摘要：随着电子设备使用频率越来越高，但电磁环境不断恶化，为了发挥电子设备的性能，提升抗干扰能力，避免受到电磁的干扰，这对电子设备电磁屏蔽性能提出了更高的要求和标准。因此。本文结合实际情况，针对电子设备电磁屏蔽的结构设计展开论述。
关键词：电子设备；电磁屏蔽；结构设计
引言
随着科学技术的发展，某些机载电子设备发射功率也逐步提高，或者因为某些机载电子接收设备灵敏度的提高，造成了他们相互之间的干扰，同时机载电子设备也会受到地面无线电发射设备的影响。为了确保电子设备在复杂电磁环境下可靠性工作，必须对机载电子设备进行电磁兼容性设计。
1、电子设备屏蔽设计标准
就目前而言，电子设备主要包括骨架、盖板以及前后板等，其中可拆连接的接触面具有一定的导电接触，因此，在实际设计过程中，电子设备内部的孔洞、缝隙要满足屏蔽的需要。在实际设计过程中，屏蔽设计要求不尽相同。
对电屏蔽而言，可以利用良导体隔离经电容性耦合传递的影响。电磁屏蔽主要应用在高频设计过程中，主要原理是利用金属反射和金属层内吸收来限制电磁的干扰，在实际设计过程中，具体包括以下要求：第一，要保证材料质量，因此，设计人员在进行电磁屏蔽分析过程中，会认为屏蔽体导体在理想运行状态下运行，导致在实际应用中，屏蔽体具有阻性，并且随着屏蔽体阻抗的增加，屏蔽的性能就会越差。因此，在屏蔽材料选择过程中，要选择性能良好的导体。对电屏蔽厚度而言，需要根据电子设备屏蔽结构进行设计，保证金属壳体封闭性，最大限度的减少孔洞和缝隙，并且采取必要的防护措施。在进行屏蔽电子设备运行过程中，影响屏蔽效能的因素主要包括以下几个方面：1.1缝隙问题
在实际的屏蔽体中，导电体具有很多不连续点，就会在各个部分结合处，产生电磁泄漏问题，解决这种问题的方法，就是在缝隙的位置，填充一些弹性的导电材料，从根本上消除不导电点。但是在实际应用过程中，不是所有的屏蔽体的缝隙需要电磁密封衬垫防止电磁泄漏。因为对实际的设计而言，缝隙泄漏电磁波主要取决于电磁波波长的尺寸。如果遇到较高频率干扰的情况下，需要使用电磁密封衬垫。
1.2孔洞问题
在电子设备上，会包括很多开关、连接器以及保险丝等，设计人员需要在面板上，加工出相应的安装孔，为了提升机箱的散热效果，设计人员要在机箱上设置侧板孔、抽气扇进风孔等，对开孔的形状和周长要满足实际设计标准，在电子设备运行过程中，电流通过孔洞时，就会通过辐射的方式发射能量，并且与孔洞的大小周长有着密切联系。
2、某型电子设备电磁屏蔽的结构设计
根据以往型号飞机和电磁兼容摸底试验发现的问题，某型机载电子导航产品的使用频率范围一般在100KHz到2MHz之间，这个频率段内极易被干扰。以下结合某型机载电子导航产品从结构设计方面对电磁屏蔽设计作一些探讨。
2.1机箱整体结构布局
图1 机箱整体结构布局
如图1所示，整个设备主要由三部分组成：信息处理分机，电源分机，信道频盒分机。
为确保导电连续性，三个分机均由防锈性能良好的5A06铝板铣削加工成，镀涂采用本色导电氧化。在电源分机的盒体上加工了一条等宽的凹槽（如图2所示），槽内填充了铝镀银导电橡胶条。
图2 凹槽示意图
当信息处理分机及信道频盒分机与电源分机安装在一起时，挤压铝镀银导电橡胶条使盒体之间的缝隙消除。后连接接插件和测试接插件也附带有铝镀银导电橡胶板加工成的法兰，消除了接插件和电源分机之间的缝隙。通过上述处理，使设备内部与外界做到屏蔽效能最大。
2.2分机结构布局
分机之间通过接插件进行数据传递，每个分机有自己单独的盖板，盖板嵌入分机盒体，以降低分机之间的相互信号耦合、干扰。设备内互连的高频电缆采用内导体提供进行360°环绕包裹屏蔽的高性能电缆086（或RG405）和47-Cu两种型号，两种型号的电缆和相应高频插头焊接成高频电缆组件，不但提高了高频信号的抗干扰性能，还易于拆装，维护。
对于信道频盒分机中的易受干扰的频率合成、信道部分再次进行腔体划分、单独屏蔽，使分机内部减少互相干扰。对一些滤波器件采用铜镀银件做成的小屏蔽盒屏蔽，安装屏蔽盒位置的对应处做了大面积接地处理，在小屏蔽盒与盖板之间增加铍青铜簧片。使屏蔽盒与印制电路板、盖板间接触良好，消除了寄生耦合。印制电路板加粗接地线，将数字电路与模拟电路分开做接地处理，通过安装螺钉与设备壳体连接。
2.3设备对外连接电缆屏蔽
设备装机或者外场试验，对外连接就需要连接电缆，电缆屏蔽的好坏对设备自身和飞机影响都非常大，若处理不好，电缆就像天线。我厂该型设备高频电缆选用TRF-58双同轴电缆，低频电缆使用金属丝网防波套P-16×24对信号线屏蔽，金属防波套穿入接插件尾附，防止接插件与电缆结合处电磁泄漏。设备对外输入、输出电缆为带屏蔽的双绞线，双绞线穿过金属防波套，信号电流在两根内导线上流动，噪声电流在屏蔽层里流动。而任何干扰将首先感应到金属防波套上，经金属防波套屏蔽后再同时感应到双绞线上，使噪声相互相抵消，因此消除了公共阻抗的耦合。
2.4接地
电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。设备壳体良好的接地措施对机载设备尤为重要，是控制干扰的重要方法之一。
要求电路设计时应注意，将数字电路与模拟电路的地分开，分别与电源地线相连，尽量加大线性电路接地面积；尽量加粗地线，接地线最小宽度3mm；将接地线构成闭环路，可以提高抗噪声能力。
设备前面板设计有铝镀银接地柱，通过接地柱，将设备内的地与外界地连在一起，实现安全接地，以泄放该设备上所积累的电荷，避免设备内部放电，这也提高了设备工作的稳定性，避免设备对外界的电位在外界电磁环境作用下发生的变化。
结束语
综上所述，在进行电子设备屏蔽结构设计过程中，设计人员要结合实际屏蔽要求，采用合适的设计方式，针对设计不同的情况，选择合理的材料，从而提高设备抗电磁干扰性，获得良好的屏蔽效果，发挥电子设备的重要作用。
参考文献
[1]白宏兵.某型电子设备电磁屏蔽的结构设计[J].电子世界，2013.
[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，2013.
[3]杨明冬.电磁屏蔽设计在电子设备结构设计中的应用[J].机械与电子，2010.
论文作者:肖爱民
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/26
标签：屏蔽论文; 电子设备论文; 电磁论文; 分机论文; 设备论文; 电缆论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;