平面板的屏蔽效能

　　 随着科技发展，由于当前电子产品对成本和尺寸提出的限制，可以看出，平面板屏蔽的使用在增加。在过去，“屏蔽效能”通常是指对一组均匀的远方电磁场电磁辐射或能量的屏蔽能力。
　　然而现在仅仅抛出一个数字不再是足够的了，必须对其附带充分的条件，并且对具体的应用也要充分理解， 在设计测量屏蔽的效能时，必须把所有的问题都考虑进去 。
　　屏蔽效能（shielding effectiveness, S.E.）最常见的定义是：




　　S.E.=20 log（Ea/Ei）=20 log（Ha/Hi），其中Ei、Hi分别是入射电磁场的电场分量和磁场分量；而Ea、Ha分别是屏蔽板对面的衰减电磁场的电场分量和磁场分量。
　　遗憾的是，只有当入射的和衰减的电磁场既是在远处电磁场中测定的均匀平面波，又要求屏蔽板在所有方向上都有无限大的面积时，这个等式才是正确的。远处电磁场的本质是这样一种情形，即其中的电场分量和磁场分量是通过377Ω（120πΩ）（空气或自由空间的阻抗）相联系的。
　　然而，这个定义除了用于远处电磁场的情形外，对普通的情况是不能用的。因为我们不仅要确定对远处电磁场辐射（不敏感的）情况下的屏蔽效能，而且还必须确定对近处电磁场辐射的情形、近处电磁场不敏感的情形、电场线或磁场线，以及最终频率的屏蔽效能。

近处电磁场的影响
　　当屏蔽是在辐射源的近处电磁场内时，会出现许多复杂的情形。在屏蔽的内部，辐射源的电场和磁场分量将会不同，所以必须分别地考虑。性能将受辐射源的频率和位置、电磁场的形状，以及寄生或分布的电感和电容的影响。
　　就这种方法来说，必须了解希望使用屏蔽的场（电的或磁的）的形态，然而，这就意味着，即使是在非常接近于辐射源的情况下，仍旧把这种场看作是辐射均匀的场。同样地，近处电磁场的本质指的是电磁场表现出额外的径向分矢量。
　　上面指出的这种简化方法不能把这一现象考虑进去，换言之，因为我们是在“无功的”电磁场区域内，所以目前这种方法就成了“耦合”问题，自然而然，这就表明简单的辐射已不应是我们所要考虑的问题。即使计及屏蔽的孔隙，计算或估计屏蔽罩或外壳的屏蔽效能仍旧不能达到接近的程度。
　　辐射源与屏蔽的耦合、各单元之间相互耦合的影响、屏蔽终端的影响以及接地技术，都必须考虑进去。我们必须考虑感应电流及其返回通道、通过屏蔽扩散的电流、屏蔽的间断点（即转弯和拐角），以及综合形成的外电压。
　　平面板屏蔽的效能在很大程度上取决于印刷电路板安装区域的合理设计。通常这个屏蔽的第六边是电路板上的接地平面，从这个被屏蔽的区域通到其他电路板元件上的通孔和（或）线迹的数目与间距都会影响屏蔽的效能。
所以为了从采用平面板屏蔽上获得最大益处，所涉及到的问题要比在设备或电路上仅仅安放个金属外壳更多。设计者一定不能忘记穿过层间线迹、通孔、焊盘和孔洞的各种噪声泄漏通道。

避免耦合
　　通孔、焊盘和孔洞在高频下都是电感性的，因而它们两端的电压降可能耦合到屏蔽物和邻近的线迹上，因此为了避免来自这些散射场的耦合，重要的是使屏蔽延伸到通孔、焊盘和孔洞之外，不仅要覆盖设备，也要覆盖这些泄漏的通道。同样的警告也适用于地沟和分段的电源表面。
　　然而在更高的频率和更短的波长情况下，孔洞的大小和数量就成了一个问题，正如一个实例的计算所示，当波长接近于孔洞的尺寸时，这些孔洞的尺寸会降低屏蔽的效能。
　　假定频率为100 GHz，而相应的波长为0.12 in.，一般来说，缝隙和孔洞不应长于波长的1/20到1/50，即0.003～0.006 in.。换言之，我们不能有任何缝隙、孔洞或在直径或长度方面大于3～6 mil（密耳）的接缝。
　　因此人们会明白，在高频下，要把平面板的屏蔽完全密封起来是多么地困难。所以需要利用其他方法，比如像使用吸收剂材料。

其他方面的考虑
　　在较高频率下的另一个问题是谐振效应，它的耦合在各种结构中是起自谐振的影响，比如像无功的有载传输线、印刷电路板内的缝隙、印刷电路板和金属外壳之间的缝隙，所有这些都起谐振腔的作用。
　　一个2×0.5 in.的外壳谐振在大约12GHz的一次谐波下，在这种极高的频率下，即使微弱的耦合也可以诱发强烈的振荡，这些振荡能够耦合到外壳内的其他点上。为了减少这种现象，必须通过插入损耗（阻尼因子Q）来降低谐振腔的Q值。
　　要去除高于1 GHz的频率，使用吸收材料是种可行的选择。它们是通过吸收能量并将其转换成热量来降低辐射，由于它们要转换电磁能量，所以这些材料不应接地。只要它们阻断电磁场的通道，或者处在场的通道中，它们就会降低场的电磁能量。
　　因此今后屏蔽越来越多地变成了多层的概念，平面板屏蔽将仍然控制较低的频率，而吸收剂涂层的内层将处理更高的频率分量。
　　在频率高于10GHz的情况下，由于所谓的集肤效应现象，表面的导电率变得格外关键，在这种情况下，电流都趋向于挤入导体的最上层。随着越来越多的电流挤入越来越薄的厚度，电流密度就会增加，这又会引起一个增加的电压降，而这个电位可供更多地辐射或泄漏。
　　涂层或密封垫材料的表面导电率也是关键的，由于许多像铬酸锌这样的保护涂料是由粘合剂中的导电微粒组成的，所以生产厂商对用在其外壳上的保护涂料已经有了这方面的经验。
　　对于各种涂料的另一个问题是，需获得低的接触电阻，要求压力最小。

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