航空航天和国防应用中EMI/RFI屏蔽的三个关键因素

在当今复杂的电子环境中，为保护关键系统和组件免受电磁干扰，进行适当的屏蔽是必要的。随着航空航天和国防平台和环境的数字化发展，如平板电脑和智能手机等嵌入式电子系统和便携式电子设备(PEDs)不断发展，产生大量电磁场，可能对其它电子设备的性能产生负面影响。

终端产品应用环境是屏蔽方案选择的一个重要因素。确保航空航天和国防应用中的信号免受EMI/RFI干扰可能需要一系列解决方案，这包括了连接器内的集成EMI/RFI保护以及旨在保护连接器和电缆组件免受EMI干扰的外部屏蔽材料，这同样也保护其免受电源浪涌和其他恶劣环境条件的影响。虽然没有万能的解决方案，但在选择高性能互连屏蔽解决方案及其它配置时，有三个关键考虑点：电子和互连解决方案的经验;对多种屏蔽解决方案的全面理解;以及在屏蔽和电镀材料方面的专业知识。

ITT Cannon的TD1滤波的D-Sub连接器

1.专业经验

无论电子设备的类型如何，都必须对重要部件进行适当保护，以达到最佳性能。用于关键应用的设备，如军事和航空航天系统，必须比消费级同类产品具有更严格的可靠性、耐久性和性能规格。确保最佳连接器屏蔽的第一步是选择合适的设计和制造伙伴，为了帮助确定合适的供应商，请重视以下几点：

l 具有通用电子和互连特定解决方案经验的设计师和工程师。

l 航空航天和国防工业的经验和对其严格的可靠性、耐久性和性能标准和规范的深入了解。

l 证明具备高频、高压、浪涌抑制和滤波解决方案的知识。

l 具有高级工程互连解决方案的设计、测试和认证经验。

l 正确的环境、设备和资源来进行所需的测试。

ITTCannon 高密度ARINC600T BKAD滤波连接器

2.EMI/RFI 屏蔽解决方案

航空航天和国防系统设计者依靠连接器制造商提供高性能、成本效益突出的EMI/RFI抑制解决方案，能够解决复杂的EMI/RFI问题。许多经过验证的、高效的EMI/RFI屏蔽解决方案，从外部屏蔽材料到连接器接口都是可用的。这包括过滤器、软板晶片技术和电缆组件等。

滤波

连接器滤波，在抑制EMI/RFI、处理浪涌尖峰以及支持设备性能方面起着至关重要的作用。一些连接器设计了标准过滤功能，包括针对高频噪声单独的、隔离的引脚过滤和连接器插入中的内置地面屏障和系统盒的过滤。连接器设计者灵活地定义或修改单个电路电容、接地和电磁脉冲(EMP)性能来增强这些传统的滤波器属性，从而更有效的增强连接器信号屏蔽。例如许多连接器设计在PCB上加屏蔽罩，保护电路免受信号干扰。

同时，适当的屏蔽和电磁干扰垫圈的连接器通常也可以满足EMI的要求。还可以通过调整连接器的电容值来减少电磁干扰，电容值高达50000pF的连接器可以显著降低通过设备的信号噪声，帮助提高整体系统性能。

ITTCannon KJ38999型Chip-on-Flex (CoF)连接器

软板晶片(Chip-on-Flex)技术

脆弱的陶瓷平面阵列块电容器已被最先进的柔性电路取代，尤其在军事和航空航天系统应用中。软板晶片技术适用于需要较低工作电压的应用，通常在200VDC以下高频滤波，以及100VDC以下低频滤波，其频率抑制响应最有效到200MHz。这些电路旨在提高恶劣环境应用中的耐久性和可靠性，由单个芯片电容器组成、这些电容器表面安装在连接触点相邻(但不焊接到)的垫上，并且可以帮助减轻某些点的应力，这些点容易受到高达1000次的热冲击和振动的影响。

CoF滤波连接器安装在软板上的标准芯片电容器进行滤波。这种类型的滤波连接器具有标准的滤波功能，包括系统盒表面的滤波、连接器中的平面屏障和高频噪声。软板晶片技术还允许工程师封装滤波电容器，以及在连接器外壳设计瞬态抑制二极管(TVS)和金属氧化物压敏电阻(MOV)的保护。

电缆组件

高性能粘合电缆组件在电缆接口提供了另一种防止EMI/RFI的保护，采用密封连接器外壳和使用高屏蔽覆盖的电缆具有强抗EMI干扰能力。这种具有高屏蔽覆盖率和特殊超模特性的电缆提供了非常牢固，且成本效益高的解决方案。

电缆组件中最常见的两个屏蔽是箔包和金属编织，金属编织通常由锡、银或镍制成。但在一些诸如雷达应用中，需要非磁性材料的特殊编织物，则可由含铁芯(SnCuFe)的锡/铜合金等材料制成。

3.材料和电镀

对EMI/RFI最有效的防御是在连接器接口处进行滤波，保证信号完整性的新一代屏蔽材料值得期待。经验丰富的互连解决方案工程师和设计师经常建议使用多个屏蔽解决方案，以满足更复杂的需求或特别敏感的应用。

屏蔽材料包括丙烯酸基喷雾剂、油漆以及用于电子外壳的涂层，这些屏蔽含有极纯的金属，如铜、银和镍，有助于减少或消除EMI/RFI的影响。不同的材料有助于以不同的方式屏蔽，如士兵穿戴连接器必须设计360°全方位屏蔽，包括捆绑平台、 EMI弹簧和导电O形环等。

连接器电镀材料也可以提供额外的保护来防止EMI/RFI干扰。电镀材料种类多，能够满足广泛的应用和环境需求。例如，黑锌镍电镀是一种成本效益高、可持续和符合RoHS要求的镉电镀替代品。镉因其毒性而严格受限制，只用于一些特殊情况。黑色锌镍电镀可用于长期耐腐蚀的军用和商用飞机连接器表面，它也是满足军事规格和电磁干扰屏蔽的理想选择，同时也满足恶劣环境的通信应用。

总结

由于电子系统应用于现代生活的各个方面，EMI/RFI将继续是一个挑战，但是经验丰富的互连工程师、系统设计者，通过先进材料和创新设计的正确组合，即使是最恶劣环境中也可以提供可靠的EMI/RFI保护。