シールド — CAE用語解説
シールド
先生、「電磁シールド」って金属の箱に電子機器を入れるやつですよね? なぜシールドできるんですか?
導電性の筐体が電磁波を遮蔽するメカニズムは主に2つある。①反射損(Reflection Loss):電磁波が導体表面に入射すると、インピーダンス不整合で大部分が反射される。②吸収損(Absorption Loss):筐体内部に侵入した電磁波は表皮効果で指数関数的に減衰する——減衰の長さスケールが表皮深さδで、δ = sqrt(2/(omega*mu*sigma))。高周波ほどδが小さくなるから薄い金属でも高周波を遮蔽できる。これらを合計したシールド効果量SE(dB)が設計目標になって、30〜80dBが用途によって求められる。
定義
穴やスリットがあると効果が下がるんですか?
劇的に下がる。穴(開口部)は「スロットアンテナ」として機能して、穴のサイズが半波長に近づくと電磁波が回り込んで内部に侵入する。実務的な問題は換気孔・コネクタ穴・表示窓で、これらに対してメッシュ/ハニカム構造(格子間隔を波長の1/20以下に保つ)で通風性とシールドを両立させる。縫い目(gasket)の電気的接触も重要で、金属ケースの合わせ目から漏れが生じるケースも多い。CST StudioやAnsys HFSSで開口部からの電磁波漏洩を3D FDTDまたはFEMで解析して設計の弱点を特定するよ。
関連用語
開口部の設計がシールド性能を大きく左右するんですね。メッシュ処理という解決策があるとは!
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