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专利号: 2022100286287
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 其他类目不包含的电技术
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.宽频率范围的多层多材质屏蔽体的设计方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1,确定需要屏蔽的频段和在该频段的屏蔽效能曲线;

步骤2,划分各屏蔽层的屏蔽频段;

步骤3,根据步骤2划分的屏蔽频段确定各屏蔽层的材料;

步骤4,确定每个屏蔽层的厚度;

步骤5,确定各屏蔽层之间的距离。

2.根据权利要求1所述的宽频率范围的多层多材质屏蔽体的设计方法,其特征在于:所述步骤1的具体过程为:明确需要屏蔽的频段fL~fH和该频段的屏蔽效能曲线SE,fL为屏蔽频段的最低频率,fH为屏蔽频段的最高频率。

3.根据权利要求2所述的宽频率范围的多层多材质屏蔽体的设计方法,其特征在于:所述步骤2的具体过程为:

将需要屏蔽的频段均分为4段,表示为fL~f1、f1~f2、f2~f3、f3~fH,对应四个屏蔽层分别需要抑制的频段,f1、f2、f3可由下式给出:通过步骤1中确定的屏蔽效能曲线SE确定频段fL~f1需要的屏蔽效能的最大值,记为SE1;通过步骤1中确定的屏蔽效能曲线SE确定频段f1~f2需要的屏蔽效能的最大值,记为SE2;通过步骤1中确定的屏蔽效能曲线SE确定频段f2~f3需要的屏蔽效能的最大值,记为SE3;通过步骤1中确定的屏蔽效能曲线SE确定频段f3~fH需要的屏蔽效能的最大值,记为SE4。

4.根据权利要求3所述的宽频率范围的多层多材质屏蔽体的设计方法,其特征在于:所述步骤3的具体过程为:

步骤3.1,根据屏蔽频段选取屏蔽材料,具体为:屏蔽体的屏蔽效能SE包括反射损耗R、吸收能耗A及多次反射能耗B,具体公式如下:其中,f为需要屏蔽频率,μ为屏蔽材料的磁导率,σ为屏蔽材料的电导率,t为屏蔽体的厚度;

在1MHz以下的屏蔽频段,屏蔽材料的屏蔽效能主要由反射损耗R决定,需要选取磁导率低、电导率高的金属材料作为该抑制频段的屏蔽材料,该屏蔽材料的 应达到‑14的数量级;

在1MHz~30MHz的屏蔽频段,屏蔽材料的屏蔽效能通过反射损耗R或吸收损耗A决定,规定先通过反射损耗定义选取原则,选取 达到‑13~‑12数量级的金属材料作为屏蔽材料;

当选取的材料的 达不到‑13~‑12数量级时,则通过吸收损耗定义选取原则,选取μσ达到+

1数量级的金属材料作为屏蔽材料;

在30MHz~1GHz的屏蔽频段,屏蔽材料的屏蔽效能可以通过吸收损耗A或反射损耗R决定,规定先通过吸收损耗定义选取原则,选取μσ达到+3~+4数量级的金属材料作为屏蔽材料;当选取的材料μσ达不到+3~+4数量级时,按照反射损耗定义选取原则,选取 达到‑11数量级的金属材料作为屏蔽材料;

在1GHz以上的屏蔽频段,屏蔽材料的屏蔽效能主要由吸收损耗A决定,需要选取磁导率高、电导率高的金属材料作为该抑制频段的屏蔽材料,该屏蔽材料的μσ应达到+4及以上的数量级;

步骤3.2,设计屏蔽体屏蔽层的材料,具体为:首先判断步骤2中划分的4个频段属于步骤3.1中划分的4个频段的哪个频段,接着根据步骤3.1设计的屏蔽材料选取方法设计4个屏蔽层的屏蔽材料;如果步骤2中划分的4个频段横跨了步骤3.1中划分的4个频段中的两个或多个频段,则选取占比最大的频段对应的材料作为该屏蔽层的材料,如果占比相同,规定根据数值大的频段选取屏蔽材料;

如需要抑制的频段为20MHz~2.02GHz,则根据步骤2可划分为4个频段:20MHz~

520MHz、520MHz~1.02GHz、1.02GHz~1.52GHz、1.52GHz~2.02GHz,分别对应屏蔽层I、屏蔽层II、屏蔽层III、屏蔽层IV。

5.根据权利要求4所述的宽频率范围的多层多材质屏蔽体的设计方法,其特征在于:所述步骤4的具体过程为:

根据反射损耗决定设计屏蔽材料的情况,屏蔽材料的屏蔽效能与屏蔽体的厚度无关,因此,在该情况下基于屏蔽层支撑强度的要求设计各屏蔽层的厚度为0.5mm;

根据吸收损耗决定设计屏蔽材料的情况,屏蔽材料的屏蔽效能与屏蔽体的厚度相关,因此,在该情况下各层屏蔽层的厚度ti由如下公式推导获得:其中,i取1、2、3、4,SEi为步骤2中确定的该屏蔽层对应屏蔽频段的最大的屏蔽效能,fm为该屏蔽层对应的屏蔽频段的最小频率,μ为该屏蔽层材料的磁导率,σ为该屏蔽层材料的电导率。

6.根据权利要求5所述的宽频率范围的多层多材质屏蔽体的设计方法,其特征在于:所述步骤5的具体过程为:

在500MHz以下的屏蔽频段,屏蔽层之间的间距ri通过以下公式计算获得:在500MHz~1GHz的屏蔽频段,屏蔽层之间的间距不影响屏蔽效能;因此,在500MHz~

1GHz的屏蔽频段,屏蔽层之间的距离为定值;

在1GHz以上的屏蔽频段,屏蔽层之间的间距r1i通过以下公式计算获得: