Страница 167

Рис. 6.52. Конструкции экранов

Тогда при k̂* << 1, что обычно достигается на низких частотах (f< 104 Гц), chk̂*h » 1, a thk̂*h » k̂*h и эффективность экранирования электрического поля

Эта эффективность будет большой на низких частотах, а в диапазоне относительно высоких частот е ® 0.

При экранировании магнитного поля необходимо учитывать особенности материала, из которого изготовлен экран. Обычно для магнитных металлов (сталь, пермаллой, феррит) , а для немагнитных металлов (медь, алюминий, свинец) .Тогда для защитных устройств из магнитных металлов эффективность экранирования . Она не зависит от частоты. Для защитных устройств из немагнитных металлов

. Эта эффективность зависит от частоты и при частоте w®0 тоже стремится к нулю.

В области относительно высоких частот (104 <f, Гц < 109) эффективность экранирования удобно определять* по формуле

Из соотношения импедансов следует, что амплитудные коэффициенты [формула (6.38)] для плоского ТП, цилиндрического Тц и сферического Тс экранов при z1 > z2 имеют приблизительно следующее соотношение: ТП:ТЦ:ТС = 1:2:3. Это соотношение справедливо для экранов, изготовленных из одинакового материала и имеющих равную толщину стенок, причем расстояние между параллельными пластинами плоского экрана равно диаметру сферического или цилиндрического экранов (l= 2r или 2r). Таким образом, если эффективность экранирования плоским экраном принять за исходное значение еП = 20 lg|1/TП|, то эффективность экранирования цилиндром eЦ = 20 lg|1/TЦ| = 20 lg|1/TП| =

= еП – 20lg2 » еП -6 дБ, а эффективность экранирования сферой еС =еП—9,5 дБ. При экранировании магнитного поля магнитными материалами (z2 > z1) соотношение амплитудных коэффициентов передачи будет иметь обратную закономерность ТП:ТЦ:ТС = 1:1/2:1/3. На практике полученными соотношениями пользуются при определении, например, эффективности цилиндрического экрана по формулам плоского.

В области СВЧ, охватывающей дециметровые, сантиметровые и миллиметровые волны (f ³ 109…1010 Гц), длина волны l соизмерима с диаметром экрана d, т. е. l ³ d, и эффективность экранирования носит колебательный характер (рис. 6.53). В этой области импеданс Zi при экранировании магнитного и электрического полей цилиндрическим экраном следует определять по формулам:

(6.63)

где Jn(u) и Нп{и) — функции Бесселя* соответственно первого и третьего рода, порядка п (штрихом отмечены производные). С учетом соотношений (6.63) эффективность экранирования рассчитывают по формуле (6.61), при этом надо иметь в виду, что во многих случаях можно принять й/й «1 и пренебречь этим слагаемым.

Р и с . 6.53. Колебательный характер эффективности экранирования

ЭМП в диапазоне СВЧ:

а — электрическое поле; б — магнитное поле;

h1 = 0,01 мм; h2 = 0,001 мм; r = 5 мм

При наличии в экране для радиоэлектронной аппаратуры отверстий или щелей, возникающих вследствие несовершенства его конструкции и технологии изготовления, среднюю эффективность экранирования можно определить по эмпирической формуле

(6.64)

где импеданс z1 = zE1 при экранировании электрического поля; z1 = zH1 при экранировании магнитного поля; импеданс ; слагаемые А и множитель В = 2ph / l учитывают негерметичность экрана

где г* » 0,62V1/3 —эквивалентный радиус экрана любой геометрической формы (V—внутренний объем экрана); l - наибольший размер отверстия (щели) в экране;  . Формула (6.64) применима в диапазоне частот, пока k1l < 2, l > 0.

Для защиты от ЭМП обычно применяют металлические листы, которые обеспечивают быстрое затухание поля в материале. Однако во многих случаях экономически выгодно вместо металлического экрана использовать проволочные сетки, фольговые и радиопоглоща-ющие материалы, сотовые решетки.

Эффективность экранирования электрического поля при использовании проволочных сеток

.