1、結構件電磁兼容設計規范1、概述：本規范規定了結構件電磁兼容設計（主要是屏蔽和接地）的設計指標、設計 原則和具體設計方法。本規范適應于結構設計人員進行結構件的電磁兼容設計，目的是規范機電協 調中電磁兼容方面的內容，指導結構設計人員正確地選擇方案和進行詳細設計。 下列標準包含的條文，通過在本標準中引用而構成本標準的條文。在標準出 版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用 下列標準最新版本的可能性。GJB 1046艦船搭接、接地、屏蔽、濾波及電纜的電磁兼容性要求和方法 GJB 1210接地、搭接和屏蔽設計的實施GJB/Z 25電子設備和設施的接地搭接和屏蔽設計指南MIL

2、-HDBK-419 電子設備和設施的接地搭接和屏蔽IEC 61587-3 （草案）第三部分：IEC 60917-. 和IEC 60297-. 系列機箱、 機柜和插箱屏蔽性能試驗結構件分類描述優化方案及圖號縮寫規則術語本規范中的專業術語符合IEC50-161 電磁兼容性術語的規定。2、設計程序要求對于有EMC要求的項目的開發程序，在遵守部門現有的結構造型設計 流程基礎上，提出以下特殊的要求：所有需要考慮屏蔽的A類項目以及產品定位為海外市場的所有項目，必須通 過EMC方案評審后才能進行詳細的設計；對于C級以上屏蔽等級（具體級別劃分見5.1）要求的項目，方案評審時必 須提交詳細的EMC設計方案（包括

3、屏蔽體的詳細結構和具體處理措施）；對于C級以上屏蔽等級的項目，樣機評審時必須提交屏蔽效能測試報告； 除通用結構件（例如19標準機柜）外，如果樣機的屏蔽效能測試結果達不 到設計134指標的要求，只要整機（產品）的EMC測試中相應指標符合要求，結構件 可以不要求再作優化。3、屏蔽效能等級3.1、屏蔽效能等級的劃分一般結構件的屏蔽效能分為以下六個等級，各級屏蔽效能指標規定如 下：E級：30-230 MHz 20 dB；230-1000 MHz 10 dBD級：30-230 MHz 30 dB；230-1000 MHz 20 dBC級：30-230 MHz 40 dB；230-1000 MHz 30

4、dBB級：30-230 MHz 50 dB；230-1000 MHz 40 dBA級：30-230 MHz 60 dB；230-1000 MHz 50 dBT級：比A級高10dB或者以上，和或對低頻磁場、1GHz以上平面波屏蔽效 能有特殊需求。屏蔽效能等級由高至低分別為：T級A級B級C級D級E級。一般統稱T級和A級為高等級屏蔽效能，B級和C級為中等級屏蔽效能，D級和E級為低等級屏蔽效能。一般結構件只需要注明需要達到哪一級即可，但是選用T級時需要注明 具體的指標要求和其他特殊要求。3.2、屏蔽效能測試標準所有結構件，無論結構尺寸是否采用IEC297 標準（即19標準），在30-1000 MHz范

5、圍內的屏蔽效能測試一律采用IEC61587-3 作為測試標準。 對于屏蔽體內部空間小于300300300的結構件，由于其凈空間太 小，不能按照IEC 61587-3 的標準進行測試，其屏蔽效能只能參照結構形 式相同的同系列產品的測試結果。低頻磁場和高于1GHz平面波的屏蔽效能測試標準依照EMC實驗室的測 試規定。1353.3、屏蔽效能等級的確定a)、選用屏蔽效能等級的要求一般結構件最高選B級屏蔽等級，有特殊需求時允許選到A級。如果要 求選用T級屏蔽等級，應該報總體組評審并批準，這時應該組建專門的EMC 攻關小組解決問題。選用T級屏蔽效能等級一般用于以下場合： 電源設備（一次/二次電源、逆變器等

6、）有特殊需求時，可以專門要求 低頻磁場性能指標。這時應該考慮采取導磁性能良好的材料以提高 結構件的磁屏蔽性能；電源設備（一次/二次電源、逆變器等）與磁敏感元器件（例如顯示器） 安裝在一起，必要時可以提出磁場屏蔽效能要求，實現磁場的隔離， 保證敏感元器件的正常工作；當系統EMC測試不能通過，且判定是結構件的屏蔽問題時，或者現有產 品為了通過EMC 測試，必須提高結構件的屏蔽效能（這時往往其他 部分難以改動），這時允許提出特殊指標要求。b）、屏蔽效能等級確定方法具體項目設計時選擇結構件屏蔽效能的等級應該根據不同情況區別對 待：對于已有產品為實現電磁兼容而進行優化，可以先對現有系統進行測 試，根據系

