电子设备通常用机壳来屏蔽外界电磁场的搅扰，机壳外部通常会开孔来供给通风性、可见性，而这样的开孔会使外部的电磁场经过孔缝耦合到设备机壳内部，从而在机壳内部的设备或印刷电路板上感应出电流和电压，下降设备或元件的功能，严峻时会对内部设备形成损坏。因而，研讨有空屏蔽腔对电磁搅扰的电磁屏蔽效能有重要的实际意义和价值。从以往的研讨看，进步屏蔽效能的办法有许多，如相同面积下，孔阵的屏蔽效能优于单孔的屏蔽效能，双层孔的屏蔽效能优于单层的屏蔽效能，也研讨了许多要素对屏蔽效能的影响，如孔的巨细，形状，孔间隔，电磁波极化方向等。本文首要推导出双层加载电路板屏蔽腔屏蔽效能公式，并运用CST仿真验证，研讨电路板巨细、方位、数量等要素对后腔中心点屏蔽效能的影响。
1 理论
平面波笔直照耀双层有矩形孔加载电路板的屏蔽腔的模型如图1所示。一般情况下，由孔缝耦合进入屏蔽腔的能量要比穿透腔体壁进入屏蔽腔的能量要多，因而只考虑耦合能量。
本文选用资料为铜的双层屏蔽腔模型，分前腔和后腔两部分。a ,b 是屏蔽腔的宽和高，前腔长度为d1 ,后腔长度为d2 ;w ,l 为腔体上开孔的长和宽;p 为后腔的中心观测点;q 为内层孔到PCB 板的间隔;PCB 板厚度为t′ ;腔体厚度为t .
依据M.P.Robinson提出的传输线理论，孔缝等效为两头短路的共面带状传输线，矩形机壳等效为终端短路的波导。该模型等效电路图如图2所示。
在图2中，V0 为等效辐射源，Z0 为空气波阻抗，约为377 Ω ,Zos 为孔缝的特性阻抗，等效矩形波导的特性阻抗和传达常数为Zgmn 和Kgmn .
孔缝特性阻抗由Gupta 给出的公式[6]得出有用宽度：
经过AB 之间的传输线后，由戴维南定理可得B 点的等效电压V2 和等效阻抗Z2 :
电路板是一个杂乱的全体，它包含金属平板、导线、电子元件和损耗介质等，在此选用一块电导率为σ = 0.22 S – m-1 ,介电常数为εr = 2.65 的微观介质板替代PCB[7-8],其特性阻抗和传达常数为Zg 和Kg .其间当介质板巨细与矩形腔横截面巨细无限挨近时，腔内电磁场在介质板外表的反射能够疏忽，由传输线理论可得介质板左端的电压经过厚度为t′ 的介质板传输到板右侧的电压V5 和阻抗Z5 为[6,8]:
每一种形式的波在P 点的电压为：
2 仿真成果剖析
为了验证理论成果的正确性，用电场强度为1 V – m-1 的平面电磁波照耀厚度为1 mm的矩形屏蔽壳，腔体尺度为300 mm × 120 mm × 600 mm ,其间前腔长300 mm ,后腔长300 mm ,孔缝尺度为80 mm ×20 mm ,介质板尺度为300 mm × 120 mm × 1 mm ,安装在间隔第二层孔缝100 mm 处，仿真频率为200 MHz~1 GHz .
介质板中心与开孔中心以及观测点在一条直线上，当屏蔽腔内有介质板时，入射波耦合进入腔体，遇到介质板，产生介质损耗，电磁波能量首要分为三部分：一部分透过介质板进一步传达，一部分反射，还有一部分经过介质板与腔体的缝隙产生绕射，介质板还会吸收能量。由于电磁波的透射和绕射，在介质板之后的空间还存在电磁场。
图3 是选用等效传输线法和CST 仿真办法在后腔中心点屏蔽效能的比照，能够看出两种办法的成果在低频有部分差异，但在300 MHz今后较好符合。且腔体在707 MHz呈现谐振现象。
2.1 改动介质板巨细对屏蔽效能的影响
图4 中内层孔到加载PCB 板的间隔q=100 mm,选用三种不同巨细的介质板，分别为500 mm×10 mm,100 mm×40 mm 和200 mm×80 mm.能够看出，在给定频率范围内，介质板越大，腔体屏蔽效能越高，这是由于介质板越大，其介质损耗越大，谐振点的场强越小，屏蔽体的屏蔽效能越大。
