机箱的电磁屏蔽设计及散热结构优化
电磁屏蔽在机壳箱体设计中的应用
环境往往 比较 恶 劣 ， 在 着 电磁 干扰 式 噪 声 、 存 辐
减 弱干扰 能量 的作 用 ， 目的是 为 了阻 止 电磁 波 其 从屏 蔽体 的一侧空 问 向另一 侧 空 问传播 。假设 有
一
厚度为 ｔ面 积为 无 限 大 的屏 蔽 体 ， 空 间 隔开 ， 把
为左、 右两 个部 分 ， 磁波 经 过 屏 蔽 体 时 ， 电 通过 反
射、 吸收 ， 场强逐渐减弱。电磁波传到屏蔽体时 ，
主要有 以下 三种形 式 的损 耗 ：
射、 传导 ， 直接影 响设备 的正常 工作 。各 种独 立 封
ｃ ｂ ｎ ｔＥＭ ｈｉｌ ｉｇ． ａ ｉ ｅ ｓ ｅｄｎ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃ ｂｎ ｔ ｌｃｒｍａ ｎ ｔ ｈｅｄｎ ；Ｇ ｐ；Ｈｏｅ ｙｗｏ ｄ ： ａ ｉｅ ；Ｅ ｅｔｏ ｇ ｅｉ Ｓ ｉ！ｉｇ ａ ｃ ｌ
蔽 就是利用 屏 蔽 体对 电磁 波 的吸 收 、 射来 达 到 反
１ 引 言
吸收 的损 耗 ；
过线孔 等孔 洞 ， 以严 格 来 说封 闭 系统 的壳 体并 所
不是一个 完 整封 闭 的 屏 蔽体 ， 种 不 连 续 的结 构 各
（） ３ 电磁 波 在屏 蔽 体 的两 个 界 面 间多 次反 射 时产生 的损耗 。 因而 ， 屏蔽体 的屏蔽效 能可表 示为 ：
Ａ ｓ ａ ｔＥｅｔ ｍ ｇｅｉ ｓｉｄｎ ｅｉ ｐ ａ ｎ ｒ ｎ ｍ ｉｇｄ ｓ ｎｏ ｅｔ ｎ ｑ ｉ ｎｓ ｈｓ ｂ ｔ ｃ： ｌ ｒ ａｎ ｔ ｈｅ ｉｇ ｓ ｎｉ ｉ ｏ ａ ｔｏ ｔ ａ ｍ ｎ ｅｉ ｆ ｌｃ ｏ ｉ ｅ ｕ ｍｅｔ ｒ ｃｏ ｃ ｌ ｄ ｇ ｓｍ ｆ ａｉ ｊ ｇ ｅ ｒ ｃ ｐ ．Ｔ ｉ
机箱的屏蔽设计
机箱的屏蔽设计* 机箱在设计阶段就要考虑屏蔽问题，当然如果机箱内部的印刷板及布线设计得合理的话，无论从干扰或者抗干扰的任意一个角度来看，都能降低对机箱的屏蔽要求。
* 但是单就机箱的屏蔽设计来说，机箱本身导电结构的连续性是最重要的。
影响机箱导电连续性的主要因素有接缝的不平整，接缝表面的污染以及带有油漆等装饰性绝缘材料等；此外，机箱表面所必要的孔缝（供操作、显示、输入输出电缆及通风等）也是影响机箱屏蔽性能的重要因素。
这些导电结构上的不连续给电磁波的通过提供机会，因此屏蔽设计的要点也就是为杜绝或限制电磁波的通过提供必要的知识与手段。
* 设计经验告诉我们，机箱屏蔽性能好坏取决于孔缝尺寸与通过孔缝的电磁波波长。
一般认为孔缝尺寸大于λ/2时，电磁波便能豪无衰减地通过孔缝（基于这一关系，将对应孔缝尺寸为λ/2的电磁波的波长称为截止波长，相应的频率称为截止频率）。
随着孔缝尺寸的减小，孔缝对电磁波的衰减作用逐渐显现出来。
* 当孔缝尺寸小于波长的1/2后，电磁波的衰减可表示为：A=20lgλ/2d 式中d是孔缝尺寸，而且孔缝尺寸d大于机箱材料的厚度t 。
* 其次，机箱的屏蔽效能还与产生电磁噪声源的距离有关。
当噪声源与箱体的距离小于最大孔缝尺寸时，屏蔽效能将要降低。
在这种情况下的电磁波截止频率表示为fc=（c/2d）. (r/d)式中c为电磁波的传播速度；r为电磁噪声源与孔缝间的距离。
* 最后，机箱的屏蔽效能还和孔缝的数目有关。
孔缝数目越多，则机箱的屏蔽效能越差；相邻的孔缝间距越小，则机箱的屏蔽效能也越差。
但如果机箱上的孔缝尺寸都相同，而且孔缝的间距至少为电磁波的半波长时，则由孔缝间互耦所导致的屏蔽量减少可以忽略不计。
