第３２卷第４期 ２００６年４月 电子工矗痂 ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ ＥＮＧ ＮＥＥＲ Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２００６
军用方舱的电磁屏蔽设计
韩炳森 ，李为民’，徐筱麟
（１．总参通信部驻长沙地区军事代表室，湖南省长沙市４１００１４；
２．解放军理工大学通信工程学院无线通信系，江苏省南京市２１０００７）
摘要：阐述了军用方舱电磁屏蔽的重要性，介绍了方舱舱体的屏蔽要求、方舱舱体的结构及舱
体材料的选择方法，分析了影响军用方舱屏蔽效能的结构要素，指出舱体设计时应采取的相应屏蔽措
施，提出结构设计时保证门、窗、孔口处的电连续性是实现军用方舱电磁兼容性的关键。并指出合理
的工艺和生产过程中的严格控制是完成方舱电磁兼容性的有力保证。最后介绍了方舱舱体的接地技
术。
关键词：军用方舱；方舱舱体；电磁屏蔽；屏蔽设计 中图分类号：ＴＮ９１１．４
Ｉｌ引言
方舱作艿ｒ一种移动箱式工作问，具有一定的强度、
刚度和使用寿命，并以其良好的防护能力、密封性能、
运输灵活性广泛应用于武器系统、指挥中心、技术勤务
以及野战医疗等方面，而电磁屏蔽又为方舱顺利完成 任务提供了保障。随着微波技术的发展，电子侦察、电
子对抗等技术水平的不断提高，对方舱舱体的电磁屏
蔽性能要求也越来越高，所以增加和提高方舱的电磁
屏蔽性能是当务之急。
】【 电磁屏蔽方舱的概念、要求及结构
电磁屏蔽方舱就是活动的电磁屏蔽室，它既具有
般军用方舱要求的各种性能，又具备电磁屏蔽室要
求的电磁屏蔽性能，是两者有机结合形成的一种新的
军用装备平台。按ＧＪＢ ８７０＿＿９０《军用电子设备方舱
通用规范》要求，屏蔽方舱对频率范围为０．１５ ＭＨｚ— ｌ０ ＧＨｚ的电磁波的衰减量不得低于６０ ｄＢ。
ＧＪＢ ｌ１２６＿＿９ｌ（（ＣＡＦ４０ＰＤ方舱规范》将方舱的电
磁屏蔽要求分３级：
ａ）Ｉ级：对频率范围为０．１５ ＭＨｚ一１０ ＧＨｚ电磁
波的衰减量为６０ ｄＢ。 ‘
ｂ）１Ｉ级：对频率范围为０．１５ ＭＨｚ一１０ ＧＨｚ电磁
波的衰减量为４０ ｄＢ。 ｃ）Ⅲ级：无电磁屏蔽要求。
电磁屏蔽方舱舱体和一般方舱舱体一样，主要由
前板、后板、左板、右板、顶板、底板等组成，这些大板由
：龟件、角柱、端梁、侧梁等联接成一个整体，再加上ｆ－Ｉ、
收稿日期：２００５４）９４）９；修回日期：２００５—１１４）１。 窗、孔口、滑橇及其他附件就构成了一个方舱舱体。两 者的区别是电磁屏蔽方舱舱体在设计、加工、组装时一
定要考虑舱体各部分的电气连续性。
２方舱舱体屏蔽设计
在屏蔽方舱舱体结构设计时，一方面要满足舱体 的刚度、强度要求，另一方面必须满足屏蔽效能指标。
在方舱设计结构上可采取如下措施：
ａ）尽可能减少接缝，将各壁板设计成整张铝板。 与小板方舱相比，既提高了屏蔽性能，又提高了方舱的
密封性能、三防性能及表面质量。 ｂ）尽可能防止内外蒙皮的导通，除各孔口有局部 导通外，其余均采用断热桥结构，既可提高屏蔽性能， 又可提高方舱的保温性能。
方舱六大壁板的联接是靠内外包边加铆钉联接而
