关于无线电通信设备的电磁屏蔽的研究

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷8期   作者:曹光辉 郭世超
[导读] 电磁屏蔽技术是一种重要的现代无线通信行业技术手段,
        曹光辉 郭世超
        陕西凌云电器集团有限公司, 陕西 宝鸡 721000
        摘要:电磁屏蔽技术是一种重要的现代无线通信行业技术手段,通过这种技术可以极大地提高无线通信设备的抗干扰能力,从而提高稳定性和无线电发射设备的安全,将大大提高信号传输和播出质量,对现代无线通信产业的发展产生积极的影响。本文基于电磁屏蔽技术原理展开分析,在明确技术特点与控制措施同时,期望为后续无线电系统的构建提供良好参照。
        关键词:无线电;通信设备;电磁屏蔽
        引言:无线电通信主要是以电波为传播介质实现数据远距离传输的设备平台。根据电波传导特性可知,环境中可能对信号传播质量造成影响的因素主要是电磁场。因此,为提升信号传输的安全性与效率性,便必须根据电磁场强度落实电磁屏蔽技术,以便持续保障信号传播质量,并为后续无线电技术的发展奠定更扎实的基础。
        一、电磁屏蔽技术的基本原理
        电磁屏蔽技术在无线电通信设备中的应用,能够隔离干扰信号,避免电箱等设备对地方居民生活质量造成影响。期间,选用良性导体的金属壳来屏蔽外界电磁场的影响,使电磁波被吸收或反射,以此保护内部信号发射与接收主体,并能够抑制电磁辐射对周边环境的损害。
        根据电磁屏蔽技术资料可知,屏蔽内容涵盖了电屏蔽、磁屏蔽与电磁屏蔽。其中,以电磁屏蔽为例,在此种环境中安装无线电通信设备,通常需要考虑电磁环境对设备内部电波、电流、磁场的影响,为避免磁场辐射泄露或混乱等情况出现,便需要提供完善电磁屏蔽装置,通过全面包裹设备主体,隔离外界电磁场环境的影响,才能确保设备系统运行不会受到影响,而出于信号传导稳定性考虑,还需要在此基础上设置接地系统,确保电磁场环境得以疏导,才能降低外界环境干扰与风险,为周边居民的生活安全提供保障[1]。另外,无线电主要是凭借电磁波为承载介质传播的技术,在信号传输过程中遇到不同材质的介质同样会受到反射或吸收的影响,因此借助屏蔽主体可吸收掉电磁波内的能量,使电磁波数据传导稳定性提升,以此满足电磁信号传输质量方面的要求。
        二、无线电通信设备的电磁屏蔽技术分析
        (一)电场屏蔽
        电场屏蔽技术的原理简单来说就是将电场感应看成各个电容的耦合。在使用这一技术对无线电通信设备进行电磁屏蔽时,设计人员与工作人员要注意合理安排屏蔽体与通信设备的物理距离。与磁场屏蔽一样,如果屏蔽体与无线电通信设备的物理距离较远,则屏蔽效果将会难以实现。此外,关于屏蔽体的形式选择,设计人员根据实际的需求确定即可。当然,按照一般的原理,全封闭型的屏蔽体的屏蔽效果是要比开放型的屏蔽体效果要好的。然而,在实际操作中,由于受到各种要素的影响与制约,难以实现全封闭型的屏蔽体系建设。电场屏蔽这一技术对屏蔽体材料的要求相对来说没有这么严格,但也同样存在对材料强度的要求。因此,在使用这一技术进行电磁屏蔽时,设计人员要注意选择合适的材料,以更好地达到使用屏蔽体的效果。
        (二)磁场屏蔽
        根据不同的分类标准,磁场可以被划分为不同的种类。而磁场屏蔽这一技术主要针对的是低频磁场与直流磁场这两类磁场。当然,与电磁场屏蔽技术相比,磁场屏蔽技术的屏蔽水平并不是特别高。其原理简单来说就是充分利用屏蔽体材料的分路作用,衰减经过或进入屏蔽体材料的电磁信号。在使用磁场屏蔽这一技术进行无线电通信设备的电磁屏蔽时,工作人员要注意合理安排屏蔽体与设备之间的距离。如果距离太远,则屏蔽体一般难以发挥其屏蔽作用。也就是说,在使用这一技术时,屏蔽体要与通信设备保持较近的距离。只有这样才能保障屏蔽体能够发挥相应的作用[2]。不仅如此,孔道设计以及屏蔽体的材料也会对屏蔽效果产生重要的影响。设计师在进行屏蔽体设计时,应当给予孔道设计以充分的重视,合理考虑通信设备对屏蔽效果的需求。