然而孔缝间距离很近时，屏蔽效能的降低就不可避免，其值正比于尺寸相同孔缝总数的开方A=20lgλ/2d -- 20lg n1/2在实用中，一般的工业产品要避免开大于λ/20的孔缝，对工作在微波环境中的产品要避免开大于λ/50的孔缝。
VPX机箱的电磁防护设计及测试整改
552020年第6期 安全与电磁兼容引言电磁兼容指设备既不产生过大的电磁干扰，影响其它设备的正常运行，又有一定的承受其它设备干扰的能力，能在一定的电磁环境中正常工作。
产品的电磁兼容性包括电磁发射、电磁敏感度两方面。
设备的电磁兼容设计与功能设计同样重要，要满足设备的电磁兼容性要求，如军用设备的GJB 151B-2013，信息技术设备的GB 4943-2001和GJB/Z 25-91等[1-2]。
研究电磁兼容问题，必须从电磁兼容的三要素，干扰源、耦合通道、敏感源着手[3]。
又必须站在系统的角度，全面分析电磁兼容问题。
系统中的设备既是干扰源又是敏感源，设备的结构件本身并不存在电磁兼容问题，但是结构件的屏蔽功能可以防止电磁波传入其内部空间[4]，有助于提高产品的电磁兼容性能；未良好接地的结构件可能成为发射天线，从而降低产品的电磁兼容性能。
机箱结构的电磁兼容设计，就是从切断干扰信号的传播路径出发，采用屏蔽、接地技术，提高产品的电磁防护性能。
1 机箱结构VPX 机箱（以下简称机箱）是基于高速串行总线的新一代总线标准的机箱，主要应用于服务器、加固计算机等。
具有高速数据采集、实时信号处理及宽频带大容量存储功能，并具有体积坚固、抗干扰、耐震动的特点。
采用19英寸标准VPX（VITA46）机箱，其结构示意图如图1。
机箱总高度为4U,内部前部含有16个3U 标准模块插槽，后部含有14个3U 后插标准模块插槽，3U 标准模块插槽间距为5HP，即25.4 mm。
机箱采用风机风冷散热，进风口位于面板下方及左、右侧板的前部下方。
出风口位于后面板上方。
前面摘要介绍了VPX 机箱的结构型式，详细阐述了机箱外壳拼接、可视窗及活动门、散热进出风口、接地与搭接的设计思想、实现方法。
给出了波导通风窗截止频率、屏蔽效能的计算公式，指出采用簧片或导电橡胶条、屏蔽玻璃、波导窗等措施，可有效提高VPX 机箱的屏蔽效能及电磁防护水平。
通过改进可视窗屏蔽玻璃的安装方式和机箱多点接地，解决了VPX 机箱样机RE102项目测试超标、CS112项目测试中的短暂黑屏问题，样机完全满足GJB 151B-2013电磁兼容的相关要求。
屏蔽壳体设计方案
屏蔽壳体设计方案屏蔽壳体设计方案屏蔽壳体是一种能够隔绝电磁干扰，保护电子设备的外部金属外壳。
在现代电子设备中，由于信号频率越来越高，电磁干扰也越来越严重，因此屏蔽壳体的设计非常重要。
本文将为您介绍一种屏蔽壳体设计方案。
设计方案：1. 材料选择：选择高导电性能的材料作为屏蔽壳体的材料，如铝、铜等。
这样可以提高屏蔽壳体的电磁屏蔽效果，并且减少信号的反射。
2. 结构设计：采用分区结构设计，将屏蔽壳体分为多个区域，每个区域负责屏蔽一个特定的频段。
这样可以有效地降低信号交叉干扰，提高整体的屏蔽效果。
3. 电磁波吸收材料：在屏蔽壳体内部覆盖电磁波吸收材料，可以有效地吸收和消散电磁波。
这样可以进一步提高屏蔽效果，避免信号的反射和漏泄。
4. 连接件设计：选择高质量的连接件，确保连接的可靠性和稳定性。
连接件应具有良好的导电性能，以保证信号的传递和屏蔽壳体的整体性能。
5. 散热设计：屏蔽壳体内部通常会产生大量的热量，因此需要合理设计散热结构，确保设备的正常工作温度。
可以在壳体上预留散热孔或安装散热片等。
6. 外形设计：屏蔽壳体的外形设计应该符合产品的整体风格和美观性，同时要满足设备的尺寸和重量要求。
可以根据需要进行个性化设计，如特殊形状、刻字等。
7. 安全性设计：屏蔽壳体应具有良好的抗冲击、防水、防尘等性能，以保证设备的安全运行和使用寿命。
