（续上期）
2.5 屏蔽加固措施
以上指出除了低频磁场屏蔽外，在从直流到日光的整个频谱上对电波和电磁波很容易得到100dB以上的屏蔽效能。但是，由于任何实际机壳都有孔洞造成的完整性损失，而实际机壳例如只有50dB衰减。所以从来得不到理论屏蔽。本节讨论如何恢复完整性和在屏蔽的单元、底座、设备、机柜、房间和运载器中的实际应用。
2.5.1 屏蔽结构的完整性
从数学建模的观点来看，可使用两种方法之一：(1)编辑一个有关设备材料与结构的屏蔽效能（衰减对频率）数据库，然后选用最接近于受试样品的数据；或者(2)根据上面列出的一张数据清单计算屏蔽效能，然后使用最坏的情况。由于从来没有积累和报道过第一种方法中所建议的那种有关设备的重要屏蔽数据库，故通常使用第二种方法。
1) 接缝和接头
配合构件在界面上的（射频）屏蔽完整性损失，是屏蔽效能受损的主要原因。这时界面的电阻率和/或磁导率取决于所使用界面的连接形式，可能比理论值要低得多。产生的材料界面可分成物理非均质和物理均质两种。当屏蔽构件是由螺钉、铆钉、点焊等直接连接时，就得到物理非均质的界面接合。这时界面连接是不连续的，而且在连接的构件之间产生弯曲或波纹效应，会转而产生窄缝或间隙，在窄缝或间隙的尺寸逼近0.01λ的频率下，将导致辐射或穿透。假设上述间隙的衰减AdB遵循波导过度准则，则：
              (65)
式中：
L =搭接构件的间隙深度或搭接构件的材料厚度，吋
fc =间隙截止频率，MHz。对于矩形间隙：fc = 5900/g；对于圆形间隙：fc = 6920/g
fMHz =工作频率，MHz ；g =间隙最大横向尺寸，吋
当fc ＞＞  fMHz时，对于矩形间隙：
AdB=0.0046Lfc=27L/g          dB                  (66)
对于圆形间隙：
AdB=32L/g          dB                           (67)
有许多技术可用来减少屏蔽试样的电磁发射泄漏或接收穿透。若构件是由螺钉或铆钉接合的，则方程(66)表明，若在每单位界面直线尺寸上使用较多的螺钉或铆钉，可大大增加AdB，这归因于螺钉或铆钉之间潜在间隙g的减小。图2.13表示对于所指出的参数，接头的屏蔽效能是螺钉间距的函数。同时要注意若应用典型的电磁干扰网状衬垫会获得很大改善。
用来减小物理非均质构件泄漏的其它技术，包含企图消除或降低非均质性。图2.14表示这种方法中的一些。在构件不必拆卸或分离的场合，最好是沿配合表面四周进行连续缝焊。这种焊接要求不高，只要它是连续的，无焊接气孔就行。一个例外就是焊接填料的特性如电导率和磁导率偏离屏蔽构件基材的特性，可能与基材的大不相同，导致屏蔽效能恶化。另一个例外就是当缝焊技术与装配前必须退火的比较奇特的磁性材料一起使用时，因为焊接将破坏退火产生的特定性能，而通常要用重新退火来恢复它们的性能。                               
图2.15所示的一种替换技术是搭接接缝。在卷边之前必须从配合的表面上清除掉全部非导电材料（例如油漆、锈斑、涂复等等）。必须在足够的压力下进行卷边，以保证全部配合表面之间的可靠接触。
屏蔽构件中如是用于设备调整或维修的盖子和活动盖板，可能必须不时地被分开，所以上述技术没有一个是适用的。每当需要暂时而良好的搭接时，总是采用射频衬垫材料如梳形簧片或弹性丝网。衬垫将在本节稍后部分讨论。
2) 通风孔
大部分屏蔽外壳或机壳需要对流冷却或强迫风冷。但开孔将损害屏蔽基材的完整性，所以必须安装适当的电磁防护罩。电磁防护罩要提供相当大的射频衰减而又不显著妨碍机械的空气流动。可能的方法有两种：丝网罩和蜂窝孔罩。丝网罩是解决此问题的廉价方法，但屏蔽效能有限且倾向于破坏平滑的空气流，从而降低了冷却系统的效率。所以，通常使用蜂窝罩材料，因为它既能提供较高的屏蔽效能，又能维持流线型的空气流动从而提高了冷却系统的效率。这是降低冷却系统功率所需要的。
在图2.16所示的典型蜂窝结构中，六角形元素（“六角蜂房”）是利用波导过度截止的特性来实现屏蔽效能要求的。式(65)已指出预期的衰减，但是对蜂窝而言，在充分低于截止频率时，其屏蔽效能会因板内波导元件的总数N而减小，因为从每个六角蜂房透出的场会彼此相参合并。因此，对蜂窝通风罩而言，屏蔽效能可近似表示为：
