Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Малков Н.А - 45 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2
гр
48,0
d
f
µ
=
,
где µ – относительная магнитная проницаемость стали.
При произвольной форме экрана и конечных размерах диполя (источника поля) количественная оценка эффективности
экранирования сильно затруднена. Поэтому для получения количественной оценки обратимся к простейшему случаю – ша-
ровому экрану.
Эффективность шарового экрана с внутренним радиусом
R и толщиной стенок d по отношению к элементарному ди-
полю, расположенному в его центре, при
π
λ
<<<< 2Rd определяется формулой
пл
Э2,4Э
λ
=
R
, (5.17)
где
пл
Э находится из (5.12).
Электромагнитная волна элементарного диполя не плоская, а сферическая; однако
Rd
<
< можно считать поле в толще
стенок экрана плоским и воспользоваться для оценки ослабления его формулой (5.17), а для оценки ослабления поля от эк-
рана следующей приближенной зависимостью:
>
δ
δ
<
δ
πσ
λ
=
.1при
;1,0при
2,4Э
отр
d
d
d
R
(5.18)
Нетрудно видеть, что с повышением частоты эффективность ослабления уменьшается.
Расчеты и испытания показывают, что на частотах ниже 100 кГц плоский стальной экран менее эффективен, чем медный и даже алюминие-
вый, но на частотах выше 1 МГц его эффективность уже на пять порядков выше эффективности плоского медного экрана. Эти соотношения со-
храняются и для шаровых экранов при экранировании диполей обоих типов. Напоминаем, что большая часть энергии ЭМИ излучается в диапа-
зоне частот 15…30 кГц.
Эффективность экранирования замкнутыми экранами источников типа электрического диполя очень велика. Даже при
толщине стенок 0,1 мм она на всех частотах при всех практически возможных размерах и для всех трех рассмотренных ма-
териалов превышает 10
6
(120 дБ).
При экранировании источников типа магнитный диполь на частотах порядка 10 кГц и ниже для получения большой
эффективности экран должен быть толстостенным. Так на частоте 10 кГц при
R = 100 мм эффективность экранов различной
толщины принимает значения, приведенные в табл. 5.10.
5.10. Эффективность экранов различной толщины
Э
d, мм
медь алюминий
сталь (µ = 100)
0,1
1,0
2,0
4,0
15
160
730
1,5
⋅ 10
4
9
87
290
3,2
⋅ 10
3
–
940
5,1
⋅ 10
5
1,5
⋅ 10
11
В случае замкнутого экрана поле может проникнуть в экран только через толщу стенок.
Из сказанного ранее следует, что соответствующим выбором материала экрана и толщины стенок принципиально мож-
но получить сколь угодно большую эффективность экранирования. В реальных же экранах неизбежны более или менее зна-
чительные отверстия и щели, которые образуют дополнительный канал для проникновения поля. Вследствие этого эффек-
тивность экрана уменьшается.
Если стенки очень тонкие, а отверстия и щели незначительны, то поле внутри экрана создается в основном за счет про-
никновения через стенки. Смена материала и утолщение стенок могут в этом случае повысить эффективность экранирова-
ния. Напротив, если стенки относительно толстые, а отверстия и щели значительны, то поле внутри экрана создается в ос-
новном за счет проникновения через эти отверстия и щели, так что утолщение стенок малоэффективно.
В большинстве реальных ситуаций свойства экрана часто определяются не толщиной и типом материала, а дефектами –
отклонениями от идеальной конструкции. Этими дефектами являются в основном различные отверстия и щели (нарушения
однородности экрана).
Анализ проникновения электромагнитного поля через малое отверстие в бесконечно тонком идеально проводящем эк-
ране позволяет сделать следующие выводы. Круглое и квадратное отверстие одной и той же площади пропускают электро-
магнитное поле практически одинаково. Через узкую щель поле проникает слабее, чем через квадратное отверстие той же
площади. Особый интерес представляет то обстоятельство, что при данной форме отверстия момент эквивалентности диполя
пропорционален площади этого отверстия в степени три вторых. Из этого следует, что замена одного большого отверстия не-
сколькими малыми, общая площадь которых равна площади этого большого отверстия, будет способствовать улучшению эф-
фективности экрана. Расчеты показывают, что замена одного большого отверстия
N малыми с той же общей площадью, ведет к
ослаблению поля, проникающего в защищаемую область пространства в
N раз.

Страницы