雙開門電磁屏蔽結構設計淺析

崔麥苗，王媛，魯鋒濤

（中國航天科工集團第六研究院210所，陜西 西安 710065）

雙開門電磁屏蔽結構設計淺析

崔麥苗，王媛，魯鋒濤

（中國航天科工集團第六研究院210所，陜西 西安 710065）

針對帶有雙開門的軍用方艙有屏蔽指標要求的情況，分析了雙開門電磁屏蔽方艙的機理，闡述如何進行雙開門的電磁屏蔽結構設計，通過屏蔽測試驗證，達到了屏蔽指標要求，滿足了客戶需求，突破了雙開門電磁屏蔽技術，使方艙產(chǎn)品的質量得到有效提升。

雙開門；電磁屏蔽；結構；設計

帶有雙開門的屏蔽方艙，要想達到屏蔽指標的要求，關鍵的問題就是解決雙開門的屏蔽結構設計，依據(jù)客戶提出的屏蔽指標要求，研究分析雙開門屏蔽原理并進行結構設計，通過開展設計工作，掌握了雙開門方艙屏蔽效能的措施和電氣連續(xù)性的重要性，研制了國內首臺雙開門電磁屏蔽方艙。

1 雙開門電磁屏蔽方艙

1.1 雙開門與單開門電磁屏蔽方艙的相同性

雙開門與單開門電磁屏蔽方艙一樣都由六面體組成，組裝過程中形成了十二條縫隙，根據(jù)使用要求，方艙還開有門、窗、孔、口等，為了改善艙內工作環(huán)境，艙內需要加裝空調設備。門、窗、孔、口的面積雖然大，但是設計人員在解決門、窗、孔、口處電磁泄漏的辦法是縫隙的處理，如方艙六塊大板之間的縫隙，門與門框之間的縫隙以及波導板和采光窗的安裝都屬縫隙處理，電磁屏蔽方艙在生產(chǎn)過程中只要把所涉及到的縫隙處理好，即消除了縫隙產(chǎn)生的天線效應，其屏蔽效能就滿足國軍標GJB6109-2007的要求。

1.2 雙開門電磁屏蔽方艙的特殊性

雙開門電磁屏蔽方艙電磁泄漏最大的區(qū)域為雙開門的門縫處、兩門上、下角接觸處以及和門框接觸處，以上三處在結構上處理不當即雙門之間、雙門和門框之間便沒有構成電氣連續(xù)性，從而造成該區(qū)域的電磁泄漏，這是與單開門電磁屏蔽方艙最大的區(qū)別，解決這一問題的難度雖然不太大，但是很繁瑣。

2 雙開門屏蔽方艙的機理

雙開門中的一個門稱為固定門，另一個門稱為可動門。固定門通過采用結構新穎的鎖與門框固定不動使之構成新的門框，可動門的閉鎖機構采用兩點滾子鎖，這一結構保證兩門縫之間以及兩門與門框之間的電氣連續(xù)性。兩門上、下角接觸處以及和門框如何接觸需要設計新的機構，新機構的設計要考慮氣密、水密和電磁屏蔽。

3 雙開門電磁屏蔽結構設計

雙開門屏蔽主要解決以下幾個問題，設計彈簧鎖能將固定門與門框緊固，設計兩點滾子鎖能將雙門緊固，設計門上、下外角和門上、下內角，解決門邊之間的連接、提高門邊的剛度和門與門框的電氣連續(xù)性。

3.1 彈簧鎖

（1）使用彈簧鎖的目的。彈簧鎖的使用主要解決兩個問題，其一能將固定門牢固地與門框鎖緊，其二方艙在運輸過程中不因路面顛簸劇烈手柄自動解脫，導致兩門自動打開造成在運輸過程中重大事故發(fā)生。

（2）彈簧鎖的用途。參看圖1彈簧鎖。手柄由0°～90°轉動并且能上下移動、座體固定在固定門上、固定板固定在門框內側參看圖2。當固定門需要與門框鎖緊時就是圖2彈簧鎖的位置。當固定門需要打開時，手柄由0°轉至90°，齒A隨手柄也由0°轉至90°，齒A由I轉至B，在合力（彈簧力＋外力）的作用下手柄向下移動，齒A由B向下移動到C位，手柄由90°轉至0°，固定門完成打開的過程。固定門與門框內側鎖緊時的過程與打開的過程相反。

