专利名称：衰减电磁干扰的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电磁干扰(EMI)屏蔽，更具体而言，使用具有透明构造的多层屏蔽基片来优化在高于100MHz的频率下，特别是更高频率下的电磁干扰(EMI)衰减。
在一些情况下，需要屏蔽罩隔离灵敏装置不受电磁辐射的影响，这些装置包括核磁共振(NMR)成像、通讯装置的电子测试和加密数据通讯。通常，电子设备的发射也需要包括在内。EMI屏蔽经常是通过在屏蔽罩壁上涂敷一层或多层金属导电材料(例如，铜、铝、青铜或者钢)的连续涂层来实现。屏蔽层通常在单点接地，将屏蔽罩吸收的电磁能导入大地中。在这种导电屏蔽中没有间隙是至关重要的，即使在存在诸如门或窗口等孔的位置也是如此。
通常在各种屏蔽罩上需要窗口，以便观测者、管理人和操作技术员可以在屏蔽罩外面监视在屏蔽罩内发生的情况。在NMR成像中，也称为磁共振成像(MRI)，病人和极为敏感的MRI设备都处于EMI屏蔽罩内。这样创造了无干扰环境，避免了在最终图像中出现人为图像或图像缺陷。在EMI衰减装置中设计的屏蔽栅和窗口的典型例子公开在美国专利号4701801、5012041、5017419、5239125和5295046中。
EMI/RFI屏蔽罩的窗口必须屏蔽，并与屏蔽罩壁存在连续电接触。并且，窗口基片必须具有足够的“透明性”并在某些情况下有“透音性”，允许控制人员在外面监视。因此，需要使得窗口基片导致光学变形最小化。
包括单层或双层屏蔽栅、光学透明的涂敷金属的玻璃或透明塑料或其它导电材料、或上述物质的组合等的窗口，在光学透明的同时应用到衰减EMI。屏蔽效果依赖于各个参数，这些参数包括屏蔽栅网孔图案、线径、栅格数以及导电材料的厚度和种类。
使用屏蔽栅时，一个屏蔽效率因子(SE)是在每个单独屏蔽栅的栅格线之间的的距离(g)的函数。可以表示为下述方程SE＝f(g)在g＝0时，电场衰减在高频下增加。可是，这也导致最终基片的“透明性”和“透音性”的降低。
由一层屏蔽栅构成的窗口具有一定EMI衰减能力，但在高于1MHz的频率下，频率每增大10的幂次方，该EMI衰减性能降低大约20dB。这表示在White Donald R.J的《电磁屏蔽材料及其性能》，1980年第二版(Don White consultants，Inc.，Gainesville，Virginia)。结果，随着频率明显增加，从单屏蔽栅结构透过明显数量的电磁射线。
由两层平行的屏蔽栅组成的窗口提高了衰减，这示例表示在公开于美国专利5012041中的双屏蔽栅EMI窗口，被引用到这里作为参考。美国专利5012041指出，使用包括彼此电线尺寸不同和彼此间距不同的两个平行屏蔽栅来衰减EMI并降低网纹图形。
可是，本发明者发现在高于100MHz，特别是在1GHz到10GHz的频率范围，双平行屏蔽栅结构产生的衰减性能发生异常。这种异常的发生是屏蔽栅分隔距离的函数，在分隔两个平面屏蔽栅的距离等于入射电磁波的波长(λ)一半的整数倍时，这种异常尤其严重。这里波长由方程c＝fλ定义，c是光速，f是电磁波频率。在这些情况下，在每个对应频率和及其整数倍，在屏蔽栅之间的空间构成一个共振腔。这导致在共振频率及其谐波位置或附近，EMI衰减性能显著降低。这种共振传播的存在造成成像器的问题，例如，对于研究目标发出的信号，作为结果的传递射线可能是错误的。并且，本发明者还发现可以在任何频率发生共振传播。作为这种共振发生现象的结果，在一定频率下，与单屏蔽栅系统相比，双屏蔽栅系统具有更差的衰减特性。
不考虑在屏蔽栅之间的相对分离距离，在双屏蔽栅构造上简单添加附加屏蔽栅会产生相反作用。这是因为附加屏蔽栅会引入附加共振频率，它是屏蔽栅之间距离的函数。
在技术上存在这样的需要，即提供在高于100MHz的频率下，特别是在1GHz到10GHz的频率范围，提高EMI衰减性能的方法和装置，同时具有足够的“透明性”和“透音性”特性。这些方法和装置应该使用商业化的材料，同时也应该容易维修和替换。