总结：屏蔽壳体的设计方案涉及多个方面，包括材料选择、结构设计、连接件、散热设计、外形设计和安全性等。
通过合理的设计和选择，可以提高屏蔽壳体的电磁屏蔽效果，保护电子设备免受电磁干扰的影响，确保设备的正常工作。
对新时期电子设备机箱电磁屏蔽分析和设计
对新时期电子设备机箱电磁屏蔽分析和设计摘要：随着电子设备更新速度的增快，高新科技不断推动电子设备功能的提升，电子设备已经成为了当前生活的必备品。
电子设备的增多带来了新的问题——电磁干扰，也就是不同电子设备之间的自发电磁感应会引起其他设备的运行性能，严重的甚至会造成设备损害，尤其是在工业生产过程中，各类电子设备之间的电磁干扰甚至会成为严重的事故隐患。
为了提高各电子设备间的兼容性，降低电磁干扰的影响，必须寻找更好的电子设备电磁屏蔽方式，而设备机箱的优异电磁屏蔽效果使得其成为了电子设备屏蔽电磁干扰的主要方式。
本文通过对电子设备产生电磁干扰的原因和特点、电磁屏蔽的理论、机箱电磁屏蔽的缺陷和对策等方面入手，详细阐述新时期电子设备机箱电磁屏蔽的相关理论和应用实际。
关键词：电子设备，机箱电磁屏蔽，缺陷，对策，分析引言：当前机箱的电磁屏蔽功能设计已经成为各类电子产品设计的必要环节，且机箱的电磁屏蔽功能比电路本身更优秀，因此目前针对电子设备机箱本身的电磁屏蔽功能设计越来越受到重视，并衍生出了相应的研究领域和产业化发展。
而由于电子设备机箱与设备之间的非关联性，导致其很难发挥出足够的电磁屏蔽效果，因此设计者开始探究将外部机箱与电子设备本身相关联的方式，来提高电磁屏蔽效果，提升设备运行质量。
1. 电磁干扰概述1.1. 电磁干扰原因及特点电磁干扰主要由设备本身产生和外界干扰两种，设备本身的电磁干扰主要是由于设备启动时的瞬时强电磁感应在设备周围产生的干扰，往往会引起设备的使用寿命降低、设备精度降低等故障；外部电磁干扰主要是由于其他电子设备运行时产生的电磁通过机箱缝隙和设备外接线路传导至设备电路，进而对设备运行产生干扰。
而外部干扰对电子设备的危害远大于自身电磁干扰，因此降低外部干扰是提高设备运行稳定性的主要方式。
1.2. 电磁屏蔽概述电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播的方法。
目前的各种电子设备，尤其是军用电子设备，通常都有金属壳体（机箱或机柜），它除了机械支撑和保护作用外，还兼有电磁屏蔽的功能，这包括两方面的问题：其一，设备的对外电磁辐射会污染电磁环境，影响其它设备的正常工作；有的设备还会造成信息泄露等。
电磁屏蔽结构设计实用技术
电磁屏蔽结构设计实用技术电磁屏蔽技术是一种应对电磁干扰和防止电磁辐射扩散的重要手段。
随着电子设备的普及和发展，电磁屏蔽结构的设计在电子领域中变得越来越重要。
本文将介绍一些电磁屏蔽结构设计实用技术。
1.材料选择在电磁屏蔽结构的设计中，材料的选择是至关重要的。
常见的电磁屏蔽材料包括金属、导电涂料、复合材料等。
金属是最常用的屏蔽材料之一，它具有良好的导电性和屏蔽性能。
常用的金属材料有铝、铜、钢等。
导电涂料是一种特殊的屏蔽材料，它可以直接涂覆在基材上，具有较好的屏蔽效果。
复合材料由金属和非金属组成，具有良好的导电性和机械性能，适用于特殊的屏蔽要求。
2.结构设计电磁屏蔽结构的设计包括外壳设计和接地设计两个方面。
外壳设计是指对电子设备的外壳进行设计，使其具备良好的屏蔽性能。
通常采用闭合的金属壳体结构，确保电磁辐射和干扰不会扩散到外界。
接地设计是指对电子设备的接地系统进行设计，确保屏蔽结构能够有效地接地释放电磁能量。
一般要求接地系统的阻抗低、面积大、接地点分布均匀等。
3.屏蔽结构的优化设计在屏蔽结构的设计中，优化设计是非常重要的。
