蔽体，主要是产生减弱干扰的功能。
2 屏蔽设计要点
通常，电磁屏蔽设计中，首先要针对电磁源进行分析，根据其不同特点进行电磁屏蔽方式的选择。例如：①适用于屏蔽高阻抗电场的情况：采用良导体（如铜、铝等材料）制成的实芯型屏蔽体，对电磁波各个频率的能量都有很大的反射衰减，其厚度一般由机械强度来决定，若要兼顾屏蔽磁场就得增大它的厚度。②适用于屏蔽低阻抗磁场的情况：采用铁、不锈钢等高导磁的屏蔽体，可以大大吸收、衰减电磁波的能量。③适用于屏蔽磁场、电场的情况：利用屏蔽体采用多层屏蔽的组合方式，兼顾成本和体量因素。④对于永久性通风孔、门窗等，采用波导衰减器的原理进行设计，用导电玻璃、金属丝网等屏蔽材料进行结构或装饰处理，可以得到一定的屏蔽效果。⑤为了避免电磁泄漏，屏蔽金属板的连接要紧密接触。永久性缝隙宜用连续对焊或搭接焊，不宜用点焊。当接缝采用卷边压接时，也宜每隔5cm点焊一次。当焊接难以密封或活动缝隙（如门窗等）时，可使用电磁密封衬垫。⑥屏蔽材料和结构，除达到一定的屏蔽效果外，还要考虑防腐特别是电化学腐蚀。⑦电缆的屏蔽效果除了与屏蔽形式有关外，还应正确选择电缆的敷设路径和接地方式。
3 电磁屏蔽产品的应用
在使用的应用中，对设计工程师而言采用电磁屏蔽用的吸波材料是一种有效降低电磁干扰的方法。针对不同的干扰源，在考虑安装尺寸及空间位置后选择最优的吸波材料，这样就能保证系统达到最佳屏蔽效果。比如说：①导电布的应用领域：可用于从事电子，电磁等高辐射工作的专业屏蔽工作服，屏蔽室专用屏蔽布；IT行业屏蔽件专用布，触屏手套，防辐射窗帘等。广泛應用于PDA掌上电脑、PDP等离子显示屏、LCD显示器、笔记本电脑、复印机等等各种电子产品内需电磁屏蔽的位置。②导电布衬垫应用领域：导电布衬垫适用于各种电子设备的电磁屏蔽，防静电（ESD）和接地等场合。可广泛应用于电子机箱、机壳、室内机箱、工业设计、笔记本电脑、移动通讯设备等等。③导电橡胶（胶条）的应用领域：导电橡胶应用于需要长期稳定的卓越电磁屏蔽以及高导电的部位。广泛应用于通讯设备、信息技术设备、医疗器械、工业电子设备市场。④STM贴片泡棉的应用领域：可高速表面组装，且具有适合的电气导电性与卓越的耐热性以及接地特性，拥有优良耐久性与信赖性的PCB接地用导电性弹性端子，当电气/电子机器受到外部冲击或掉落所产生的冲击，SMT贴片泡棉有着优异的吸收冲击特点，具有保护内部配件缓冲的作用。⑤导电硅胶应用领域：导电硅胶主要应用在通讯、电子、军工、安防、汽车行业，可广泛用于无线基站、直放站、滤波器、手机、掌上电脑、笔记本、汽车中控、摄像头、对讲机、安防器械等无线设备机壳上的电磁屏蔽。在铝合金等压铸件上使用有着更好的屏蔽效能。⑥导电涂料应用领域：吸波材料主要应用于通讯、电子、航天、军工、导航、医疗、环保和许多应用微波、高频的工业部门，广泛应用于电子数码产品、无线充电、RFID射频识别、移动通信设备，无线设备，办公自动化设备（个人计算机，TFTLCD等），音频/视频通信设备终端，数字交换机、柔性电路板、高速CPU芯片、图像处理器、振荡芯片、储存芯片、高速信号线速、屏蔽罩内壳、高速微处理器等。
4 影响屏蔽体屏蔽效能的因素分析
实践表明，影响屏蔽体屏蔽效能的有两个因素：一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的，另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。屏蔽体上有很多导电不连续点，最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏，如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料，消除不导电点。这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。在许多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器，似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。实际上这是不确切的。因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波，取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长远大于开口尺寸时，并不会产生明显的泄漏。