本发明的另一个目的是提供一种在各种频率下衰减EMI的方法。本发明的一个特征是以预定构造彼此相对并列布置由轻重量的、透明和透音的导电材料构成的表面，以便第一系列材料衰减输入的EMI，而第二系列进一步衰减被衰减过的EMI。本发明的一个优点是减少了谐振电磁波射线通过多层材料的传播，从而优化在高于10MHz的特定电磁辐射频率下的性能。
本发明的又一个目的是提供一种装置，它在频率100MHz到10GHz下具有达到或超过100分贝(dB)的衰减水平的EMI屏蔽性能。本发明的一个特征是结合了多个由导电材料构成的屏蔽栅。本发明的一个优点是在透明和/或透音环境下，累计获得高水平的EMI/RFI屏蔽性能。
本发明还有一个目的是提供一种包括轻重量屏蔽栅或其它导电并光学透明的材料的EMI衰减装置。本发明的一个特征是彼此相对并列布置屏蔽栅表面。本发明的一个优点是组合了空腔，这些空腔阻碍了在感兴趣的EMI频率下的辐射电磁波共振和谐波，从而减少EMI在基片中的传播。
简而言之，本发明提供一种衰减EMI的装置，包括一个在空间邻近第二导电件布置的第一导电件；一个在空间邻近所述第二导电件布置的第三导电件，其中所述第一导电件在空间与第二导电件间隔开的距离不同于所述第二导电件在空间与第三导电件间隔开的距离。
本发明也提供一种减少电磁辐射传播的方法，包括使得电磁辐射进入阻止电磁辐射传播通道的区域，以及阻止电磁辐射共振的产生和传播通道。
本发明还提供一种衰减电磁辐射的方法，包括使得电磁射线进入具有不同尺寸和共振频率的多个共振腔，以便在特定空腔中辐射共振被所述其它共振腔阻止。
提供一种与EMI屏蔽罩一起使用的窗口，该窗口包括至少两个导电表面，并且两个邻近表面不平行。
本发明又提供一种衰减电磁辐射的方法，包括使电磁辐射冲击第一导电基片，结果第一部分电磁辐射不透过或穿过第一基片而第二部分电磁辐射透过第一基片；以及使得现在透过来的电磁辐射进入阻止现在透过来的电磁辐射产生共振频率的件中。
在另一个实施方案中，本发明提供一种衰减电磁干扰的装置，包括一个第一限定空间，具有利用第一和第二导电屏蔽件构成的多个壁；一个第二限定空间，具有利用所述第二导电屏蔽件和第三导电屏蔽件构成的多个壁；以及定位第一、第二和第三屏蔽件的零件，其中在所述第一和第二导电屏蔽件邻近壁之间的距离不同于对应的在所述第二和第三导电屏蔽件邻近壁之间的共线距离。
还有，本发明的另一个实施方案是一种EMI衰减装置，包括两个导电表面，其中利用一个平均距离分开所述表面，其中所述平均距离选择为在预定频率下获得最大衰减效果。
图1是一个按照本发明的电磁波衰减装置的局部正视图；图2A是沿着图1中直线2-2的截面图，表示按照本发明特征、用于安装导电基片到支架上的一个示例性装置；图2B是一个截面图，表示按照本发明特征、安装导电基片的另一个示例性装置；图2C是一个截面图，表示按照本发明特征、安装导电基片的又一个示例性装置；图2D是一个截面图，表示按照本发明特征、安装三个导电基片的再一个示例性装置；图3是一个曲线图，表示按照本发明使用一、二、三层导电基片时，在1.5GHz到5GHz频率范围内的EMI屏蔽；
图4是一个曲线图，表示按照本发明使用一、二、三层导电基片时，在6GHz到11GHz频率范围内的EMI屏蔽；图5A是一个侧视图，表示按照本发明特征的、包括非平行导电表面的窗口；图5B是一个侧视图，表示按照本发明特征的、包括非平行导电表面的窗口的一个变型结构；图5C是一个侧视图，表示按照本发明特征的、包括非平行屏蔽栅的窗口的另一个变型结构；图6是一个曲线图，表示按照本发明使用平行和非平行导电表面时，在1.5GHz到5.1GHz频率范围内的EMI屏蔽；图7是一个曲线图，表示按照本发明使用平行和非平行导电表面时，在7GHz到11GHz频率范围内的EMI屏蔽。
通常，本发明的方法和装置结合了这样的零件，它们显著衰减输入和/或输出EMI，随后阻尼剩余EMI的振荡以衰减剩余的共振电磁辐射。在高达10GHz的EMI频率下，可以实现衰减接近或超过100dB。本发明特别适用于在频率1GHz到4GHz之间提供这些较高的衰减水平。
