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摘要：随着信息技术以及通信技术在电气化以及自动化中的应用不断深入，其水平不断提高，大量通信设备产生，尤其在军工、医疗卫生、电力、土地资源等领域通信设备得到广泛应用。由于当今复杂多变的电磁环境，导致电磁设备面临电磁兼容的问题，需要加强相关研究与设计。电磁兼容设计在电子设备开发中占据着重要位置，电磁兼容性直接影响着结构设计。本文就结构设计中电磁兼容展开研究分析。
关键词：结构设计；电磁兼容；电子设备
引言
电磁兼容性实际上就是电子线路、设备、系统在运行过程中，不会彼此产生影响，从电磁角度来讲，就是具有相容性的一种状态。伴随电子设备的大量普及，电磁干扰问题成为人们在应用电子设备过程中广泛关注的问题。
1电磁兼容技术介绍
1.1电磁兼容技术的发展
1833年以法拉第的多次试验为基础，电磁感应定律被成功提出；1864年，英国物理学家麦克思维成功建立“麦克斯韦方程组”，同时提出电磁波存在的可能性；1888年，德国物理学家赫兹经过大量试验全面证实电磁波的确存在。19世纪对于电磁干扰现象的记录是世界上首例有关电磁干扰的数据案例，通过“单线电报间的串扰”发现了电磁干扰现象。1881年希维塞德撰写的“论干扰”一文对于电磁兼容技术的研究奠定了坚实基础。1889年英国邮电部门针对于通信过程中的干扰现象进行深度剖析，并且在美国的科技杂志上发表有关电磁感应的文章。上世纪六十年代大规模集成电路技术的产生带领人们走入信息时代，然而电磁干扰问题依然没有得到有效缓解，并且呈现出愈演愈烈的状况。
1.2电磁兼容技术的内容
具体体现两方面内容：一是在预定电磁环境内，设备、分系统以及系统运行过程中不会由于电磁干扰出现损害或者降级；二是电磁干扰在环境可接受范围内。电磁兼容技术的研究重点从电磁干扰中的干扰源、耦合途径以及敏感设备三方面开展深入剖析。电磁兼容技术的研究具体包括，电磁干扰的产生原理、电磁干扰源的特点；电磁干扰的传播途径、怎样将传播通道切断、敏感设备对于干扰产生的变化、抗干扰能力的提升等。
2结构设计中电磁兼容分析
2.1良好接地
接地可以在很大程度阻碍甚至是消除电子设备的电磁干扰源，电子系统的接地质量对设备的电磁屏蔽性能有着直接性影响。不论设备是否和地面之间保持着正常的连接状态，但凡有回路和基准点位等供给设备电源和信号电流，就都可以称之为接地。如果屏蔽体在经过输电线路和基准地得以有效连接，为了确保连接的稳定性和良好的屏蔽能力，应该保证输电线路的横截面和接触面都维持比较大，这时，长度应该比较短，从而避免对线路的感抗。因为金属编织线相对于单芯接地线等其他输电导线的屏蔽更具独特性和优势，所以，可以选择其作为接地线。为了保证接地安全与质量，还应该充分考虑接地线的耐腐蚀能力，使用铜螺柱和螺母，确保接地导线连接足够牢固。然而，在实际操作过程中，为了保障电子设备可以与地面之间实现有效连接，还应充分考虑以下因素：应确保电力设备由于静电感应等所形成的电荷可以及时得到释放，避免感应电荷产生太高的电压，从而导致设备在内部产生放点，进而影响设备的正常运行，甚至是威胁到设备的稳定与安全。对此，需要采取科学合理的措施，确保操作人员和相关的设施设备足够安全、可靠，防止由于雷击等各种自然和非自然因素受到严重损害。
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2.2电磁屏蔽技术
通过采取电磁屏蔽的方式可以有效抑制电磁干扰，针对于电磁干扰可以使用导电材料或者导磁材料进行制作屏蔽体。电磁屏蔽技术可以实现两方面效果：一是实现干扰源和屏蔽体耦合，起到避免干扰源能量泄露的目的；二是避免外来干扰成功进入某区域。
2.3接缝处理
