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电磁分析与应用杂志， 201,911， 135-147
https://www.scirp.org/journal/jemaa
ISSN 在线: 1942-0749
ISSN打印： 1942-0730
金属屏蔽和距离估计相结合保证电磁兼容性
Nguyen Duc Truong1, Tran Van Nghia2, Bui Duc Chinh3, Ho Quang Quy4*
1越南河内标准测量质量部
2越南河内电力大学（EPU）电子与电信学院
3越南河内密码科学与技术研究所
4越南胡志明市，胡志明市食品工业大学
如何引用本文： Truong， N.D.， Van N ghia， T.， Chinh， B.D.和Quy， H. Q.（ 2019）结合金属屏蔽和距离估计 电磁兼容性保证。 《电磁分析与应用杂志》， 11，135-147.
https://doi.org/10.42maa.2019.11936/je009
版权（ 2019年）由作者和科学研 究出版公司。 这件作品在《创意 共享贡献国际》下获得许可
许可证(CCby4.0)。
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
摘要
本文提出了一种基于金属屏蔽与电路元件距离估计方法相结合的电磁兼容性保证解决方案。从工作的无线电电子 单元产生的电磁噪声可以扩展到空间，并作用于无线电 电子单元周围的其他部分。采用适当的技术方法保证电 磁兼容的无线电电子单元不会对他人造成电磁噪声。相 反，它不会受到另一个电磁作用。由于电磁噪声的功率，应采用金属屏蔽、距离估计或其他技术方法来保证电 磁兼容性。每种方法都有自己的优点，作为详细的无线 电电子单元的缺点，因此有必要选择一种合适的方法来 保证它们的电磁兼容性，例如金属屏蔽和距离估计的结 合是一种选择。利用CST（计算机仿真技术）软件和EM xpert EHX分析仪在振荡器电路上下文中对所提出的解决方 案进行了评价。在CST上的模拟结果表明，与没有使用 电磁兼容方法时的结果相比，所提出的解决方案在频率 为 500MHz时降低了约 39.1dB的电磁辐射。给出了振荡器 电路的实验结果。 振荡器电路的电磁辐射降低约为（ 25-30）dB，与单独的金属屏蔽和距离估计方法相比，所提出的电磁兼容性保证解决方案的有效性显著增加。
关键词
电磁兼容性，电磁辐射，金属屏蔽，
会议厅： 10.4236/jemaa.2019.11 Sep. 17, 2019 135 电磁分析与应用杂志
距离估计
1. 导言
如今，随着科学技术的巨大发展，无线电电子单元(REUs)在 使用之前必须保证不是期望的操作效率，而是电磁兼容性(EMC)。[1][2][3][4][5])。 电磁兼容是在电磁场(EMF)中正常工 作的能力，不影响另一个REU的操作。 一些EMC标准，如 CIS PR-22、 EN55022（在欧洲）、 FCC-15（在美国）、 IEC61 000（国际）以及相当于CIS PR-22的TCVN-7189（在越南）， 已得到广泛使用。 虽然在上述标准之间有一些可忽略的差 异，但它们都是与其他等效的，因此本研究将选择CIS PR-2 2（参考文献)。[6]）。 有许多方法可以保证REU的电磁兼 容性，如电气或电子电路设计、机械加工、印刷电路以及金属屏蔽（参考文献）。 [7]和参考文献[8])。 虽然每种 方法都有自己的优点和缺点，但对于本研究，我们只对保证可用电子模块EMC而不干扰其设计过程的解决方案感兴趣，保证单个REU或模块系统电磁兼容的一种流行技术是金 属护套箱的EMF屏蔽（参考文献)[9]）。通过这种技术，如果金属护套箱被设计成封闭的Tigth，则屏蔽效能(SE)很高，从而可以阻止由其产生的电动势。 然而，在实际中，总是有狭缝或小孔和孔的空气通风或电缆安装在金属护 套（参考文献[10]）和参考文献（[11])。 如果狭缝和孔没 有最佳选择，则SE显著减少。 在作品中（参考文献[ 4]）和（参考文献[5]）。作者对狭缝和孔对SE的影响进行了模拟和 评价，并通过选择对其尺寸、形状和在金属护套中的分布 进行了优化。 作品中的结果（参考文献[9]）和（参考文 献[10])已经表明，为电磁兼容保证，手动控制金属护 套中孔的参数是非常困难和复杂的。另一种保证电磁兼容 的方法是电子元件的距离估计。它是基于EMF随传播距离的减小（参考文献[11]）。然而，这种方法的一个弱点是， 在一定厘米的距离内， EMF的下降是可忽略的小，而在很 长的距离内， EMF的下降将是显著的，但这种后果是更大 和不舒服的。显然，上述两种方法中的一种具有自身的优 点和弱点，以保证EMC。
