電磁屏蔽箱性能分析

1 引言

計(jì)算機(jī)作為信息處理設(shè)備，在社會(huì)生產(chǎn)生活中起著重要作用。研發(fā)人員更多考慮的是計(jì)算機(jī)的主板、電源、CPU、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等的性能，而對(duì)機(jī)箱的考慮相對(duì)較少。但機(jī)箱對(duì)計(jì)算機(jī)的電磁兼容性的影響是不可忽視的。它不僅提供機(jī)械保護(hù)，還起到電磁屏蔽作用，使計(jì)算機(jī)免受外界電磁波的干擾，工作更加地穩(wěn)定、可靠；同時(shí)，它又防止計(jì)算機(jī)自身產(chǎn)生的電磁波向外輻射，不影響其它設(shè)備工作，防止信息泄露及對(duì)人體造成傷害。因此機(jī)箱設(shè)計(jì)應(yīng)引起研發(fā)人員的重視。計(jì)算機(jī)主機(jī)電磁泄漏方式包括:一種是以電磁波的形式輻射，稱為輻射泄漏，主要通過(guò)計(jì)算機(jī)各種接口及其它孔縫等；另一種是通過(guò)各種線路傳導(dǎo)出去的，稱為傳導(dǎo)泄漏，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電源信號(hào)線及地線等都可以作為傳導(dǎo)媒介。這里主要考慮輻射泄漏。

為分析計(jì)算機(jī)機(jī)箱的輻射泄漏，我們?cè)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/HFSS">HFSS中建立一個(gè)簡(jiǎn)單的箱體仿真模型，如圖1所示，機(jī)箱壁由六片理想金屬導(dǎo)體板構(gòu)成，厚度均為0.05cm，機(jī)箱內(nèi)部尺寸為22cm x 14cm x 30 cm，介質(zhì)為真空（vacuum）。由50ohm同軸電纜探頭對(duì)導(dǎo)

圖1 本文中的仿真模型及激勵(lì)源形式

體腔饋電，經(jīng)半徑為0.16cm的導(dǎo)線延長(zhǎng)探頭的中心導(dǎo)體部分，連接到機(jī)箱側(cè)面板上焊接的47ohm的貼片電阻上。仿真頻率1GHz~3GHz。為保證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)均是選擇在終端S參數(shù)（S₁₁）曲線中-10db以下的頻率點(diǎn)所測(cè)，此時(shí)負(fù)載較匹配。

2 孔縫的方向因素分析

這里分別分析幾種面積相同且形狀相同的孔縫垂直和平行于源電流方向開置的情況，為便于分析，所有孔縫都分別開置于機(jī)箱后面板中心位置處，分別測(cè)量?jī)煞N開置方式在1.09GHz固定的頻率點(diǎn)固定線上的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，為便于計(jì)算，對(duì)線進(jìn)行量化。量化點(diǎn)數(shù)為1000。測(cè)量線為平行于開口中心軸線且距離開口3cm處與開口同長(zhǎng)度的一條線。得到兩組數(shù)據(jù)E1及E2。

2-1. 12 x 2cm²和2 x 12cm² 孔，仿真模型如圖2所示。

圖2 12 x 2cm²和2 x 12cm² 開孔形式模型

得到的E1及E2折線圖如圖3所示，由圖可以看出，2 x 12cm² 孔的測(cè)量線上的場(chǎng)強(qiáng)大部分小于12 x 2cm² 孔的場(chǎng)強(qiáng)。

圖3 12 x 2cm²和2 x 12cm² 孔測(cè)量線場(chǎng)強(qiáng)折線圖

2-2. 12 x 0.1cm²和0.1 x 12cm² 縫，仿真模型如圖4所示。

圖4 12 x 0.1cm²和0.1 x 12cm² 開縫形式模型

得到的E1及E2折線圖如圖5所示，由圖可以看出，除特殊點(diǎn)外，0.1 x 12cm² 縫的測(cè)量線上的場(chǎng)強(qiáng)小于12 x 0.1cm² 縫的場(chǎng)強(qiáng)。

圖5 12 x 0.1cm²和0.1 x 12cm² 縫測(cè)量線場(chǎng)強(qiáng)圖

2-3. 4.5 x 2cm²和2 x 4.5cm² 孔，仿真模型如圖6所示。

圖6 4.5 x 2cm²和2 x 4.5cm² 開孔形式模型