通过优化设计，可以提高屏蔽结构的屏蔽效果和机械性能。
常见的优化设计方法有拼接设计、加厚设计、地线设计等。
拼接设计是指将多个屏蔽结构拼接在一起，以增加屏蔽效果。
加厚设计是指将屏蔽结构的厚度加厚，以提高屏蔽效果。
地线设计是指在屏蔽结构中设置地线，增强接地效果。
4.仿真分析在电磁屏蔽结构的设计中，仿真分析是一种常用的工具。
通过仿真分析，可以预测和评估屏蔽结构的性能。
常见的仿真分析方法有有限元法、边界元法、矩量法等。
有限元法是一种基于物理学原理的分析方法，可以快速计算屏蔽结构的屏蔽效果和机械性能。
边界元法是一种基于边界条件的分析方法，适用于大规模的结构分析。
矩量法是一种基于电流分布的分析方法，适用于复杂结构的分析。
5.测试评估在电磁屏蔽结构的设计中，测试评估是不可或缺的环节。
通过测试评估，可以验证和评估屏蔽结构的效果。
电子设备电磁屏蔽的结构设计
电子设备电磁屏蔽的结构设计电磁屏蔽是指通过一系列的结构设计和电磁材料的应用，减少或消除电子设备对外部电磁波的干扰，同时防止电子设备自身产生的电磁辐射对其他设备或人体的影响。
电磁屏蔽的结构设计主要包括以下几个方面：1. 金属外壳设计：电子设备的外壳通常采用金属材料制作，如铝合金、钢板等。
外壳的设计要保证尽可能的完全包围设备内部电路，以形成一个安全的屏障，阻止外部电磁波的入侵和内部电磁波的泄漏。
外壳的制作要求表面平整，无缺陷和导电的，以确保电磁波的有效屏蔽。
2. 导电接地设计：设备的导电接地是电磁屏蔽中至关重要的一环，它能够有效消除电磁波的静电能量和共模噪声。
导电接地的设计要求将设备的金属外壳与地面连接，形成一个低阻抗的接地回路，以实现电磁波的安全导引和分散。
3. 电磁波吸收材料的使用：电磁波吸收材料是一种能够吸收电磁波并将其转化为热能的材料，可以有效减少电磁波的反射和散射。
电磁波吸收材料通常以泡沫状、纤维状或涂层形式应用于设备的内壁，以增加电磁波在设备内部的吸收效果。
4. 电磁屏蔽隔间的设计：对于要求更高的屏蔽效果，可以设计电磁屏蔽隔间。
电磁屏蔽隔间通常由金属材料制作，内外都是金属外壳，形成一个封闭的空间。
隔间的内部应设有合适的防辐射门、开关等设备，以便在需要修理设备时能够方便地进入和出来。
5. 电磁波过滤器设计：电子设备通常包含各种信号线和电源线，这些线路容易成为电磁波的传播路径。
在设计电子设备时应合理布局信号线和电源线的位置，并加装电磁波过滤器，以减少或消除电磁波的干扰。
电磁屏蔽的结构设计是一项综合考虑各种因素的工作，需要根据具体设备的工作原理和使用环境来确定合适的设计方案，以确保电子设备的正常工作和安全使用。
机箱的电磁屏蔽与散热结构设计技巧
机箱的电磁屏蔽与散热结构设计技巧机箱是计算机硬件的重要组成部分，其电磁屏蔽和散热结构的设计对于计算机性能和稳定性有着重要的影响。
本文将为您介绍机箱电磁屏蔽和散热结构的设计技巧。
一、机箱的电磁屏蔽设计技巧1.合理选择材料：在机箱的设计中，选用具有良好电磁屏蔽性能的材料是首要考虑的因素。
常用的电磁屏蔽材料包括金属材料如铝和铜以及导电涂层材料等。
选用合适的材料能够有效降低电磁干扰。
2.良好的接地系统：机箱必须有一个良好的接地系统，以确保电磁干扰能够迅速有效地导入地面。
接地系统应包括接地线、地线板和接地螺丝等，确保各个部件能够有效接地。
3.优化布局：对于机箱内部的电子元件和电路板的布局，应该合理安排，避免不必要的电磁干扰。
同时，可以采取屏蔽隔板等设计来分隔不同的功能区块，减少相互之间的干扰。
4.电源线处理：机箱内的电源线是电磁辐射的主要来源之一，因此需要进行良好的处理。
可以采用屏蔽套管进行包裹，或者通过避免电源线与信号线交叉布线等方式来减少电磁干扰。
