- 相關(guān)推薦
淺談屏蔽玻璃在加固計算機中的應用論文
引言
電磁輻射是由空間中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交互變化產(chǎn)生的電磁波向空中發(fā)射或泄露的現象。隨著(zhù)現代電氣、電子技術(shù)的發(fā)展及廣泛應用，使得目前的電磁環(huán)境越來(lái)越復雜，電磁輻射也越來(lái)越嚴重，這不僅影響著(zhù)電子系統和設備的正常工作，還對人體健康造成了有害影響;而在軍用加固計算機領(lǐng)域， 電磁輻射會(huì )導致信息泄露甚至機密信息的泄露，嚴重影響著(zhù)國家安全，所以對電磁輻射信號進(jìn)行屏蔽顯得極其重要。
1.電磁屏蔽的原理
電磁屏蔽是電磁兼容技術(shù)的主要措施之一， 它是用金屬屏蔽材料將電磁干擾源封閉，使其外部電磁場(chǎng)強度低于允許值的一種措施;或用金屬屏蔽材料將電磁敏感電路封閉， 使其內部電磁場(chǎng)強度低于允許值的一種措施。電磁屏蔽能有效阻止電磁能量從金屬屏蔽材料的一側向另一側的傳遞。電磁波通過(guò)屏蔽材料的總屏蔽效果可按下式計算。
SE=R+A+B
式中：SE(Shieldding Effectiveness)為屏蔽效能，單位為dB;R 為表面單次反射衰減;A 為吸收衰減;B 為內部多次反射衰減。根據電磁學(xué)的有關(guān)內容，與單次反射衰減R、內部多次反射衰減B 有關(guān)的因素包括材料表面阻抗、輻射源類(lèi)型及屏蔽體到輻射源距離，所以針對遠近場(chǎng)源的不同，其計算公式也不相同;而吸收衰減A主要與材料的厚度及電導率、磁導率有關(guān)，而與電磁波類(lèi)型無(wú)關(guān)，所以只要有電磁波通過(guò)屏蔽材料就肯定會(huì )存在吸收衰減; 關(guān)于R、A、B 的計算公式可查閱相關(guān)資料。
影響電磁屏蔽效能最大的因素有兩個(gè)： 一是屏蔽體的連續導電性，即屏蔽體的表面需具有導電連續性，不應存在導電不連續點(diǎn);二是屏蔽體中不存在直接穿透的導體。而實(shí)際中經(jīng)常碰到的屏蔽體并不是完整的，都會(huì )存在孔洞或縫隙，電磁波通過(guò)縫隙而泄漏，解決此類(lèi)泄漏的主要措施為利用彈性屏蔽材料對孔洞及縫隙進(jìn)行填堵以保證屏蔽效果。
2.概述屏蔽玻璃
加固計算機是指為適應各種惡劣環(huán)境，在進(jìn)行結構設計時(shí)采取相應加固措施的計算機，又稱(chēng)抗惡劣環(huán)境計算機。加固計算機包括便攜式、手持式、機架式等類(lèi)型，惡劣環(huán)境包括振動(dòng)沖擊、高低溫、濕熱、電磁兼容等;在加固計算機的分類(lèi)中，帶有顯示功能的主要為便攜式和手持式，即加固筆記本計算機和加固平板計算機。
加固筆記本和平板計算機的外殼主要為金屬材料，密封的基體具有良好的屏蔽性能，電磁泄漏最嚴重的位置為視窗區，即顯示屏部分;由于顯示屏處具有較大的視窗開(kāi)口，通常采用在顯示屏前方增加一塊屏蔽玻璃的方式保證屏效。屏蔽玻璃是一種防電磁輻射、抗電磁干擾的透光屏蔽器件，被廣泛應用與電磁兼容領(lǐng)域，主要分為絲網(wǎng)夾芯和鍍膜兩種類(lèi)型。
2.1 夾絲網(wǎng)的屏蔽玻璃