本发明在优化特定波长的屏蔽效果上特别有用。这种“优化”是通过改变包围本装置的邻近屏蔽表面相对形状和/或距离，从而对本装置调谐而实现的。
衰减装置通常包括多个表面，诸如彼此以预定距离、平行或非平行布置的导电屏蔽栅，它通过多个室或腔来增强衰减性能。除了初始衰减射入的EMI，通过非完整传播(即传播、反射或异相再反射)没有被屏蔽栅初始衰减的任何残余EMI，预先布置的屏蔽栅还使输入的EMI的任何共鸣产生或共振发生最小化。该传播发生在由布置的多个导电基片形成的空腔中。以一定形状布置的屏蔽栅开始有效地阻止了一部分射入的EMI，并防止了剩余EMI的相干叠加。
例如，在包括三个或更多导电基片的构造中，最靠近EMI源的第一和第二基片用于衰减EMI，而其它基片或基片装置进一步衰减剩余EMI。这种布置优化了本发明在特定频率下的性能。依赖于目标频率，基片彼此的距离、每个表面的形状/外形被实验导出，确保最佳的衰减性能。
具有本发明特征的一个示例性EMI衰减装置表示在图1中，它被包围在诸如一个室的屏蔽罩16的壁14中。安装在壁14上的是一个整体标记为18并按照本发明原理构造的本发明的衰减装置。为了在频率1GHz到10GHz范围内获得高EMI屏蔽，衰减装置18具有改进的多个基片构造19。
包括壁的屏蔽罩16可以具有任何一种优选类型的构造。上述壁包括一个开口20，来容纳具有本发明多基片构造的窗口或具有本发明多基片构造的模板。图2A是沿着图1中直线2-2的垂直截面图，正如图2A所更清晰地描述的那样，在壁14外表面上金属的屏蔽层17连续地围绕整个室，其边缘延伸到开口20，从而赋予布置在开口内屏蔽模块18和屏蔽层17之间具有连续的电接触。模块18利用固定件21固定到窗口上。
尽管本发明多屏蔽栅基片可以应用到大的片材上，以将EMI衰减性能赋予大屏蔽罩表面，但是较小的模块基片也可以具有相同屏蔽栅件定位。三基片模块结构的细节本发明的屏蔽系统包括多个屏蔽基片。这些基片通常表面光滑，尽管不必平整或为平面。并且，这些基片相对共线布置，这样一个基片为基准，其它基片靠近或远离布置。
如图2A、2B、2C和2D所示意描述的，一个示例性屏蔽系统包括第一、第二和第三基片36、37和38，罩住整个开口20。任何以预定结构相对安装或定位基片同时与室屏蔽罩保持电接触的件，都是合适的。
图2A所示的构造，容纳刚性导电基片、柔性导电基片或者刚性和柔性基片的组合。如图所示三基片模块包括适合容纳在开口内并与开口的整个外周基本上沟通的结构支架26和27。支架整体可以具有类似的截面形状。支架26和27的一个实施方案为具有斜角金属挤压形状。合适的金属包括但不限于镀锡黄铜、其它合金、铝或钢。作为选择，可以在上述斜角上布置导电弹性带，从而确保在模块支架件26、27与窗口外周之间具有更密切的电接触。本身与屏蔽罩的壁14电接触并嵌入其中的支架支承件41，用于限定窗口边界。
通常，任何导电或被赋予导电性的材料都是合适的支架支承材料或支架材料。如此，支架可以是固体材料(均质导电材料)或者是在非导电材料上涂敷导电材料而成。导电涂层开始为1毫米厚度是合适的。这样，支架支承件41可以涂敷高导电性的材料，通常是诸如锡等非易氧化材料。
在使用或组合刚性导电基片或柔性导电基片时，可以使用图2A所示类型的基片卡紧件。通常，使用搭接板15来将支架件26、27彼此压紧或卡紧到导电基片36、37和38上。卡紧作用指向开口的中间面，这里该平面平行于正安装的EMI衰减元件，卡紧作用通过诸如螺栓21等固定件或紧固件发挥作用。螺栓21布置在窗口支架支承件41的区域，并形成互补的匹配表面如螺纹孔22。
支架支承件41还包括一个指向开口中心向内延伸的唇边43，并相对模块平面为直角。唇边作为基片支承件26和27的后面阻挡件，利用搭接板15将它们压在一起并紧靠到唇边上。其它用于紧固搭接板15到壁屏蔽件17上的零件也是合适的。例如，便于直接紧固搭接板到支架件26上的、从第一螺栓孔向内的另一个螺栓孔结构，可以提供附加的稳定性，同时也促进在支架件26和板15之间的电接触。
