一种用于屏蔽机柜的可转动波导通风窗及屏蔽机柜

1.本发明涉及电磁技术领域，具体涉及一种用于屏蔽机柜的可转动波导通风窗及屏蔽机柜。


背景技术：

2.随着社会经济和科学技术的不断发展，伴有电磁辐射的设备和活动日益增多，功能应用方面而言包括电视台、广播站、雷达站、卫星通信站、微波中继站等在内的发射或接受电磁波的装置数量不断增加。设备分类方面而言包括各类电子设备、数字类设备、电气设备、商用数码产品等。科学技术的不断进步伴随着电子技术逐步向高频、高速、高精度、高灵敏度、高密度(小型化、大规模集成化)、大功率等方面发展，电磁兼容问题越来越突出。通常情况下，将具有电磁辐射的设备安装在屏蔽机柜中，以达到缓解电磁干扰的目的。但屏蔽机柜作为密闭空间，除屏蔽效能外，散热是其考虑的重点。专业屏蔽机柜通过蜂窝波导窗做为散热通风窗进行散热处理，但该种结构价格昂贵，不适宜用于屏蔽效能要求不高的大工程中。目前在大工程中使用的机柜，虽大部分为金属框架结构，但通风窗的设计没有充分考虑电磁兼容问题，虽然有很低的屏蔽效能，但针对具有极化特性的电磁波而言，如果散热孔的方向正好符合电磁波极化特性，电磁波会通过散热孔进行孔缝辐射和耦合。
3.因此，有必要提出一种能够有效解决因极化造成的电磁辐射和耦合问题、缓解环境电磁辐射、提高系统间电磁兼容可靠性的适用于工程项目中低成本屏蔽机柜的技术方案。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提供一种用于屏蔽机柜的可转动波导通风窗及屏蔽机柜，以能够有效解决因极化造成的电磁辐射和耦合问题、缓解环境电磁辐射、提高系统间的电磁兼容可靠性。同时，在达到屏蔽效能的前提下降低工程项目电磁兼容设计成本。
5.本发明一种用于屏蔽机柜的可转动波导通风窗，所述波导通风窗包括：
6.窗本体，该窗本体呈板状，为金属板，其被配置为能绕旋转轴旋转，该旋转轴垂直所述窗本体；
7.截止波导，该截止波导呈孔状设于所述窗本体，以对所述屏蔽机柜的电磁波进行屏蔽，并能通风。
8.根据本发明的一种实施方式，所述截止波导呈矩形孔，所述孔的轴线垂直所述窗本体，所述截止波导包括若干个孔，若干个孔呈阵列排布，优选地，所述若干个孔呈错位分布。
9.根据本发明的一种实施方式，所述截止波导的矩形孔的长边为a，则a通过下式计算：
10.11.其中，f
c
为矩形截止波导内填充空气时的截止频率，单位：ghz；a的单位：cm；
12.优选地，所述矩形孔的短边为所述长边的一半。
13.根据本发明的一种实施方式，所述截止波导的矩形孔深等于波导长度，根据下式计算：
[0014][0015]
式中，se为矩形截止波导内填充空气时的屏蔽效能，f为电磁波频率，单位：ghz；l为波导长度，单位:m。
[0016]
根据本发明的一种实施方式，所述窗本体外形呈圆形，所述旋转轴位于所述窗本体的中心位置；优选地，所述窗本体为铝合金板。
[0017]
根据本发明的一种实施方式，所述通风窗还包括旋转固定组件，所述旋转固定组件包括旋转部和固定部，所述旋转部能带动所述通风窗旋转，所述固定部以固定所述通风窗相对所述屏蔽机柜的位置。
[0018]
根据本发明的一种实施方式，所述旋转部为螺杆，穿过所述窗本体的中心并与所述窗本体固定连接，所述固定部为螺母，以将所述螺杆及通风窗固定于所述屏蔽机柜上。
[0019]
根据本发明的一种实施方式，所述通风窗还包括基座，所述通风窗通过与该基座连接后安装于所述屏蔽机柜上；优选地，所述基座包括边部和中间凹陷部，所述边部被配置为与所述屏蔽机柜连接，所述中间凹陷部被配置为容纳所述通风窗，所述通风窗相对该基座可旋转连接。
[0020]
根据本发明的一种实施方式，所述通风窗还包括固定支撑龙骨和导电衬垫，所述导电衬垫被配置为连接所述通风窗的窗本体与所述基座，所述固定支撑龙骨被配置为通过所述旋转固定组件连接所述窗本体与所述基座。
[0021]
本发明还提出一种屏蔽机柜，包括所述的用于屏蔽机柜的可转动波导通风窗。
[0022]