（3）彈簧鎖的設計。彈簧鎖由六部分組成：手柄、座體、固定板、偏心輪、齒A和內部彈簧，如圖1所示。彈簧鎖設計的核心是彈簧，彈簧鎖無論是開鎖狀態(tài)還是閉鎖狀態(tài)，內部彈簧始終處于受力狀態(tài)。在彈簧力的作用下，公路運輸中無論汽車在什么樣的顛簸路面上行駛手柄都不會自動解脫。圖3為內部彈簧，齒A固定在彈簧中間的手柄桿上，因此彈簧鎖在打開或閉鎖時手柄始終處于受力狀態(tài)，所以彈簧鎖的使用是安全可靠的。

1.手柄 2.座體 3.固定板 4.偏心輪圖1 彈簧鎖

圖2 雙開門彈簧鎖艙內示圖

圖3 內部彈簧

3.2 兩點滾子鎖

（1）設計兩點滾子鎖的目的。兩點滾子鎖主要解決雙開門的閉鎖問題，確保雙開門在閉鎖狀態(tài)時能滿足國軍標GJB6109-2007的規(guī)定即電磁屏蔽方艙電磁屏蔽效能等級分類之一的電磁屏蔽技術指標。設計兩點滾子鎖時應考慮門把手力矩滿足國軍標GJB6109-2007規(guī)定即電磁屏蔽方艙的門把手力矩不大于40Nm的要求。

（2）兩點滾子鎖的用途。兩點滾子鎖安裝在可動門上，滾子鎖的附件安裝在固定門的門框上如圖4所示，圖4位置為雙開門的閉鎖狀態(tài)，當手柄向開的方向旋轉90°時可動門打開。彈簧鎖與兩點滾子鎖配合可將雙開門閉鎖，雙開門在閉鎖狀態(tài)下兩門之間、兩門與門框之間電氣連續(xù)性的實現(xiàn)是電磁屏蔽方艙屏蔽效能指標完成的根本保障。同時也解決了方艙氣密封和水密封的技術指標要求。

（3）兩點滾子鎖的設計。兩點滾子鎖是三點滾子鎖的改進型產(chǎn)品。兩點滾子鎖和三點滾子鎖的區(qū)別在于滾子的運動軌跡。門閉鎖時三點滾子鎖的滾子在固定軌的棱角上運動如圖5所示，兩點滾子鎖滾子在固定軌的斜面上運動如圖6所示。門剛度相同的情況下，改善了手柄的受力狀況和門與門框之間的電氣連續(xù)性，提高了方艙的屏蔽效能。其原因國產(chǎn)屏蔽條的芯為橡膠制品，芯的質量得不到保證。如果雙開門采用三點滾子鎖時由于屏蔽條的壓縮比得不到保證，所以門與門框之間的電氣連續(xù)性得不到保證，方艙的屏蔽效能也得不到保證。

圖4 兩點滾子鎖示意圖

圖5 三點滾子鎖

圖6 兩點滾子鎖

4 雙開門屏蔽方艙的技術指標

電磁波的頻率范圍：150kHz～10GHz；

電磁波的衰減量：40dB。

5 雙開門的屏蔽測試

圖7

按照電磁屏蔽方艙屏蔽效能測試方法，對方艙雙開門進行屏蔽測試，圖7為雙開門的示意圖，1、2、3……9為測試位置，帶有dB單位的數(shù)據(jù)為測試結果。以上結果為電磁波頻率從150～10GHz之間電磁波衰減量的最小數(shù)據(jù)。從我們工作中多次測試的數(shù)據(jù)對比電磁波頻率100kHz比150kHz的測試結果低2～3dB。上述結果不僅滿足了客戶要求的屏蔽技術指標也滿足國軍標GJB6109-2007規(guī)定，電磁屏蔽方艙的電磁屏蔽效能等級分類電磁波頻率100～10GHz，電磁波的衰減量40dB的要求。

7 結語

雙開門的電磁屏蔽結構設計是實現(xiàn)雙開門方艙屏蔽效能的關鍵部分，本文闡述了雙開門的電磁屏蔽結構設計過程，通過屏蔽測試，遠遠滿足了客戶提出的屏蔽指標要求，突破了雙開門屏蔽技術，提升了方艙產(chǎn)品質量。

[1]GJB6109-2007.軍用方艙通用規(guī)范.

[2]GB/T12190-2006.電磁屏蔽室屏蔽效能的測量方法.

[3]電磁兼容設計[M].北京郵電大學出版社.

[4]電磁兼容性結構設計[M].東南大學出版社.

TN03

A

1671-0711（2017）05（下）-0107-03