在只使用柔性基片的情况下(如屏蔽栅)，可以使用示于图2B的其它支架结构28和29。该结构具有弧形通道46、47、48，首先容纳柔性屏蔽栅的边缘。适合容纳于通道46、47、48的柔性卷边44紧紧地楔入到通道中，来确保在屏蔽屏和支架之间的电接触。这种屏蔽栅紧固结构还公开在美国专利号为5012041的专利中，它为本受让人所有并作为参考引用到这里。
支架件28和29可以如同图2A的支架件26和27那样堆叠和压配合组装。图2B提供了一种可选择的实施方案，其中一个支架件29位于另一个支架件28和窗口开口之间的中间位置，从而使得导电基片36、37和38一件一件地安装。
支架件28、29利用标准阴阳螺纹结构30可拆卸地安装到窗口支架支承件41上。在此时，诸如螺栓等紧固件适合被形成横向孔支架件区域滑动容纳。螺栓端部锚固到窗口支架支承件形成螺纹孔22的区域。可选择的凸轮件或‘拉起’销(它可以附加到上述阴阳螺纹结构30上或与件30一起工作)位于安装的屏蔽栅周围，并用于可调节地拉伸每个屏蔽栅。作为一种辅助‘调谐机构’，屏蔽栅表面的这种伸长或松弛可以在初始安装阶段或者在安装之后发挥作用。为增强机械和电接触，屏蔽栅可缠绕到支架件28和29上。
在图2C中描述了另一种基片安装方法。在该实施方案中，屏蔽栅36、37和38，或者其它导电基片保持彼此电接触，并通过简单紧固件和卡紧件保持和屏蔽罩17电接触。此时，屏蔽栅被夹在依次与屏蔽壁17和屏蔽栅36、37及38电接触的导电叠板50之间。只要产生并保持密切电接触，任何将搭接板50紧固到屏蔽壁17的方式都合适。这种紧固方式包括但不限于螺纹54、焊接和摩擦配合。
为了保持邻近导电基片相对表面之间彼此分开预定的距离D1和D2，可以应用适合容纳、锚固或和螺丝配合的填充材料52。
在图2D中描述了又一种基片安装方法。本结构容许分别单独安装支架64、65和66到支架支承面61、62和63上，其中支架-支承表面以倾斜、台阶状结构进行布置。台阶式支架-支承表面可以彼此一体化成型来构成单个支架安装结构68，或者分别单独制造并利用上述多种卡紧或螺栓件连接到一起。类似，单独支架64、65和66利用螺纹、螺栓或其它紧固件71可逆地安装到支架支承表面。本安装构造的一个显著特征是能够使得单独支架基片一件一件地安装，这样方便了从屏蔽罩一侧对选定的基片进行安装、维修、替换和清洁。
可以使用一个或多个导电基片提供这里所述的多个导电表面。例如，当示例性安装结构容易容纳单个导电基片时，单片柔性导电基片可以折叠或布置以提供所述的表面。这种使用单个柔性导电基片的应用可以想象在图2A-2C中的情况，其中表面36、37及38由单片柔性基片形成，蛇形穿过(Serpenting through)安装件和填充基片。基片距离细节已经发现在屏蔽栅之间的多种距离可提供良好的衰减性能。在一些情况下，屏蔽栅分离距离达到30英寸，但通常为1/3到12英寸，用于优化EMI屏蔽性能。通常，分隔第一和第二屏蔽栅的距离为1.5到2英寸，而分隔第二和第三屏蔽栅的距离为0.5到0.75英寸可以提供良好的效果。在一些情况下并依赖于目标EMI频率，基片间距离D1应该不等于其它基片间距离D2…Dx的整数倍。在一个示例性实施方案中，第三屏蔽栅38相对于第一和第二屏蔽栅36、37布置，使得第一和第二屏蔽栅36、37之间的距离大约但不准确限定为在第二和第三屏蔽栅37、38之间距离的一半。尽管依赖EMI频率，分隔第二和第三屏蔽栅37、38的优选最大距离大约是2英寸。
如上所述，在三个屏蔽栅之间不同的和非整数倍距离引用到本发明中，以便当第一和第二屏蔽栅形成一个共振腔时，第三屏蔽栅阻挡共振辐射的传播。相反，当第二和第三屏蔽栅形成一个共振腔时，第一屏蔽栅阻挡共振辐射的传播。导电基片材料细节屏蔽基片36、37、38利用导电材料制造。具有达到每平方12欧姆的电阻的材料是合适的。这样，跨过正方形区的两个平行侧测量电阻时，正方形的EMI衰减模块应该具有不高于12欧姆的电阻。选用较大面积的导电基片时，相应地需要较厚的导电层。通常，导电层的厚度由透明性的需要来决定，不是由电阻需要来决定。一般，电阻为0.10×107ohms/m到6.25×107ohms/m之间的基片是好的选择。
