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电磁屏蔽室的设计方法探讨
作者：易先堂 李辉 韩军献
来源：《中国科技博览》2015年第27期
[摘 要]本文介绍了电磁屏蔽室屏蔽的基本原理和电磁屏蔽效能和屏蔽材料，分析了影响屏蔽室屏蔽效能的因素，并在此基础上指出构造电磁屏蔽室的设计要点，旨在为研究电磁屏蔽室的建筑设计提供技术参考。
[关键词]电磁屏蔽；屏蔽效能；屏蔽室
中图分类号：TN03 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0287-01 1 引言
电子设备工作时，常常会受到来自自身和其他设备的各种电磁干扰，同时电子设备也会对其它正在工作的电子设备产生一定的电磁干扰。每个电子设备所接受的电磁干扰有一定的允许范围，若干扰值超过了这个允许范围，设备的正常工作就会受到影响。电磁环境的污染随着电子产品的广泛应用变得愈发严重，相应的对电子产品的电磁兼容的设计标准也越来越高，而抑制辐射干扰的最重要手段之一就是电磁屏蔽，电磁屏蔽也成为解决电磁兼容问题最有效的方法。
2 电磁屏蔽屏蔽室 2.1 屏蔽原理
任何一种电子设备在其正常工作时，都会产生具有一定强度的电磁波，这一电磁波可能会被专用的监听设备接收到，以窃取电子设备的工作内容，也有可能干扰其它电子设备的正常工作。与此同时，为了保证电子设备能够正常工作，其工作环境的电磁波也需要控制在一定强度以内。
屏蔽是指利用金属网或者金属板体制成的六面体，在空间范围内将环境中的电磁波限制住，这样电磁场的能量从一面辐射到另一面时，就会大大受到衰减。屏蔽室正是充分利用了屏蔽的原理，屏蔽室是一个六面体房间，它用金属材料制成的，入射电磁波经过金属板或者金属网以后，会发生板内反射损耗、界面反射损耗和吸收损耗，大大减弱了电磁波的辐射能量，从而发挥了屏蔽室的屏蔽作用[1]。 2.2 电磁屏蔽效能
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屏蔽室的屏蔽性能以屏蔽效能SE来进行考量。在进行屏蔽效能的计算时，首先应确定电磁屏蔽，也就是对电磁波产生衰减的作用，屏蔽效能用来度量这一作用的大小，单位为dB，计算公式如下：
SE=20*lg（El/E2）或 （1） SE=20*lg（H1/H2） （2）
（1）式中E1和E2分别为屏蔽前和屏蔽后的电场强度；（2）式中H1和H2分别为屏蔽前和屏蔽后的磁场强度[2]。又因为屏蔽效能包括三部分：吸收损耗、反射损耗和多次反射损耗，所以有
SE=20*lgA+20*lgB+30*lgR （3）
（3）式中，A、B和R分别为吸收损耗、反射损耗和多次反射损耗。
将计算出来的屏蔽效能SE与预期设计相比较，看屏蔽效能SE和预留的安全余量都是否满足设计要求。如果有一项不达标，就要展开具体分析，找到不满足要求的原因，想办法加以改进，直到二者都满足设计要求为止。 2.3 影响屏蔽室屏蔽效能的因素
为了方便工作人员和设备工作，六面密闭的屏蔽室要有方便人员和设备进出的屏蔽门，同时还要保证屏蔽室内具有良好的通风、设备工作所需的电源，信号进出通道和必要的室内装修，以确保工作人员和设备在屏蔽室内能够正常工作。因此，可以归纳总结出影响屏蔽室屏蔽效能的因素，具体包括：屏蔽门、屏蔽窗、通风窗、电源线的滤波处理、信号线的屏蔽处理、和屏蔽室所用材料，以及屏蔽材料的接缝处理等[3]。 2.4 屏蔽材料
当采用金属板作为屏蔽材料时，屏蔽效果可以用下面的式子来表达： At=8.68*t/δ+20*lg{（Z0+Z3）2/4*Z0**ZS } （4）
其中，t金属板的厚度，δ为金属板材料的磁导率，由（4）式可知，在已知金属板的厚度t和金属板材料的磁导率δ时，便可计算在不同场源、不同频率和不同距离的屏蔽效果。在设计应用中，为了满足电子设备电磁兼容性的要求， 常常采用铜板（箔）、铝板（箔）、金属镀层、钢板或导电涂层这些具有高导电和高导磁特性的金属材料作为屏蔽材料。目前，对于民用产品的电磁兼容性的要求也越来越严格化，所以很多民用产品的生产厂家，会采用在产品的塑料机箱上镀铜或镍这一方法来实现屏蔽。
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3 构造电磁屏蔽室的设计要点 3.1屏蔽壳体
电磁屏蔽室壳体的主要包括：六个面的屏蔽材料、支撑龙骨和材料之间的连接三个部分[4]。
3.2 壳体结构
屏蔽室的底层部分是地梁，屏蔽壳体焊接在地梁上面。整个屏蔽壳体是焊接成的具有良好刚性的网架结构，网架结构与地面要进行绝缘处理。屏蔽壳体的顶部和墙体选料采用矩形管和槽钢，他们和地面一起构成了屏蔽室的龙骨。下面对龙骨做一下详细设计： 1.地面龙骨
将5mm厚的绝缘块铺设在基建地面上，再将50×30×2矩形管制成地梁铺设在绝缘块上面，地梁之间的间距为417mm* 500 mm，矩形管要间断续焊，焊缝长与间距为300*15，确保地梁固定牢固，同时还要保证地梁铺设平整。 2.墙面龙骨
选用5号槽钢制成作为主龙骨的竖柱，选用30*50*2的矩形管制成作为副龙骨的横档，矩形管要间断续焊，焊缝长与间距为300*15，确保墙面龙骨牢固； 3.顶部龙骨
选用30*50*2的矩形管制成主龙骨，矩形管要间断续焊，焊缝长与间距为300*15，确保顶部龙骨牢固。
3.3 屏蔽门窗及其各处连接节点 1.门
屏蔽门采用木质门外包铜皮的方式，先将0.3mm厚的紫铜片作为门扇边梃与木质门外包铜皮焊接在一起，再用铜铰链将门扇与边框紧密连接，同时还要用具有良好导电性和弹性的铍铜制成的指形簧片收边，确保墙体中屏蔽网与门框紧密地连接成为一个整体[4]。 2.窗