通信設備電磁兼容的機械結構設計及應用

景宏偉

（中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050000）

0 引 言

隨著科技的不斷發展，大量通信設備投入到使用，為人們的生活工作帶來了極大便利。但是通信設備在電磁兼容方面卻存在著較多問題，電磁設備極易受到周圍環境的影響，難以穩定運行。通過綜合分析電磁干擾相關因素，對電磁兼容性加以研究分析，利用合理的機械結構設計防止通信設備受到電磁干擾，提高通信設備的電磁兼容效果。

1 通信設備電磁干擾成因分析

1.1 內部因素

1.1.1 電氣操作

通信設備大多是以開關進行操控，操控過程中容易產生電磁干擾。若是在這一過程中產生了高頻電流，則通信設備中會出現寬頻譜干擾，對通信設備的運行十分不利[1]。此外，若設備中存在其他故障，同樣會出現干擾問題。

1.1.2 系統短路故障

通信設備在使用過程中受到外界的影響會出現短路現象，從而產生大電流。大電流經由接地點傳入到接地網便會引發電位升高現象，對通電設備產生干擾，直接影響到通電設備的穩定運行。

1.1.3 靜電放電

在通信設備長期使用過程中，內部容易產生靜電，若未能及時導出這些靜電，則會導致通信設備內部元件發生故障[2]。相對來講，靜電大多放電時間較短，但是其幅值較高，嚴重情況下會導致通信設備失靈。

1.2 外部因素

1.2.1 雷電天氣

天氣因素一向不可控，尤其是雷雨天氣極易引起通信設備故障。在雷雨天氣中，感應雷往往更易引發電磁干擾。通信設備受到感應雷影響時會產生大電流，之后經由地線傳輸。傳輸過程中容易使相應設備的電位上升，進而使通信設備內部的電位升高，最終導致通信設備受到不良影響，引發故障[3]。

1.2.2 低頻干擾

通信設備由電容、電阻等多種元件組成，在運行過程中容易產生工頻磁場，同時會產生局部放電現象，最終導致電磁干擾（見圖1）。此外，通信設備運行過程中，相應的元器件會產生過電壓等問題，最終影響到設備運行[4]。如果通信設備受到干擾而發生故障，那么會對用戶帶來較多不良影響。

圖1 常見電磁干擾源

2 通信設備電磁兼容設計原則與內容

電磁兼容通常是通信設備的核心，能夠有效維持其合理使用并提高電磁抗干擾能力，防止外界各項因素對其造成影響，同樣能夠保證通信設備的穩定運行。電磁兼容能夠將受到的干擾進行協調，降低因干擾所形成的故障，提高設備的可靠性[5]。因此，對電磁兼容進行設計還需要考慮到干擾源、干擾途徑等多種因素。

選用合適的機械結構設計，能夠有效提高電磁兼容性，同時能夠延長通信設備的使用壽命，增強設備使用穩定性。在設計過程中需要遵循基本的接地原則有效設置電磁兼容節點，同時采用合理的屏蔽或濾波方式對干擾源加以處理[6]。電磁屏蔽原理如圖2所示。在接地設計中，可以將地線作為信號流回源的低阻抗路徑，防止靜電累積發生事故。同時，該設計能夠降低觸電風險，解決雷電所帶來的電磁干擾問題。在屏蔽設計方面，選用合理的屏蔽材料，并利用涂層技術進行處理[7]。

圖2 電磁屏蔽原理示意圖

3 通信設備電磁兼容的機械結構要素

通電設備直接關系到人們生活的質量，需要對此類設備不斷更新優化，以滿足人們的需求。通信設備在使用過程中極易受到電磁干擾，對此需要優化其內部的電磁兼容機械結構，從干擾源、干擾途徑等多個角度進行分析，保護設備元件，減少電磁干擾。

