射频屏蔽提示和技巧

2020-10-13 20:17:04

家电组装工业屏蔽的原理是在要屏蔽的物体周围完全形成一层导电层。这是由迈克尔·法拉第发明的,这个系统被称为法拉第笼子。

理想情况下,屏蔽层将由通过焊接或焊接方式连接的导电片或金属层组成,而不会有任何中断。当使用的材料之间没有电导率差异时,屏蔽是完美的。当频率低于30 MHz时,金属厚度会影响屏蔽效果。我们还提供一系列塑料外壳的屏蔽方法。完全不受干扰并不是一个现实的目标,因为法拉第笼子必须不时打开,这样电子产品、设备或人员才能进出。显示器、通风、冷却、电源、信号等也需要开口。

屏蔽工作是双向的:屏蔽室内的物品被屏蔽,不受外界影响。

保持架的质量表示为保持架内部和外部的场强之比,单位为伏特/米(V/m)。

通常的做法是以对数刻度(以分贝为单位)表示场强数字。

减少取决于频率(以Hz为单位)。每个频率都有一个以米为单位的波长。例如100兆赫兹=100.000赫兹=3米。

波是电场和磁场的组合。电磁波由取决于电流(安培)的磁性部分和取决于电压(伏)的电气部分组成。在震源附近(近场),磁性部分占主导地位。在更远的距离处,电气部分和磁性部分以固定的比率(远场)存在。

材料厚度决定了哪些频率被阻挡,不能穿透到笼子中或从笼子中穿出。对于10 kHz这样的低频(通常是近场/磁场),需要6 mm的软钢层才能实现80dB的降低,但30 MHz的频率可以用只有0.03 mm厚的铜箔来屏蔽。对于GHz区域内的较高频率,所用屏蔽材料的机械强度通常指定屏蔽的厚度。

对于磁场占主导地位的极低频和直流,除了厚层外,还需要特殊的材料,如金属钼和锰铁合金。此外,需要多层的组合才能获得足够的屏蔽性能。

当导线穿透未完全连接到屏蔽的屏蔽时,它将起到天线的作用,这会降低笼子的屏蔽性能。在更高的频率上尤其如此。

当产品必须符合CE或FCC等规范产品免疫性和兼容性的政府标准时。

这些规定不包括日常工作的要求(例如,医疗器械在3米远的距离内测试,而使用的距离在15厘米以内)。

如果有人想要增加暴风雨的屏蔽级别,这样就不会有间谍活动的风险。敏感的仪器或设备应受到保护,不受干扰或有害频率的影响。

必须符合敏感测量和称重设备的规定,如天平和输油材料。

像RFID(射频识别)这样的识别系统阻止RFID与电台联系。有几个频率范围,较低的频率适用于较长的距离。

医疗/个人防护:屏蔽特定频率可以防止辐射水平引起的疾病。根据密度的不同,防护服会降低场强。为此,有衣物、帽子、手套、长袜、睡袋、帐篷等形式的个人防护。

一般来说,由更多层或区域组成的屏蔽层比由一个高性能层制成的屏蔽层制造成本更低。创建三个区域很容易。

I级:PCB上的元件由罐头屏蔽。在源头上屏蔽。

II级:整个PCB用箔片、包装物或盒子屏蔽,或用PCB屏蔽,所有电缆都连接在屏蔽盒内。

在源头进行屏蔽通常是最具成本效益的解决方案。一般来说,无用辐射源可以由通过PCB上的一个或多个组件或互连的电压和电流产生。屏蔽罐的应用将直接从源头上减少它。

屏蔽罐通过SMD夹子安装在PCB上,SMD夹子有多种尺寸。回流后,将罐头(附壁的盖子)放入夹子中,随后可将其移除以进行调整。

也有带引脚的系统,用于通孔或带有集成引脚的盖子,可以直接焊接到PCB上。

可以在盖上或台阶上打冷却孔,以防止与PCB上的轨道短路。

另一种选择是用屏蔽材料覆盖整个PCB。这可以通过定制成精确形状的小外壳来实现,也可以通过简单地将材料包裹或粘贴在PCB周围来实现。薄片、纺织品、弹力材料和包裹防护罩,裁剪成合适的形状,很容易涂抹。因为防止短路总是很重要的,所以所有的材料都可以有绝缘层。

