Коэффициент Экранирования является комплексной величиной, так как между внутренним и внешним полями имеется сдвиг фаз.

На практике действие экрана принято оценивать эффективностью экранирования (экранным затуханием) Л, [дБ]:

Л = 201£Ш,1. (11.2)

Электромагнитный экран искажает поле источника в защищаемой области пространства, в результате эффективность экранирования оказывается различной для электрической и магнитной составляющих поля и зависит от координат точки измерения. Однако в теории электромагнитного экранирования с приемлемой для практики точностью реальные конструкции экранов заменяются идеальными, для которых эффективность экранирования определяется однозначно.

Для электромагнитного экрана как линейной системы справедлив принцип взаимности, согласно которому эффективность экранирования остается неизменной независимо от расположения помехонесущего поля внутри или вне экрана. Это положение позволяет на практике при определении эффективности экранирования ограничиться вариантом расположения источника поля внутри экрана.

Следует отметить, что электромагнитный экран одновременно с выполнением основной функции - ослабления помех - оказывает воздействие на собственные параметры цепей и контуров экранируемого объекта, что связано с перераспределением электромагнитного поля внутри экрана. Относительные изменения параметров экранируемых элементов можно учесть с помощью коэффициентов реакции экрана [91].

Номинальное значение эффективности экранирования рассчитывается исходя из требуемого подавления электромагнитных помех в РЭА и определяется конкретнымиусловиями проектирования аппаратуры. Исходя из найденного значения эффективности экранирования и допустимых пределов изменений параметров экранируемых элементов, определяются материал, габаритные размеры экрана и условия размещения элементов внутри его. При этом необходимо иметь в виду, что эффективность экранирования в значительной степени зависит от неоднородностей и разрывов экрана, возникающих за счет сварных швов, соединений и отверстий.

11.2. СТРУКТУРА ПОМЕХОНЕСУЩИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Особенностью проектирования радиоэлектронной .ашаратуры является применение функциональных узлов различного назначения, жоторые могут работать Б линейном и нелинейном режимах и отличатыся частотным диапазоном, мощностью, восприимчивостью, .конструкцией, что приводит к ,возм.ож.ности образования непреднамеренных электромагнитных помех и их переносу электромагнитным и .кондуктивным (гальваническим) путем [58].

Эл ктром.агиитные помехи от источнивов типа мощных высокочастотных синусоидальных и импульсных генераторов, выходных каокадов РЭА, например передатчиков, могут распространяться на большие расстояния. Практически функциональные узлы РЭА, не преднааначенные -для генерации и излучения электромагнитной энергии, имеют небольшие эквивалентные действующие высоты ,при рассмотрении их -в качестве передающих антенн. Действующие высоты этих источников (помех увеличиваютоя с ростом частоты, так как размеры излучающих элементов также растут относительно длины волны. В общем случае функциональные узлы РЭА можно представить в виде совокупности- элементарных влектринесвих и магнитных Излучателей. При этом электрическими излучателя-ми являются цепи аппаратуры с большим сопротивлением, высоким напряжением .и малым тОНом, а магнитными излучателями - цепи с низким сопротивлением, большим током и малым перепадом напряжения. Практически ТОНИ, протекающие п-о этим элементарным излучателям, могут иметь сложную завиоимость от времерш. Однако на, осиов-ании принципа суперпозиции можно считать, ЧТО излучатели возбуждаются синусоидальными Токами, явл-яющимися гарМОНиками общего тока, .и действие каждой гармоники д-опусгвмо .рассматривать отдельно.

Физические свойства помехонесущего электромагнитного ооля различны в дальней и ближней зонах. В § 9.4 было п-оказаво-, что в дальней (-БОЛново-й) зоне при расстоянии r>?io/23t структура поля элементарных электрического и м-агиитнюго излучателей совпадает со структурой поля однородной плоской елек-тромагн-итной волны, у которой в любой точке пространства (векторы нацря-ж-енности Е и Н (оинфавны, перпендикулярны друг к другу и к направлению излучения, а характеристическое сопротивление среды (.воздуха) электромагнитной волне Zco=120ji. При прочих равных условиях интенсивность электро-мапнитного поля в дальней зоне увеличивается пропорциона-льно- с частотой и уменьшается обратно пропорционально с расстоянием.

В ближней зоне на расстоянии г<Хо/2л Отсутствует излучен-ие, так как электромагнитное поле носит мвавйстационарный характер. Для элементарного электрического излучателя электромагнитное поле определяется выражениями (9.2)-(9.4), которые для ближней зоны принимают -вид:

Ег= - i cose/2ntoeo/-3,

£g= - i/Zsine/4nw8c/-3, (11.3)

= sin е/4яг2,

где /- электрический ток, текущий вдоль элементарного электрического вибратора.

Используя принцип инв-ариантности уравнений Максвелла., выражение .для составляющих поля ближней зоны .элементарного магнитого В1ибратора мо.жно получить .из (11.3), заменив Е, Н, Ва м I на -Н, Е, р,а и- /м с-ООГБетственво.

Произведя перестановку, оолучи-м

Нг - Ик1 cos 6/2ясо.1о ,

I sin в/4 пщаг 011-4)

£ = /м/5ше/4яА2,

где /м - магнитный то-к, .величина которого определяется напряжением, действующим по периметру элементарного магнитного .вибратора.

Анализируя выражения (11.3) и (И.4), .можно сделать следующие выводы:

1) структура поля элементарного электрического и элементарного магнитного .излучателей отличается взаииньш изменением толожения векторов Е и Н;

2) поля .ближней зоны элементарного электрического и .магнитного излучателей существенно неравномерны, а их интенсив,ность быстро убьюает с расстоянием (обратно .пропорционально кубу и квадрату расстояни.я);

3) составляющие напряженности электрического и магнитного .полей в ближней зоне сдвинуты по фазе на 90°. Поэтому вектор Пойнтиига оказывается чисто .мнимой величиной со средним значением, равным нулю, и, следовательно, райсматрив.аемые поля являются реактивными. В результате перенос по.мех в ближней зоне .происходит за счет явления электрической м магнитной индукции;

4) вблизи элементариого электрического излртателя создается электромагнитное поле, основная энергия которого сосредоточена в электрической составляющей (электрическое поле);

5) характери.стцр.еокое сопротивление среды полю элементарного электрического излуч-ателя в ближней зоне согласно (11.3) равно

=Vq>=i/ -: (11-5)

6) вблизи элементарного магнитного излучателя создается электр-омагнитное поле, основная энергия которого сосредоточена в магнитной составляющей (магнитное поле);

7) характеристическое сопротивление среды полю элементарного .магнитного излучателя ,в ближней зоне согласно (11.4) .равно

8) характеристическое сопротивление среды полю электрического излучателя Ze с увелИчением расстояния от него уменьшается, .а характеристическое сопротивление среды полю магнитного .излучателя Zh увеличивается, и оба стремятся к зндаению 2со = 120я, достигая его ib дальней зоне ,при г>Яо/2я. График зависимости Ze ,и Zh от расстояния ПОК.азан на рис. 11.2.

10000

дООО

1000 Ъ77 300

100 30

0,05

0,1

0,6 0,8 1 -,-/,

Рис. 11.2. Зависим.ость характеристического сопротивления щреды электромагавт-

вому полю ОТ расстояния до Элемента1р1нош излучателя: / - поле электрического диполя в ближней зоне; 2 - поле магнитного диполя в ближней зоне; 3 - поле электрического и магнитного диполей в дальней зоне