在對通信設備電磁兼容的機械結構進行設計時，從選擇電磁控制地域、進行電磁兼容管理兩方面著手，滿足電磁干擾源、電磁干擾途徑等的折疊要求，同時利用各項技術降低電磁干擾[8]。工作人員需要對電磁干擾源進行合理分析和充分研究，以此設計出能夠降低干擾的電磁兼容結構。為了防止通信設備受到人為干擾，需要對工作人員的行為加以限制。采取合理的組織措施，優化并完善技術規范，對電磁環境進行分析，最終合理開展電磁兼容管理。在電磁兼容研究過程中，還要將重點放在設備的測量中，以便針對性地提出設計方案。綜合考慮造成電磁干擾的各種因素，設計過程中需要明確通信設備電磁兼容的各項指標，以便將干擾控制體系分別放置在合理的單元電路中。此外，要做好驗證工作，通過各項實驗驗證電磁兼容設備的抗干擾能力，判斷其是否達到預期標準。如果發現電磁兼容設計中存在問題，需要及時找到問題原因并加以解決[9]。通過充分了解通信設備電磁兼容的機械結構要素，能夠更有效地提出設計方案，在有效減少電磁干擾的情況下，提高通信設備運行的穩定性。

4 通信設備電磁兼容的機械結構具體設計

4.1 前面板的電磁屏蔽

隨著科技的不斷發展，通信設備更新換代速度越來越快，可視化、智能化已經成為通信設備的主流發展趨勢。在電磁兼容機械結構中，可以在設備前面板設置相應的顯示屏、鍵盤以及開關燈元件等。為了提高前面板的電磁兼容性，需要采用合理的建設材料。一般來講，經過電氧化處理的鋁板材料具備較強的電磁兼容性，可以投入到前面板的建設中。此外，可以采用屏蔽玻璃，一方面加強對顯示屏的保護，另一方面對電磁干擾進行屏蔽。屏蔽玻璃往往是在普通透明玻璃上增加金屬絲網，為了提高其穩定性，可以利用壓條將金屬絲網壓實。為了保證薄膜鍵盤具有較強的屏蔽性，可以在其后部安裝擋板。前面板上的指示燈大多采用外小內大臺階孔設計，不僅能使顯示界面更加清晰明確，而且還能起到屏蔽電磁干擾的作用[10]。在開關設計方面，可以將鋁鍍銀導電襯墊放于開關表面，從而有效屏蔽電磁干擾。

4.2 箱體的電磁屏蔽

通信設備生產時往往會用到焊接等技術，若是焊接等操作出現不當將會導致通信設備箱體中存在縫隙，從而引發電磁泄露問題。一旦電磁出現泄露，就會引發干擾，導致電磁兼容設備難以屏蔽不良干擾。為進一步強化電磁兼容效果，需要合理設計箱體內部的電磁屏蔽結構。具體設計時，可以在機箱與前面板接觸的地方增加凹槽，凹槽內部可以放置相應的金屬編制絲網襯墊。為了防止熱量集中導致局部過高，在機箱內部設置相應的通風孔和其他通風散熱裝置，如流風機、通風波導板等。此外，為了防止對箱體開關進行操作時產生電磁干擾，可以安裝相應的鋁鍍銀導電襯墊。

4.3 蓋板的電磁屏蔽

在設計中增加蓋板，以便今后對其加以維護。蓋板設計中同樣涉及電磁泄露問題，需要選用合適的蓋板材料，一般可以選擇已經經過導電氧化操作的鋁合金材料。通電設備蓋板和箱體之間的接觸同樣容易引起電磁反應，對此可以設置相應的青銅指形簧片。為了更好地保證機箱的散熱性，還需要在蓋板上增加通風口。

4.4 電源抗干擾

若是電源出現耦合作用，同樣會導致電磁干擾，對通信設備造成不良影響。在對電源進行設計時需要全面考慮電磁兼容性，將其放置在機箱左側空間內，同時利用隔板將電源與其他元件隔開，以便降低電磁干擾。

4.5 機箱接地

機箱接地設計也是通信設備電磁兼容機械結構設計的重點，當前常用的接地方式包括保護性接地和功能性接地。工作人員需要針對具體情況選用合適的方式，以便更好地發揮出不同接地方式的性能，有效降低相應干擾。利用接地設置能夠有效提高通信設備的電磁兼容性，保證各個地方電位的合理性，降低電磁干擾，促進通信設備的穩定運行。

5 結 論

綜上所述，面對復雜且多變的電磁環境，通信設備受到了較多干擾，而通過電磁兼容的機械結構設計能夠有效降低電磁干擾，保證通信設備的運行穩定性和安全性。相關工作人員需要加強對電磁干擾的研究，同時不斷對通信設備電磁兼容的機械結構進行創新完善，從而充分發揮其抗干擾作用。