軍用方艙艙體屏蔽設計要求及措施

中國電子科技集團公司第五十四研究所 劉 倩

軍用方艙艙體屏蔽設計要求及措施

中國電子科技集團公司第五十四研究所 劉 倩

隨著微波技術的發(fā)展，電子設備的技術水平在不斷地進行提高。對軍用方艙的屏蔽設計性能指標要求越來越高，根據(jù)國內的方艙很少能達到電磁波的量不低于60dB的規(guī)范要求。因此，從主觀的角度看，本文介紹了軍用方艙艙體的屏蔽設計要求，概述了軍用方艙效能組成的結構要素以及簡單介紹電磁屏蔽原理三個方面進行闡述艙體屏蔽設計。

軍用方艙；屏蔽設計；電磁波

方艙的發(fā)展趨勢由專用向通用發(fā)展，由軍用向民用發(fā)展。一定要在注意軍用方艙的整體構件。在軍用方艙艙體屏蔽設計過程中，影響艙體性能的因素很多。根據(jù)方艙的另一種性能指標，電磁屏蔽性能應該受到足夠的重視。

一、電磁屏蔽方艙的概念、要求及結構

電磁屏蔽方艙具備電磁屏蔽室需要的電磁屏蔽功能，同時具備一般軍用方艙需要的各種性能。兩者結合使用形成一種新的軍用方艙規(guī)格。根據(jù)《軍用電子設備方艙通用規(guī)范》的相關要求，方艙對頻率在0.15MHZ-10GHZ的范圍內要求電磁波的減少量不得低于60dB.否則將會影響屏蔽方艙的整體設計。

電磁屏蔽方艙艙體跟普通方艙艙體的基本原理是相同的，都是由前后左右很多個板組成。這些板加上很多個梁、柱組成一個整體，通過門窗、空口的部件就形成一個方艙艙體。

二、電磁屏蔽原理

電磁屏蔽設計一般是由靜電屏蔽和非靜電屏蔽兩種類型，方艙艙體的設計一般屬于非靜電屏蔽；主要是通過輻射傳播。交變的實質是使用接地好的金屬屏蔽體將干擾源或者接收器“包封”起來；用于阻礙交變磁場的傳播途徑。按照這個特點在屏蔽設計時應注意的是：第一，艙體接地良好；第二，艙體的材料盡量選用鋁板、銅板等；第三，盡量減少開孔的數(shù)量以及開孔的占地面積。交變磁場分為低頻和高頻屏蔽。低頻通過干擾源在屏蔽體內的“包封”，達到隔離作用。高頻通過產生的反磁場來消除干擾磁場。根據(jù)屏蔽設計的原理得知：注意材料的使用；使用導磁率高的材料；使用整體構件。

三、方艙艙體屏蔽設計與措施

第一，盡量防止內外蒙皮的流通。因為除了孔口有流通的作用外，其他的采用斷熱橋的結構，一方面提高方艙的保溫性能；另外又提高了屏蔽性能。第二，盡量減少接縫，這樣做的目的是通過與小板方艙相比，一方面提高了方艙的密封性能及表面質量；另一方面提高了屏蔽性能。板與板之間的聯(lián)接是通過包邊加鉚釘組成。選擇合適的鉚釘非常重要。方艙在具體的操作時所有的電源孔口以及門都是被打開的。此時的屏蔽功能只能依靠波紋板實現(xiàn)。普通的波紋板是3mm鋁板，但是電磁屏蔽性能可達到119dB。軍用標準保證艙體與波紋板能產生電接觸就可以。對于需要采光窗口的方艙說：可以通過增加屏蔽小門、使用導電玻璃等增加采光窗口。目前這些補救方法的實現(xiàn)帶來諸多不便。所以，采光窗不符合電磁屏蔽的性能指標。

1.大板厚度的確定

當電磁屏蔽效能最好時：大板蒙皮之間距離時四分之一波長的奇數(shù)倍。但電磁屏蔽效能最差時：顯然大板蒙皮之間的距離為四分之一波長的偶數(shù)倍時。但是，大板的厚度不論是處在哪種情況下，屏蔽效能永遠高出所要求的指標性能。

2.艙體內、外蒙皮的選擇

艙體內外除了屏蔽性能好以外，還要求外觀平整、密封效果好。根據(jù)艙體內外的特點一般則選用鋁板。根據(jù)公式計算，在0.15MHZ-10GHZ內屏蔽60dB以上就要求單層鋁板的厚度是0.5mm。但是，一般在10KHZ-20GHZ范圍內不利于磁場的屏蔽作用。因此，在在屏蔽為60dBd的艙體內外結合使用的情況下，均采用1.2mm-2.0mm的鋁板。當出現(xiàn)單層鋁板厚度時，外部均采用相同的鋁板，內部采用1.0mm的冷軋鋼板。

