一种用于电磁屏蔽的通风波导管制造技术

本发明专利技术公开了属于电磁屏蔽技术领域的一种用于电磁屏蔽的通风波导管。该波导管为中空管状结构，波导管的管壁有内外两层，外层为常规金属如铝、钢或铜组成，内层为在金属外层上涂敷具有电磁损耗特性的材料。波导管的中空部分可用于空气的流通，是波导管通风功能的体现。当电磁波在波导管内传输时，其外层金属对电磁波施加截止衰减，内层损耗层则对电磁波施加吸收衰减。频率低于波导管截止频率的电磁波将主要受截止衰减，而频率高于波导管截止频率的电磁波将主要受吸收衰减。与传统的无损耗层截止波导管相比，该波导管的工作频率不受截止频率的限制，具有更宽的电磁屏蔽范围，在需要抑制高频率电磁干扰和大口径通风能力的场合具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电磁屏蔽
，特别涉及一种用于电磁屏蔽的通风波导管。
技术介绍
电磁屏蔽是电磁干扰防护控制的最基本方法之一。所谓电磁屏蔽就是以某种材料制成的屏蔽壳体将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的电磁场不能进入这一区域(或者进出该区域的电磁能量将受到很大的衰减)。因此，屏蔽的方法也是电磁干扰的空域控制方法。屏蔽体可以大如一个安装有整体金属材料的建筑物(如大型测试场所或实验场所)，小到柔软的电缆金属编织带。常见的屏蔽体如仪器设备的金属外壳。由于电磁波在穿过金属板时会受到很大的反射和吸收损耗，金属制成的封闭完整的屏蔽体一般具有很高的屏蔽效能。在实际中，因通风、散热、金属板搭接、视窗、供电及信号传输等需要，不可避免的要在屏蔽体上开孔、开缝。这些孔、缝作为屏蔽体内部区域和外部区域之间电磁泄漏的通道，是导致屏蔽体屏蔽效能降低的主要因素。 电磁屏蔽设计的关键之一是妥善解决这些孔、缝造成的屏蔽性能下降问题。 其中，通风部位的屏蔽主要有两种方式。一种是通风孔，即在屏蔽壳体上开凿小孔阵列，如电脑机箱的通风孔。另一种是在屏蔽体上安装截止波导管。后者一般用于对屏蔽效能要求较高的场合，如高性能屏蔽室。截止波导管实际上就是一段中空的金属管。依据波导理论，频率低于截止频率的电磁波在截止波导管内传播时会经历指数衰减，而频率高于截止频率的电磁波则不受任何衰减。结果就是，截止波导管对低于其截止频率的电磁波有屏蔽效果，而对于高于截止频率的电磁波则没有屏蔽效果。截止波导管在实际应用中有二个缺点1)由于波导管的截止频率与其横向尺寸成反比，截止波导管的工作频率越高，横向尺寸就越小，通风能力也就越差。因此，截止波导管的通风能力与工作频率范围是互相矛盾的。2)若使导体或导线从波导管中穿过，贯穿导体与波导管形成的双导体系统中是可以存在和传输TEM模的。而TEM的截止频率为零，或者说TEM模不会受到截止衰减。因此， 绝对不能使导线从截止波导管内穿过，否则其屏蔽效能会丧失。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前截止波导管在电磁屏蔽应用中存在的缺陷，提出一种用于电磁屏蔽的通风波导管，其特征在于，该波导管是一种能够衰减截止频率以上的电磁波和TEM模电磁波的电磁屏蔽用通风波导管，该波导管为中空管状结构，波导管的管壁由外、 内两层组成；其内层为涂敷在外层金属上的损耗层；波导管的中空部分可用于空气的流通，是波导管通风功能的体现。当电磁波在波导管内传输时，其外层金属对电磁波施加截止衰减，内层损耗层则对电磁波施加吸收衰减，频率低于波导管截止频率的电磁波将受截止衰减，频率高于波导管截止频率的电磁波将受损耗层的吸收衰减，TEM模电磁波也将受损耗3层的吸收衰减；所述外层金属为铝、钢或铜。所述损耗层由具有电磁损耗特性的材料构成，所述电磁损耗材料以实际需要选取欧姆损耗、介质损耗或磁损耗材料；其中电阻性的欧姆损耗材料为石墨粉或复合碳粉；介质损耗材料为AIN-SiC，BeO-SiC，或MgO-SiC陶瓷；磁损耗材料如橡胶基质与羰基铁粉的复合材料。所述电磁损耗材料根据实际需要涂覆在波导管的不同部位；当波导管较长、孔径较小时，涂覆在波导管内壁的两端。本专利技术的有益效果是由于该波导管对于高于截止频率的电磁波和不被截止的TEM 模也能衰减，与传统的无损耗层截止波导相比，该波导管具有更宽的电磁屏蔽频率范围。或者，在频率范围相同的情况下，该波导管能选用更大的半径，从而具有更大的通风能力。附图说明图1是电磁屏蔽用有损圆波导示意图。图2是电磁屏蔽用有损六角形波导示意图。