7、統輻射發射以及輻射敏感度與標準要求之間的差距，得 出結構件在各種頻率下的屏蔽效能要求，并加6-10dB的安全余量， 從而確定出結構件的屏蔽效能等級。對于新開發的產品，應該在硬件規格說明書中明確系統的EMC指標要 求，并在硬件總體設計方案（如無，寫在硬件規格說明書中）中明 確結構件的屏蔽方案、屏蔽效能等級要求以及接地方式等EMC要求。 對于新開發的產品，如果無法分解結構件的屏蔽效能指標或者存在爭 議，從經濟性角度出發，可以先按照以下原則選擇：i.工作頻率不超過100MHz的產品一般選用D級或者E級；ii.無線產品或工作頻率超過100MHz的產品可以選B級或者C級； 136iii.只有在要求特別高

8、時才選用A級；iv.慎重選用T級，實現存在較大的技術困難，而且結構件的成本將 十分高。c）、屏蔽效能指標的默認意義結構件屏蔽效能的指標如果不特殊說明，其默認的意義是：按照IEC61587-3 作為測試標準，在30-1000MHz范圍內的最低屏蔽效能值。3.4、成本控制相對于類似結構的非屏蔽結構件，不同屏蔽效能等級的結構件成本允許增加： E級：0.25倍D級：0.5倍C級：1倍B級：2倍A級：3倍T級：4-5倍或者更高例如，如果一個非屏蔽機柜成本為3000元/臺，那么達到E級的屏蔽等級，該機柜的成本允許達到3750元/臺，D級的屏蔽要求允許達到4500元/臺，C級的屏蔽 要求允許達到6000元/

9、臺，B級的屏蔽要求允許達到9000元/臺，A級的屏蔽要求允 許達到12000元/臺，而T級的成本將會是十分驚人的。4、屏蔽設計指引4.1、屏蔽設計的基本原則屏蔽體結構簡潔，盡可能減少不必要的孔洞，盡可能不要增加額外的縫隙；避免開細長孔，通風孔盡量采用圓孔并陣列排放。屏蔽和散熱有矛盾時盡可能開小孔，多開孔，避免開大孔；足夠重視電纜的處理措施，電纜的處理往往比屏蔽本身還重要；足夠細心，電磁兼容設計必須注意每一個小環節，稍不注意就可能功137歸一簣；屏蔽體的電連續性是影響結構件屏蔽效能最主要的因素，相對而言，材料本身屏蔽性能的影響是微不足道的（低頻磁場例外）；有強烈的成本意識，注意高性能是以高成本為

10、代價的。4.2、屏蔽方案的選擇為了使產品實現電磁兼容，采取屏蔽措施的方案按照屏蔽級別的不同可以分為：PCB板、元器件、模塊、插箱/子架、機柜等屏蔽。PCB板、元器件級別的屏 蔽由于已經超出結構設計的范圍，本文不介紹。模塊屏蔽模塊屏蔽是指將一些輻射大或抗干擾能力差的單板或模塊，單獨安裝在屏蔽 盒中。模塊屏蔽不但容易實現，成本低，而且可以減弱單板或模塊之間的相互干 擾，實現系統內部模塊之間的電磁兼容。模塊屏蔽是一種綜合性能比較理想的解 決方案，推薦在大多數產品中應用。插箱/子架屏蔽插箱/子架屏蔽與模塊屏蔽有一些類似，只是屏蔽體是插箱/子架。相對機柜級屏蔽，插箱/子架級屏蔽最大的優點是可以在出線的接

11、插件上面采取措施屏蔽， 從而避免了電纜采取屏蔽措施。插箱/子架屏蔽也是一種比較理想的屏蔽方式。 機柜屏蔽機柜屏蔽是指在機柜上面采取措施實現屏蔽。由于機柜中不可避免存在各種 縫隙，機柜的屏蔽效能一般不能太高。另外許多系統中線纜多，往往造成機柜屏 蔽失敗的主要原因正是電纜。機柜屏蔽方案中需要特別注意電纜的屏蔽措施，一 般可以采取屏蔽電纜或者轉接等方式。對于產品應該選用什么屏蔽方案，應該考慮成本、技術難度以及操作性等其 他方面的綜合因素，一般應該參照以下原則：最好采取綜合的方案，即根據實際情況，綜合選用不同級別的屏蔽方案，達 到綜合性能最優的目的；對于進出線纜十分多的系統，最好采用模塊屏蔽或者插箱/

