衰减电磁干扰的方法和装置制造方法及图纸

一种包括至少两个基片（３６、３７）的电磁干扰（ＥＭＩ）衰减装置，选择在上述基片之间的距离（Ｄ１）使得在特定频率具有最大的屏蔽性能。本装置还包括为了优化屏蔽性能、以距离上述两个基片预定间距布置的一个附加基片。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁干扰(EMI)屏蔽，更具体而言，使用具有透明构造的多层屏蔽基片来优化在高于100MHz的频率下，特别是更高频率下的电磁干扰(EMI)衰减。在一些情况下，需要屏蔽罩隔离灵敏装置不受电磁辐射的影响，这些装置包括核磁共振(NMR)成像、通讯装置的电子测试和加密数据通讯。通常，电子设备的发射也需要包括在内。EMI屏蔽经常是通过在屏蔽罩壁上涂敷一层或多层金属导电材料(例如，铜、铝、青铜或者钢)的连续涂层来实现。屏蔽层通常在单点接地，将屏蔽罩吸收的电磁能导入大地中。在这种导电屏蔽中没有间隙是至关重要的，即使在存在诸如门或窗口等孔的位置也是如此。通常在各种屏蔽罩上需要窗口，以便观测者、管理人和操作技术员可以在屏蔽罩外面监视在屏蔽罩内发生的情况。在NMR成像中，也称为磁共振成像(MRI)，病人和极为敏感的MRI设备都处于EMI屏蔽罩内。这样创造了无干扰环境，避免了在最终图像中出现人为图像或图像缺陷。在EMI衰减装置中设计的屏蔽栅和窗口的典型例子公开在美国专利号4701801、5012041、5017419、5239125和5295046中。EMI/RFI屏蔽罩的窗口必须屏蔽，并与屏蔽罩壁存在连续电接触。并且，窗口基片必须具有足够的“透明性”并在某些情况下有“透音性”，允许控制人员在外面监视。因此，需要使得窗口基片导致光学变形最小化。包括单层或双层屏蔽栅、光学透明的涂敷金属的玻璃或透明塑料或其它导电材料、或上述物质的组合等的窗口，在光学透明的同时应用到衰减EMI。屏蔽效果依赖于各个参数，这些参数包括屏蔽栅网孔图案、线径、栅格数以及导电材料的厚度和种类。使用屏蔽栅时，一个屏蔽效率因子(SE)是在每个单独屏蔽栅的栅格线之间的的距离(g)的函数。可以表示为下述方程SE＝f(g)在g＝0时，电场衰减在高频下增加。可是，这也导致最终基片的“透明性”和“透音性”的降低。由一层屏蔽栅构成的窗口具有一定EMI衰减能力，但在高于1MHz的频率下，频率每增大10的幂次方，该EMI衰减性能降低大约20dB。这表示在White Donald R.J的《电磁屏蔽材料及其性能》，1980年第二版(Don White consultants，Inc.，Gainesville，Virginia)。结果，随着频率明显增加，从单屏蔽栅结构透过明显数量的电磁射线。由两层平行的屏蔽栅组成的窗口提高了衰减，这示例表示在公开于美国专利5012041中的双屏蔽栅EMI窗口，被引用到这里作为参考。美国专利5012041指出，使用包括彼此电线尺寸不同和彼此间距不同的两个平行屏蔽栅来衰减EMI并降低网纹图形。可是，本专利技术者发现在高于100MHz，特别是在1GHz到10GHz的频率范围，双平行屏蔽栅结构产生的衰减性能发生异常。这种异常的发生是屏蔽栅分隔距离的函数，在分隔两个平面屏蔽栅的距离等于入射电磁波的波长(λ)一半的整数倍时，这种异常尤其严重。这里波长由方程c＝fλ定义，c是光速，f是电磁波频率。在这些情况下，在每个对应频率和及其整数倍，在屏蔽栅之间的空间构成一个共振腔。这导致在共振频率及其谐波位置或附近，EMI衰减性能显著降低。这种共振传播的存在造成成像器的问题，例如，对于研究目标发出的信号，作为结果的传递射线可能是错误的。并且，本专利技术者还发现可以在任何频率发生共振传播。作为这种共振发生现象的结果，在一定频率下，与单屏蔽栅系统相比，双屏蔽栅系统具有更差的衰减特性。不考虑在屏蔽栅之间的相对分离距离，在双屏蔽栅构造上简单添加附加屏蔽栅会产生相反作用。这是因为附加屏蔽栅会引入附加共振频率，它是屏蔽栅之间距离的函数。在技术上存在这样的需要，即提供在高于100MHz的频率下，特别是在1GHz到10GHz的频率范围，提高EMI衰减性能的方法和装置，同时具有足够的“透明性”和“透音性”特性。