屏蔽体的屏蔽技能可用屏蔽系数或屏蔽衰减来表示。在空间防护区内，有屏蔽体存在时的场强（E0或H0）与无屏蔽体存在时的场强（E或H）的比值，即E0/H0或H0/H就称为屏蔽系数。屏蔽系数愈小，说明屏蔽效果愈好。屏蔽效果也可用屏蔽衰减来表示，屏蔽衰减代表干扰场强通过屏蔽体受到的衰减值。屏蔽衰减可由20lg■或20lg■求得-单位分贝（dB）。屏蔽衰减值越大，屏蔽效果越好。
5 结 语
随着新技术、新工艺及新设备不断出现，对电磁兼容性的相关设计技术也提出了一定要求。在实际设计过程中，设计者要充分地考虑电子系统或电子设备电磁兼容性问题，并通过相关技术改善系统的性能，为系统设备的安全运行提供良好保障。
信息时代，电子设备的进步要求越来越多的电磁产品具备电磁兼容（EMC）的特性，因此可以想象通讯产品、医疗设备、家用电器等领域的电磁屏蔽技术将得到更大范围的应用体现。在军工生产领域，防治信息泄露、增强电磁抗干扰显得格外重要，要保障环境对设备、设备对环境的相互影响。减少辐射干扰、消除电磁污染，最终实现电磁兼容、和谐共生。
参考文献
[1]（意）切洛齐，（意）阿兰欧，（意）洛瓦特，编著，郎为民，等译.电磁屏蔽原理与应用[M].机械工业出版社，2010，1.
[2]（意）Salvatore Celozzi Rodolfo Araneo.电磁屏蔽产品设计[M].机械工业出版社，2010，01.
[3]赵小平.电磁屏蔽在通讯产品结构设计中的应用[J].机电工程技术，2010，06.
[4]杨三玺.结构设计中的电磁屏蔽设计[J].机械管理开发，2015，30（8）：44～46.
收稿日期：2018-7-13
关键词：电磁屏蔽；设计；应用
中图分类号：TN03 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）23-0248-01
1 引 言
狭义来说，电磁屏蔽是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播的方法，是一种过程控制的活动。生产实际中，屏蔽分为静电屏蔽、电磁屏蔽两种类型。其中，静电屏蔽，是排除或抑制静电场干扰的措施，主要用于防治静电场和恒定磁场的影响；电磁屏蔽则是在指定空间或区域来减弱、消除场强的措施，主要用于防止交变电场、交变磁场及交变电磁场的影响。本文主要论述一下后者——电磁屏蔽。在电磁屏蔽过程中，一种方式是通过屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来防止干扰电磁场向外扩散；另一种方式是通过屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来防止其受到外界电磁场影响。任何一种屏蔽体，主要是产生减弱干扰的功能。
2 屏蔽设计要点
通常，电磁屏蔽设计中，首先要针对电磁源进行分析，根据其不同特点进行电磁屏蔽方式的选择。例如：①适用于屏蔽高阻抗电场的情况：采用良导体（如铜、铝等材料）制成的实芯型屏蔽体，对电磁波各个频率的能量都有很大的反射衰减，其厚度一般由机械强度来决定，若要兼顾屏蔽磁场就得增大它的厚度。②适用于屏蔽低阻抗磁场的情况：采用铁、不锈钢等高导磁的屏蔽体，可以大大吸收、衰减电磁波的能量。③适用于屏蔽磁场、电场的情况：利用屏蔽体采用多层屏蔽的组合方式，兼顾成本和体量因素。④对于永久性通风孔、门窗等，采用波导衰减器的原理进行设计，用导电玻璃、金属丝网等屏蔽材料进行结构或装饰处理，可以得到一定的屏蔽效果。⑤为了避免电磁泄漏，屏蔽金属板的连接要紧密接触。永久性缝隙宜用连续对焊或搭接焊，不宜用点焊。当接缝采用卷边压接时，也宜每隔5cm点焊一次。当焊接难以密封或活动缝隙（如门窗等）时，可使用电磁密封衬垫。⑥屏蔽材料和结构，除达到一定的屏蔽效果外，还要考虑防腐特别是电化学腐蚀。⑦电缆的屏蔽效果除了与屏蔽形式有关外，还应正确选择电缆的敷设路径和接地方式。
3 电磁屏蔽产品的应用
