屏蔽罩壳内部空腔谐振及其优化方案

假如某些频率的半波长的整数倍正好等于屏蔽罩壳相对的两个边之间的距离时，在一个屏蔽罩壳形成的空腔内可以发生谐振（驻波）。这些谐振频率可以由下式的计算求得：

式中I，m，n——整数（即，0，1，2，3，等）；

L，W，H——屏蔽罩壳的长度、宽度和高度（单位为mm）。

通常我们最感兴趣的是空腔的最长尺度所形成的最低频率。当I=1，m=0，n=0时，上述的通用公式简化为，或者当I=0，m=1，n=0时，上述的通用公式简化为。例如，一个50mm×30mm的矩形屏蔽罩壳，它的最低谐振频率将为3GHz和5GHz。这两个频率分别为在它的长边方向（L）和宽边方向（W）上的最低谐振频率。

屏蔽罩壳内部的谐振会引起它的内部的电场和磁场在屏蔽罩壳内“热点”上的局部放大。由此引起该屏蔽罩壳所覆盖的电路之间耦合的增加。图2-1-8所示为一个PCB屏蔽罩壳内部所测量到的耦合的例子。

图2-1-8 一个屏蔽罩壳内部空腔谐振的例子

（选自由Thomas Clupper编写的参考文献）(www.xing528.com)

同时，在它的内部谐振频率上，屏蔽罩壳的SE也会有所下降。有关参考文献就记录到了由于屏蔽罩壳内部谐振而造成SE的20dB的下降。SE的这类降低看来似乎是由于接近孔隙的局部场强的增高（热点）和导体的贯穿形成较大的泄漏所引起的。图2-1-9所示为使用在图2-1-8中所示的相同屏蔽罩壳所测量到的SE。

图2-1-9 空腔谐振对SE影响的例子

（选自由Thomas Clupper编写的参考文献）

由上所述，为了降低屏蔽罩壳内的空腔谐振，从而来降低耦合度和减轻此类谐振对SE的影响，最好是使用几何长度和宽度要比所关心的最高频率上的半波长小得多的屏蔽罩壳。这样可以提高内部空腔谐振的最低谐振频率，以防止在所关心的频率范围内内部谐振的发生。将一个屏蔽罩壳的内部再分割成若干个较小的屏蔽室（舱）的方法不仅可以提高谐振频率，而且也帮助降低了电路之间的相互作用（串扰）。

假如在某个实际应用中无法避免屏蔽罩壳在所关心的频率范围内发生谐振的话，那么就要尽可能避免采用正方形和立方体形状的屏蔽罩壳。比如，尽量避免使用屏蔽罩壳的长度、宽度和高度有着简单比例关系者（例如，3∶2∶1）。这是因为由这些形状构成的屏蔽罩壳的长度和宽度结合在一起（或者它们的L、W、H尺寸中的任何两个或三个在一起）很容易会在某些频率上因满足空腔谐振条件而形成谐振。在这些谐振频率上，在屏蔽罩壳内部的一些热点上所形成的内部场的放大，而使得内部场强在局部区域特别强。从而可以形成所不愿意看到的结果。

屏蔽罩壳的长、宽、高（L、W、H）之间的比例关系，在理想情况下，应该是诸如π（3.14159…）或者“黄金分割”（1.618…）这样的无理数（这里指的是两者的比无法除尽），以防止与谐振条件相一致。假如将屏蔽罩壳相对的两个屏蔽壁设计成非平行状态也会对降低谐振的倾向有所帮助。但是这个技术在实际应用中很少被采用。这也许是由于它的不规则形状的存在会给其他元器件的布局带来一些麻烦，而且在装配完成后的PCB看起来不太顺眼的缘故吧。

倘若屏蔽罩壳中的空腔谐振对产品的确是一个潜在问题的话，另一个可供选用的有效技术是使用如由Laird技术公司所生产的Q-Zorb微波吸收材料。这类材料是一类掺有铁氧体颗粒的合成橡胶。一般的厚度为1～2mm。在使用时，用粘结剂粘贴在屏蔽罩壳盖的内表面。这类材料的作用原理是将磁场能量转化为热，从而吸收掉屏蔽罩壳内潜在形成谐振的电场和磁场。