一旦覆盖了PCB,连接的电缆也可以屏蔽。电缆越长,其发射低频的潜力就越大。屏蔽外壳内的导线也可以防止串扰,使主外壳起到腔体的作用,从而放大辐射。为了防止这种情况,外壳可以用电磁吸收材料(部分地)叠层。

对于圆形和扁平电缆,我们生产套管、缠绕、管状和纺织品形状的屏蔽,这样所有类型的电缆都可以屏蔽。有些电缆屏蔽需要两端接地,但通常最好只在一端接地,以防止共模电流。

外壳本身,即机架、盒子、外壳、金属盒和法拉第笼,构成了整个系统的主盖,也是与外部世界的连接。外壳配有显示器、电源和信号线入口以及冷却通风口。

接缝的导电性与构成保持架的基本材料的导电性大致相同,这一点很重要。焊接或焊接往往效果最好,但对于必须容易打开的地方,有几种机械连接方法可供选择:夹紧、拧紧、粘合、密封、粘贴。

通过加工并最终磨削顶面,可以获得较好的平整表面。这是一个昂贵的过程,需要坚固的结构。

为了降低成本,可以通过使用导电垫圈来改进连接,这样可以填补任何缺口。垫圈也可以用来密封水或满足其他IP要求。

垫圈越软,可以补偿的公差越大,最终的结构就越轻。

如果允许更大的容差,则可以使用不太精确的生产方法,并且生产变得更具成本效益。

固定装置之间的距离较小也可以实现更轻的结构:这会产生更多的铰链、更多的锁和更多的螺栓。所有这些额外的元件都会导致更高的成本和更长的安装和拆卸时间。

正确的维度。可以将IP密封与EMI垫圈集成在一起。“水侧”上的IP垫片可保护EMI垫片免受腐蚀。

在设计阶段,指定环境很重要。建筑是否必须能够承受潮湿,或者暴露在水(甚至可能是咸水)、雾或冷凝中,例如在运输过程中,这都是有区别的。

如果外壳的金属对腐蚀敏感,镍和铬的表面处理可以帮助接触面保持所需的导电性。铝和镀锌钢等材料会形成氧化层,这减少了腐蚀过程,但导电性较差。

垫片选择和电偶腐蚀。即使外壳的材料耐腐蚀性很好,重要的是它们不仅要彼此配合,而且还要与垫圈配合使用。

海/水环境:在盐水环境中,如果垫片和外壳材料的电偶数值相差超过0.3伏,或者在仅有水的环境中相差0.5伏,则会发生电偶腐蚀。即使在距离海洋10公里的地方,大气也可能和海岸一样咸。因此,必须选择合适的垫片材料。

水绝对不能通过螺栓孔到达EMI垫圈或结构。或者,可以在螺栓周围以环的形式施加额外的水密封。

对于空间较小的小部件,可以使用导电橡胶制成的垫圈。这些产品有型材和板材可供选择,可以精确切割到所需的尺寸。

对于较大的零件,使用组合垫圈可能更有效率。EMI垫片,带有由氯丁橡胶、硅橡胶或三元乙丙橡胶制成的水密封。

氯丁橡胶具有很好的阻燃性能,可以承受-40至+100摄氏度的温度。三元乙丙橡胶可以承受高达120摄氏度的温度,适用于汽车引擎室。硅橡胶用于温度高达220摄氏度;它可以用于医疗灭菌,而且是柔软的。橡胶可以制成泡沫或摩丝的形状,也可以制成固体产品。