本发明设计了可转动波导通风窗，通过转动波导通风窗，能够有效调节截止波导的角度，可规避因极化导致的电磁干扰问题，从而能够有效解决因极化造成的电磁辐射和耦合问题，而且还不影响散热性能。本发明对电磁干扰整改、缓解环境电磁辐射、提高系统间电磁兼容可靠性具有十分重要的应用价值和工程意义。
附图说明
[0023]
图1为本发明一实施例可转动波导通风窗俯视结构示意图；
[0024]
图2为本发明一实施例可转动波导通风窗的截止波导孔排列示意图；
[0025]
图3为本发明一实施例可转动波导通风窗基座安装剖视设计结构示意图；
[0026]
图4为本发明一实施例可转动波导通风窗剖视结构示意图；
[0027]
图5为本发明一实施例固定支撑龙骨与导电衬垫连接的俯视结构示意图；
[0028]
附图标号：1—屏蔽柜；2—窗本体；2.1—截止波导；2.2
‑
螺杆；3
‑
基座；3.1
‑
凹陷部；4—固定支撑龙骨；5—导电衬垫。
具体实施方式
[0029]
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
[0030]
本发明涉及电磁屏蔽设计及电磁防护等领域，主要发明了一种应用于屏蔽机柜的可转动波导通风窗，通过调节波导通风窗的角度，可有效对具有极化特性的电磁辐射信号进行抑制，防止屏蔽机柜内电子设备的电磁辐射对外泄露，同时也可有效阻止屏蔽机柜外部辐射信号进入内部，影响内部电子设备的正常运行。本发明可有效提高系统间电磁兼容的可靠性，对电磁防护具有重要的应用价值。
[0031]
如图1所示，本发明一种用于屏蔽机柜的可转动波导通风窗，所述通风窗包括：
[0032]
窗本体2，该窗本体呈板状，为金属板，其被配置为能绕旋转轴旋转，该旋转轴垂直所述窗本体；
[0033]
截止波导2.1，该截止波导呈孔状设于所述窗本体，以对所述屏蔽机柜的电磁波进行屏蔽，并能通风。
[0034]
本发明设计的可转动波导通风窗，通过转动波导通风窗，能够有效调节截止波导的角度，可规避因极化导致的电磁干扰问题，从而能够有效解决因极化造成的电磁辐射和耦合问题，而且还不影响散热性能。
[0035]
本发明考虑截止波导可能会在长边方向能与极化波的宽幅相吻合，从而造成电磁泄漏，故设计了可转动波导通风窗，可根据实际运用情况，随时调整通风窗的波导孔的较长边方向，使得较长边与极化波的宽幅方向错位，从而更大程度阻挡波的通过。
[0036]
如图2所示为波导通风窗的一种示意，极化波如果其宽幅方向与截止波导的孔的长边方向平行对齐的话，则该孔会较容易通过该电磁波，造成辐射等问题。但如果在应用时发现通风窗上波导的长边与极化波对齐，则可转动通风窗，使得极化波的宽幅与孔的通过长度错开，从而阻挡了电磁辐射。
[0037]
根据本发明的一种实施方式，如图1、图2所示，截止波导2.1呈矩形孔，该孔的轴线垂直窗本体，截止波导包括若干个孔，若干个孔呈阵列排布，优选地，若干个孔呈错位分布。
[0038]
根据本发明的一种实施方式，错位排布截止波导，孔之间的距离控制在3mm左右。
[0039]
截止波导的矩形长边边长和波导在轴向方向的长度，可根据屏蔽效能进行计算得到。
[0040]
截止波导的矩形孔的长边为a，则a通过下式计算：
[0041][0042]
其中，f
c
为矩形截止波导内填充空气时的截止频率，单位：ghz；a的单位：cm；
[0043]
优选地，所述矩形孔的短边为所述长边的一半。
[0044]
截止波导的矩形孔深(在轴向方向的长度)等于波导长度，根据下式计算：
[0045][0046]
式中，se为矩形截止波导内填充空气时的屏蔽效能，f为电磁波频率，单位：ghz；l
为波导长度，单位:m。
[0047]
例如，需要屏蔽效能达到27db,截止频率达到15ghz，那么设置截止波导的矩形长边边长为1cm，波导长度为1cm即可。
[0048]
截止波导的形状也可不局限于矩形，比如椭圆形等，但为了使得散热与阻挡电磁波的功效平衡，一般设计为长孔形，即一边长，另一边较短的孔形，使得散热面积足够，还能在短边方向阻挡宽幅极化波通过。