5.滤波器的应用：合理使用滤波器是机箱电磁屏蔽设计中的关键。
滤波器可以用来滤除电磁干扰信号，避免它们对计算机硬件的正常工作产生负面影响。
二、机箱的散热结构设计技巧1.合理布局散热器：机箱内部应设置合理的散热器布局，以确保热量能够迅速有效地散发出去。
散热器的叶片结构和导热材料的选择也是影响散热效果的关键因素。
2.优化通风设计：通过合理设置通风口和风扇位置，能够提高机箱内部的通风效果。
通风口的大小和数量应根据计算机硬件的功耗和散热要求进行合理的设计。
3.利用热管技术：热管是一种高效的散热器件，能够将热量迅速传导到散热器的散热片上，提高散热效果。
在机箱的设计中，可以考虑采用热管技术来提升散热效果。
4.密封性设计：机箱的密封性设计对于散热效果也有一定的影响。
合理设置密封件和密封胶，可以防止热量的泄漏，提高散热效果。
5.合理使用散热材料：机箱内部的散热材料的选择也是影响散热效果的重要因素。
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机箱的电磁屏蔽设计及散热结构优化机箱是电子设备的外壳，既可以保护内部电子元件，也可以通过散热结构来保持设备的温度稳定。
然而，随着电子设备的发展，电磁干扰和散热问题也日益凸显。
因此，在设计机箱时，电磁屏蔽和散热结构的优化变得至关重要。
本文将讨论机箱的电磁屏蔽设计和散热结构优化的相关问题。
第一节：电磁屏蔽设计
电磁屏蔽是指通过阻碍电磁波传播路径，使其不会影响到设备内部电子元件的正常工作。
在机箱中，电磁屏蔽设计可以从以下几个方面进行考虑。
1. 金属外壳设计
机箱的外壳通常采用金属材料制成，如钢板或铝合金等。
这些金属材料具有良好的导电性能，可以有效地屏蔽电磁干扰。
为了提高屏蔽效果，机箱的外壳应该是一个封闭的结构，以减少电磁波的泄漏。
2. 接地设计
接地是电磁屏蔽设计中的重要环节。
通过良好的接地设计，可以将电磁波导入地面，减少对设备内部的干扰。
在机箱设计中，应该确保各个部件的接地良好，同时也要注意接地线的连通性。
3. 电磁泄漏的控制
在电子设备工作时，会不可避免地产生一定的电磁波。
为了控制电
磁泄漏，可以采用屏蔽罩、金属网等方式。
这些电磁泄漏控制装置可
以有效地吸收或反射电磁波，从而降低对其他设备的干扰。
第二节：散热结构优化
散热是机箱设计中不可忽视的一个问题，特别是在高性能电子设备中。
良好的散热结构可以保持设备的温度在安全范围内，避免因高温
导致设备性能下降或损坏。
1. 散热器设计
散热器是机箱中常用的散热结构之一。
通过增加散热器的散热面积
和风道设计，可以提高散热效果。
同时，选择高导热性能的材料，如
铜或铝，也能够加快热量的传导。
2. 风扇布局
机箱内部通常会配置风扇来增加空气流动，从而增强散热效果。
在
风扇布局上，应该考虑到设备内部的热点位置，合理安排风扇的位置
和数量，以达到最佳的散热效果。
3. 散热材料选择
机箱内部还可以采用散热材料来帮助散热，如散热胶或散热硅脂等。
这些材料具有良好的导热性能，可以提高散热效果。
第三节：电磁屏蔽设计与散热结构优化的综合考虑
在机箱的设计过程中，电磁屏蔽设计和散热结构优化往往是相互关联的。
一方面，电磁屏蔽结构的设计可能会对散热产生一定的影响；另一方面，散热结构的布局也可能会影响到电磁屏蔽效果。
因此，在机箱设计中，应该综合考虑这两个因素，以找到一个平衡点。
结论
机箱的电磁屏蔽设计和散热结构优化对于电子设备的正常工作和稳定性至关重要。
通过采用金属外壳设计、良好的接地设计以及有效的电磁泄漏控制，可以提高电磁屏蔽效果；同时，通过散热器设计、风扇布局和散热材料的选择，可以优化散热结构。
综合考虑电磁屏蔽设计与散热结构优化，可以为电子设备的发展提供更好的保障。