通過(guò)將絲網(wǎng)夾于兩塊有機或無(wú)機玻璃之間而形成屏蔽體，從而起到良好的電磁屏蔽作用。絲網(wǎng)分為金屬絲網(wǎng)和纖維網(wǎng)兩種。金屬絲網(wǎng)的基材通常為銅、不銹鋼、鋁、鎳、鍍鋅鐵絲等，而纖維網(wǎng)的基材為纖維編織網(wǎng)， 即由多條纖維單絲相互交接而成的網(wǎng)狀結構。夾絲網(wǎng)的屏蔽玻璃常用的兩種結構形式為絲網(wǎng)外漏、銅箔包邊。
延伸出玻璃外的絲網(wǎng)通常會(huì )采用增加銅箔的形式將其上下包裹，防止使用過(guò)程中對外漏絲網(wǎng)造成損壞;絲網(wǎng)經(jīng)過(guò)剪裁后，與玻璃周邊平齊，并在玻璃邊沿里面涂覆導電銀漿后采用銅箔將玻璃邊包裹，此種形式的外觀(guān)比較整齊。
金屬絲網(wǎng)屏蔽玻璃的屏蔽原理與波導類(lèi)似，即每個(gè)金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼都為一個(gè)小波導管，當電磁波頻率低于波導管的截止頻率時(shí)，金屬絲網(wǎng)能起到屏蔽體的作用，從而實(shí)現了屏蔽，也就意味著(zhù)當絲網(wǎng)越密集或絲徑越大時(shí)其屏蔽效果越好。但絲網(wǎng)密集相對會(huì )帶來(lái)透光度的下降，所以在選用絲網(wǎng)屏蔽玻璃時(shí)，應在保證透光度的情況下，盡量選擇絲網(wǎng)密集的玻璃。
2.2 鍍膜屏蔽玻璃
鍍膜屏蔽玻璃是指在一塊有機或無(wú)機玻璃表面鍍一層金屬薄膜，比較常見(jiàn)的為ITO 導電玻璃，即在玻璃上利用磁控濺射的方法鍍上一層氧化銦錫(俗稱(chēng)ITO)膜加工而成。
由于采用一塊玻璃， 所以鍍膜屏蔽玻璃要比夾絲網(wǎng)的屏蔽玻璃薄;雖然鍍制金屬膜后能起到屏蔽作用，但此種方法制成的屏蔽玻璃的屏效要比絲網(wǎng)屏蔽玻璃差，而且頻率越高時(shí)屏效差別越大;鍍膜玻璃的最大的優(yōu)點(diǎn)在于透光度和美觀(guān)度要比絲網(wǎng)屏蔽玻璃好的多，而且成本也相對較低。
2.3 屏蔽玻璃的高溫形變
目前在加固筆記本和平板計算機中使用的屏蔽玻璃多為有機屏蔽玻璃，與普通玻璃相比，其重量及透光性都有較大優(yōu)勢，其所用的屏蔽玻璃材料多為亞克力板材， 亞克力板材具有良好的表面硬度和光澤，其透光率非常高，可達92%以上，并且其耐候性也比較好;亞克力板的耐磨性近于鋁材，具有良好的可加工性;但其高溫特性一般，亞克力板在高溫80 度以上就會(huì )出現變形。
當安裝屏蔽玻璃時(shí)，其變形后凸起面朝向機器內部時(shí)會(huì )引起屏蔽玻璃與液晶屏干涉，出現頂屏現象，影響機器的顯示性能;所以在安裝屏蔽玻璃前，應先對屏蔽玻璃進(jìn)行高溫篩選，并將變形面標記為正面，安裝時(shí)將此面朝向機器外部。此種操作可有效解決屏蔽玻璃高溫變形引起的頂屏問(wèn)題，但過(guò)程相對較復雜。
3.屏蔽玻璃在加固計算機中的應用
屏蔽玻璃主要應用在帶有顯示功能并且有電磁兼容要求的加固筆記本和平板計算機中。應用位置為顯示屏的視窗位置，由于視窗區有較大開(kāi)口，所以當機器受到電磁脈沖的影響，若處理不到位，顯示屏位置的泄漏會(huì )非常嚴重。目前，加固筆記本計算機和平板計算機進(jìn)行電磁兼容試驗時(shí)所遵循的軍標為《軍用設備和分系統電磁發(fā)射和敏感度要求》(GJB151A-97)和《軍用設備和分系統電磁發(fā)射和敏感度測量》(GJB152A-97)，這兩個(gè)標準也為陸�？諏庸逃嬎銠C的電磁兼容要求提供了依據。