AdB=27L/g-20Log10[N]                         (68)
图2.17表示不同蜂窝构造的典型衰减（屏蔽效能）性能。但是必须指出，对于低频磁场蜂窝的性能并不遵循方程式(68)。对于低频磁场必须采用其它的通风孔屏蔽技术，如带通风孔的“瑞士干酪”型钢板。
有时减少或清除空气进口处在通风过程中积攒的灰尘是必要的，但蜂窝结构做不到这一点，因此，必须附加编织的丝网屏蔽层，并将其安装在蜂窝孔上。屏蔽网介质可以是干的，或者是湿的，它带有有效清除灰尘的油膜。
当通风盖板用于对流冷却时，一般做法常是在板上打许多孔而不是用蜂窝或丝网。孔是用切割盖板的模具在板上冲出。对于这种情况，屏蔽效果AdB是：
                        (69)
式中：
对于方孔：k=27；对于圆孔：k=32。     
L =盖板厚度， 吋（或厘米）；g =方孔宽度或圆孔直径，吋（或厘米）。
C =孔的中心距，吋（或厘米）；D =方孔边长或圆孔直径，吋（或厘米）。
若盖板打孔的间距不等，则式(69)中的C2可由A/N代替。其中：
A =孔的面积；N =孔或洞的数目。
式(69)改为：
                        (70)
3) 观察孔
观察孔是包括在屏蔽机壳上或壳体内的仪表板电表、数字显示器、示波器及其它类型的状态监视器或读出显示的需要。观察孔同样损害屏蔽基材的完整性，它的加固措施是由夹层迭丝网窗或导电光学基片实现的。
(1)丝网窗  必须使用的屏蔽窗是用来防止射频穿透。丝网构造有两种：(a)类似于屏蔽室或普通窗户用的窗纱，其中各丝网元件或线股在交叉接点上被焊接在一起；(b)由夹在两层聚丙烯或玻璃之间的编织细金属丝压制而成。
丝网的特点是金属厚度对空气隙面积之比约为0.05（范围可从铁丝织网的0.01到某些丝网的大于0.1，而某些金属化纺织品约为0.5）。空气隙间距g可从0.51毫米变到约5.1厘米。近似描述远场（平面波，波长λ）中丝网类性能的屏蔽效能模型是：
对于g < λ/2                               (71)
对于g≥λ/2      SEdB=0                                                 (72)
丝网的屏蔽效能在没有显著的吸收损耗的情况下，主要由反射损耗获得。
方程式(71、72)可用频率代替波长来表示，对于米制单位使用下列关系式：
对于gcm<15000/fMHz      SEdB=20Log10(15000/gcm fMHz)    (73)
对于gcm≥15000/fMHz    SEdB=0                                    (74)
当电磁干扰频率降到很低数值时，对于远场情况，SEdB不再以20dB/10倍频的速率无限增大。测量指出，铜或铝丝网的衰减或屏蔽效能在截止频率以下的11/2个10倍频程的频率下，达到最大值约110dB，截止频率相当于g=λ/2。镀锌钢在同样的低频率下最大值接近140dB。为了支持这一理论，当丝网空隙g变成波长的极小分数（即10-5~10-7）时，从宏观的角度来看材料已接近于均质介质了。
方程式(73)、(74)绘于图2.18。图形表示，对平面波丝网的屏蔽效能在几千兆赫以上变得比较小，而在1兆赫以下它是非常大的。对于近场r＜＜  λ/2π，电场的屏蔽效能会比图2.18给出的值大，而对于近场的磁场则它会较小。此处假设，丝网的金属网丝通过焊接或其它类似的搭接工艺后，在交叉接点上彼此得到良好的电接触。
第二种丝网窗是由夹在两层聚丙烯或玻璃之间的编织细丝金属丝网压制而成。金属丝可以是钼丝，典型规格为直径0.05毫米（每毫米一个孔）或0.11毫米（每2毫米一个孔）。这相当于低遮挡面积（15-20%的遮蔽给出良好的可见度）。典型的屏蔽效能示于图2.19。这种方法因不大美观正变得不如下面描述的导电光学基片来得流行。而且在某些情况下，丝网窗呈现有害观察的光栅衍射问题。
(2)导电光学基片窗   可用来对需要进行光学观察或其它光传输的孔洞提供屏蔽。这种方法涉及到使用导电窗，一种将金属薄膜真空沉积在光学基片上的技术。它是按用途建立起的几个或全部六个基本设计参数得出的，这六个参数是：