[0049]
根据本发明的一种实施方式，通风窗还包括旋转固定组件，该旋转固定组件包括旋转部和固定部，旋转部能带动通风窗旋转，固定部以固定通风窗相对屏蔽机柜的位置。
[0050]
根据本发明的一种实施方式，旋转部为螺杆，穿过窗本体的中心并与窗本体固定连接，固定部为螺母，以将螺杆及通风窗固定于屏蔽机柜上。
[0051]
根据本发明的一种实施方式，如图1、图3、图4所示，通风窗还包括基座3，通风窗通过与该基座3连接后安装于屏蔽机柜1上。优选地，基座3包括边部和中间凹陷部3.1，边部被配置为与屏蔽机柜连接，中间凹陷部3.1被配置为容纳通风窗，通风窗相对该基座3可旋转连接。
[0052]
根据本发明的一种实施方式，如图4、图5所示，通风窗还包括固定支撑龙骨4和导电衬垫5，导电衬垫5被配置为连接通风窗的窗本体2与基座3，固定支撑龙骨4被配置为通过旋转固定组件连接窗本体与基座。该图示中旋转固定组件包括螺杆2.2。
[0053]
本发明还提出一种低成本屏蔽机柜，包括所述的用于屏蔽机柜的可转动波导通风窗。
[0054]
根据本发明的一种实施方式，可转动波导通风窗由设于窗本体2上的矩形截止波导2.1、可转动螺杆2.2、固定支撑龙骨4、导电衬垫5等组成，如图1、3、4所示。窗本体2采用铝合金材质，窗本体2设计为圆形，方便转动，尺寸可根据屏蔽柜安装风扇的大小进行相关设计。
[0055]
窗本体2上可进行矩形截止波导加工，截止波导2.1的大小和深度可根据屏蔽效能要求和截止频率具体进行确定，基于波导截止频率和屏蔽效能计算理论，计算如式(1)和式(2)所示。窗本体2的中心部位设计孔，通过螺杆2.2对可转动波导窗进行固定。
[0056][0057]
式中，f
c
为矩形截止波导内填充空气时的截止频率，单位：ghz；a为矩形截止波导的长边边长,单位：cm。
[0058][0059]
式中，se为矩形截止波导内填充空气时的屏蔽效能，f为电磁波频率，单位：ghz；l为波导长度，单位:m。截止波导孔的深度等于波导长度l。
[0060]
本发明可使得屏蔽柜顶部保持现有通风口的设计基础上，设计可转动波导通风窗基座3，通过螺丝使基座3与屏蔽机柜1固定在一起，确保屏蔽机柜1的搭接面没有漆(以免存在搭接面不导电的问题)，基座3和屏蔽机柜1中间铺设导电衬垫5，固定间距比如可10cm一个点。在基座3上设计与可转动波导通风窗的窗本体2同大小的圆形凹面结构即凹陷部3.1，
该结构具有支撑面。在支撑面的中心位置设计固定支撑龙骨4的支撑点，可采用螺丝将基座3与固定支撑龙骨4固定在一起，固定支撑龙骨4的中心部位设计螺孔，用于固定可转动波导通风窗的窗本体2。如图3所示。本发明上述设计结构简单，成本低，能够在保证散热的同时对电磁波有较好的屏蔽功能。
[0061]
安装时，基座3与屏蔽机柜1紧密固定，固定支撑龙骨4与基座3紧密固定，在凹陷部3.1的支撑面上铺设导电衬垫5，然后将窗本体2放置到基座3中，通过转动螺杆2.2，确保窗本体2与基座3紧密结合。调动矩形截止波导2.1的角度时，只需松动螺杆2.2，然后将窗本体2转动到需要的角度，然后转动螺杆2.2，确保窗本体2与基座3紧密结合即可。如图4所示
[0062]
本发明的可转动波导通风窗不仅能够实现高性能电磁屏蔽，更重要的是采用转动波矩形截止波导的方式，不仅解决了因极化特性造成的电磁泄露和耦合问题，同时也达到了散热的目的。可转动波导通风窗通用性强、易于实现、成本低，具有较强的工程应用价值。
[0063]
需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0064]
此外，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0065]
上述各实施例仅用于说明本发明，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。