非常小的结构:(小于150x150)浇铸、模压或机械加工的沟槽:适用于高导电橡胶制成的导电异型材、O形环或切割垫圈。

结构小巧:(约200x200 mm)多屏蔽垫片,由金属线自上而下组成,厚度为2-3 mm的软硅橡胶为宜。

中等尺寸结构:镀锌钢/金属:标准屏蔽,带水封的氯丁橡胶泡沫,最小宽度约4 mm,厚度2-3 mm。

全尺寸门架:超软双屏蔽式独立水封或硅胶管上编织网眼加水封,V形加水封,厚度6~10 mm即可。其他产品,如指带、纺织品覆盖部件、夹式垫片或定制的混合垫片也是适用的。

屏蔽门/法拉第笼门的关闭力应尽可能减小,以便用手打开。欲了解更多信息,请阅读第54号。

垫圈厚度:超软垫圈有助于限制门的闭合力和弯曲度。

正如指示的那样,在600x2500 mm的服务器机柜中,可以使用6 mm厚的垫片,而200x600 mm的电子外壳和6x4 mm的垫片是最佳尺寸。为了使垫圈具有足够的稳定性,其宽度应超过高度。

在外壳、入口板、窗户或通风板采用螺纹连接的情况下,关闭力不太重要。根据板厚和螺栓距离的不同,1到2 mm是常见的,Amucor屏蔽是最常用的材料的一个非常好的选择。

当外壳只有一个边缘法兰而需要水和EMI密封时,这可以通过使用夹式垫圈来实现。在这些垫片中,已经生产了200多种不同形状的衬垫,边缘镶有网状或高导电性的纺织品。它们是通过夹紧的方式安装的。当我们根据客户的意愿将它们裁剪成形状时,它们甚至可以做成90度的角度。

对于仪器和向建筑中引入高电流,我们制造了2400多种不同的铍铜指带。并不是每个国家都允许使用它们,当它们在没有得到适当保护的建筑中使用时(刀刃)很容易损坏。

如果需要,垫圈可以做成框架形状,配有安装孔和用于安装的不干胶带。

为了防止垫圈变得过度压缩,可以在螺栓孔旁边添加压缩止动件。如果有足够的空间,最终厚度的塑料或金属环(压缩止动件)可以集成到垫圈中。

为便于安装,可提供P型或U型垫圈。由于它们的形状,这些垫圈可以很容易地安装在轮缘上。

L形垫片可用于需要带水密封的电磁干扰和只有一个法兰的结构中。最大压缩率为30%。

为了防止高关闭力,可以使用V型垫片将门夹紧,不是朝开门的方向,而是朝门的方向,所以只有摩擦力才是关闭力。

任何形状的防水EMI垫圈都可以从导电橡胶等材料薄片中切割出来,也可以在材料中切割出带有小导线的多层屏蔽。它们的压缩率为10-15%。

导电泡沫塑料是一个开放的结构,所以它不是防水的,但它可以与一个防水的氯丁橡胶垫圈结合在一起。

军用和低频使用的针织网眼由全金属(压缩10-15%)氯丁橡胶泡沫制成,外面覆盖有压缩30-40%的针织金属丝。硅胶管外覆针织,压缩率高达50%,压缩力低。

针织网状垫片可以安装在槽中,也可以用翅片生产,从而可以拧紧或夹紧。

当您的结构中没有凹槽时,可以将编织的金属丝网垫圈粘到不干胶上,使其保持在适当的位置。

对于用于密封间隙的高性能垫圈,例如用于敏感测量的法拉第保持架,垫圈可以采用双重实施方式生产,并在中心用螺栓固定。

进入法拉第笼的电缆可能会将不需要的信号带进或带出外壳。当这些电缆被屏蔽时,电缆屏蔽应围绕电缆360度,并使用压盖或电缆入口板连接到外壳。入口屏蔽也有防水和阻燃两种版本可供选择。当不确定电源线和信号线上的频率时,应对其进行滤波。

电源、信号和数据滤波器。一条来自电网的电力线起到了巨大天线的作用,并带来了许多不需要的频率。在进入屏蔽室之前,它必须经过过滤器的“清洁”。进入外壳的信号线和管道也是如此。它们会起到天线的作用,干扰屏蔽。

