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섀시 공진 주파수

EMC 문제를 식별하기 위한 금속 인클로저(공동 공진기)의 최저 공진 주파수를 계산합니다.

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공식

f_mnp = (c/2)√((m/a)² + (n/b)² + (p/c)²)

a,b,c — Chassis dimensions (m)
m,n,p — Mode indices

작동 방식

금속 인클로저는 직사각형 캐비티 공진기를 형성합니다.특정 주파수에서는 전자기파가 벽 사이에서 반사되어 내부 자기장 강도가 매우 높은 정상파를 생성합니다.공진 주파수는 f_mnp = (c/2) √ ((m/a) ² + (n/b) ² + (p/c) ²) 로 지정됩니다. 여기서 a, b, c는 미터 단위의 차원이고 m, n, p는 정수 모드 인덱스입니다 (최소 두 개는 0이 아니어야 함).최저 공진 주파수는 일반적으로 TE또는 TE모드입니다.공진 시 인클로저는 내부 소음을 증폭하여 방출하거나 외부 필드가 더 쉽게 침투하도록 할 수 있습니다.이는 차폐형 인클로저의 경우 특히 문제가 됩니다. 공진 주파수 근처에서는 차폐 효과가 떨어지기 때문입니다.조리개 (통풍구, 디스플레이) 는 공진에 가까운 SE 성능을 더욱 떨어뜨립니다.

계산 예제

문제: 강철 전자 제품 인클로저는 길이가 300mm, 너비가 200mm, 높이가 100mm입니다.최저 공진 주파수는 얼마입니까?
해결 방법:
1.치수 (센티미터): a=30, b=20, c=10
2.TE모드: f= (3×10¹˚/2) × √ ((1/30) ² + (1/10) ²) = 1.5×10¹ × √ (0.00111 + 0.01) = 1.5×10¹1500 × 0.1005 = 1508 메가헤르츠
3.TE모드: f= 1.5×10¹ × √ ((1/30) ² ² + (1/20) ²) = 1.5×10¹ × √ (0.00111 + 0.0025) = 1.5×10¹ × 0.0601 = 902 메가헤르츠
4.최저 공진 주파수 = 최소 (1508, 902) = 902 메가헤르츠 (TE)
결과: 첫 번째 캐비티 공진은 902MHz입니다.900MHz 이상의 주파수는 이 인클로저에서 향상된 차폐 장애를 경험할 수 있습니다.

실용적인 팁

  • ✓캐비티 공진이 제품의 작동 주파수 범위 내에 속할 경우 인클로저 내부에 손실이 있는 RF 흡수재 (카본 로딩 폼) 를 추가하여 공진을 줄이십시오.
  • ✓PCB를 인클로저 내부의 중심에서 벗어나도록 배치하십시오. 이렇게 하면 기하학적 중심의 캐비티 공진 노드에 결합되지 않습니다.
  • ✓슬롯 안테나 효율을 최소화하려면 모든 조리개 크기를 λ/20 (1GHz에서 1.5cm) 미만으로 유지하십시오. 통풍을 위해 큰 구멍 하나 대신 작은 구멍을 여러 개 사용하십시오.

흔한 실수

  • ✗금속 박스가 무한 차폐 기능을 제공한다고 가정하면 공진 주파수에 가까워지면 SE는 거의 0까지 떨어질 수 있습니다. 이는 GHz 범위 회로에서 매우 중요합니다.
  • ✗고차 모드 무시 — 고조파에는 다중 공진이 존재하므로 최고 클럭 주파수 미만의 모든 모드를 매핑하십시오.
  • ✗조리개를 생각하면 차폐가 줄어들 뿐입니다. 공진 주파수 근처의 조리개는 캐비티를 줄일 수 있지만 조리개가 크면 독립적으로 방사되는 슬롯 안테나가 생성되기도 합니다.

자주 묻는 질문

아니요. 캐비티 공진 주파수는 물리적 치수 (1차) 에만 의존합니다.재료 전도도는 Q 계수 및 공명 선명도에 영향을 미칩니다. 전도도가 높은 재료는 더 선명하고 높은 Q 공진을 생성하는 반면, 손실이 많은 재료 (코팅된 강철, 알루미늄) 는 공명을 넓히고 약화시킵니다.
네.인클로저 크기를 변경하면 공진 주파수가 변경됩니다.인클로저 내부에 디바이더 또는 배플을 추가하면 인클로저가 더 작은 캐비티로 분리되어 공진 주파수가 더 높아지며 문제가 될 수도 있습니다.RF 흡수재를 추가하는 것이 가장 실용적인 개조 방법입니다.
둘 다.공진 시 캐비티는 내부 자기장을 집중시켜 비공진 주파수에서보다 효율적으로 조리개를 통해 재방사할 수 있습니다.반대로 공진 주파수의 외부 필드는 더 쉽게 침투할 수 있습니다 (면역 문제).우수한 EMC 설계는 방출 시나리오와 내성 시나리오를 모두 해결합니다.

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