可以应用但不限于下述的多种类型导电材料金、银、青铜、铜、铝、不锈钢及其组合。本发明者发现，确定的、相对高的反射率(即导电率)材料(例如青铜、铜和不锈钢)用作中屏蔽栅37具有较高的衰减性能。
其它实施方案也适合作为导电基片，包括但不限于，由涂敷良好导电性和光学透明金属或网栅涂层的刚性或柔性透明结构(例如塑料或玻璃)构成的复合材料。导电材料可以利用火焰喷涂、电沉积(如等离子喷涂)或利用其它方法涂到基体上。在网格图案的情况下，本方法允许使用几个埃厚或稍厚一些的光学透明的导电涂层。结果，这些光学透明材料具有比自支承屏蔽栅更好的透光性。合适的光学透明材料由位于英格兰海伦斯大街的Pilkington United Kingdom有限公司，通过位于美国俄亥俄州(OH)的Troy的暴风安全系统公司提供。
如上所述，基片可以利用平板结构、弯曲片结构布置，或者同时使用平面和弯曲构造。例如，图2A描述了一个通常平的基片37、38，其外周构成分别向上的折角部分39和40。可选择提供的这些折角区可进一步促进在基片和支架支承件41之间的电接触。屏蔽栅基片细节这里屏蔽栅用作导电基片，几种不同的网孔目数是合适。网孔图形可以定义为在1英寸的长度上沿着一个给定的直线或正交方向开口的数目。如上所述，不同屏蔽栅的网孔大小不同。通常，网孔目数在14(粗)和60(细)之间，具有良好的衰减结果。在一个实施方案中，需要衰减最大化而不太强调最小化网纹图形，此时第一屏蔽栅36可以具有相对粗的网孔图形，而第二屏蔽栅37可以具有相对细的网孔图形，并且三个屏蔽栅中最靠内的屏蔽栅38具有最细的网孔图形。可是，为获得需要的衰减效果，可以按照任何顺序安装屏蔽栅。使用屏蔽栅的优点在于在许多情况下具有诸如图2B图2D所述的组件，其中屏蔽栅可以单独拆卸，以方便清洁、维修和更换。
除了使用具有不同网孔图形的三个屏蔽栅外，三个屏蔽栅也可以定向布置，以便每个屏蔽栅的电线阵列与其它两个屏蔽栅的电线阵列中的每一个偏移一定角度。偏移角度在15到45度之间时可取得最佳性能。这种偏移布置可以最小化网纹效应。
屏蔽栅可以形成多种不同的结构。合适的屏蔽栅包括布置为三角形、四边形或其它多边形方式的导电线股。并且屏蔽栅电线实际直径可以不同，通常粗线具有较高的刚度。
除了编织电线布之外，其它但又不限于的构造，诸如格栅阵列、张开的格栅、穿孔片材以及真空沉积到非金属基片(如在窗口上使用的玻璃板)上的导电格栅都是合适的。通常沉积连续薄膜，再侵蚀掉多余的金属。当使用透明基片上的金属化图形时，表面的刚度依赖沉积到基片上的网格金属件的宽度和厚度。屏蔽性能实例参照图3和4，该曲线图表示针对三平面屏蔽栅设计、具有1又3/4英寸宽度的双平面屏蔽栅设计、具有3/4英寸间隔的双平面屏蔽栅设计和单屏蔽栅设计，在1GHz到11GHz频率内改进的EMI屏蔽性能。
图3和图4表示本发明的三屏蔽栅系统的优异屏蔽性能，其中可获得100dB或以上的衰减。三屏蔽栅系统的优异屏蔽性能是减少了EM共振的结果，其中与高于10MHz双屏蔽栅系统的比较也表示在图中。例如，使用双屏蔽栅时，EMI衰减性能在一定初始频率和共振/共鸣频率时下降，例如比较在频率3.3GHz的共振点(图3中的A点)和它的2倍频率6.6GHz(图4中的点B)。其它共振点在上述两个图中标记为C、D和E。三屏蔽栅系统在上述频率下不存在明显的共振或共鸣效应。这样，本发明不但提高了总体屏蔽特性，也优化了在选定频率下的屏蔽性能。
可以使用4个或更多的具有适当间隔的屏蔽栅来扩展上述方法。非平行基片现在参照图5A、5B、5C，提供按照本发明的其它设计的侧视图。如上所述，布置三个屏蔽栅来衰减EMI。可是，这些设计也采用非平行腔体来表面来进一步促进腔体限定的EMI的非完整相反射。如图5A所示，影响非平行表面的一种方式是向内拉动或横向移动第一和第三屏蔽栅36、38来形成腔体15内壁19的一部分。一个不太凸起的侧屏蔽栅构造表示在图5B。作为一种选择，中心也可以向外移动，从而使得内壁内凹，换句话说，第一和第三屏蔽栅36、38可以按基本弯曲的设计构造，以便各个弧面部分定位在相反的方向。作为一种选择，如图5C所示，三个屏蔽栅中的两个布置为‘V’形构造。