数据线的屏蔽是通过将信号转换成光,并通过波导通过光纤电缆将信号带入屏蔽室来完成的。光缆是不导电的,不会带来不需要的信号。

电源线或信号线滤波器应接地到法拉第笼,以便与屏蔽体的连接具有低阻抗。这对于释放不需要的信号是必需的。

最好将所有滤波器放置在一起,但要将信号线滤波器与电力线滤波器分开,以防止电力线滤波器通过笼壁的电流干扰信号线滤波器。

屏蔽房创造了一个新的“接地”,只有出于安全原因,才应该连接到建筑物的公共接地。这是为了防止笼子上相对于地面的电压。

当您想要在笼子内进入一条干净的接地线时,除了外壳的接地线之外,您还需要一个接地线过滤器来过滤这条额外的干净的接地线。

丙烯酸、聚碳酸酯或玻璃片之间的机织网眼,边缘连接(边粘合)73。

上述材料的高性能组合,金属框架,带垫圈,便于安装75

安装透明窗户。为了保证良好的屏蔽性能,可以在透明导电屏蔽体上设置银触点母线。有些屏蔽体可以用飞网制作,这样就可以将飞网连接到屏蔽罩上。屏蔽窗应通过导电胶、导电密封条、带导电胶的胶带或用垫圈夹紧的方式与外壳的所有侧面完全接触。

导电箔可以用干净的可拆卸的自粘剂粘在标准的屏风或窗户上。更坚硬的透明屏蔽物可以用框架制作,也可以用挡板安装。

由于所谓的莫尔效应,目前不可能使透明屏蔽100%光学正确,因此必须接受微小的干扰。

网状箔。对于低频屏蔽,网状屏蔽型表现出最好的性能。它们的透光率比ITO镀膜的窗户和箔片要低,但对于显示器来说,这被认为是正常的,而不是问题。当箔片贴在监视器上时,如果薄膜中的网格线与监视器上的点不一致,就会出现牛顿环效应或莫尔图案。将网格定向到17度到45度之间的某个角度将使此效果最小化。请注意:有一个物理规律:网格越细,材质越暗,屏蔽性能越好。

伊藤涂层。氧化铟锡涂层不会产生莫尔效应,并在较高频率下提供良好的屏蔽。然而,该产品对酸性物质敏感,例如在指纹中发现的酸性物质。可选地,可以施加塑料膜层以保护ITO层。

有框的窗户。我们生产的交钥匙屏蔽窗具有高达甚至超过100dB的衰减,可以直接安装到MRI房间。这些窗口是有框架的,并有几层屏蔽层,所有这些屏蔽层都相互连接。

可以在壳体内部施加完全或部分粘合到壳体的屏蔽箔。在不需要外壳适合特定形状的情况下,使用更坚硬的箔片可以在塑料外壳内创建屏蔽盒。预切箔上的嘴唇可用于接地和/或安装。

对于形状复杂的外壳,可以使用屏蔽涂料或喷涂(罐装)。涂料中填充了导电金属颗粒,如镍、铜、银或它们的混合物。

真空下金属化(溅射)是另一种选择;这也可以部分完成。由于此过程需要夹具,因此不建议在小批量生产时使用夹具。

我们可以在几天内根据客户的图纸生产蜂窝通风面板。蜂窝结构就像波导,让空气通过,同时阻止电磁波进入。

蜂窝的蜂窝尺寸为3.2 mm,即使在交叉构造下也可以组合多个层以获得更高的性能。交叉蜂窝由最小的两层蜂窝材料组成,彼此阶梯式旋转90度。这导致与波的偏振无关的良好屏蔽性能。

为了防止灰尘,可以在通风面板中集成一个除尘器。除尘器也可以安装在外壳的外面。

标准的高性价比蜂窝是由铝制成的,但对于像电磁脉冲这样的特殊应用,它也可以由更昂贵的软钢制成。

蜂窝通风面板可以根据要求进行框架和预钻,以便于安装,或者可以通过可选的冲压法兰无框架生产,用于较小的结构,或者当蜂窝通风面板安装在夹紧结构中时。

对于户外使用,蜂窝可以用镍或其他表面处理。这是给p的。

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