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{| class="wikitable" style="float:right; width:320px; margin-left:1em;"
|+ style="font-weight:bold; font-size:1.2em;" | 技术词条：屏蔽罩 (Shielding Can)
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! 英文名称
| Shielding Can / Shielding Case
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! 物理基础
| 法拉第笼原理、电磁波反射与吸收
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! 核心指标
| 屏蔽效能 <math>SE</math> (dB)
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! 关键参数
| 趋肤深度 <math>\delta</math>、谐振频率 <math>f_{res}</math>
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! 根本目标
| 隔离电磁干扰 (EMI)、实现系统级 [[电磁兼容]]
|}

== 概述 ==
'''屏蔽罩'''（Shielding Can）是电子设备中用于电磁兼容（EMC）设计的核心物理器件。它利用导电或导磁材料制成的屏蔽体，将特定的电路区域（如射频前端、高速处理器）封闭，以阻断电磁波在空间上的耦合路径。

在现代[[硬件设计]]中，屏蔽罩不仅是解决辐射发射（RE）超标的最后防线，也是保障敏感电路（如低噪声放大器 LNA）抗扰度（RS）的关键手段。

== 核心原理与屏蔽效能公式 ==

屏蔽罩的总屏蔽效能 <math>SE</math>（Shielding Effectiveness）定义为无屏蔽时空间某点的场强与加屏蔽后该点场强的比值，通常以分贝（dB）表示：
<center><math>SE = 20 \log_{10} \left( \frac{E_0}{E_1} \right) \text{ 或 } 20 \log_{10} \left( \frac{H_0}{H_1} \right)</math></center>

根据谢昆诺夫（Schelkunoff）理论，总屏蔽效能由以下三部分组成：
<center><math>SE = R + A + B</math></center>

=== 1. 反射损耗 (Reflection Loss, <math>R</math>) ===
由于屏蔽材料的阻抗与自由空间的波阻抗（约 <math>377 \Omega</math>）不匹配，电磁波在界面处发生反射。其简化计算公式为：
<center><math>R = 168 + 10 \log_{10} \left( \frac{\sigma_r}{\mu_r f} \right)</math></center>
其中：
* <math>\sigma_r</math>：材料相对于铜的电导率。
* <math>\mu_r</math>：材料的相对磁导率。
* <math>f</math>：电磁波频率。

=== 2. 吸收损耗 (Absorption Loss, <math>A</math>) ===
电磁波穿透屏蔽体时，由于感生涡流产生的热损耗。它与材料的厚度 <math>t</math> 和趋肤深度 <math>\delta</math> 有关：
<center><math>A = 8.686 \cdot \frac{t}{\delta} \quad (\text{dB})</math></center>
其中'''趋肤深度''' <math>\delta</math> 的公式为：
<center><math>\delta = \sqrt{\frac{1}{\pi f \mu \sigma}}</math></center>

=== 3. 多次反射修正项 (Multiple Reflection, <math>B</math>) ===
当吸收损耗 <math>A < 10\text{dB}</math> 时，需考虑电磁波在屏蔽体内壁间的多次反射。在大多数高频工程应用中，若屏蔽体较厚，该项常被忽略。

== 腔体特性与谐振公式 ==

屏蔽罩内部形成的金属腔体在特定频率下会产生谐振，谐振时屏蔽效能会大幅下降。



=== 1. 腔体谐振频率 ===
对于矩形屏蔽腔，其谐振频率 <math>f_{mnp}</math> 取决于腔体的长（<math>a</math>）、宽（<math>b</math>）、高（<math>d</math>）：
<center><math>f_{mnp} = \frac{c}{2\sqrt{\epsilon_r}} \sqrt{\left(\frac{m}{a}\right)^2 + \left(\frac{n}{b}\right)^2 + \left(\frac{p}{d}\right)^2}</math></center>
其中：
* <math>c</math>：光速。
* <math>m, n, p</math>：模数（整数，如 <math>TE_{101}</math> 模）。
* '''设计准则'''：应确保屏蔽罩内电路的工作频率远低于最低阶谐振频率 <math>f_{101}</math>。

=== 2. 孔缝泄漏损耗 ===
屏蔽罩上的散热孔或缝隙会降低屏蔽效能。对于最大长度为 <math>L</math> 的缝隙，其引起的 SE 恶化可估算为：
<center><math>SE_{slot} \approx 20 \log_{10} \left( \frac{\lambda}{2L} \right)</math></center>
其中 <math>\lambda</math> 为干扰信号的波长。
* '''工程规则'''：为了保持 <math>20\text{dB}</math> 以上的屏蔽效能，孔径或缝隙长度必须小于 <math>\lambda/20</math>。

== PCB 协同设计指标 ==

* '''接地过孔间距'''：为了防止屏蔽罩底部与 PCB 接地层之间形成缝隙天线，接地焊盘上的过孔间距 <math>s</math> 应满足：
<center><math>s < \frac{\lambda_{min}}{20}</math></center>
* '''直流阻抗'''：屏蔽罩与主地平面之间的直流接触电阻应控制在毫欧级，以确保高频回流路径通畅。

== 常见应用场景表 ==
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! 应用类别 !! 关注指标 !! 推荐方案
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| '''RF 射频电路''' || <math>SE > 60\text{dB}</math> || 洋白铜材料，双件式结构，内部填充吸波材料。
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| '''高功率开关电源''' || 磁场吸收、散热 || 镀锡钢或硅钢材料，多散热孔设计（注意孔径控制）。
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| '''敏感模拟采样''' || 极低频干扰隔离 || 选用高磁导率材料（如坡莫合金），减少开孔。
|}

== 参见 ==
* [[电磁兼容]] (EMC)
* [[法拉第笼]]
* [[信号完整性]]
* [[趋肤效应]]

[[Category:硬件设计]]
[[Category:电磁兼容]]
[[Category:机械设计]]