在本文中，我们提出了一种解决方案，将上述两种方法结 合起来，以保证EMC。在研究所提出的解决方案的SE之前，用CST软件（参考文献）对金属屏蔽以及距离估计进行了详细的研究。 并通过EMxpert EHX分析仪（参考文献）对EMC保证进行了测试。 [13])。
2. 电磁兼容保障的金属屏蔽与距离估计背景
2.1. 金属屏蔽(MS)
确定金属护套对电动势影响的主要参数是与入射和透射电（磁
）强度之比有关的SE，给出了参考文献 [11]和参考文献[14]：
Ei Et
SEe
20 lg
(1)
SEh
20 lg
(2)
Hi
Ht
其中EI， Et(Hi， Ht)分别是入射和透射电（磁）强度。
在上面给出的方程（ 1)和方程(2）之外，如图 1所示， SE可以 作为反射、 R[dB]、吸收、 A[dB]和再反射（多次反射）、 B[dB]的总和，如下所示：
而R[dB]，
SE dBR dBAdBB dB
(3)
(4)
是远场中的反射（参考文[14]），
Re,dB 322 10 log10
r
f 3r2
(5)
Rm,dB 14.57 10 log10
r
fr2
r
(6)
分别是电场和磁源在近场中的反射（参考文献14）。
r
(7)
是再反射（参考文献）[14]
B 20 lg 1e2t/
是再反射（参考文献）[15] (8)
是材料的皮肤深度。mu;r是相对于空气的可逆渗透率。sigma;r是相对于铜的电导率。mu;是材料 的磁导率。sigma;是电导率。
图 1. 金属护套的SE描述
物质.t[cm]是物质的厚度。 r[cm]是辐射源与金属护套之间的距离。 如果Ale; 15 [dB]（参考文献），再反射B将有意义。 （参考文献14），因此，它总是被真正忽视，因为Agt;15[dB]。
2.2. 模块间距离估计(DE)
以上结果表明，金属屏蔽是易于设计的，但它需要消除狭缝和选择合适的尺寸的孔，如果它们是取决于技术。 因此，为了提高或完全保证电磁兼容性，有必要使用RE模块或单元之间的距离估计来结合金属屏蔽。众所周知，电动势随传播距离的变化而变化，但对于近场和远场则不同。对于远场，反向距 离法（参考文献）。 [15])用于确定R和Rlsquo;距离的辐射点（图 2），具体如下：
E RdBE RdB20 lg R R
近场比远场复杂，场部发生反向变化，不是线性到距离为 1/r，而是非1/r2 或 1/r3（图3）。
图 2 逆距法原理
图 3 近场与远场示意图
(9)
近场和远场之间的边界是E/H=Zw的比值，称为波阻抗，近似等于自由空间eta;0的内部阻抗(参考文献[15]).
3. 结果和讨论 3.1。 调查模式
考虑一个尺寸为 16times; 10times; 3cm，护套厚度为 2cm的铝(Al)护 套盒(ASB)（图 4）。 采用直径为 0.16cm，阻抗为 50Omega;的铜 芯同轴电缆，在ASB内放置一个辐射源，使其周围上部空间 的辐射分布均匀（参考文献）[10])。
第二个ASB的尺寸为 10times; 10times; 3cm，与第一个ASB的距离为 d。科技委将用于评估不同情况下的SE，如：单ASB，单ASB在护套上有孔，两个ASB与其他不同的距离。电磁兼容 将在频率从 1MHz到 1GHz的变化中进行模拟和评估。除了 使用CST评估所提出的解决方案的SE外，还使用由EMxpert 软件和EMSCAN扫描仪组成的测量设备EMxpert EHX对输出电 压为 5V的振荡电路和电源进行了实验评估（图 5）。
图 4. ASB视野。
图 5. 测量装置使用EMxpert EHX。
-
- EMC by MS
采用方程（ 3）和铝护套， t=0.2[cm]，mu;r=1和 频率为 500 KHz的sigma;r=0.61（参考文献）。 图 6计算并显示了SE频率 特性。 模拟了ASB内部电场的分布，如图 7所示。
从图 6中，我们可以看到，在CIS PR-22标准的 30MHz到 1GHz的 频带中（参考文献[6]）。SE迅速增加，事件发生到公元前 1000年。 它导致电场(EF)的任何部分在ASB之外传输，如图 7 所示。
然而， ASB并不总是关闭得很紧；相反，确实有用于空气通 风或电缆安装的狭缝或小孔和孔。如果狭缝和孔不适合设 计，辐射信号泄漏可能会超过CIS PR-22的标准限值，从而造 成不期望的影响。图 8和图 9是孔径为 1times; 0.5cm的ASB周围 电场的分布。 很明显，有孔就有辐射信号外的泄漏（图 8）。内电强度最小约为 100dBmu; V/m，外电强度低于 80dBmu; V/m。 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
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