中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所 劉 倩

軍用方艙艙體屏蔽設(shè)計(jì)要求及措施

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所 劉 倩

隨著微波技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備的技術(shù)水平在不斷地進(jìn)行提高。對(duì)軍用方艙的屏蔽設(shè)計(jì)性能指標(biāo)要求越來(lái)越高，根據(jù)國(guó)內(nèi)的方艙很少能達(dá)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(shè)計(jì)要求，概述了軍用方艙效能組成的結(jié)構(gòu)要素以及簡(jiǎn)單介紹電磁屏蔽原理三個(gè)方面進(jìn)行闡述艙體屏蔽設(shè)計(jì)。

軍用方艙；屏蔽設(shè)計(jì)；電磁波

方艙的發(fā)展趨勢(shì)由專(zhuān)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(gòu)件。在軍用方艙艙體屏蔽設(shè)計(jì)過(guò)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(biāo)，電磁屏蔽性能應(yīng)該受到足夠的重視。

一、電磁屏蔽方艙的概念、要求及結(jié)構(gòu)

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

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(gè)板組成。這些板加上很多個(gè)梁、柱組成一個(gè)整體，通過(guò)門(mén)窗、空口的部件就形成一個(gè)方艙艙體。

二、電磁屏蔽原理

電磁屏蔽設(shè)計(jì)一般是由靜電屏蔽和非靜電屏蔽兩種類(lèi)型，方艙艙體的設(shè)計(jì)一般屬于非靜電屏蔽；主要是通過(guò)輻射傳播。交變的實(shí)質(zhì)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(lái)；用于阻礙交變磁場(chǎng)的傳播途徑。按照這個(gè)特點(diǎn)在屏蔽設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(kāi)孔的數(shù)量以及開(kāi)孔的占地面積。交變磁場(chǎng)分為低頻和高頻屏蔽。低頻通過(guò)干擾源在屏蔽體內(nèi)的“包封”，達(dá)到隔離作用。高頻通過(guò)產(chǎn)生的反磁場(chǎng)來(lái)消除干擾磁場(chǎng)。根據(jù)屏蔽設(shè)計(jì)的原理得知：注意材料的使用；使用導(dǎo)磁率高的材料；使用整體構(gòu)件。

三、方艙艙體屏蔽設(shè)計(jì)與措施

第一，盡量防止內(nèi)外蒙皮的流通。因?yàn)槌丝卓谟辛魍ǖ淖饔猛?，其他的采用斷熱橋的結(jié)構(gòu)，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(guò)與小板方艙相比，一方面提高了方艙的密封性能及表面質(zhì)量；另一方面提高了屏蔽性能。板與板之間的聯(lián)接是通過(guò)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(shí)所有的電源孔口以及門(mén)都是被打開(kāi)的。此時(shí)的屏蔽功能只能依靠波紋板實(shí)現(xiàn)。普通的波紋板是3mm鋁板，但是電磁屏蔽性能可達(dá)到119dB。軍用標(biāo)準(zhǔn)保證艙體與波紋板能產(chǎn)生電接觸就可以。對(duì)于需要采光窗口的方艙說(shuō)：可以通過(guò)增加屏蔽小門(mén)、使用導(dǎo)電玻璃等增加采光窗口。目前這些補(bǔ)救方法的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)諸多不便。所以，采光窗不符合電磁屏蔽的性能指標(biāo)。

1.大板厚度的確定

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

2.艙體內(nèi)、外蒙皮的選擇

艙體內(nèi)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(nèi)外的特點(diǎn)一般則選用鋁板。根據(jù)公式計(jì)算，在0.15MHZ-10GHZ內(nèi)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(nèi)不利于磁場(chǎng)的屏蔽作用。因此，在在屏蔽為60dBd的艙體內(nèi)外結(jié)合使用的情況下，均采用1.2mm-2.0mm的鋁板。當(dāng)出現(xiàn)單層鋁板厚度時(shí)，外部均采用相同的鋁板，內(nèi)部采用1.0mm的冷軋鋼板。

3.門(mén)、窗、孔口的屏蔽設(shè)計(jì)①門(mén)、窗、孔口的布置原則

方艙艙體的屏蔽設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少門(mén)、窗、孔口的數(shù)量，在工作時(shí)門(mén)盡量不能超過(guò)2個(gè)，口與口之間的距離相對(duì)保持比較遠(yuǎn)。屏蔽方艙的1級(jí)波導(dǎo)板尺寸應(yīng)該在700mm*700mm之間，不應(yīng)該開(kāi)設(shè)采光窗；屏蔽方艙的2級(jí)波導(dǎo)板尺寸應(yīng)該在700mm*1200mm之間，可以在左右壁板上同時(shí)開(kāi)設(shè)1個(gè)采光窗。此時(shí)開(kāi)設(shè)的壁板禁止在工作門(mén)或者應(yīng)急門(mén)處開(kāi)設(shè)采光窗。