图3是一种两端涂有损耗层的电磁屏蔽用有损波导的纵截面示意图。图4是某一涂有磁损耗层的有损圆波导的屏蔽效能随波频率的变化示意图。具体实施例方式本专利技术提出一种用于电磁屏蔽的通风波导管。下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。实施例1图1所示为电磁屏蔽用有损圆波导示意图，是中空管状结构，波导管的管壁由外层1和内层2组成；其内层2是涂敷在外层1上的损耗层；波导壁外层1为金属铝，内层2 为有损材料选用电阻性的欧姆损耗材料如石墨粉或复合碳粉。安装到屏蔽体上时，应将该波导与屏蔽体的屏蔽金属外壳焊接在一起。以某半径为2. 5cm、长度为0. 2m的有损圆波导为例，若涂有厚度2. 5mm，相对复磁导率为IOe^的磁损耗材料时，其衰减常数和屏蔽效能随波频率的变化曲线如图4所示。其中，横坐标采用了相对频率，即波频率f除以理想导体壁情况下的波导截止频率f。o。对于上面所给的波导尺寸，fe(l = 3. 52GHz。可以看出，衰减常数及屏蔽效能均随磁损耗角的增加而增加，当Φ =35°时，截止频率以上频率的屏蔽效能在SOdB以上。屏蔽效能的最小值发生在0.6f。Q左右，约40dB。因此损耗层的出现使得对截止频率以上电磁波的进行有效屏蔽成为可能，极大的增大了波导管电磁屏蔽的高频范围。实施例2如图2所示，其波导采用六角形横截面，波导壁的外层1为钢，内层2为有损材料选用磁损耗材料如橡胶基质与羰基铁粉的复合材料。将多个六角形波导管组装成蜂窝状的波导管阵列，在保证屏蔽效能不降低的情况下，可加倍增大总的通风能力。使用波导管阵列时，同时要注意相邻波导管之间、外层波导管与屏蔽体之间的电气连接，一般使用焊接或者4电磁密封衬垫连接。实施例3如图3所示，波导管的形状为实施例1或实施例2中形状一种，其横向尺寸相对于长度比较小(比值在10倍以上)，波导壁的金属外层1为铜，内层2为有损材料选用橡胶基质与羰基铁粉复合材料，或选用介质损耗材料中AIN-SiC，BeO-SiC，或MgO-SiC陶瓷。波导管为只在靠近波导管两端口的地方涂覆损耗层，而不在波导管的中间部分涂覆损耗层。该波导管相当于有损波导管和传统截止波导管的组合。这一方案的优势在于1)可以同时利用截止波导和有损波导的优势，对于低于截止频率和高于截止频率的电磁波都有很好的屏蔽效果；2)便于损耗层的涂覆。当波导管的长度较大且孔径较小时，由于不容易将涂敷设备深入到其中，导致波导管中间部位损耗层的涂覆实施起来比较麻烦，而只在两端涂覆损耗层就避免了这一麻烦。权利要求1.一种用于电磁屏蔽的通风波导管，其特征在于，该波导管是一种能够衰减截止频率以上的电磁波和TEM模电磁波的电磁屏蔽用通风波导管，该波导管为中空管状结构，波导管的管壁由外、内两层组成；其内层为涂敷在外层金属上的损耗层；波导管的中空部分可用于空气的流通；当电磁波在波导管内传输时，其外层金属对电磁波施加截止衰减，内层损耗层则对电磁波施加吸收衰减，频率低于波导管截止频率的电磁波将受截止衰减，频率高于波导管截止频率的电磁波将受损耗层的吸收衰减，TEM模电磁波也将受损耗层的吸收衰减。2.根据权利要求1所述用于电磁屏蔽的通风波导管，其特征在于，所述外层金属为铝、 钢或铜。3.根据权利要求1所述用于电磁屏蔽的通风波导管，其特征在于，所述损耗层由具有电磁损耗特性的材料构成。4.根据权利要求1所述用于电磁屏蔽的通风波导管，其特征在于，波导管的横截面形状选取圆形或六角形；采用六角形截面时，便于组装成蜂窝状的波导阵列，在保证屏蔽效能的同时，进一步提高通风面积。5.根据权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于电磁屏蔽的通风波导管，其特征在于，该波导管是一种能够衰减截止频率以上的电磁波和ＴＥＭ模电磁波的电磁屏蔽用通风波导管，该波导管为中空管状结构，波导管的管壁由外、内两层组成；其内层为涂敷在外层金属上的损耗层；波导管的中空部分可用于空气的流通；当电磁波在波导管内传输时，其外层金属对电磁波施加截止衰减，内层损耗层则对电磁波施加吸收衰减，频率低于波导管截止频率的电磁波将受截止衰减，频率高于波导管截止频率的电磁波将受损耗层的吸收衰减，ＴＥＭ模电磁波也将受损耗层的吸收衰减。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：焦重庆，齐磊，崔翔，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：11