現(xiàn)代電磁屏蔽設計技術

電磁屏蔽技術是電磁兼容技術的一個重要組成部分，是抑制輻射干擾的最有效手段。在當前電磁頻譜日趨密集，單位體積內電磁功率密度急劇增加，高低電平器件或設備大量混合使用等因素而導致系統(tǒng)電磁環(huán)境日益惡化的情況下，其重要性就顯得更為突出。
本章將從工程設計人員的角度出發(fā)，本著“設備所要滿足的標準→屏蔽設計所要達到的屏效指標→屏蔽原理及分類→屏蔽要素及控制→屏效指標確定→屏蔽設計方法→屏蔽材料特性及應用→工程屏蔽設計”的思路，并盡量結合工程實例，來講述現(xiàn)代電磁屏蔽設計技術。

1、?電磁輻射相關標準與所要求的屏效

1.1 軍用標準及所要求的屏效
衡量設備是否達到電磁兼容的要求，其主要手段是確定設備是否滿足相應的電磁兼容標準。與電磁輻射發(fā)射與敏感度相關的軍用電磁兼容標準為：
GJB151A(151)/152A(152)—97(86) 軍用分系統(tǒng)或設備電磁發(fā)射與敏感度要求（測試方法）。根據軍方的要求，98年以后新簽的裝備按GJB151A/152A執(zhí)行，98以前簽訂的裝備按GJB151/152執(zhí)行。
GJB151A/152A在GJB151/152的基礎上，等效采用了MIL—STD—461D/462D，與GJB151/152相比，在測試項目、頻率范圍、測試環(huán)境、測試方法等方面均發(fā)生了較大的變化。
表1.1給出了GJB151A/152A與GJB151/152的比較。兩個標準中，與屏蔽有直接關系的測試項目如表1.2所示，表1.3給出的GJB151A的測試要求。

表1.1 GJB 151A,152A與GJB151，152之比較
GJB151,152?GJB151A,152A?備注
要 求?說?? 明?要 求?說? 明?
CE01?25Hz-15kHz電源線和互連線的傳導發(fā)射?CE101?25Hz-10kHz電源線傳導發(fā)射，120-76dBμA；潛艇：95-76 dBμA?
CE03?0.015-50MHz電源線和互連線傳導發(fā)射?CE102?10kHz-10MHz電源線傳導發(fā)射，94-60dBμA；利用50ΩμHLISN?
CE06?10kHz-26GHz天線端子的傳導發(fā)射?CE106?10kHz-40MHz天線端子傳導發(fā)射，-80dB，接收機：34dBμV?
CE07?電源線尖峰信號(時域)的傳導發(fā)射?CE107?電源線尖峰信號(時域)的傳導發(fā)射，交流，±50%；交流+50%，-150% ?
CS01?25Hz-50kHz電源線的傳導敏感度?CS101?25Hz-50kHz電源線傳導敏感，2或7V，80W通過0.5Ω負載?
CS02?0.05-400MHz電源線的傳導敏感度???取消
CS03?15kHz-10GHz互調制(雙信號)?CS103?15kHz-10GHz天線端子互調傳導敏感度，由產品規(guī)范規(guī)定?
CS04?25Hz-20GHz無用信號的抑制?CS104?25Hz-20GHz天線端子無用信號抑制傳導敏感度，由產品規(guī)范規(guī)定?
CS05?25Hz-20GHz交叉調制?CS105?25Hz-20GHz天線端子交調傳導敏感度，由產品規(guī)范規(guī)定?
CS06?電源線尖峰信號的傳導敏感度?CS106?電源線尖峰信號傳導敏感度E=100-400V，t=0.15-10μS?保留
CS07?靜噪抑制線路的傳導敏感度???取消
CS09?50Hz-100kHz殼體電流的傳導敏感度?CS109?50Hz-100kHz殼體電流傳導敏感度，120-60dBμA?
??CS114?10kHz-400MHz電纜束注入傳導敏感度，40-110dBμA,集束注入?新增
??CS115?電纜束注入脈沖激勵傳導敏感度，TR=2ns，TD=30ns，PRF=30Hz,5A?新增
??CS116?10kHz-100MHz電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導敏感度，0.1-5A?新增
RE01?25Hz-50kHz 磁場輻射發(fā)射?RE101?25Hz-100kHz磁場輻射發(fā)射，180-110dBpT，7cm或146-76dBpT，50cm?
RE02?14kHz-10GHz電場輻射發(fā)射?RE102?10kHz-18GHz電場輻射發(fā)射，2-100MHz；62-24dBμV/m；18GHz，69dBμV?
RE03?諧波和亂真輻射發(fā)射?RE103?10kHz-40GHz天線諧波和亂真輸出輻射發(fā)射，80dB?
RS01?25Hz-50kHz磁場輻射敏感度?RS101?25Hz-100kHz磁場輻射敏感度，175-90dBpT?
RS02?尖峰信號和電源頻率的磁感應場輻射敏感度???取消
RS03?14kHz-40GHz電場輻射敏感發(fā)射?RS103?10kHz-40GHz電場輻射敏感度，5-200V/m，1kHz方波調制?
??RS105?瞬變電磁場輻射敏感度，可用GTEM，TEM Cell?新增
UM03?戰(zhàn)術和專用車輛及機動設備輻射發(fā)射???取消
UM04?油機發(fā)電機及相應的附件，不間斷的供電設備及移動式電源的傳導發(fā)射，輻射發(fā)射及敏感度???取消
UM05?民用電氣及機電設備的傳導和輻射發(fā)射???取消
UM06?民用汽車???取消

表1.2
GJB151A/152A?RE101?RE102?RS101??RS103?RS105
GJB151/152?RE01?RE02?RS01?RS02?RS03?

從表1.3中可以看出，RE102和RS103是各類設備必做的測試項目，(RE02和RS03也是GJB151所要求必做的測試項目)。在實際工程中，RE02(RE102)是最難通過的項目，我們以要求最高的陸軍用設備的RE02(RE102)為例子說明其屏效的指標要求。