第五章 孔縫泄漏的抑制措施

1. 孔縫泄漏的概论
　实际的屏蔽体由于制造、装配、维修、散热及观察要求，其上一般都开有形状各异、尺寸不同的孔缝，这些孔缝对于屏蔽体的屏效起着重要的影响作用，因此必须采取措施来抑制孔缝的电磁泄漏。图1 是一个典型的机箱，由图可见一般机箱装配面处的接缝、通风冷却孔、观察窗口和器件调谐孔等等。一般来说，孔缝泄漏量的大小主要取决于孔的面积、孔截面上的最大线性尺寸、频率及孔的深度。
2.孔缝电磁泄漏的抑制措施：
（1） 装配面处接缝泄漏的抑制
A. 增加缝隙深度t
　　根据电磁场理论，具有一定深度的缝隙均可看作波导，而波导在一定条件下可以对在其内部传播的电磁波进行衰减，深度t 越深，衰减越多，图1 给出了增加缝隙深度的两种结构。
B.增加装配面处构件的刚度
刚度增加，缝隙的长度必须减少，泄漏量也相应减小。
C.装配面处加入导电衬垫
　　一般的导电衬垫分为编织金属丝线，硬度较低易于塑性变形的软金属(铜、铅等),包裹金属层的橡胶条，导电橡胶及梳形簧片接触指状物。图3 给出了一些衬垫的典型安装结构，其中(a)、(b)为薄板材料制成的屏蔽盒安装衬垫的结构，(c)为厚板材料屏蔽盒的结构，(d)为梳形簧片的安装结构。
（2） 通风冷却孔泄漏的抑制
A 覆盖金属丝网
　　将金属丝网覆盖在大面积的通风孔上，能显著地防止电磁泄露。金属丝网结构简单，成本低，通风量较大，适用于屏蔽要求不太高的场合。金属丝网的屏蔽性能与网丝直径、网孔疏密程度、网丝交点处的焊接质量及网丝材料的导电率有关。图1 所示的是各种不同规格和材料的金属网在近区主要为磁场时的屏效。由图所示，在频率高与70MHz 以后，屏效开始下降，因而金属网不适用于数百兆赫兹以上的高频情况。
金属丝网覆盖在通风孔上的结构有两种形式：
一种是把金属丝网覆盖在通风孔上后，周边用钎焊与屏蔽体壁面连接在一起，这种方法可以使金属丝网与屏蔽体之间有良好的电接触，但工艺复杂，且易破坏周边的保护镀层。另一种是用环形压圈通过紧固螺钉把金属网安装在屏蔽体的通风孔上，见图3 所示。在安装之前，应把配合面上的绝缘涂层、氧化层、油垢等不良导电物质清除干净，并应安装足够数量的螺钉以获得连续的接触，这种安装方式，只要在结构和工艺上仔细考虑，亦可在安装面上取得良好的电接触。
B 穿孔金属
　　一般而言，孔洞尺寸愈大，电磁泄露也就愈大，屏蔽愈差，为了提高屏蔽效能，可在满足屏蔽体通风量要求的条件下，以多个小孔代替大孔（显然应为小圆孔），这就需要采用穿孔金属板。穿孔金属板通常有两种结构形式。一种直接在机箱或屏蔽体上打孔；一种是单独制成穿孔金属板，然后安装到机箱的通风孔上。穿孔金属板与金属丝网相比，它由于不存在金属丝网的网栅交点接触不稳定的缺陷，其屏蔽性能比较稳定。
C 截止波导通风孔
　　金属丝网和穿孔金属板在频率大于100MHz 时，其屏效将大为降低。尤其是当孔眼尺寸不是远小于波长甚至接近于波长时，其泄露将更为严重。因为在甚高频段，设计一种既能满足通风散热要求，又能满足电磁兼容性要求的通风孔结构，显得尤其重要。由电磁理论可知，波导对于在其内部传播的电磁波，起着高通滤波器的作用，高于截止频率的电磁波才能通过，基于上述理论，就出现了截止波导通风孔阵，它与金属丝网和穿孔金属板相比，具有如下优点：
** 工作频带宽，即使在微波波段也有较高的屏效。
** 对空气的阻力小，风压损失小。
** 机械强度高，工作稳定可靠。
    其缺点是制造工艺复杂、体积大、制造成本高。
（3） 观察窗口泄漏的抑制
    电子设备的观察窗口包括指示灯、表头面板、数字显示器及CRT(阴极射线管)等，这一类孔洞的电磁泄漏往往最大，因此必须加以电磁屏蔽。可供选择的方案包括：
** 使用波导衰减器；
** 使用金属丝网或带有金属丝网的玻璃夹层板；
** 对重要的器件进行屏蔽，对进入器件的所有导线滤波；
** 使用导电玻璃。
其中后三项是对表头、CRT 等大洞进行电磁泄漏抑制的主要措施。典型的屏蔽金属丝网将使光线损失（15-20）%以上，从而导致表头读数困难。如被屏蔽的装置本身带有刻度（如示波器的方格），屏蔽网可能扰乱图象的分格，导电玻璃（镀银或氧化铜铟）也会使光射的透射有所损失。覆盖金属丝网的窗口屏效均优于导电玻璃,同时随着频率的升高优势愈来愈大。因此在甚高频和微波波段宜选用金属丝网。
（4） 器件调谐孔泄漏的抑制
机箱内需要调控的元件（如可变电容器、可变电感器、电位器等）常用调谐轴伸出面板外，此时调谐轴与调谐孔之间所存在间隙，同样会产生较大的电磁泄漏。抑制调谐孔电磁泄漏的有效措施是采用截止波导结构（只能采用圆波导），此时调谐轴必须用绝缘材料制成。在圆波导内放入绝缘介质后的截止频率为式中，D 为孔的直径（cm）,Er 为绝缘材料的相对介电常数。