電磁屏蔽箱性能分析

1 引言

計算機作為信息處理設備，在社會生產生活中起著重要作用。研發人員更多考慮的是計算機的主板、電源、CPU、顯卡、聲卡、網卡等的性能，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，它又防止計算機自身產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，稱為輻射泄漏，主要通過計算機各種接口及其它孔縫等；另一種是通過各種線路傳導出去的，稱為傳導泄漏，計算機系統電源信號線及地線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中建立一個簡單的箱體仿真模型，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，經半徑為0.16cm的導線延長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）曲線中-10db以下的頻率點所測，此時負載較匹配。

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置的情況，為便于分析，所有孔縫都分別開置于機箱后面板中心位置處，分別測量兩種開置方式在1.09GHz固定的頻率點固定線上的電場場強，為便于計算，對線進行量化。量化點數為1000。測量線為平行于開口中心軸線且距離開口3cm處與開口同長度的一條線。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 孔的測量線上的場強大部分小于12 x 2cm² 孔的場強。

圖3 12 x 2cm²和2 x 12cm² 孔測量線場強折線圖

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，除特殊點外，0.1 x 12cm² 縫的測量線上的場強小于12 x 0.1cm² 縫的場強。

圖5 12 x 0.1cm²和0.1 x 12cm² 縫測量線場強圖

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 開孔形式模型