首页/文章/ 详情

屏蔽罩辐射不降反升?CST仿真详解“谐振腔”与“缝隙天线”的真相

1天前浏览254

前言

暑假快要结束了,小编最近帮朋友做了一个DDR5屏蔽仿真,收获很多。之前确实很少接触屏蔽这块业务。经常关注我的朋友应该会发现我最近写了很多和一系列关于屏蔽线或者屏蔽相关的文章。本人秉持着边学习边分享的态度,尽量分享一些心得和收获。本文用CST仿真。
朋友提供的屏蔽罩如下图,长宽高是89mmX25.5mmX3.33mm,信号速率8.5333Gbps。此屏蔽罩材料为Cu,图中上下长有三个焊盘与PCB连接,分别是上边屏蔽罩金属边与PCB焊死,下边三个卡扣卡在PCB金属安装孔内。左右高有上半部分与PCB焊死,下半部有一个卡扣卡在PCB金属安装孔内。

CST 3D建模

CST 辐射仿真

1.首先我们仿真的是没有屏蔽罩的辐射场强,电场探头设置的360°环绕,3m场,带宽3GHz~6GHz。
电场强度是70.75dBuV/m
2.仿真带屏蔽罩的辐射场强,仿真条件跟之前一样
电场强度是82.1dBuV/m
为什么加了屏蔽罩比没有屏蔽罩辐射电场强度还要高11dBuV/m?,而且我可以确定我的模型屏蔽罩接地良好
这里不得不提一下屏蔽罩的腔体谐振效应和缝隙天线效应,很可能是这两个共同产生作用造成的。
简单来说,屏蔽罩可能变成了一个“放大器”和“发射天线”。

1. 屏蔽罩的腔体谐振效应

金属屏蔽罩本质上就是一个腔体谐振器。当腔体的尺寸与电磁波的波长满足特定关系时,就会发生谐振,导致内部特定频率的电磁场被极大地增强。
本文激励源4.2666GHz,它在自由空间中的波长是≈71mm
半波长≈35.5mm
四分之一波长≈17.7mm
二十分之一波长≈3.5mm
屏蔽罩的长度超过一个波长,并且是四分之一波长的5倍。
下图是有屏蔽罩的电场分布
从图中可以看到,电磁波在屏蔽罩内部来回反射,振荡。
下图是没有屏蔽罩的电场分布
电场强度主要集中于激励源回路附近

2. 缝隙天线效应

屏蔽罩上的缝隙,在特定频率下会变成一个高效的发射天线,将腔体内聚集的射频能量定向辐射出去。这就是缝隙天线效应。
任何不连续的缝隙都是辐射的源头。这些缝隙破坏了屏蔽罩的完整性,使其无法形成有效的“法拉第笼”。
如图,屏蔽罩存在如下缝隙
34.25mm的缝隙接近半波长
21mm和15.63mm的缝隙接近四分之一波长
3.14mm的缝隙接近二十分之一波长
缝隙效应辐射的电场分布图如下:
从图中可以看到屏蔽罩存在多处漏洞,缝隙成为高效的“发射天线”,能量被辐射出去。

最后总结

在确保接地良好的情况下,屏蔽罩失效的原因是屏蔽罩的腔体谐振效应和缝隙天线效应。后续我们可以相应的对策通过整改来解决屏蔽罩失效问题。

来源:CST电磁兼容性仿真
电磁兼容电场电机CST材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-08-31
最近编辑:1天前
CST电磁兼容性仿真
知识就是力量
获赞 91粉丝 267文章 169课程 2
点赞
收藏
作者推荐
未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