CN117425326A - 一种电磁屏蔽板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽板，包括第一分形基板，所述第一分形基板外侧包覆设有第二分形基板，所述第二分形基板外侧包覆设有第三分形基板。本发明属于电磁屏蔽技术领域，具体是指一种电磁屏蔽板；本发明基于修正的Schelkunoff电磁屏蔽理论公式对电磁屏蔽板进行优化设计，同时通过基于分形原理对复合结构进行设计，分形具有多尺度性，自相似性，可以分层对不同入射角度的电磁波进行屏蔽。

Description

一种电磁屏蔽板

技术领域

本发明属于电磁屏蔽技术领域，具体是指一种电磁屏蔽板。

背景技术

电磁屏蔽板是一种用于减弱或阻挡电磁场传播的装置，它可以通过吸收、反射或导向电磁波的方法来屏蔽电磁辐射，保护设备内部的电子元器件免受外部电磁干扰的影响，同时也可以防止设备发射出去的电磁波对外部环境产生干扰；常见的电磁屏蔽材料包括金属材料(如铁、铝、铜等)和合金材料，这些材料能够有效地吸收或反射电磁波；此外，也有一些特殊的涂层材料和复合材料被用于制造电磁屏蔽板，它们具有良好的导电性和屏蔽性能。

现有的电磁屏蔽板都是基于传统的Schelkunoff电磁屏蔽理论设计，传统的Schelkunoff电磁屏蔽理论中电磁屏蔽效能SE影响因素包括：不断被屏蔽材料吸收和衰减而引起的电磁波损耗项A；在屏蔽材料内部尚未损耗掉的电磁波在屏蔽体的两个界面间多次反射而引起的电磁波多次反射损耗项B；阻抗的突变引起的电磁波单次反射损耗项R。基于现有传统的Schelkunoff电磁屏蔽理论设计的电磁屏蔽板，包括阻抗匹配层：如果吸收材料的阻抗与自由空间的阻抗不完全匹配，则入射电磁波将在材料表面反射；吸收层：用于吸收电磁波；反射层：通过对电磁波反射进而促进再次吸收。

但是传统的Schelkunoff电磁屏蔽理论并没有考虑到电磁波入射方位角度对电磁屏蔽效能的影响，由于现有的电磁屏蔽板的安装位置不同，所以电磁屏蔽板接受到电磁波的入射角度也不一样。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种电磁屏蔽板，基于修正的Schelkunoff电磁屏蔽理论公式对电磁屏蔽板进行优化设计，同时通过基于分形原理对复合结构进行设计，分形具有多尺度性，自相似性，可以分层对不同入射角度的电磁波进行屏蔽。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供的一种电磁屏蔽板，包括第一分形基板，所述第一分形基板外侧包覆设有第二分形基板，所述第二分形基板外侧包覆设有第三分形基板。

进一步地，所述第一分形基板从上至下依次设有第一保护板，第一匹配层、第一吸波层、第一反射层和第一基板层，所述第一保护板、第一匹配层、第一吸波层、第一反射层和第一基板层两两固定连接。

进一步地，所述第二分形基板从上至下依次设有第二保护板、第二匹配层、第二吸波层、第二反射层和第二基板层，所述第二保护板、第二匹配层、第二吸波层、第二反射层和第二基板层两两固定连接。

进一步地，所述第三分形基板从上至下依次设有第三保护板、第三匹配层、第三吸波层、第三反射层和第三基板层，所述第三保护板、第三匹配层、第三吸波层、第三反射层和第三基板层两两固定连接。

进一步地，所述第一保护板、第二保护板和第三保护板厚度相同，所述第一匹配层、第二匹配层和第三匹配层厚度相同，所述第一反射层、第二反射层和第三反射层厚度相同，所述第一基板层、第二基板层和第三基板层层厚度相同。

进一步地，所述第一吸波层层数小于第二吸波层层数，所述第二吸波层层数小于第三吸波层层数。

进一步地，所述第一匹配层、第二匹配层和第三匹配层为SiO₂-TiO₂木制材料制备。

进一步地，所述第一吸波层、第二吸波层和第三吸波层为BaO₂Fe₁₂O₁₉-EG-Ce复合制备。

进一步地，所述第一反射层、第二反射层、第三反射层为Cu制备。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