成的，因而要选择合适的铆钉距离。Ⅱ级方舱（厢体） 外包边拉铆钉双排交错，要求单排钉距９０ ｍｍ，内包边
钉距４０ ｍｍ；Ｉ级方舱（厢体）外包边拉铆钉双排交
错，单排钉距４０ ｍｍ，内包边钉距２０ ｍｍ，且包边搭接 面必需清洁，不导电的防护层应去掉。舱壁上的换气
通风孔采用截止波导，既满足屏蔽效能要求，又满足通
风量要求，波导与舱体要有很好的点联接。方舱在工 作时电源孔口及信号孔口上的门是打开的，此处的屏
蔽只有靠波纹板实现。一般波纹板为３ ｍｍ铝板，其 磁场屏蔽性能可达ｌｌ９ ｄＢ，只要保证波纹板与舱体有
很好的电接触，此处的屏蔽性能就能满足军标要求。 对一定要有采光窗口的方舱来说，其采光窗孔口除两
道金属屏蔽网屏蔽外，还可以增设其他的屏蔽措施，例
如采用导电玻璃、增加屏蔽小ｆ－ＩＶ。然而这些措施将
给设计、工艺制造带来很多不便，且采用导电玻璃将影
ｌ１·
维普资讯 http://www.cqvip.com 通信技术· 电子工程师 ２００６年４月
响光线的射透性。因此，对于电磁屏蔽效能要求高的
方舱，应尽可能不用采光窗。进入方舱的电源线及引
出方舱的所有导线（包括对外转接电源线、信号线等）
必须经过滤波。
２．１大板厚度的确定 根据电磁屏蔽效能计算可知，当大板蒙皮两层之 间距离为１／４波长的奇数倍时，屏蔽效能最好，距离为
１／４波长偶数倍时屏蔽效能最差。但不论是哪种情 况，屏蔽效能都远高于所要求的指标。实际上，大板厚
度是多种因素共同确定的，如方舱舱体刚度、强度、保
温性能、质量及工艺等。 ２．２舱体内、外蒙皮的选择
方舱舱体内、外蒙皮一般要求外观平整、密封性
好、刚度强度高、导电性能好，因此普遍选用铝板。按 照金属板对电磁波吸收损耗公式计算，单层铝板厚度
０．５ ｍｍ就可以满足在０．１５ ＭＨｚ一１０ ＧＨｚ范围屏 蔽为６０ ｄＢ以上的要求。
但是，在１０ ｋＨｚ一２０ ＧＨｚ内，铝板对低频磁场的
屏蔽作用大大降低，这时需要用高导磁率的材料，经查
表可知冷轧钢的相对磁导率 ＝１８０，相对电导率
＝０．１７，计算得单层厚度ｔ＝０．８ ｍｍ时可以满足 １０ ｋＨｚ一２０ ＧＨｚ范围内屏蔽为６０ ｄＢ以上的要求。
因此，在０．１５ ＭＨｚ一１０ ＧＨｚ范围内屏蔽为６０ ｄＢ
的方舱舱体内、外蒙皮，结合市场供应情况，一般采用
６＝（１．２—２．０）ｍｍ的铝板。在１０ ｋＨｚ一２０ ＧＨｚ范围
内屏蔽６０ ｄＢ的舱体，一般外部蒙皮采用６＝（１．２—
２．０）ｍｍ的铝板，内部蒙皮采用６ ｉＩ １．０ ｍｍ的冷轧钢 板。
２．３门、窗、孔口的屏蔽设计 ２．３．１门、窗、孔口的布置原则
屏蔽方舱应尽量减少门、窗、孔口的数量，小孔口
不宜集中排布。屏蔽工作间最多开设１个工作门、
１个应急门，且工作门和应急门不能在一个壁板上。
舱体允许开设电源孔口或信号孔口，电源孔口和信号 孔口之间的距离应保持最大，尽可能不在一个壁板上；
舱体允许开设轴流风机孔口（２个孔口：１个进风孔
口、１个排风孔口），风机口尽可能与工作门不在同一
个壁板，与电源孔口之间的距离应保持最大。
Ｉ级屏蔽方舱开设散热孔口处的波导板面积（孔
口通过尺寸）不宜大于７００ ｍｍ×７００ ｍｍ，不开设采光
窗；ＩＩ级屏蔽方舱开设散热孔口的波导板面积（孔口 通过尺寸）不宜大于７００ ｍｍ×１ ２００ ｍｍ，允许在左、右
