CST仿真PCB近場(chǎng)輻射（三）：有屏蔽罩的PCB近場(chǎng)輻射仿真

作者 | Zhou Ming

在PCB板級(jí)EMC設(shè)計(jì)中，有時(shí)候?yàn)榱艘种破骷蜃呔€的近場(chǎng)輻射問(wèn)題，會(huì)采用分腔屏蔽的辦法，如上圖所示。金屬上蓋按照不同的功能區(qū)域進(jìn)行分腔設(shè)計(jì)，隔筋的位置要用到金屬簧片、導(dǎo)電布、導(dǎo)電膠等屏蔽材料，避免出現(xiàn)長(zhǎng)的縫隙。本期介紹如何仿真有屏蔽罩的PCB的近場(chǎng)輻射。

屏蔽罩的3D建模

金屬屏蔽罩可以從CAD模型直接導(dǎo)入，四個(gè)角落是螺釘，材料設(shè)置為Alumina。中間長(zhǎng)縫隙位置填充導(dǎo)電膠。

導(dǎo)電膠的3D建模

導(dǎo)電膠等屏蔽材料的建模是仿真的最大難點(diǎn)之一。目前常用的建模思路有電阻等效和材料等效等方法，不管哪種方法，首先要做的精確的測(cè)量屏蔽材料壓縮后的搭接阻抗。對(duì)于直流（DC）或者低頻段（KHz、MHz）的阻抗測(cè)量，可以采用阻抗分析儀等工具，配合專(zhuān)用的測(cè)試卡具。對(duì)于高頻段（GHz）的搭接阻抗測(cè)量，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的測(cè)試工裝，借助網(wǎng)絡(luò)分析儀等高頻測(cè)試設(shè)備。在測(cè)量過(guò)程中要記錄好三維尺寸、壓縮量、壓力、搭接阻抗值等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

有了測(cè)試數(shù)據(jù)，接下來(lái)可以利用CST的Partial RLC求解器對(duì)壓縮后的屏蔽材料進(jìn)行3D建模，在上下接觸面設(shè)置node，根據(jù)搭接阻抗的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換成材料的電導(dǎo)率，這樣就完成了屏蔽材料的3D建模。

添加近場(chǎng)probe

導(dǎo)電膠兩側(cè)位置添加E-probe和H-probe，可以對(duì)比兩側(cè)場(chǎng)強(qiáng)的差異，用來(lái)評(píng)估屏蔽罩的屏效指標(biāo)。

屏蔽罩近場(chǎng)輻射結(jié)果分析

我們先看看下圖兩個(gè)位置的H-probe接收的磁場(chǎng)強(qiáng)度差異，相差7dB。

再看看下圖兩個(gè)位置的E-probe接收的電場(chǎng)強(qiáng)度差異，相差19dB。

還可以通過(guò)設(shè)置場(chǎng)監(jiān)視器來(lái)監(jiān)測(cè)屏蔽罩內(nèi)外電場(chǎng)和磁場(chǎng)的差異，可以明顯看出低頻情況下，鋁金屬外殼對(duì)電場(chǎng)的屏效要明顯好于磁場(chǎng)。