(1)本方案提供的一种电磁屏蔽板，通过基于修正的Schelkunoff电磁屏蔽理论公式设计了屏蔽结构，进而可以屏蔽不同入射角度的屏蔽板，保证不同入射角度的屏蔽质量。

(2)本方案提供的一种电磁屏蔽板，通过设计匹配层、吸波层材料，可以高效对电磁波进行屏蔽吸收，进而保证屏蔽质量。

(3)本方案提供的一种电磁屏蔽板，基于分形原理，设计了自相似的屏蔽结构，保证了不同结构下电磁波的屏蔽效能。

附图说明

图1为本发明提供的一种电磁屏蔽板俯视图；

图2为本发明提供的一种电磁屏蔽板主体结构示意图；

图3为本发明提供的第一分形基板结构原理图；

图4为本发明提供的第二分形基板结构原理图；

图5为本发明提供的第三分形基板结构原理图；

图6为本发明提供的电磁辐射源不同入射角辐照示意图；

图7为本发明提供的入射角度与屏蔽效能关系示意图。

其中，1、第一分形基板，2、第二分形基板，3、第三分形基板，104、第一保护板，105、第一匹配层，106、第一吸波层，107、第一反射层，108、第一基板层，204、第二保护板，205、第二匹配层，206、第二吸波层，207、第二反射层，208、第二基板层，304、第三保护板，305、第三匹配层，306、第三吸波层，307、第三反射层，308、第三基板层，9、电磁辐射源。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

具体实施例：

如图1和图2所示，本发明提供的一种电磁屏蔽板，包括第一分形基板1，所述第一分形基板1外侧包覆设有第二分形基板2，所述第二分形基板2外侧包覆设有第三分形基板3。

分形原理：分形原理是指自然界中许多物体和现象都具有自相似性的特征，即它们的一部分看起来类似于整体。这种自相似性可以在不同的尺度上观察到，无论是在微观尺度还是宏观尺度，都存在着类似的形态结构。分形原理的核心思想是：整体的结构或形态可以通过重复的模式或规则来生成，这些重复的模式在不同的尺度上也具有类似的结构特征。

根据分形原理设计了第一分形基板1和第二分形基板2和第三分形基板3，虽然三者的尺寸不一样，但是在结构尺度上相似，由此可以多尺度的屏蔽电磁波，进而提高电磁屏蔽效能。

如图1-图5所示，本发明提供的一种电磁屏蔽板，所述第一分形基板1从上至下依次设有第一保护板104，第一匹配层105、第一吸波层106、第一反射层107和第一基板层108，所述第一保护板104、第一匹配层105、第一吸波层106、第一反射层107和第一基板层108两两固定连接；所述第二分形基板2从上至下依次设有第二保护板204、第二匹配层205、第二吸波层206、第二反射层207和第二基板层208，所述第二保护板204、第二匹配层205、第二吸波层206、第二反射层207和第二基板层208两两固定连接；所述第三分形基板3从上至下依次设有第三保护板304、第三匹配层305、第三吸波层306、第三反射层307和第三基板层308，所述第三保护板304、第三匹配层305、第三吸波层306、第三反射层307和第三基板层308两两固定连接；所述第一保护板104、第二保护板204和第三保护板304厚度相同，所述第一匹配层105、第二匹配层205和第三匹配层305厚度相同，所述第一反射层107、第二反射层207和第三反射层307厚度相同，所述第一基板层108、第二基板层208和第三基板层308层厚度相同；所述第一吸波层106层数小于第二吸波层206层数，所述第二吸波层206层数小于第三吸波层306层数。

具体工作原理：

根据公式：

SE＝A+R+B；

式子中SE为电磁屏蔽效能，A为吸收损耗，B为反射损耗，R为电磁波的电磁衰减,上述公式为电磁屏蔽效能的基本公式，根据图7可发现，电磁屏蔽效能跟电磁波入射角度有关，且入射角度越大，电磁屏蔽效能越强。