壁板上各开设１个采光窗，开设采光窗的壁板，不宜在
该壁板上开设工作门及应急门。
１２· ２．３．２门的屏蔽设计 门是舱体最大的开口，ｆｑ，ｇｌ门框之间形成的缝隙，
是电磁波泄露的重要途径，因此，解决好门的电磁波屏 蔽对舱体屏蔽是非常重要的。为保证门体与门框之间
的电气连续性，设计时注意如下事项：
ａ）门框、门体边框的铝型材要进行表面处理，要
求屏效为４０ ｄＢ的舱的型材进行导电氧化处理，要求
屏效为６０ ｄＢ的舱的型材进行镀镍磷合金处理，保证
接触面有较好的耐磨性和导电性。
ｂ）采取垫屏蔽衬垫或焊接的方式，保证蒙皮与门
框及门体边框可靠的电气连续性。 ｃ）门框、门体组装时要保证其平面度符合设计要
求，并确保门与门框周边间隙的一致性，以保证门与门 框四周的电气连续性。
ｄ）ｆｑ，ｇｌ门框通过金属丝网导电衬垫连接，金属丝 网衬垫的材料、尺寸要根据屏蔽效能要求确定，一般衬
垫压缩量为３５％左右时屏蔽效能最佳。 ｅ）门把手中间采用非贯通式轴，在轴中部采用非
金属连接件使轴断开，防止因天线效应造成电磁波泄
露。 ２．３．３信号口、电源口的屏蔽设计
般的方舱舱体上信号口、电源口开口尺寸不大，
但是数量较多，在设计时要加以重视。主要采取措施 解决好孔口面板与孔口面板支架、孔口面板支架与内
蒙皮及孔口罩与内蒙皮之间的电连续问题，具体有加
衬垫、锡焊、加密铆钉等办法。
２．３．４采光窗的屏蔽设计
方舱舱体窗户的屏蔽性能与采光性能是一对矛 盾，也是舱体屏蔽中的一个难题。设计时应采取以下
措施： ａ）制作采光窗户的专用铝型材，以便与内外蒙
皮、屏蔽丝网有较好的电连续性。
ｂ）设计良导体与８０目铜丝网组成的屏蔽网，并
可靠安装。
ｃ）订购金属丝网屏蔽玻璃，安装时保证金属丝网
与窗框的电连续。
２．３．５通风口的屏蔽设计 通风口一般采用安装通风波导窗来进行屏蔽，屏
蔽的效果取决于波导窗与内蒙皮的电连接及波导窗本
身的屏蔽指标，前者采取加衬垫、焊接等办法，后者要
合理设计波导窗的几何参数。
波导窗有矩形、圆形、六角形蜂窝状３种结构形
式，其中六角形蜂窝状波导窗具有更好的工艺特性，因
此被广泛采用。波导窗在要求的截止频率下的屏蔽效 能受到波导孔径、波导长度的影响。
维普资讯 http://www.cqvip.com 第３２卷第４期 韩炳森，等：军用方舱的电磁屏蔽设计 ·通信技术·
截止频率． （单位为Ｈｚ）为：
１ ＝ ×１０ （１） Ｗ 式中： 为六角形波导的外接圆直径（单位为ｃｍ）。
低于截止频率的电磁波在波导中传播时，波导管
的衰减损耗ｓ （相当于吸收损耗，单位为ｄＢ）为：
厂——■ ＳＡ＝１．８７３Ｌｚ×１０ ／１一《寺ｌ （２） 、．，
式中 为电磁波的频率（单位为Ｈｚ）；ｚ为波导管的长 度（单位为ｃｍ）。
从式（１）、（２）可以看出，波导管的断面尺寸决定
了截止频率，波导管的长度提供的额外损耗增加屏蔽
：效能，即长度决定屏蔽效能。
因此，首先要根据干扰的最高频率来确定截止波
导和截止频率，一般地取 ＝（３—５） 高；其次，根据
计算截止波导管的开口最大尺寸，接着按式（２）计算
哉止波导管的长度。
波导窗从专业生产厂家订‘购，为了保证总体屏效
指标，在订购波导窗时，一般要求比系统设计指标高出