最后，第一和第三屏蔽栅可以具有彼此面对的不同形状的表面，例如通过定位第一屏蔽栅36从中心横向或向外偏移来形成更加内凹的表面，同时定位第三屏蔽栅38向内或向中心偏移形成更凸出表面。另一种合适的屏蔽栅构造包括定位两个侧面屏蔽栅36、38，利用中间屏蔽栅37有效地分割(或者等分或不等分)在两个侧面屏蔽栅之间形成的锐角，来形成‘V’形。
在一种制造非平行腔体表面的方法中，电线的一端与第一屏蔽栅36的中心39连接，而另一端与第三屏蔽栅38的对应中心39连接，从而向内拉动或横向移动最外侧的屏蔽栅并指向中间屏蔽栅，形成凸起腔体的部分内壁19。另一种制造曲面腔体表面的方法是首先将刚性导电材料制造成需要的形状，再使用与处理上述‘基片材料细节’所述平面导电基片相同方法对这些非平面进行金属化处理。
与以前设计一样，在任何两个邻近基片之间的距离应该不等于其它屏蔽栅之间对应距离的整数倍。
图6和7对比三屏蔽栅中心拉动设计、三平面屏蔽栅设计和单个屏蔽栅设计，对应不同频率的EMI衰减值。图中说明文字14×18表示网孔目数。
图6和7清楚地说明三屏蔽栅中心拉动设计在确定共振频率下的衰减特性好于三平面屏蔽栅设计(见点F、G、H)。例如在频率7.9GHz时(图7中G点)，三屏蔽栅平行设计由于在内屏蔽栅36和外屏蔽栅38之间距离造成的共振而出现衰减性能的降低(降低到31dB)。相比而言，中心拉动结构提供的衰减值超过50dB。
可是，在图7中，在一些较高的频率下，三屏蔽栅平行构造比中心拉动构造表现出更好的EMI衰减性能(除了共振频率之外)。
由于三屏蔽栅实施方案的优异衰减特性是防止了输入射线的共振和共鸣的结果，因此非平行并列布置(例如‘中心拉动’)设计也可以用于双屏蔽栅构造，来获得一些改进。屏蔽栅间距和形状的适当选择可以确保在特定频率下的适当屏蔽。并且，非平行屏蔽栅可以用于组合了四个或更多个屏蔽栅的设计中。
本发明的特殊价值在于从感兴趣的频率中消除或移走共振点。本发明的操作可描述为这样一种衰减电磁辐射的方法，首先使电磁射线照射第一导电平面基片，导致电磁射线的第一部分通过该基片而电磁射线第二部分不通过第一基片；然后使通过的电磁射线进入一个防止这些通过的电磁射线产生共振频率的装置。
本防止共振装置包括一个利用第一导电平面基片和多个邻近第一导电平面基片并列布置的附加导电平面基片构成的空腔。其中，附加基片沿着与电磁辐射原点相反方向布置。
总之，本发明提供具有多种用途的一种最佳屏蔽基片和一种优化EMI屏蔽性能的方法。本发明方法和基片可用于各种目的，因此可以用作屏蔽罩壁构造、天花板构造、窗口构造和分隔构造，并且也可以用于电子产品制造、电动车辆制造以及涉及防窃听的军工业应用。
因此，可以应用典型导电基片(如上所述的屏蔽栅和金属化栅格阵列)以及非典型导电基片，这些非典型导电基片包括但不限于布置为诸如三角形、蜂窝形和圆形等非矩形形式，其中这些结构单元可以同心或相同尺寸布置以及共面布置来构成一个连续基片。通过选择合适的材料，本方法和基片可为任何一个试图屏蔽物附加一个透明和透音的元件。
尽管本发明是按照本发明的所示实施方案的细节进行说明的，但这些细节不用于限制所附权利要求书限定的范围。例如和如前所述，为获得针对目标频率最佳的EMI衰减性能，二、三或多于三个的基片可以彼此相对布置，以及单独修正或制造它们的表面。
权利要求
