ности экранирования немагнитного и магнитного металлов (рис. 11.5,6) можно выделить три характерные области. В низкочастотной области от О до в-10 кГц магнитный экран работает как магнитостатический и обладает лучшими экранирующими свойствами, чем немагнитный экран. В области средних и высоких частот как немагнитный, так и магнитный экран работают в элек-

А,дБ

10° 10 10 10 10 т .&

Рис. 11.5. Типовые частотные зависимости: а - характеристических юпротивлений воздуха для полей электромагнитного (Zee), электрического {Ze), магнитного (Zn) излучателей и м.агнитного (Zczm) и немагнитного (Zczh) металлов; б - эффективиости экранирования электромагнитного поля немагнитным Лт(н) и магнитным Лт(м) металлами; электрического поля немагнитным Ле(н) и магнитным Ае(щ металлами; магнитного поля немагнитным Лн(н) и магнитным Лн(м) металлами

тромагнитном режиме. Однако в области средних частот от 3- 10 кГц до 1 МГц немагнитный экран эффективнее магнитного, а в области высоких частот магнитный экран но эффективности зна-чительно превосходит магнитный. Это связано с тем, что магнитные экраны в отличие от немагнитных лучше поглощают энергию, чем ее отражают. Частоты 0,8-1 МГц являются граничными, ниже которых затухание отражения превышает затухание поглощения, а выше - затухание поглощения превосходит затухание отражения.

Однако применение магнитных экранов приводит к большим электрическим потерям в экранируемой цепи по сравнению с немагнитными металлами. Поэтому при выборе материала экрана предпочтение может быть отдано магнитному материалу только в том случае, если можно не считаться с вносимыми им потерями в защищаемый функциональный узел.

Сравним по эффективности плоскую, цилиндрическую и сферическую конструкции экранов при прочих равных условиях (радиус, материал и толщина экрана). В области высоких частот ко-

©ффициенты экранирования нлоского Кэпл. цилиндрического Кэц и сферического Кэс экранов приблизительно относятся как: Кас-Квп-Кэп11 = -2:1. Следовательно, за счет лучшего отражения электромагнитной энергии плоский экран обладает большей эффективностью по сравнению с цилиндрическим (на 6 дБ) и сферическим (на 9,5 дБ) экранами.

Вместе с тем. в области низких частот при экранировании квазистатических магнитных полей магнитными экранами практически выполняется соотношение, обратное рассматриваемому, т. е. /Сэс :/эц : эпл= 1 : 2 : 3. Физически это объясняется тем, что действие магнитостатического экрана тем эффективнее, чем меньше магнитное сопротивление экрана магнитному потоку, замыкаемому в нем. Конструкция сферического и цилиндрического экранов лучше отвечает этому требованию, чем конструкция плоского экрана.

При расчете конструкций экранов формы, отличной от идеальной, с приемлемыми допущениями можно пользоваться формулами экранирования плоского, цилиндрического и сферического экранов. Например, при расчете эффективности экранирования удлиненного экрана с прямоугольным сечением его можно заменить плоским экраном; если сечение близко к квадратному, то цилиндрическим экраном. Экраны различной конструктивной формы, имеющие по всем трем координатам соизмеримые размеры, можно заменить эквивалентными сферическими экранами. Практически на эффективность экранирования большее влияние, чем конструктивная форма, оказывает материал, толщина, радиус экрана, а также наличие перфорации, жалюзи, стыков и швов. Это позволяет при проектировании выбирать форму экранов и корпуса, исходя из требований, предъявляемых к компоновке аппаратуры и технологичности ее конструкции.

При конструировании систем экранирования РЭА следует учитывать возможность возникновения резонансных явлений в экране. Любой электромагнитный экран как объемный резонатор обладает рядом резонансных частот, которые определяются его размерами и компоновкой размещаемых внутри экрана элементов и узлов аппаратуры. Если частота электромагнитного поля помехи совпадает с одной из собственных частот экрана или близка к ней, то напряженность электромагнитного поля в экранируемой области возрастает пропорционально добротности экрана, и, следовательно, эффективность экранирования резко снижается.

11.4. ЭКРАНИРОВАНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Функциональные узлы и элементы радиоэлектронной аппаратуры, несущие большие токи с малым перепадом напряжения, создают в ближней зоне электромагнитные поля с преобладанием магнитной составляющей. Преимущественное влияние магнитных полей на аппаратуру имеется также в случае, если рассматриваемое устройство нечувствительно к электрической составляющей

или последняя много меньше за счет свойств излучателя или соответствующей поляризации электромагнитного поля помех.

Рассмотрим магнитную связь двух электрических цепей, величина которой определяется их взаимной индуктивностью М, зависящей от индуктивностей Lh источника и Lp рецептора помех, представленных на рис. 11.6 в виде сосредоточенных элементов, и коэффициента связи /Сев, т. е. M = KcbVLmLp. Если в цепи источника помех протекает ток /и, то в цепи рецептора помех наведется ЭДС, равная

e= Md/ /di=-icuM4. (11.13)

.Индуктированная ЭДС вызывает в цепи рецептора помех ток, величина которого определяется как

/p=-icoMV(icoLp-fZp-fZ p). (11.14)

В выражении (11.14) и на рис. 11.6 Zp, Zh - внутреннее сопротивление цепи соответственно рецептора и источника помех; Znp, Zmi - сопротивление нагрузки цепи соответственно рецептора и источника помех.

В результате наведенное напряжение помех на сопротивлении нагрузки рецептора равно

t/p,= -icoM/ ZHp/(icoLp-f7p + ZHp). (11.15)

В области низких частот при cuLp<dZp-bZHp выражение (11.15) примет вид

t/p --icoM4Z p/(Zp-fZ p). (11.16)

Такгв.м образом, согласно (11.16) в области .низких частот напряж-евие помех, наводимое )В цепи рецептора, увеличивается пропорционально частоте. В области достаточно высоких частот, т. е. при coLp >Zp-bZ p рост напряжения помех в соответствии свыражением (11.15) ограничи- вается самоиндукцией:

[/p --MZ p4/Lp. (11.17)

В частном случае настройки резонанс-Рис. 11.6. Э.кв,и1валентная НОГО контура иа основную частоту или гар-схема нндуктявйой связи монику ОСНОВНОЙ частоты со мешающ-его

сигнала источника !ПОмех (рис. 11.6) [55] ток в цепи рецептора помех

/p =-icoM4/r, (11.18)

где г - активное сопротивление контура рецептора помех.

Наведенное напряжение помех на контуре, волновое сопротивление которого Zc = cuL, равно

t/ = co-MQ4, , (11.19)

где Q = Zc/r - добротность контура.

между элвктричеоиими цепями источника и рецептора помех