进而根据电磁屏蔽效能修正公式：

SE＝A+R+B+J；

式中，J为角度因子，J的公式如下所示：

J＝20lg{exp(d1+…+dn)/cosθ}；

式中，d为屏蔽层的厚度，θ为入射角度，则根据上述公式可以得到如图7屏蔽效能与角度关系，由此根据图6，在电磁辐射源9分别移动到M1、M2和M3不同位置时候，发现由于电磁辐射源9不同入射角度的辐照下，发现在M1和M3处位置时候，电磁辐射源9基本辐射不到中心位置处，在M2位置处辐射到四周及中心位置，由此可判断不管在何种区域，电磁辐射源9基本都能辐射到四周，因而需要将从中心到四周位置处进行分区设计电磁屏蔽板，并且根据电磁屏蔽效能和入射角度的关系，角度越小，则电磁屏蔽效能越小，则需要设计层数更多的吸波层，吸波层数越多，屏蔽效能越强，由此设计了上述第一分形基板1、第二分形基板2和第三分形基板3。

如图2-图4所示，本发明提供的一种电磁屏蔽板，所述第一匹配层105、第二匹配层205和第三匹配层305为SiO₂-TiO₂木制材料制备，所述第一吸波层106、第二吸波层206和第三吸波层306为BaO₂Fe₁₂O₁₉-EG-Ce复合制备，所述第一反射层107、第二反射层207、第三反射层307为Cu制备。

通过设计SiO₂-TiO₂木制材料，能够改良耐老化能力和介电常数以及介电损耗性，进而可以提高匹配层的阻抗屏蔽性能，通过设计BaO₂Fe₁₂O₁₉-EG-Ce复合制备的吸波层，EG具有较强的电介质损耗能力，同时BaO₂Fe₁₂O₁₉-EG-Ce具有较强的磁损耗能力，进而可以提高吸波层的反射效果。

具体工作过程：

当电磁辐射源9相对于屏蔽板到达M1和M3位置时，主要是第二分形基板2和第三分形基板3起主要作用，以第二分形基板2电磁屏蔽过程为例，电磁波首先透过第二保护板204，进入到第二匹配层205中，由于第二匹配层205的阻抗匹配特性，电磁波进入到第二吸波层206中，由于第二吸波层206为多层设计，在材料本身的电介质损耗能力和磁损耗能力下，电磁波被吸收，未被吸收的电磁波辐射到第二反射层207的表面，在反射作用下，电磁波继续被反射回第二吸波层206中，继续损耗，进而完成整个电磁屏蔽过程。

当电磁辐射源9相对于屏蔽板到达M2位置时，主要是第一分形基板1起主要作用，具体屏蔽过程与第二分形基板2电磁屏蔽过程相同。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电磁屏蔽板，其特征在于：包括第一分形基板，所述第一分形基板外侧包覆设有第二分形基板，所述第二分形基板外侧包覆设有第三分形基板。

2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽板，其特征在于：所述第一分形基板从上至下依次设有第一保护板，第一匹配层、第一吸波层、第一反射层和第一基板层，所述第一保护板、第一匹配层、第一吸波层、第一反射层和第一基板层两两固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种电磁屏蔽板，其特征在于：所述第二分形基板从上至下依次设有第二保护板、第二匹配层、第二吸波层、第二反射层和第二基板层，所述第二保护板、第二匹配层、第二吸波层、第二反射层和第二基板层两两固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽板，其特征在于：所述第三分形基板从上至下依次设有第三保护板、第三匹配层、第三吸波层、第三反射层和第三基板层，所述第三保护板、第三匹配层、第三吸波层、第三反射层和第三基板层两两固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种电磁屏蔽板，其特征在于：所述第一保护板、第二保护板和第三保护板厚度相同，所述第一匹配层、第二匹配层和第三匹配层厚度相同，所述第一反射层、第二反射层和第三反射层厚度相同，所述第一基板层、第二基板层和第三基板层层厚度相同。

6.根据权利要求5所述的一种电磁屏蔽板，其特征在于：所述第一吸波层层数小于第二吸波层层数，所述第二吸波层层数小于第三吸波层层数。

7.根据权利要求6所述的一种电磁屏蔽板，其特征在于：所述第一匹配层、第二匹配层和第三匹配层为SiO₂-TiO₂木制材料制备。

8.根据权利要求7所述的一种电磁屏蔽板，其特征在于：所述第一吸波层、第二吸波层和第三吸波层为BaO₂Fe₁₂O₁₉-EG-Ce复合制备。

9.根据权利要求8所述的一种电磁屏蔽板，其特征在于：所述第一反射层、第二反射层、第三反射层为Cu制备。