1.一种EMI衰减装置，其特征在于，它包括a)一个在空间上邻近一个第二导电平面件并与之间隔一个第一距离布置的第一导电平面件；和b)一个在空间上邻近所述第二导电平面件并与之间隔一个第二距离布置的第三导电平面件。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离彼此相等。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离彼此不同。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述邻近表面彼此平行。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少两个所述邻近表面彼此不平行。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一个第四平面件，其邻近所述第三平面件并远离第一平面件布置。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电平面件包括布置为矩形阵列的材料。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衰减为大约90到120dB。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述平面件为具有网孔结构的屏蔽栅，每个所述网孔结构是格栅并具有一定网孔目数。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一导电平面件的网孔目数小于所述第二导电平面件的网孔目数。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二导电平面件的网孔目数小于所述第三导电平面件的网孔目数。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述三个导电平面件的网孔目数在每英寸8到200之间。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，分隔所述第一表面和所述第二表面的所述距离在1/3英寸到30英寸之间。
14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，分隔所述第一表面和所述第二表面的所述距离在1/3英寸到12英寸之间。
15.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电材料是光学透明的。
16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电材料是金属化的光学透明基片。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述光学透明基片选自下述组中，该组包括玻璃、塑料、编织结构材料、栅格材料或它们的组合。
18.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电平面件具有低于每平方12欧姆的电阻。
19.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所有邻近平面件彼此都不平行。
20.如权利要求1所述的装置，其特征在于，选择所述第一距离和所述第二距离，以使在预定EMI频率下的EMI衰减最大化。
21.如权利要求1所述的装置，其特征在于，选择所述第一距离以获得在特定EMI频率下的第一衰减水平，选择所述第二距离来对所述特定频率下的EMI进行附加衰减。
22.如权利要求1所述的装置，其特征在于，选择所述第一距离和所述第二距离，以使在预定频率范围之上的EMI衰减最大化。
23.一种衰减电磁辐射的方法，包括以下步骤使得辐射进入多个具有不同尺寸和不同共振频率的共振腔中，以便在一个特定空腔内的辐射共振被所述的其它共振腔阻止。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述共振腔包括a)一个第一导电平面；b)一个邻近所述第一表面布置的第二导电平面，以便形成包括分隔所述第一和所述第二表面的第一距离的第一限定空间；以及c)一个邻近所述第二表面并远离第一表面布置的第三导电平面，以便形成包括分隔所述第二和所述第三表面的第二距离的第二限定空间。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括一个邻近所述第三表面并远离所述第一表面布置的第四导电表面，以便形成一个第三限定空间。
