機載電子設(shè)備屏蔽措施淺析

蘇瑩

摘 要 從電磁干擾的危害效應(yīng)入手，著重介紹電磁干擾的抑制與防護措施之一即屏蔽技術(shù)，并針對機載電子設(shè)備機箱接縫和電纜采取的屏蔽措施進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞 電磁干擾 電磁屏蔽 機載電子設(shè)備

中圖分類號：TN03 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1電磁干擾

電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降被稱為電磁干擾。所謂電磁騷擾是指任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。它可能是電磁噪聲、無用信號或傳播媒介自身的變化，它可能引起設(shè)備或系統(tǒng)降級或損害，但不一定會形成后果。而電磁干擾則是由電磁騷擾引起的后果。根據(jù)干擾傳播的途徑，電磁干擾可分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾。輻射干擾是通過空間并以電磁渡的特性和規(guī)律傳播的，但不是任何裝置都能輻射電磁波的。傳導(dǎo)干擾是沿著導(dǎo)體傳播的干擾。所以傳導(dǎo)干擾的傳播，要求在干擾源和接收器之間有一完整的電路連接。要實現(xiàn)電磁兼容，就要從分析形成電磁干擾后果的基本要素出發(fā)。由電磁騷擾源發(fā)射的電磁能量，經(jīng)過耦臺途徑傳輸?shù)矫舾性O(shè)備，這個過程稱為電磁干抗效應(yīng)。因此，形成電磁干擾后果必須具備三個基本要素：電磁騷擾源、耦合途徑和敏感設(shè)備。

2屏蔽技術(shù)

解決電磁兼容問題，一般可采?。航拥丶夹g(shù)、濾波技術(shù)、屏蔽等技術(shù)。本文主要介紹屏蔽技術(shù)的一種。

2.1 屏蔽技術(shù)的原理

電磁屏蔽的原理是金屬屏蔽體通過對電磁波的反射和吸收屏蔽輻射干擾源的，即同時屏蔽場源所產(chǎn)生的電場和磁場分量。由于隨著頻率的增高，波長變得與屏蔽體上孔縫的尺寸相當(dāng)，從而導(dǎo)致屏蔽體的孔縫泄漏成為電磁屏蔽最關(guān)鍵的控制要素，同時設(shè)備機箱和電纜線束外層的良好接地也是電磁屏蔽重要的控制要素。某型無人機測控系統(tǒng)的孔縫有：設(shè)備機箱接縫、連接器與機箱之間的接觸縫隙及連接器與電纜線束接縫。因此測控系統(tǒng)電磁屏蔽設(shè)計中的孔縫泄漏抑制和良好接地最為關(guān)鍵，成為電磁屏蔽設(shè)計中應(yīng)重點考慮的首要因素。

2.2電子設(shè)備機箱接縫電磁屏蔽設(shè)計

根據(jù)孔耦合理論，決定孔縫泄漏量的因素主要有兩個：孔縫面積和孔縫最大線度尺寸。兩者皆大，則泄漏最為嚴(yán)重；面積小而最大線度尺寸大電磁泄漏仍然較大。機箱接縫雖然面積不大，但其最大線度尺寸即縫長卻非常大，由于維修、開啟等限制，致使機箱接縫成為系統(tǒng)屏蔽難度最大的一類孔縫。連接器與機箱之間的接觸縫隙的面積與最大線度尺寸均不大，但由于在高頻時導(dǎo)致連接囂與機箱的接觸阻抗急劇增大，從而使得屏蔽電纜的共模傳導(dǎo)發(fā)射變大，往往導(dǎo)致整個設(shè)備的輻射出現(xiàn)超標(biāo)。

用復(fù)合導(dǎo)電橡膠條填充接縫。機載電子設(shè)備機箱由壁厚較薄的金屬板件鉗裝而成，在金屬板件接縫處采用槽式安裝導(dǎo)電橡膠屏蔽密封條，安裝前用酒精等有機溶劑清洗金屬表面，待溶劑揮發(fā)后，用硅脂導(dǎo)電膠將導(dǎo)電橡膠條粘接在金屬構(gòu)件上：用復(fù)合導(dǎo)電橡膠扳沖裁成與連接器尺寸相一致的形狀，加墊在連接器與機箱縫隙間。

復(fù)合導(dǎo)電橡膠屏蔽條（板）在連續(xù)擠出高強度普通硅橡膠芯的同時，還擠出外層導(dǎo)電橡膠層，既有較高的導(dǎo)電性能，又有良好的力學(xué)性能。其屏蔽效能為60～110 dB，體電阻率為0.1005%R/cm。當(dāng)電磁波入射到機箱上，在其上將感應(yīng)出電流，由于機箱接縫的存在導(dǎo)致局部電流不連續(xù)，一部分電流對機箱內(nèi)部產(chǎn)生磁場耦合。在接縫處加入復(fù)合導(dǎo)電橡膠，保持了兩個界面間的電連續(xù)性，從而大大提高了機籍屏蔽效能。

2.3機載電纜屏蔽設(shè)計

在某電氣系統(tǒng)中，機載電纜在不同的電子設(shè)備間傳輸著模擬、數(shù)字、高頻脈沖等不同特性的信號，造成較為嚴(yán)重的線間串?dāng)_及輻射干擾。信號脈沖上升沿越陡、電纜越長、串?dāng)_及輻射干擾就越嚴(yán)重。從上述的分析可以看出，抑制電纜束的干擾，既要對電纜進(jìn)行有效屏蔽，又要對電纜屏蔽層與連接器導(dǎo)電連接進(jìn)行特殊處理。

措施l：電纜線束用電纜屏蔽纏帶纏繞。電纜屏蔽纏帶由帶有背膠的金屬絲紡織而成，體電阻率0.101%R/cm，屏蔽效能80dB。它重量輕，機械性能好，可以很方便地纏繞在電纜線束外表面，解決系統(tǒng)電纜束間的EMI屏蔽問題。

措施2：電纜屏蔽與連接器問導(dǎo)電連接用導(dǎo)電橡膠屏蔽襯墊。當(dāng)線束直徑小于YIIP型電連接固線環(huán)直徑時加繞導(dǎo)電橡膠屏蔽密封襯墊板從而緊固線束。并確保電連接器外殼和電纜外層均與測控系統(tǒng)0V同電位。導(dǎo)電橡膠是將微細(xì)導(dǎo)電顆粒均勻分部在硅橡膠中的方法制成的。它既保持住橡膠原有水氣密封性能，同時實現(xiàn)電磁密封是具有水密和氣密性能要求的軍用電子設(shè)備首選的屏蔽密封襯墊，體電阻率0.101%R/cm，屏蔽效能80dB。

實踐證明，對某測控系統(tǒng)機載電子設(shè)備機箱接縫和電纜采取以上屏蔽措施后，測控系統(tǒng)電磁輻射干擾得到了有效的抑制，徹底解決了系統(tǒng)存在的問題。

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