如果场地对屏蔽效果要求比较高的话,设计师可以考虑采用双层屏蔽体这一方式进行设计。
        (三)电磁场屏蔽
        要实现对无线电通信设备的电磁屏蔽,其原理简单来说就是利用屏蔽体材料切断电磁对该通信设备的干扰与影响,使得电磁无法在相应的空间内进行传播,从而保证该通信设备的良好运行。综合当前已有的研究与应用,对电磁场的屏蔽技术可以概括为以下几类:一是吸收。吸收这一方法并不代表着屏蔽掉所有的电磁信号,而是当电磁通过屏蔽体材料时会被其吸收掉大部分,而剩余的一些能量可以通过屏蔽体的表面进入到屏蔽体材料的内部。在这个吸收的过程中,屏蔽体材料的表面和内部都对电磁进行了很大程度的阻拦和屏蔽,吸收了相应的电磁信号,减弱了电磁场对无线电通信设备的干扰,实现了屏蔽的目的;二是反射。反射这一技术的应用适用在当屏蔽体材料是由金属构成的情况下。由于金属与其他空间的交界面具有不可连续的属性。而当电磁波经过该屏蔽体时,电磁波信号就会被反射,从而无法进入通信设备,同样能够实现屏蔽的效果与目的。
        三、无线电通信设备的电磁屏蔽技术应用
        (一)做好屏蔽体材料的科学选择
        若选用磁场屏蔽技术,屏蔽材料便需要以铁磁性材料为主,例如铁与合金,都能够提供高导磁性,以便更有效的吸收磁场能量,使内部信号的传导免受磁场干扰,以此保障磁场环境中无线电设备通信质量;若选用电场屏蔽技术,则材料的选择应考虑周全,例如设备的底板、机壳等材料便需要将主体全面包裹,并采用良性导体反射电磁场能量,以避免对设备主体造成干扰,使无线电通信质量难以保持稳定与可靠性;在此期间,若干扰磁场环境较强,屏蔽材料需要对磁场与电场环境进行全面屏蔽,期间由技术人员对设备环境进行分析,判断可能造成影响的磁场来源,并选择适宜的屏蔽材料,根据接地技术要求降低磁场对无线电通信设备的影响,才能使设备运转质量持续处于稳定环境中。
        (二)屏蔽体的良好接地
        屏蔽体必须良好的接地,才能有效的屏蔽。对于静电屏蔽而言,使感应电荷流入大地,而不会有感应电场存在。对交变电场屏蔽而言,由于交变电场对敏感电路的干扰取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积,金属屏蔽体良好接地,就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。因此,金属屏蔽体的接地不好,将会降低屏蔽效果[3]。
        (三)严格控制缝隙
        如果缝隙没有处理好,那屏蔽的效果大打折扣了。所以我们也要注意缝隙,虽然缝隙是不可能完全清除的,但是我们可以尽量避免缝隙。我们可以增加边缘地方金属板的厚度,金属板有一定的屏蔽作用,但是金属板的功效与材料性质、电磁场源性质、电磁场与金属板之间的距离等有关。还可以在缝隙处涂导电材料,比如导电胶等。
        结束语:电磁屏蔽技术在无线电通信设备中的有效利用,不但能够为信号传输提供更稳定且独立的环境,由此降低外界电磁场等环境对无线电信号传导质量的影响,同时凭借屏蔽材料的设置,更便于吸收设备主体电磁波的能量,以便使无线电信号满足通信质量的要求。故而,在论述无线电通信设备的电磁屏蔽技术期间,必须明确电磁屏蔽技术的原理与实施要求,并拟定详细的技术方案,才能为后续电磁屏蔽技术落实提供更全面的保障。
        参考文献:
        [1] 张晓光. 浅析无线电通信设备的电磁屏蔽[J]. 科学技术创新, 2017(9):48-48.
        [2] 闫林涛. 关于无线电通信设备的电磁屏蔽技术分析[J]. 电子测试, 2018, 000(015):134-134.
        [3] 刘有振, 韩建龙. 无线电通信设备的电磁屏蔽技术探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(002):1964.
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