窗的材料、导电涂复、光学镀膜与抛光、刻线要求、电磁干扰衬垫、框架与固定。
大部分塑料与玻璃的光学仪表板材料适合作涂敷导电金属膜的基片。导电涂敷能应用于几乎所有的固体基片上，它能导电以后，用作电磁干扰屏蔽、开关元件、滤波器或其它有源的低载流器件。合格的基片在高真空中不会放出气体。可借助于基片气味的快速检测，若无气味则不可能放出气体。被普遍接受的、比较标准的材料是：玻璃、聚丙烯、聚碳酸酯和氟碳塑料。基片按应用要求可以是透明的或着色的，对基片厚度没有限制。曲面或三维的元件通常都能涂复。
大部分热固性与热塑性的基片都有正常制造时产生的表面细小划痕。施加涂复会使原有的这些划痕更明显（虽然实践经验表明不会产生功能问题）。下列清单说明适用于导电涂复的普通基片材料的粗选试样：
●平板玻璃  ●热塑性聚丙烯有机玻璃
●单强度玻璃  ●无色透明有机玻璃
●浮雕玻璃  ●无色磨砂有机玻璃
●回火强化玻璃  ●着色有机玻璃：黄、淡黄、
     灰、青铜色、绿、红、蓝
●聚苯乙烯镀膜的叠 ●热固性塑料Homaloite
   层胶合安全玻璃
●石英玻璃  ●Kapton
●红宝石晶体  ●Mylar，聚酯
●石英晶体  ●Abcite，聚丙烯镀膜
●Vycor，耐热玻璃  ●聚碳酸酯
●Pyrex，耐热玻璃  ●阻燃有机玻璃
●Lexan   ●氟碳塑料
它们商标属于：(a)Corning (b)通用电气(c)Rohm and  Hass(d)Homalite(e)杜邦。
在塑料基片类中，最耐划伤的材料是Abcite，其次是Homalite。
采用偏振滤光分层研磨对改善对比度是有效的。应用层迭圆偏振器不会对涂复有影响。半透明或磨砂加工的粗糙表面是有用的，它们用在导电表面的反面最好。但只能用于显示器或背后投影，或者目标极其靠近窗口表面的场合。在涂复前观察窗可进行抗反射真空镀膜。
图2.20说明在玻璃上，不同膜层厚度的典型屏蔽效能和频率的关系，其中膜厚是以欧/平方为单位的表面电阻度量的。由于镀膜厚度是按微米沉积的，因而吸收损耗对衰减几乎没有贡献。相应地，反射损耗是衰减的主要手段。在约1兆赫以上，该损耗按每10倍频程约20dB的速率随频率增加而减小，在约1千兆赫以上变得可忽略不计。
上述导电玻璃的透光度和表面电阻的关系示于图2.21。60~80%的透光度值对应于约10~100欧/平方（为单位的）表面电阻。于是图2.20所示的数值可和图2.19所示的屏蔽丝网的衰减数据比较，以确定尺寸（面积）相当样品的相对性能。屏蔽丝网在屏蔽效能方面似乎处处优于导电玻璃，如表2.3所示，其中随频率增加差别变得更大。查阅资料注意到表面电阻率为10欧/平方（为单位的）表面电阻的导电光学基片性能，最接近于屏蔽丝网性能。测量是由不同的观察者，使用不同的试验装置，在不同的试样上作出的，所观察到的变化在意料之中。
表 2.3  丝网和导电玻璃屏蔽效能的比较
频率 屏蔽丝网 导电玻璃 屏蔽丝网的优势
1MHz 96dB 74～95Db  3～24dB
10MHz 93dB 52～72dB 21～41dB
100MHz               82dB 28～46dB 36～54dB
  1GHz 60dB 4～21dB 39～56dB

因此可得出结论，若观察窗需要有很大的甚高频与超高频衰减，则应使用丝网屏蔽窗，只要美学外观或其它方面的考虑允许就行。不能依赖于导电玻璃对显著高于30兆赫的电场提供很大的射频衰减。
4) 控制轴的孔
损害设备外壳或仪表板屏蔽完整性的另一类孔洞是由电位器、调谐度盘和控制元件的轴造成的。外部的金属前面板或机壳，通常是按照对控制轴有足够的间隙公差来进行钻孔或穿孔的，因而造成有泄漏的孔洞。面板孔的孔壁成为位于其中控制轴（即内导体）的同轴外导体。换句话说，潜在的电磁干扰可通过这种实际的短同轴线进出，而伸出面板的轴则起到接收或辐射天线的作用。
为了维护有泄漏控制轴的屏蔽完整性，使屏蔽效能恶化减到最小的一种方法，是设计一个起圆形过度截止波导衰减器作用的支持衬套延伸器（参见方程式65与67）。对于圆波导的100dB衰减，波导长度(L)必须比其直径的三倍略多一点，即方程式(67)中L/g>3。图2.22表示金属管搭接到含有间隙的控制轴孔的壁面时所允许的用法。