ｌ０ ｄＢ一２０ ｄＢ，波导窗的参数还要参考专业生产厂家 提供的型号。
２．４空调安装的屏蔽设计 对于空调机来说，Ｉ级屏蔽方舱推荐采用窗式空
调，Ⅱ屏蔽方舱推荐采用分体式空调。空调过孔包括
气管、液管、排水管、室内／室外机控制线和电源线。
由于气管和液管为铜管，本身就形成了单孔的波
导，具有良好的屏蔽效果。当铜管贯穿方舱板时，保证
铜管与方舱内外蒙皮可靠电气连接，可以采用特制的
指型簧片使其穿过舱壁时紧贴舱壁。
排水管也可采用矩形波导的形式，截止频率的计 算方法同式（１），只是式中的 为矩形截面宽度。由
于排水管内径不能太小，可以通过增加排水管的长度
提高其屏蔽效能，同时保证排水管外壁与方舱的内外 蒙皮实现可靠的电气连接。
对于控制线与电源线，需选用相应的电源滤波器，
采用穿墙式的安装形式。
２．５搭接 无论是导电搭接还是非导电搭接均不能产生搭接
腐蚀。具有导电搭接的接合面，必须是导电氧化表面
或金属本体面，搭接处不得有金属或非金属等杂物驻
留其上。 ２．６舱体组装时屏蔽设计 屏蔽方舱与一般方舱的区别在于其增加了屏蔽性
能，因此由６块大板组装成整体时要特别注意采取屏
蔽措施。 为减少缝隙的泄露，可以适当加宽舱体内外角柱、
端梁、侧梁的宽度，以增加缝隙的深度，加大接触面积。
适当增加铆钉数量，减小铆钉间距，或者增加铆钉
排数，从而减小缝隙长度，提高屏蔽效能。为了保汪相
邻两大板电连续的可靠性，外部用导电良好的铜皮连
接，内部用铜丝网连接，８个角件处内蒙皮尽量焊在一
起，这样所有的接缝都很好地连在一起，确保有较高的 屏蔽效能。 为了保证电气长久的连续性，要保证舱体有较高
的强度和刚度，屏蔽方舱大板内部可以增加加强梁，角
柱、端梁、侧梁，可以用钢制件或增加厚度。
３接地
为了防止电磁干扰，避免由电磁感应而降低屏蔽
方舱的屏蔽效能，方舱舱体必须接地且要接大地，与大
地保持同电位即零电位。特别是低频段要想获得良好 的屏蔽效能，屏蔽方舱必须选择正确的接地方案。
方舱舱体应单点接地，避免因接地点电位差引起
舱表面电流造成舱内的电磁干扰。 选用接地装置（接地棒）尽量长，使其接地电阻小
于４ ｎ。如果一根接地装置的接地电阻太大时，可用２
根或４根接地装置同时打入地下，并联后接到屏蔽方
舱接地桩上。 接地装置的接地线应采用防波套制作。
４结束语
方舱舱体电磁屏蔽是一门实践性非常强的工程技
术，无论是设计、工艺还是施工过程，稍有疏忽就会影
响系统的整体屏蔽效能，因此，在系统方案论证阶段必
须统筹考虑电磁屏蔽设计，同时要注意电磁屏蔽设计 的性价比。目前，方舱的电磁屏蔽性能已经成为国内
各个方舱制造厂产品性能的重要对比指标。
以上介绍的方舱电磁屏蔽设计，经过实践验证具
有良好的效果，可以对今后方舱的设计起到很好的借
鉴作用。
参考文献
［１］ＧＪＢ ８７０—９０．军用电子设备方舱通用规范［Ｓ］．１９９１． ［２］ＧＪＢ １１２６＿＿９１．ＣＡＦ４０ＰＤ方舱规范［Ｓ］．１９９２． ［３］白同云，吕晓德．电磁兼容设计［Ｍ］．北京：北京邮电大学 出版社．２００１． ［４］钟道隆．通信系统中电磁干扰与屏蔽接地［Ｍ］．北京：国 防工业出版社，１９９７． （下转第２３页）
１３·
维普资讯 http://www.cqvip.com