3.門、窗、孔口的屏蔽設計①門、窗、孔口的布置原則

方艙艙體的屏蔽設計應盡量減少門、窗、孔口的數(shù)量，在工作時門盡量不能超過2個，口與口之間的距離相對保持比較遠。屏蔽方艙的1級波導板尺寸應該在700mm*700mm之間，不應該開設采光窗；屏蔽方艙的2級波導板尺寸應該在700mm*1200mm之間，可以在左右壁板上同時開設1個采光窗。此時開設的壁板禁止在工作門或者應急門處開設采光窗。

②門的屏蔽設計

門的屏蔽設計很重要，在門和門框之間的縫隙直接導致電磁波泄漏的重要原因。因此，門的屏蔽設計是對艙體屏蔽設置非常重要的。門與門框之間的設計需要注意：第一，對于40dB的屏效艙要求導電氧化處理；對于60dB的屏效艙要求合金處理；要求鋁接觸面具有良好的導電性和耐磨性。第二，門把手中間使用非貫通式軸。第三，保證門與門之間具有電氣連續(xù)性。

4.信號口、電源口的屏蔽設計

艙體上的電源口、信號口數(shù)量很多。但是尺寸一般不大，主要采用孔口面板與面板支架、以及蒙皮與蒙皮之間的電連續(xù)問題。通過有效加襯墊、鉚釘?shù)绒k法來設計信號口、電源口的屏蔽性能。

5采光窗的屏蔽設計

采光窗的設計是艙體屏蔽設計的一個重要問題，主要采取措施如下：第一，在設計時使用較好調查專用鋁型材，便于很好的與內外蒙皮產生接觸，具有較好的電連續(xù)性。第二，在設計時使用金屬絲網玻璃，保證電連續(xù)性。

6.通風口的屏蔽設計

通風口在安裝時使用波導窗，效果取決于內蒙皮與波導窗的電連接以及屏蔽指標。波導窗的形狀有3種，通常使用六角形蜂窩狀的結構形式。但是，波導窗經常會受到長度以及孔徑的影響。波導窗的系統(tǒng)設計指標在高出10dB-20dB的參數(shù)還要按照專業(yè)生產廠家給出的型號作為參考。

7.空調安裝的屏蔽設計

空調的屏蔽設計一般分為2級：1級采用窗式空調；2級采用分體式空調。空調過孔是通過管的控制線和電源線。空調的安裝要想達到良好的屏蔽效果就要使用單孔的波導，氣管和液管恰好符合這一要求。相對控制線和電源線，根據(jù)型號的不同選擇相應的電源濾波器，使用穿墻式的形式安裝。

8.搭接

搭接一定要在導電氧化的表面或者是金屬本體的表面上，搭接處不能殘留物體在金屬表面。不管是導電還是非導電搭接通通不能產生搭接腐蝕。

9.艙體組裝時屏蔽設計

眾所周知，屏蔽方艙具有其他方艙所沒有的屏蔽性能。為了提高屏蔽效能，為了增加板與板之間的電連續(xù)性。適量增加鉚釘數(shù)量，減小鉚釘之間的距離。還要減少門與門框的縫隙，適當增加縫隙的深度。為了達到電氣的連續(xù)性，需要在艙體內增加強梁，或者使用鋼制作來增加厚度。

10.接地

方艙艙體應該采用單點接地，避免因為電位差產生電磁干擾。為了預防因為電磁干擾而導致方艙的屏蔽性能降低。一定讓艙體與大地進行接觸。與大地保持零電位。如果低頻段要想獲得較好的屏蔽性能就應該選擇正確的接地方式。在選用接地方式時，使用接地棒盡量要長，當接地棒的接地電阻太大時，同時使用2根或者4根接地棒接入地下。并聯(lián)后使接到接地樁上。

四、結束語

軍用方艙艙體屏蔽設計具有很強的實踐性技術，在艙體的整個屏蔽設計過程中，看到對艙體的屏蔽性能要求的嚴謹性。綜上所述：在艙體設計時要考慮屏蔽設計的性價比。然后根據(jù)具體的實施方案。目前，國內方艙的制造廠產品性能的指標都是根據(jù)方艙的電磁屏蔽性能進行對比。經過大量的實踐證明，方艙電磁屏蔽設計已經得到認可。希望通過實踐驗證對方艙的設計產生很好的效果。

[1]張繼宏.軍用方艙艙門電磁屏蔽設計[J].軍民兩用技術與產品,2014,(07):54-55+57.

[2]呂云熙,方惠龍,屈建勝,王亞棟.軍用計量方艙設計淺析[J].儀器儀表用戶,2010,(04):83-85.