12、子架屏蔽，慎重 138使用機柜級屏蔽方案；對于要求特別高的產品，可以采用多級屏蔽的方式，即模塊屏蔽加插箱/子 架屏蔽，還可以加機柜屏蔽。這樣每級屏蔽性能要求都不高，技術上比 較容易，綜合屏蔽效果卻十分好，而且成本也不高。4.3、縫隙的屏蔽兩個零件結合在一起，結合面的縫隙是影響結構件屏蔽效能的主要因素。如果不安裝屏蔽材料，結構方面影響縫隙屏蔽效能的因素主要有：縫隙的最大尺寸、 縫隙的深度等。如果縫隙中安裝屏蔽材料，縫隙的屏蔽效能還與屏蔽材料自身的 特性有關。在實際設計中縫隙的最大尺寸與以下因素有關：緊固點的距離、零件 的剛性、結合面表面的精度等。緊固點的距離緊固點的緊固方式包含采取螺釘連接、鉚接

13、、點焊以及鎖等使兩個零件的結 合面結合在一起之類的措施。實際設計中，由于其他因素往往會受到限制，緊固 點的距離一般就直接決定了縫隙的最大尺寸，是影響縫隙屏蔽效能的最主要因 素。由于目前尚無實用的計算方法計算縫隙的屏蔽效能，緊固點的距離只能從經 濟性和可操作性的角度考慮，按照以下經驗數據取值：i.中、低等級（C級以下）屏蔽效能取50-100mm；ii.高等級（C級以上）屏蔽效能取20-50mm。具體取值還需考慮縫隙的深度以及結合面零件的剛性等因素。例如，當折彎 次數多或者采用型材時，由于零件的剛性好，可以取大值；如果僅僅是單層鋼板 （或鋁板）直接壓緊，由于剛性差，應該取小值。如果緊固點太多導致存

14、在裝配工藝性差等困難，建議在縫隙中安裝屏蔽材 料，從而減少螺釘的數量。零件的剛性當緊固點距離不變時，結合面零件的剛性好，則縫隙的最大尺寸更小，因此 提高零件的剛性可以提高縫隙的屏蔽效能。增加零件剛性的常用措施有：采用型 材、增加板材厚度，增加折彎次數等等。縫隙的深度增加結合面縫隙的深度可以大大提高縫隙的屏蔽效能，其作用要明顯大于減 139小緊固點的間距。對于鈑金件一般推薦縫隙的深度是板厚的10-15倍。因為實際 設計中往往會受到其他因素的限制，該指標僅為參考數值，設計人員在設計過程 中應盡量增加結合面縫隙的深度。另外，對于同樣的緊固點數量，雙排緊固點（相互錯位）會比單排的屏蔽效 能要好得多，因

15、此在設計中，可以考慮采取雙排緊固的方式。結合面表面精度結合面的表面精度（粗糙度、平面度等）對縫隙的屏蔽效能也有影響。但是 由于涉及到工藝水平以及加工設備的精度等難以改變的因素，實際設計中一般不 對零件的表面精度提出特殊要求。屏蔽材料的特性當縫隙的屏蔽效能要求較高，或者實際結構中不允許有太多緊固點時（例如 門的縫隙），應該在縫隙中安裝屏蔽材料。這時，縫隙的屏蔽效能主要與屏蔽材 料的屏蔽性能、屏蔽材料的安裝形式以及屏蔽材料的壓縮量有關：i.屏蔽材料本身的屏蔽性能直接決定了縫隙的屏蔽效能，因此一般盡可能選 用屏蔽性能好的材料。屏蔽材料的選用將在7.4節中詳細闡述。ii. 屏蔽材料的安裝形式對屏蔽效果

16、有很大的影響，如下圖所示的三種安裝形式對屏蔽效能的影響是十分明顯的。方案一所示的安裝形式縫隙的屏蔽主 要依靠屏蔽材料的屏蔽效果；而方案二的屏蔽除了屏蔽材料外，緊固的縫隙提供 了另一條屏蔽的途徑，其屏蔽效國要比方案一好得多；至于方案三，由于比方案 二又多了一層屏蔽，效果自然比方案二好。安裝屏蔽材料時盡可能采用方案二和 三的形式。由于多層屏蔽得效果實際上并不是單層的累加，方案二和三的屏蔽效 果差別并不顯著，設計時可按照實際情況選擇其中一種安裝形式。iii. 屏蔽材料的性能與壓縮量有直接關系，設計時必須合理選擇緊固點的數量，并盡量提高零件的剛性，保證屏蔽材料的壓縮量在允許的范圍之內。需要 特別注意的