因为屏蔽体一般都是通过大量板材加工等进一步生产的，而且主要是以焊接、铆接、螺钉连接等形式，实现有效连接的。也正是如此，在进行连接时，因为接触面不够平整，或因为焊接人员的大意，以及焊接过于粗糙等，导致连接为主出现缝隙。但是，在实际工作过程中，屏蔽体的组合连接造成的缝隙，将会直接影响屏蔽的整体性与坚固性。所以，为了确保屏蔽体能够将其效力充分发挥出来，促使其得意正常运转，必须使每个接缝都电磁密封，保证设备的电接触水平。
2.4电磁吸收技术
吸收材料对于微波辐射、射频辐射具有较好的吸收效果。微波吸收技术具体操作方式为：一是将吸收材料与罩体互相贴附，达到吸收辐射电磁波的效果；二是将吸收材料与屏蔽材料罩体相贴附，实现降低射频电磁波透射的效果。
2.5滤波技术
滤波技术不仅可以有效防止电子设备传导干扰，还可以在很大程度上提高电子设备的抗传导干扰能力。电磁干扰滤波器能够直接减小传导干扰电平，合理利用阻抗失配原理，促使电磁干扰信号被衰减。滤波器的安装直接影响着其性能，因此在使用的时候，应注意：其一，滤波器金属壳与机箱壳处于良好面进行接触，而且地线连接良好；其二，滤波器输出线和输入线之间应该保持一定的距离，不能并行，防止滤波器的效能受到影响；其三，滤波器的连接线最好选择双绞线，其能够及时消除一些高频的干扰信号；其四，滤波器在安装时，位置最好选择在电源的入口位置，以此缩短输入线的机箱内部长度，大大减少辐射干扰。
2.6孔洞处理
因为实际应用等各种客观需求，会对屏蔽体上开凿很多孔洞，以此促使散热性能得到提高，或者是通过孔洞，进行观察和检修。在电子设备上，为了可以确保电线的输出与输入处于正常状态，或者因为安装操作部件需求，也需要在设备上开凿一些孔洞。为了确保屏蔽的高效性，应及时处理孔洞。在实际过程中，孔洞不同其具备的功能也大不相同，处理方式也存在一定差异。但是，虽然具体的方式大不相同，原理却是相同的。在实际应用时，必须充分考虑孔洞的尺寸和深度。所以，在设计和应用过程中，应开凿更多的圆孔，尽量避免出现长腰孔洞。如果设备的屏蔽规范比较高，应该合理利用截止波导式通风孔。
2.5电缆屏蔽
在进行设计的时候，应该促使机箱内部的电缆与缝隙、孔洞之间保持较远的距离。因为电缆的周围存在一定的磁场，在孔洞中，很容易泄漏出磁场。所以，在电缆距离缝隙、孔洞比较近的时候，就会引发磁场泄漏，导致总体屏蔽效能大大降低。经过滤波的电源线，最好与信号电缆保持远距离，一旦两者距离过近，信号电缆上的高频信号就会耦合到电源线上，导致电源线的传导发射严重超标。另外，导线应该尽量短一些，电源模块和电源滤波器等应该靠近电源连接器。机箱上不能直接穿过导线，在导线需要穿过机箱的时候，必须使用相应的滤波器，以此屏蔽导线。而军用设备的机箱一般会需要60dB以上的屏蔽效能。而具有高导电、导磁性能的材料可以作为机箱材料，其中最常用的屏蔽材料主要有铝板、铝箔、钢板、铜板、铜箔等等。
结语
总而言之，电磁兼容性对于电子设备或者系统而言都非常重要，其直接影响着系统设备工作的可靠性和稳定性。为了确保电子设备充分具备良好的电磁兼容性，在进行新产品开发时，产品结构设计主要涉及到屏蔽、滤波、接地、表面处理等相关的电磁兼容问题，与电路设计之间相辅相成，缺一不可。
参考文献:
[1]郭江平，熊国庆.通信设备结构设计中电磁兼容的应用[J].大科技，2015（19）.
[2]吕景峰，陈玲香.电子设备结构设计中的电磁兼容[J].电子世界，2016（12）：163.
论文作者:成厚
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/29
标签：屏蔽论文; 孔洞论文; 电磁论文; 电磁干扰论文; 电子设备论文; 设备论文; 滤波器论文; 《防护工程》2018年第22期论文;