Основные характеристики экранов

Экранирование как техническое мероприятие призвано подавить до требуемого уровня влияние ЭМП. Определение назначения экрана в каждом отдельном случае производится с учетом характера источника помех и чувствительности к ним элементов РЭС.

Для оценки функциональных качеств экрана используются различные характеристики. Наиболее обобщенные и установившиеся - это эффективность экранирования (ЭЭ) и коэффициент реакции экрана.

Под эффективностью экранирования понимают отношение действующих значений напряженности электрического поля Е (магнитного Н) в данной точке при отсутствии экрана к напряженности электрического поля Е (магнитного поля Н) в той же точке при наличии экрана:

Э_е = Е₁/Е₂ ; Э_н= Н₁/Н₂. (5.41)

Эффективность в этом случае выражается в относительных единицах (разах). На практике удобнее выражать ЭЭ в логарифмических единицах - децибелах [дБ].

Э_е = 20 lg (Е₁/Е₂); Э_н = 20 lg (Н₁/Н₂). (5.42)

В некоторых случаях существует необходимость оценить общую ЭЭ, исходя из допустимых величин ЭДС помехи наводимой в цепях РЭС. В этом случае пользуются понятием эквивалентной действующей высоты устройства (по аналогии с действующей высотой антенны), которая характеризует как бы действующую высоту экрана:

h₀ = U_н/E₁, (5.43)

где U_н - действующее значение ЭДС помехи, наводимой внутри экрана, В;

Е₁ - действующее значение напряженности внешнего поля, В/м.

Учитывая, что ЭДС помехи пропорциональна напряженности поля внутри экрана, можно записать /21/:

h₀ = Е₂/E₁ = /Э_е. (3.44)

Второй характеристикой качества экрана является мера его воздействия на параметры экранируемых элементов, определяемая количественно коэффициентом реакции экрана. Это необходимо учитывать при электромагнитном экранировании, т.к. внутри экрана происходит отражение электромагнитной энергии от стенок экрана и возникает взаимодействие между экраном и экранируемым устройством. Из-за перераспределения полей внутри экрана происходит изменение первичных параметров элементов (меняется первичная индуктивность катушек, увеличивается емкость контуров, возрастает активное сопротивление, что ведет к частотной расстройке и изменению добротности колебательных контуров, потерям и т.д.). Относительные изменения параметров можно учесть следующим выражением:

Рij = 1 - Aэij /Aoij, (5.45)

где Aэij - значение i-го параметра j-го экранируемого элемента при наличии экрана;

Аоij - значение первичного i-го параметра j-го элемента без экрана.

Задаваясь допустимыми пределами изменения параметров и зная размеры экранируемых элементов, можно определить габаритные размеры экрана, материал экрана и условия размещения элементов внутри него.

В качестве примера рассмотрим расчет экрана катушки индуктивности с учетом реакции экрана на экранируемую катушку. При конструировании таких экранов приходится решать одну из двух задач:

· по заданным размерам каркаса катушки и начальной индуктивности Lo определить геометрические характеристики и материал экрана;

· по заданным размерам и материалу экрана, а также начальной индуктивности Lo определить диаметр каркаса катушки, ее длину и шаг намотки.

Размер экрана определяют исходя из того, что начальная индуктивность катушки может быть уменьшена не более чем на 5-20% или что потери не должны превышать 0,5-1,0% колебательной мощности. Это достигается соответствующим выбором материала экрана и отношения диаметров катушки и экрана (D/D_э = 0,45-0,6). Для мощных колебательных контуров принимают

D /D_э < 0,45.

Коэффициент обратного действия экрана (реакция экрана) определяется по выражению /22/:

для d < (низкая частота),