17、是不要忽略了沒有緊固點的地方可能會由于剛性、加工誤差等因素導 致屏蔽材料實際上沒有壓緊，而這時往往又不容易發現。另外，安裝屏蔽材料也 需要注意不可過度壓縮。過度壓縮可能導致屏蔽材料失去彈性，另外一般材料的 壓縮力與壓縮量成正比，過度壓縮可能會導致過大的壓縮力，產生其他影響。 1404.4、孔洞的屏蔽結構方面影響孔洞屏蔽效能的因素主要有：孔的最大尺寸、孔的深度、孔間 距以及孔的數量，其中影響最大的是孔的最大尺寸和孔的深度。需要注意的是屏 蔽效能只與孔的最大尺寸有關，而與孔的面積并沒有直接關系，因此在設計中盡 量開圓孔，其次考慮是開方孔，盡量避免開長腰孔。通風孔的屏蔽主要需要均衡通風與散熱之間的矛

18、盾。考慮屏蔽需求時，通風 板的常用類型有穿孔金屬板和波導通風板。穿孔金屬板穿孔金屬板即在金屬板上面開陣列通風孔。穿孔金屬板的屏蔽效能已經有實 用的計算方法，且計算的結論與實測誤差較小，可以直接指導設計。具體可以參 閱電磁兼容性結構設計（東南大學出版社）的詳細介紹。由于孔的最大尺寸 和孔的深度是影響其屏蔽效能的主要因素，相對而言孔的數量和孔間距影響較 小，因此當通風板的屏蔽效能與散熱相矛盾時，可以采取增加孔深，減小孔的直 徑，同時增加孔的密度和數量的方法來避免矛盾，盡量找到屏蔽和散熱之間的平 衡點。一般情況下，穿孔金屬板的屏蔽效能不超過30-40dB，適合于C級以下屏蔽效能等級。穿孔金屬板結構簡

19、單，價格低廉，大多數結構件均應該選用這種通風 形式。只有B級以上屏蔽效能需求時才選用波導通風板。波導通風板波導通風板是利用截止波導的原理制作成的通風板，有的資料上也稱之為蜂 141波導通風板的材料有鋁合金和鋼兩種。鋁制波導通風板一般是粘接制成的， 因此需要導電處理（導電氧化、鍍錫、鍍鎳等）后才能使用；而鋼制波導通風板 是采用釬焊方式制成的，使用時只要做防腐處理即可。波導通風板的價格昂貴，特別鋼制波導通風板的價格更高，結構件中應優先 選用鋁制波導通風板。由于鋁制波導通風板對低頻磁場幾乎是透明的，因此當對 低頻磁場有要求時（T級要求），應該選用鋼制波導通風板。鋁制波導通風板的屏蔽效能一般可以達到6

20、0-70dB，而鋼制波導通風板的屏蔽效能則可以達到90-100dB。使用波導通風板時需要特別注意處理與其框架之間 的縫隙，一般裝配以后可以采用焊接等方式將縫隙堵住。由于指示燈、操作按鈕、觀察孔等需求會導致結構件上開各種孔洞，對于這 些孔洞的屏蔽設計時按照以下步驟考慮：i. 最好將這些指示燈、操作按鈕、觀察孔等設置在屏蔽體之外；ii. 建議選用屏蔽的元器件，例如帶屏蔽的指示燈、按鈕以及屏蔽玻璃等， 這時需要注意安裝縫隙的屏蔽效果；iii. 采用加屏蔽罩的方法將這些孔洞屏蔽起來；4.5、線纜的屏蔽嚴格地說，線纜的屏蔽超出了結構件電磁兼容的范圍。但是線纜的處理對結 構件的屏蔽有至關重要的關系，往往比

21、結構件的屏蔽還要重要，因此本文中對線 纜的屏蔽提出基本要求，設計人員在機電協調和詳細設計時必須足夠重視線纜的 屏蔽措施。電纜進出屏蔽體主要有以下幾種形式，其處理措施分為：142通過屏蔽插頭轉接一般情況下需要使用屏蔽電纜，這時的屏蔽效果主要是取決于插頭的屏蔽效 果。另外，對于子架/插箱屏蔽方式，電纜直接從模塊的插座上面接出也是一種 類似的方法，其屏蔽效果主要取決于插座上屏蔽措施的效果。采用轉接的方式可 以獲取十分高的屏蔽效能，是一種理想的屏蔽方式，但是在線纜較多的時候成本 比較高。通過EMI濾波器連接直接出機柜直接出機柜時可分為屏蔽電纜和非屏蔽電纜兩中種情況。對于屏蔽電纜，要 求電纜在出屏蔽體時