26.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离彼此不同。
27.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述表面是导电屏蔽栅。
28.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述表面是光学透明的导电表面。
29.一种与EMI屏蔽罩一起使用的窗口，其特征在于，该窗口包括至少两个导电表面，并且任意两个邻近表面不平行。
30.如权利要求29所述的窗口，其特征在于，还包括a)一个与导电窗口支架连接的第一导电表面；b)一个邻近所述支架上的所述第一表面布置的第二导电表面；以及c)一个邻近所述第二表面并远离所述支架上的所述第一表面布置的第三导电表面。
31.如权利要求30所述的窗口，其特征在于，还包括一个邻近所述第三表面并远离所述第一表面布置的第四导电表面。
32.如权利要求29所述的窗口，其特征在于，至少一个所述表面是非平面。
33.如权利要求29所述的窗口，其特征在于，所述表面是屏蔽栅。
34.如权利要求29所述的窗口，其特征在于，所述表面是光学透明的。
35.一种衰减电磁辐射的方法，包括a)使电磁射线照射第一导电平面基片，以至于电磁射线的第一部分不通过所述基片，而电磁射线的第二部分通过所述基片；b)使已经通过的电磁射线进入一个用来减少所述通过的射线进一步通过的装置。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述减少装置包括由多个沿着垂直于第一基片平面的直线并列布置的附加导电平面基片所构成的区域，其中所述附加导电平面基片沿着与电磁辐射原点相反方向布置。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，至少一个所述附加平直基片不平行于第一平面基片。
38.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述基片是屏蔽栅。
39.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述基片是光学透明的。
40.一种衰减电磁干扰的装置，其特征在于，它包括a.一个第一限定空间，具有由第一和第二导电屏蔽件构成的多个壁；b.一个第二限定空间，具有由所述第二导电屏蔽件和一个第三导电屏蔽件构成的多个壁；以及c.定位第一、第二和第三屏蔽件的装置，其中在所述第一和第二导电屏蔽件邻近壁之间的距离不同于在所述第二和第三导电屏蔽件邻近壁之间的对应共线距离。
41.一种EMI衰减装置，其特征在于，它包括两个导电表面，其中所述表面分开一个平均距离，所述平均距离选择为在预定频率下获得最大衰减效果。
42.如权利要求41所述的EMI衰减装置，其特征在于，所述两个导电表面具有非平面形状，并且所述表面分开一个平均距离，所述非平面形状和所述平均距离选择为在预定频率下获得最大衰减效果。
43.如权利要求41所述的EMI衰减装置，其特征在于，所述至少一个所述表面还包括屏蔽栅。
全文摘要
一种包括至少两个基片(36、37)的电磁干扰(EMI)衰减装置,选择在上述基片之间的距离(D1)使得在特定频率具有最大的屏蔽性能。本装置还包括为了优化屏蔽性能、以距离上述两个基片预定间距布置的一个附加基片。
文档编号H05K9/00GK1362006SQ99816809
公开日2002年7月31日 申请日期1999年7月19日 优先权日1999年7月19日
发明者威廉·E·柯伦, 约瑟夫·C·怀布尔, 迈克尔·T·伊根 申请人:柯伦公司(又名林德格润Rf容器公司)