由于夾絲網(wǎng)玻璃的屏效要高于鍍膜玻璃，所以設計時(shí)都會(huì )選用前者，同時(shí)為了保證能夠保證機器的視覺(jué)效果，提高電磁屏蔽效能，一般選擇夾絲網(wǎng)屏蔽玻璃的絲網(wǎng)密度為130 目，透光度達到50%以上。安裝屏蔽玻璃時(shí)，根據絲網(wǎng)外露、銅箔包邊兩種形式，其結構形式也不相同。
當安裝屏蔽玻璃時(shí)，利用金屬壓板將金屬絲網(wǎng)壓緊于顯示面板上，為了防止壓壞絲網(wǎng)，在顯示面板與壓板間增加導電泡棉彈性材料;屏蔽玻璃與顯示面板間增加防水導電材料，一方面保證機器的防水效果， 另一方面保證了屏蔽玻璃與顯示面板的良好導電接觸。圖5 所示，由于采用銅箔包邊的屏蔽玻璃，所以安裝時(shí)將屏蔽玻璃與顯示面板間增加防水導電材料，并通過(guò)壓板將屏蔽玻璃壓緊，保證屏蔽玻璃與顯示面板的良好導電接觸。
4.試驗驗證結果對比
依據國軍標152A-97 的檢測方法， 分別對采用絲網(wǎng)外漏及銅箔包邊屏蔽玻璃的同一款產(chǎn)品進(jìn)行電磁兼容試驗，并將測試結果與國軍標151A-97 中對陸軍地面的要求進(jìn)行對比; 由于屏蔽玻璃安裝于顯示視窗位置，所起作用主要為防止顯示區域的電磁泄漏，而RE102 項目中30MHz~200MHz 區間的電場(chǎng)輻射發(fā)射可以代表顯示區域的電磁泄漏，試驗結果如下。
采用銅箔包邊屏蔽玻璃時(shí)的輻射，采用絲網(wǎng)外漏屏蔽玻璃時(shí)的輻射，可以看出，采用兩種屏蔽玻璃時(shí)的輻射最高點(diǎn)都在軍標線(xiàn)以下，滿(mǎn)足國軍標中對設備陸軍地面的要求。并且由圖中可以看出，當對同一臺樣機采用相同的處理方式時(shí)，使用絲網(wǎng)外漏玻璃時(shí)的輻射曲線(xiàn)沒(méi)有太多的噪點(diǎn)，效果更好。
5.結束語(yǔ)
本文通過(guò)對電磁屏蔽的原理進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，并介紹了目前常用于加固計算機的幾種屏蔽玻璃，并對屏蔽玻璃在帶有顯示功能的加固筆記本和平板計算機中的安裝及使用進(jìn)行了說(shuō)明， 并通過(guò)試驗驗證，證明了文中對屏蔽玻璃所述結構處理方式的有效性。電磁兼容設計是加固計算機設計中的難點(diǎn)， 本文雖然對顯示窗處的設計進(jìn)行了論述，但并不能涵蓋所有設計問(wèn)題，需結合實(shí)際進(jìn)行應用和分析，進(jìn)而不斷積累和完善電磁兼容的設計技術(shù)。
【淺談屏蔽玻璃在加固計算機中的應用論文】相關(guān)文章：
電磁屏蔽原理及應用06-17
碳纖維在某通信機房加固中的應用論文08-20
淺談汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的應用論文06-25
對橋梁加固工程施工的淺談09-18
淺談玻璃纖維樁在前牙修復中的臨床應用08-14
淺談建筑節能設計實(shí)踐應用論文09-30
淺談電子監控系統的多播應用論文08-20
淺談數學(xué)在生活中的應用論文06-12