22、屏蔽層必須與屏蔽體360的接觸，保證阻抗足夠小，而不 能僅僅是接通。對于非屏蔽電纜，可以采取套金屬編制網，纏金屬絲網等方式將 電纜出屏蔽體的部分長度變成屏蔽電纜的形式，并按屏蔽電纜的要求將絲網與屏 蔽體可靠接觸。絲網纏繞的長度與屏蔽要求、線纜直徑有關，一般為2-3m。總 之，一般不允許直接將電纜直接從屏蔽體穿出，需要將屏蔽層可靠接地。一般電源需要經過濾波器后進入系統。濾波器的安裝和連線必須滿足以下要 求：交流濾波器應該安裝在屏蔽體上面，安裝面上縫隙的屏蔽效能足夠；直流濾波器推薦也安裝在屏蔽體上面，要求不高時允許安裝在屏蔽體內部， 這時電源線將會直接從屏蔽體穿出；濾波器安裝在屏蔽體上時，進出線必

23、須在屏蔽體的兩側，即從屏蔽體外連接 輸入線到濾波器上面，從屏蔽體內引出輸出線；濾波器的外殼必須與屏蔽地（保護地）可靠連接；濾波器的輸入、輸出線不許平行走線，更不許相互纏繞。1435、屏蔽材料5.1、屏蔽材料命名規則屏蔽材料的名稱統一按照以下規則命名：簧片用片狀金屬制成的指形、C形或者鋸齒形等形狀的屏蔽材料，一般為條狀。基材一般為鈹銅，也有鋁、鎳、不銹鋼以及黃銅等其他材料。包括一般俗稱為指 形簧片或梳形簧片的材料，以及帶戳孔或鋸齒邊的金屬片。螺旋管用帶狀金屬卷曲成管狀彈簧的屏蔽材料。基材一般為鈹銅和不銹鋼，其他材 料需要定指。包括普通螺旋管、帶內芯的螺旋管、組合螺旋管、帶環境密封的螺 旋管等類型

24、。導電橡膠在橡膠基體中填加金屬顆粒、粉末或者定向埋置金屬絲的屏蔽材料。基材和 填充材料的類型十分多。包括普通導電橡膠、定向埋置金屬絲、灌裝金屬網，導 電橡膠與環境密封組合條等。金屬絲網利用細金屬絲相互纏繞成條狀的屏蔽材料，有的有海綿內芯。金屬絲多數為 鑷基合金，也有其他類型的金屬絲。包括普通金屬絲網條，帶內芯的金屬絲網以 及金屬絲網纏帶。導電布以海綿為內芯，外面包裹填充有金屬顆粒或粉末的纖維編制層的屏蔽材料。內芯一般為聚氨脂類發泡材料，填充顆粒主要為銀粉，或者銀、鑷、碳等混合物。 波導通風板蜂窩狀通風板，利用截止波導原理實現屏蔽。厚度有6.3、12.7、25.4等規格， 常見的蜂窩孔外接圓直徑

25、為3.18。材料有鋁合金、鋼等。導電膠在硅橡膠、環氧樹脂等材料中填充銀粉等導電材料的膠。包括導電膠和導 電填料。144屏蔽膠帶帶背膠（一般為導電背膠）的金屬泊。有銅、銀、鋁等多種類型。屏蔽玻璃在玻璃中間夾一層絲網或者鍍金屬層實現屏蔽的玻璃。5.2、屏蔽材料的繪圖和標注屏蔽材料在裝配圖和明細表中均作為外購件處理。在視圖中屏蔽材料按照其 實際幾何形狀繪圖，組裝圖中屏蔽材料按照裝配后壓縮狀態的幾何形狀繪圖。 屏蔽材料的幾何尺寸不需要在視圖中標注，但是視圖中應清楚表示屏蔽材料的安裝尺寸，最好以屏蔽材料的外輪廓為尺寸標注的依據。安裝屏蔽材料的表 面必須具有良好的導電性能，一般需要做特殊處理，例如噴漆保護，相應的圖紙 標注應符合部門關于表面處理標注的規定。在明細表中按照以下規定填寫相應欄：代號欄：型號名稱欄：名稱+ 空格+ 長度數量欄：數量備注欄：寫屏蔽材料的生產商其他未規定的事項參照外購件的標注規定。名稱根據下文第 7.1 節屏蔽材料命名規則統一的名稱命名；型號的標注根據廠商提供的標注規則，除長度代碼（一般為型號的最后四或 五位）不要標注外，所有標識代碼要寫完全；長度為單件的長度，長度單位為mm，總長度應該再乘以數量；生產商指屏蔽材料的原生產單位，例如IS、Tecknit、Sp