電磁屏蔽箱性能分析

1 引言

計算機作為信息處理設備，在社會(huì )生產(chǎn)生活中起著(zhù)重要作用。研發(fā)人員更多考慮的是計算機的主板、電源、CPU、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等的性能，而對機箱的考慮相對較少。但機箱對計算機的電磁兼容性的影響是不可忽視的。它不僅提供機械保護，還起到電磁屏蔽作用，使計算機免受外界電磁波的干擾，工作更加地穩定、可靠；同時(shí)，它又防止計算機自身產(chǎn)生的電磁波向外輻射，不影響其它設備工作，防止信息泄露及對人體造成傷害。因此機箱設計應引起研發(fā)人員的重視。計算機主機電磁泄漏方式包括:一種是以電磁波的形式輻射，稱(chēng)為輻射泄漏，主要通過(guò)計算機各種接口及其它孔縫等；另一種是通過(guò)各種線(xiàn)路傳導出去的，稱(chēng)為傳導泄漏，計算機系統電源信號線(xiàn)及地線(xiàn)等都可以作為傳導媒介。這里主要考慮輻射泄漏。

為分析計算機機箱的輻射泄漏，我們在HFSS中建立一個(gè)簡(jiǎn)單的箱體仿真模型，如圖1所示，機箱壁由六片理想金屬導體板構成，厚度均為0.05cm，機箱內部尺寸為22cm x 14cm x 30 cm，介質(zhì)為真空（vacuum）。由50ohm同軸電纜探頭對導

圖1 本文中的仿真模型及激勵源形式

體腔饋電，經(jīng)半徑為0.16cm的導線(xiàn)延長(cháng)探頭的中心導體部分，連接到機箱側面板上焊接的47ohm的貼片電阻上。仿真頻率1GHz~3GHz。為保證結果盡可能準確，數據均是選擇在終端S參數（S₁₁）曲線(xiàn)中-10db以下的頻率點(diǎn)所測，此時(shí)負載較匹配。

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(kāi)置的情況，為便于分析，所有孔縫都分別開(kāi)置于機箱后面板中心位置處，分別測量?jì)煞N開(kāi)置方式在1.09GHz固定的頻率點(diǎn)固定線(xiàn)上的電場(chǎng)場(chǎng)強，為便于計算，對線(xiàn)進(jìn)行量化。量化點(diǎn)數為1000。測量線(xiàn)為平行于開(kāi)口中心軸線(xiàn)且距離開(kāi)口3cm處與開(kāi)口同長(cháng)度的一條線(xiàn)。得到兩組數據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(kāi)孔形式模型

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

圖3 12 x 2cm²和2 x 12cm² 孔測量線(xiàn)場(chǎng)強折線(xiàn)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(kāi)縫形式模型

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

圖5 12 x 0.1cm²和0.1 x 12cm² 縫測量線(xiàn)場(chǎng)強圖

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(kāi)孔形式模型