摘 要：从结构设计角度出发，阐述了电子设备结构设计中电磁屏蔽的设计方法。针对各种引起电磁泄漏的途径，给出了具体的电磁屏蔽结构设计方案。

关键词：电磁兼容 电磁屏蔽 结构设计 电子设备

引言

随着现代电气、电子技术的发展及广泛应用，使得目前的电磁环境越来越复杂。而由感应、耦合和传导等引起的电磁干扰，不仅影响了电子系统和设备的正常工作，还对人体健康造成了有害影响。在结构设计中，抑制电磁干扰的一个重要方法就是采用电磁屏蔽技术。

屏蔽就是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传输的一种措施。屏蔽的目的有两个，一是限制内部辐射区域电磁能量的泄漏；二是防止外部的辐射进入自身区域。若设备外部箱体设计成完全密闭的导电壳体，可以较好地实现上述屏蔽目的。但实际设备考虑到散热、维护等因素，不可能设计成完全密闭的壳体，必然存在着缝隙和孔洞。这些缝隙和孔洞导致了屏蔽体电流的局部不连续，是使屏蔽效能降低的主要原因。在结构设计过程中，必须有效地处理这些缝隙和孔洞，使其最大程度达到理想的电磁屏蔽效果。

1 理论基础

1．1 屏蔽效能

屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能(SE)来度量。屏蔽效能是无屏蔽体时空间某点的电场强度 (或磁场强度14o)与有屏蔽体时该点电场强度E，(或磁场强度H )的比值，它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽效能通常用分贝(dB)来计量，演算关系如下：电场屏蔽效能：SE拈：201g(Eo／E )磁场屏蔽效能：SE招=201g(14o／H1)民用设备所需的屏蔽效能为35～65 dB；军用设备所需的屏蔽效能为60～100dB。

1．2 电磁干扰三要素及抑制方法
干扰源、耦合途径和感受器(敏感装置)构成了电磁干扰的三要素，三者缺一不可。相应的抑制方法为：抑制干扰源、切断削弱耦合途径、提高感受器的敏感度阈值。

1．3 影响电磁屏蔽的几个要素
(1)屏蔽设计之前总体指标的分配至关重要，有30dB与70dB准则之说：一般而言，在同一环境中的一对设备，骚扰电平与敏感度门限之差小于30dB，设计阶段可不必专门进行屏蔽设计；若两者之差大于70dB，单靠屏蔽很难保证两者兼容，即使能达到指标，设备成本将会急剧增加，较为可行的办法是总体指标或方案做出适当调整，30—60dB是屏蔽设计的常用期望值。
(2)电屏蔽时屏蔽体必须良好接地。电屏蔽体接地质量对屏蔽效能影响极大。一般要求屏蔽体与地的连接电阻小于2m12，有些场合要求连接电阻小于0．mI't。
(3)低频时，高磁导率材料的磁屏蔽效能高于高导电材料，但当频率较高时，高导电性材料的磁屏蔽效能可能高于高磁导率材料。
(4)保持屏蔽体的导电连续性，减小孔洞与缝隙的长度。电磁屏蔽的关键是保证屏蔽体的导电连续性，即整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导电体。但实际应用中的屏蔽体总会有部分孔洞和缝隙，结构设计时要妥善处理这些孔洞和缝隙。

2屏蔽设计

2．1 屏蔽体材料的选取

由铝、钢、铜组合的屏蔽体，对电磁波有很大的反射损耗，所以只适用于电屏蔽。电屏蔽体一般对各种频率都具有良好的电屏蔽作用。铁和高磁导率的合金体则对磁场波有很大的吸收损耗，所以用它们做成的屏蔽体适用于磁屏蔽环境。如果条件允许，可用不锈钢制造具有很高可靠性的电磁屏蔽壳体。现在流行新型的屏蔽体材料还有导电塑料、活化导电镀膜塑料、发泡铝、发镍、超微晶纳米晶合金、镍基／钴基非晶态合金、坡莫合金等。

2．1．2 屏蔽视窗的设计
电子设备显示器、面板上的指示表头及刻度盘等元件，其安装部位均得要开设相应尺寸的孔洞，为了屏蔽此类孔洞的电磁泄漏，可采用屏蔽玻璃来抑制其泄漏量，其安装方式如图5所示。应综合考虑屏蔽效能和透光率来选择屏蔽玻璃的类型。

可靠性已成为现代电子产品的重要指标。管制席机架的方案设计过程中把可靠性设计放在重要的地位。方案设计过程中参照有关国家标准进行了可靠性设计。管制员机架方案设计过程中应用了：散热设计、安全性设计等技术，通过以上技术的应用，设备的可靠性有了很大的提高。

· 散热设计
管制席机架内部电子设备所产生的热量，最终由机架经辐射、对流传给周围环境。当机架的散热量小于内部发热量时，机架内温度便上升，最后可能超过设备允许工作温度范围而导致设备不能工作。为确保机架内部电器设备工作的可靠性和稳定性，采用强排风冷散热的方式。

· 风路设计
管制员机架采用轴流式抽风系统，由于是从机箱内抽出受热的空气，故将减少机箱内的空气压力。风机电机的热量不仅不会进入机箱内，还可从机箱其他缝隙中吸入部分冷空气，提高冷却效果。

· 机架的安全性强度设计
管制席机架操作台面属于悬臂梁结构，分析梁的弯曲正压力强度条件，可以知道：降低梁的最大弯距、提高梁的抗弯截面系数等，都可以提高梁的抗弯承载能力。采取下面措施来提高管制席机架操作面的抗弯强度。在满足人体工程学要求及管制员使用的前提下，尽可能减小管制员机架操作面的宽度，目的是降低构件的最大弯距。

· 选择梁的合理截面
从梁的弯曲强度条件可知，梁的抗弯截面系数越大，横截面上的最大正压力就越小，即梁的抗弯能力就越大。抗弯截面系数与截面的尺寸有关，同时还与截面的形状有关，矩形截面优于圆形，工字形截面优于矩形。兼顾管制席机架整体效果，采用矩形截面支撑梁。提高管制席机架操作面的强度，使操作面与支撑梁融为一体。

3 结束语

随着空管事业的发展，空管系统的设计上更加注重人性化，不仅体现在显示屏操作的界面，而且体现在操作的便捷舒适性，安装维护的便利性。为了适应新的系统建设，要不断跟踪民航业务需求，设计出适应空管需求的结构方案。