一、手机屏蔽柜的原理
1. 法拉第笼效应
原理基础:由英国物理学家迈克尔・法拉第发现,当金属导体(如铁、铜、不锈钢)形成封闭腔体时,外部电磁场会被导体表面感应的电荷产生的反向电磁场抵消,使腔体内部电场强度趋近于零,从而阻止电磁波进入或逸出。
应用: 手机屏蔽柜的外壳通常采用金属板材(如不锈钢)焊接或铆接成封闭结构,并在接缝处添加导电密封材料(如铍铜弹片、导电橡胶),确保腔体无电磁泄漏缝隙,形成类似 “法拉第笼” 的屏蔽空间。
2. 电磁波的衰减机制
反射损耗:当电磁波(如手机信号)入射到金属屏蔽层时,由于空气与金属的电磁特性差异(电导率、磁导率不同),大部分能量会被金属表面反射回原介质,仅少量进入金属内部。
吸收损耗:进入金属内部的电磁波会因金属的电阻特性转化为热能,频率越高的电磁波(如 5G 信号)在金属中的衰减速度越快,进一步降低穿透能力。
多次反射损耗:若电磁波未被完全吸收,在金属屏蔽层内部会发生多次反射,每次反射都会消耗能量,最终使到达腔体内部的信号强度降至无法被手机接收的水平(通常要求屏蔽效能≥60dB,即信号强度衰减超过百万分之一)。
二、手机屏蔽柜的关键结构设计
1. 金属外壳与接缝处理
材质选择:采用高电导率金属(如不锈钢 304,电导率约 1.4×10⁷ S/m),厚度通常≥1.5mm,确保足够的电磁反射与吸收能力。
接缝密封:柜门与柜体的连接处采用齿形结构(梳状簧片) 或导电密封条,通过机械压力使金属接触面紧密贴合,避免缝隙成为电磁泄漏的 “窗口”。螺丝孔、铆钉孔等部位需做导电处理(如镀导电层),防止孔洞形成电磁辐射缝隙。
2. 通风与散热的屏蔽设计
若屏蔽柜需散热,通风孔会设计为蜂窝状金属结构(每个蜂窝单元为直径≤5mm的圆形或六边形小孔),利用 “截止波导” 原理——当孔洞尺寸远小于电磁波波长时,电磁波无法通过孔洞穿透,从而在通风的同时保持屏蔽效果(如 5G 信号波长约 0.06m,蜂窝孔直径≤5mm 时可有效屏蔽)。
3. 信号接口的屏蔽措施
若屏蔽柜需接入电源线、数据线等,接口处需安装EMI(电磁干扰)滤波器,过滤掉线缆上携带的电磁信号,防止外部信号通过线缆 “耦合” 进入柜内,或柜内微弱信号通过线缆泄漏。