这些方法和装置应该使用商业化的材料，同时也应该容易维修和替换。本专利技术的另一个目的是提供一种在各种频率下衰减EMI的方法。本专利技术的一个特征是以预定构造彼此相对并列布置由轻重量的、透明和透音的导电材料构成的表面，以便第一系列材料衰减输入的EMI，而第二系列进一步衰减被衰减过的EMI。本专利技术的一个优点是减少了谐振电磁波射线通过多层材料的传播，从而优化在高于10MHz的特定电磁辐射频率下的性能。本专利技术的又一个目的是提供一种装置，它在频率100MHz到10GHz下具有达到或超过100分贝(dB)的衰减水平的EMI屏蔽性能。本专利技术的一个特征是结合了多个由导电材料构成的屏蔽栅。本专利技术的一个优点是在透明和/或透音环境下，累计获得高水平的EMI/RFI屏蔽性能。本专利技术还有一个目的是提供一种包括轻重量屏蔽栅或其它导电并光学透明的材料的EMI衰减装置。本专利技术的一个特征是彼此相对并列布置屏蔽栅表面。本专利技术的一个优点是组合了空腔，这些空腔阻碍了在感兴趣的EMI频率下的辐射电磁波共振和谐波，从而减少EMI在基片中的传播。简而言之，本专利技术提供一种衰减EMI的装置，包括一个在空间邻近第二导电件布置的第一导电件；一个在空间邻近所述第二导电件布置的第三导电件，其中所述第一导电件在空间与第二导电件间隔开的距离不同于所述第二导电件在空间与第三导电件间隔开的距离。本专利技术也提供一种减少电磁辐射传播的方法，包括使得电磁辐射进入阻止电磁辐射传播通道的区域，以及阻止电磁辐射共振的产生和传播通道。本专利技术还提供一种衰减电磁辐射的方法，包括使得电磁射线进入具有不同尺寸和共振频率的多个共振腔，以便在特定空腔中辐射共振被所述其它共振腔阻止。提供一种与EMI屏蔽罩一起使用的窗口，该窗口包括至少两个导电表面，并且两个邻近表面不平行。本专利技术又提供一种衰减电磁辐射的方法，包括使电磁辐射冲击第一导电基片，结果第一部分电磁辐射不透过或穿过第一基片而第二部分电磁辐射透过第一基片；以及使得现在透过来的电磁辐射进入阻止现在透过来的电磁辐射产生共振频率的件中。在另一个实施方案中，本专利技术提供一种衰减电磁干扰的装置，包括一个第一限定空间，具有利用第一和第二导电屏蔽件构成的多个壁；一个第二限定空间，具有利用所述第二导电屏蔽件和第三导电屏蔽件构成的多个壁；以及定位第一、第二和第三屏蔽件的零件，其中在所述第一和第二导电屏蔽件邻近壁之间的距离不同于对应的在所述第二和第三导电屏蔽件邻近壁之间的共线距离。还有，本专利技术的另一个实施方案是一种EMI衰减装置，包括两个导电表面，其中利用一个平均距离分开所述表面，其中所述平均距离选择为在预定频率下获得最大衰减效果。附图说明图1是一个按照本专利技术的电磁波衰减装置的局部正视图；图2A是沿着图1中直线2-2的截面图，表示按照本专利技术特征、用于安装导电基片到支架上的一个示例性装置；图2B是一个截面图，表示按照本专利技术特征、安装导电基片的另一个示例性装置；图2C是一个截面图，表示按照本专利技术特征、安装导电基片的又一个示例性装置；图2D是一个截面图，表示按照本专利技术特征、安装三个导电基片的再一个示例性装置；图3是一个曲线图，表示按照本专利技术使用一、二、三层导电基片时，在1.5GHz到5GHz频率范围内的EMI屏蔽；图4是一个曲线图，表示按照本专利技术使用一、二、三层导电基片时，在6GHz到11GHz频率范围内的EMI屏蔽；图5A是一个侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＥＭＩ衰减装置，其特征在于，它包括：ａ） 一个在空间上邻近一个第二导电平面件并与之间隔一个第一距离布置的第一导电平面件；和ｂ） 一个在空间上邻近所述第二导电平面件并与之间隔一个第二距离布置的第三导电平面件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉E柯伦，约瑟夫C怀布尔，迈克尔T伊根，
申请(专利权)人：柯伦公司又名林德格润RF容器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]