1 引 言

隨著通信技術的發展，光模塊以及設備的數量和種類不斷增加，使電磁環境日益復雜，電磁污染越來越嚴重。在這種復雜的電磁環境中，如何減少各種電子設備之間的電磁騷擾，提高光模塊的電磁兼容性能，使各種設備可以共存并能正常工作，已成為電子產品設計中的一項關鍵內容。

EMC(Electromagnetic Compatibility)設計的目的是：電子設備或系統能在預期的電磁環境中正常工作，無性能降低或故障;同時，對該電磁環境不是一個污染源。為了實現電磁兼容，首先要分析形成電磁干擾的因素，才能找到解決問題的方法。

形成電磁干擾必須同時具備以下三因素：

① 電磁騷擾源，指產生電磁騷擾的元件、器件、設備、分系統、系統或自然現象。

② 耦合途徑或稱耦合通道，指把能量從騷擾源耦合(或傳輸)到敏感設備上的通路或媒介。

③ 敏感設備，指對電磁騷擾發生響應的設備。

針對以上三個因素，有多種途徑可以抑制電磁干擾的影響，而從光模塊結構設計的角度出發，采用電磁屏蔽的方法來切斷電磁騷擾的耦合途徑，是改善其電磁兼容性能的關鍵而行之有效的技術手段之一。

2 電磁屏蔽結構分析

2.1 屏蔽效能

電磁屏蔽就是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統的騷擾源包圍起來，防止騷擾電磁場向外擴散；用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統等外部的騷擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量、反射能量和抵消能量的作用，所以屏蔽體具有減弱騷擾的功能。

2.2 屏蔽設計

 有兩個因素會影響屏蔽體的屏蔽效能：第一，屏蔽體必須是完整的，表面可連續導電；第二，不能有直接穿透屏蔽體的導體，防止造成天線效應。但是在實際應用中屏蔽體上往往有散熱孔，或者屏蔽體本身由若干個零件組成，存在裝配間隙。

 縫隙或孔洞是否會泄漏電磁波，取決于縫隙或孔洞相對于電磁波波長的尺寸。當波長遠大于孔縫尺寸時，并不會產生明顯的泄漏;當孔縫尺寸等于半波長的整數倍時，電磁泄漏最大。一般要求孔縫尺寸小于最短波長的1/10～1/2。因此，當騷擾的頻率較高時，波長較短，須關注這個問題。

對于裝配而成的屏蔽體，有以下幾種改善屏蔽效能的方式：

① 應使接觸面盡量平整，以減小接觸阻抗。

② 在接觸面上增加彈性導電材料防止電磁波的縫隙泄漏。如導電泡棉或者金屬簧片襯墊。

③ 由螺釘聯接的組裝件，可減小安裝螺釘的間距，以減小縫隙長度。

④ 將接觸面做成單止口或者雙止口的裝配方式，以增加屏蔽體密閉性，如圖1所示。

圖1 止口結構示意圖

對于通風孔的設計，可以使用幾個小圓孔代替一個大孔，并且保證通風孔之間的間距大于1/2波長。如圖2所示。

圖2 通風孔示意圖

3 測試結果及分析

 以公司產品為試驗平臺，在XFP管殼結構設計中綜合運用上述方法進行優化，制作出模塊樣品，并針對該樣品進行了實際的測試。

改善前的XFP模塊電磁騷擾場強在水平方向的測試結果如圖3和表1所示：

表1改善前水平方向測試數據

改善后的XFP模塊電磁騷擾場強在水平方向的測試結果如圖4和表2所示：

表2改善后水平方向測試數據

 由以上測試數據可見，改善后的電磁騷擾場強最大峰值下降了近2dBμV/m，平均值下降了近6dBμV/m。

4 結束語

在光收發合一模塊的結構設計中，必須要將電磁屏蔽設計作為重點考慮的內容。具體展開屏蔽設計時，應先確定騷擾源的特征，再選擇合適的屏蔽材料，然后結合適當的屏蔽方式以求達到最佳的屏蔽效果。通過樣品的測試結果表明，模塊的性能得到了很大的改善，且模塊各項工作性能指標沒有受到任何影響。