在使用的应用中，对设计工程师而言采用电磁屏蔽用的吸波材料是一种有效降低电磁干扰的方法。针对不同的干扰源，在考虑安装尺寸及空间位置后选择最优的吸波材料，这样就能保证系统达到最佳屏蔽效果。比如说：①导电布的应用领域：可用于从事电子，电磁等高辐射工作的专业屏蔽工作服，屏蔽室专用屏蔽布；IT行业屏蔽件专用布，触屏手套，防辐射窗帘等。广泛應用于PDA掌上电脑、PDP等离子显示屏、LCD显示器、笔记本电脑、复印机等等各种电子产品内需电磁屏蔽的位置。②导电布衬垫应用领域：导电布衬垫适用于各种电子设备的电磁屏蔽，防静电（ESD）和接地等场合。可广泛应用于电子机箱、机壳、室内机箱、工业设计、笔记本电脑、移动通讯设备等等。③导电橡胶（胶条）的应用领域：导电橡胶应用于需要长期稳定的卓越电磁屏蔽以及高导电的部位。广泛应用于通讯设备、信息技术设备、医疗器械、工业电子设备市场。④STM贴片泡棉的应用领域：可高速表面组装，且具有适合的电气导电性与卓越的耐热性以及接地特性，拥有优良耐久性与信赖性的PCB接地用导电性弹性端子，当电气/电子机器受到外部冲击或掉落所产生的冲击，SMT贴片泡棉有着优异的吸收冲击特点，具有保护内部配件缓冲的作用。⑤导电硅胶应用领域：导电硅胶主要应用在通讯、电子、军工、安防、汽车行业，可广泛用于无线基站、直放站、滤波器、手机、掌上电脑、笔记本、汽车中控、摄像头、对讲机、安防器械等无线设备机壳上的电磁屏蔽。在铝合金等压铸件上使用有着更好的屏蔽效能。⑥导电涂料应用领域：吸波材料主要应用于通讯、电子、航天、军工、导航、医疗、环保和许多应用微波、高频的工业部门，广泛应用于电子数码产品、无线充电、RFID射频识别、移动通信设备，无线设备，办公自动化设备（个人计算机，TFTLCD等），音频/视频通信设备终端，数字交换机、柔性电路板、高速CPU芯片、图像处理器、振荡芯片、储存芯片、高速信号线速、屏蔽罩内壳、高速微处理器等。
4 影响屏蔽体屏蔽效能的因素分析
实践表明，影响屏蔽体屏蔽效能的有两个因素：一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的，另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。屏蔽体上有很多导电不连续点，最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏，如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料，消除不导电点。这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。在许多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器，似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。实际上这是不确切的。因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波，取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长远大于开口尺寸时，并不会产生明显的泄漏。
屏蔽体的屏蔽技能可用屏蔽系数或屏蔽衰减来表示。在空间防护区内，有屏蔽体存在时的场强（E0或H0）与无屏蔽体存在时的场强（E或H）的比值，即E0/H0或H0/H就称为屏蔽系数。屏蔽系数愈小，说明屏蔽效果愈好。屏蔽效果也可用屏蔽衰减来表示，屏蔽衰减代表干扰场强通过屏蔽体受到的衰减值。屏蔽衰减可由20lg■或20lg■求得-单位分贝（dB）。屏蔽衰减值越大，屏蔽效果越好。
5 结 语
随着新技术、新工艺及新设备不断出现，对电磁兼容性的相关设计技术也提出了一定要求。在实际设计过程中，设计者要充分地考虑电子系统或电子设备电磁兼容性问题，并通过相关技术改善系统的性能，为系统设备的安全运行提供良好保障。
信息时代，电子设备的进步要求越来越多的电磁产品具备电磁兼容（EMC）的特性，因此可以想象通讯产品、医疗设备、家用电器等领域的电磁屏蔽技术将得到更大范围的应用体现。在军工生产领域，防治信息泄露、增强电磁抗干扰显得格外重要，要保障环境对设备、设备对环境的相互影响。减少辐射干扰、消除电磁污染，最终实现电磁兼容、和谐共生。
参考文献
[1]（意）切洛齐，（意）阿兰欧，（意）洛瓦特，编著，郎为民，等译.电磁屏蔽原理与应用[M].机械工业出版社，2010，1.
[2]（意）Salvatore Celozzi Rodolfo Araneo.电磁屏蔽产品设计[M].机械工业出版社，2010，01.
[3]赵小平.电磁屏蔽在通讯产品结构设计中的应用[J].机电工程技术，2010，06.
[4]杨三玺.结构设计中的电磁屏蔽设计[J].机械管理开发，2015，30（8）：44～46.
收稿日期：2018-7-13