②門(mén)的屏蔽設(shè)計(jì)

門(mén)的屏蔽設(shè)計(jì)很重要，在門(mén)和門(mén)框之間的縫隙直接導(dǎo)致電磁波泄漏的重要原因。因此，門(mén)的屏蔽設(shè)計(jì)是對(duì)艙體屏蔽設(shè)置非常重要的。門(mén)與門(mén)框之間的設(shè)計(jì)需要注意：第一，對(duì)于40dB的屏效艙要求導(dǎo)電氧化處理；對(duì)于60dB的屏效艙要求合金處理；要求鋁接觸面具有良好的導(dǎo)電性和耐磨性。第二，門(mén)把手中間使用非貫通式軸。第三，保證門(mén)與門(mén)之間具有電氣連續(xù)性。

4.信號(hào)口、電源口的屏蔽設(shè)計(jì)

艙體上的電源口、信號(hào)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(wèn)題。通過(guò)有效加襯墊、鉚釘?shù)绒k法來(lái)設(shè)計(jì)信號(hào)口、電源口的屏蔽性能。

5采光窗的屏蔽設(shè)計(jì)

采光窗的設(shè)計(jì)是艙體屏蔽設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題，主要采取措施如下：第一，在設(shè)計(jì)時(shí)使用較好調(diào)查專(zhuān)用鋁型材，便于很好的與內(nèi)外蒙皮產(chǎn)生接觸，具有較好的電連續(xù)性。第二，在設(shè)計(jì)時(shí)使用金屬絲網(wǎng)玻璃，保證電連續(xù)性。

6.通風(fēng)口的屏蔽設(shè)計(jì)

通風(fēng)口在安裝時(shí)使用波導(dǎo)窗，效果取決于內(nèi)蒙皮與波導(dǎo)窗的電連接以及屏蔽指標(biāo)。波導(dǎo)窗的形狀有3種，通常使用六角形蜂窩狀的結(jié)構(gòu)形式。但是，波導(dǎo)窗經(jīng)常會(huì)受到長(zhǎng)度以及孔徑的影響。波導(dǎo)窗的系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)在高出10dB-20dB的參數(shù)還要按照專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家給出的型號(hào)作為參考。

7.空調(diào)安裝的屏蔽設(shè)計(jì)

空調(diào)的屏蔽設(shè)計(jì)一般分為2級(jí)：1級(jí)采用窗式空調(diào)；2級(jí)采用分體式空調(diào)?？照{(diào)過(guò)孔是通過(guò)管的控制線和電源線?？照{(diào)的安裝要想達(dá)到良好的屏蔽效果就要使用單孔的波導(dǎo)，氣管和液管恰好符合這一要求。相對(duì)控制線和電源線，根據(jù)型號(hào)的不同選擇相應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)電還是非導(dǎo)電搭接通通不能產(chǎn)生搭接腐蝕。

9.艙體組裝時(shí)屏蔽設(shè)計(jì)

眾所周知，屏蔽方艙具有其他方艙所沒(méi)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(mén)與門(mén)框的縫隙，適當(dāng)增加縫隙的深度。為了達(dá)到電氣的連續(xù)性，需要在艙體內(nèi)增加強(qiáng)梁，或者使用鋼制作來(lái)增加厚度。

10.接地

方艙艙體應(yīng)該采用單點(diǎn)接地，避免因?yàn)殡娢徊町a(chǎn)生電磁干擾。為了預(yù)防因?yàn)殡姶鸥蓴_而導(dǎo)致方艙的屏蔽性能降低。一定讓艙體與大地進(jìn)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(yīng)該選擇正確的接地方式。在選用接地方式時(shí)，使用接地棒盡量要長(zhǎng)，當(dāng)接地棒的接地電阻太大時(shí)，同時(shí)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(jié)束語(yǔ)

軍用方艙艙體屏蔽設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性技術(shù)，在艙體的整個(gè)屏蔽設(shè)計(jì)過(guò)程中，看到對(duì)艙體的屏蔽性能要求的嚴(yán)謹(jǐn)性。綜上所述：在艙體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮屏蔽設(shè)計(jì)的性價(jià)比。然后根據(jù)具體的實(shí)施方案。目前，國(guó)內(nèi)方艙的制造廠產(chǎn)品性能的指標(biāo)都是根據(jù)方艙的電磁屏蔽性能進(jìn)行對(duì)比。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐證明，方艙電磁屏蔽設(shè)計(jì)已經(jīng)得到認(rèn)可。希望通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證對(duì)方艙的設(shè)計(jì)產(chǎn)生很好的效果。

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