ряда и тока можно считать постоянными, если диаметр отверстия много меньше четверти длины волны.

В экранированной области пространства электромагнитное поле, проникшее через отверстие в экране, определяется соответственно как поле некоторого эквивалентного электрического или магнитного излучателя, расположенного на поверхности сплошного экрана перпендикулярно к ней. Расчет электромагнитного поля в ближней и дальней зонах экранированной области проводится с псмош,ью уравнений (9.2) - (9.4), (11.3), (11.4), которые в этом случае принимают вид:

а) для электрического излучателя: при ГСЛо/2л

£ =i£fCOse; £g = -sine;

и при г>Хо/2я

Яш ЕРд 2л . л ч>=----smQ;

б) для магнитного излучателя: при г<Яо/2я

.=cose;

Цд а Я Рм sin 6

И при г>Яо/2л;

Я,. = 0; Яе = ()%;пе;

где Е и Н - напряженности электрического и магнитного полей в месте расположения отверстия для сплошного экрана, Рз - электрическая поляризуемость отверстия, Рм - магнитная поляризуемость отверстия.

Электрическая и магнитная поляризуемости щелевого отверстия зависят от его формы и геометрических размеров и в общем случае щелевого отверстия длиной с и шириной b определяются с помощью формул [53]:

э- S Г-; (11.65)

Р = 81УТГаФ{Ь1а)1Ы, (11.66)

где S=ab - площадь отверстия;

Ф(й/а) = 1 для &/с<1; Ф(6/с) = 2,23 для &/с = 5; Ф ф/а) = Ы\2а 1п (0,628 6/а)] для 6/а 5.

Согласно (11.65) и (11.66) электрическая и магнитная поляризуемости круглого и квадратного отверстий одинаковой площади равны, а электрическое и магнитное поля через узкую длинную щель проникают слабее, чем через круглое или квадратное отверстие такой же площади. При этом вихревые токи, определяющие эффект экранирования магнитного поля, должны располагаться параллельно длинной стороне щели {аЬ). При конструктивной необходимости расположения длинной стороны щели перпендикулярно возбуждаемым токам в экране ее следует делить с помощью перемычек на ряд квадратных отверстий. В случае произвольного ориентирования прямоугольного отверстия по отношению к вектору напряженности магнитного поля, последний может быть разложен на составляющие, перпендикулярные каждой из сторон щели. Тогда результирующее поле в экранируемой области можно определить как сумму двух полей, возбуждаемых составляющими разложенного вектора напряженности магнитного поля. При анализе экранирования щель произвольной формы в экране можно заменить эквивалентным отверстием такой же площади шириной Ьэ, равной проекции щели на направление тока в экране.

Для определения влияния числа отверстий п в экране на эффективность экранирования полагаем, что проникновение поля через каждое из отверстий происходит независимо друг от друга. Заменив каждое из отверстий эквивалентным диполем, будем считать, что в экранированной области пространства векторы напряженности поля, проникшего через отверстия, складываются синфазно. Тогда систему отверстий в экране можно заменить эквивалентным отверстием, поляризуемость которого Pj; в п раз больше поляризуемости Р, соответствующей одному отверстию, т. е. Р =пР. Так как согласно (11.65) и (11.66) поляризуемость одного отверстия пропорциональна его площади в степени три вторых, а поляризуемость эквивалентного отверстия Р пропорциональна числу отверстий, то при одной и той же площади перфорации эффективность экранирования будет выше у экрана с большим числом отверстий. В результате сравнительная эффективность экранирования при niSi = n2S2 и прочих равных условиях определяется как l/S,/52= У>ь/ги- Частным случаем является замена одного большого отверстия малыми той же формы и площади, что приводит к ослаблению поля, проникающего в экранированную область пространства, в Уп раз.

Эффективным средством ослабления СВЧ электромагнитного поля, проникающего через отверстия в экране, является увеличение их глубины и конструктивное выполнение в виде запредельного волновода. Эффективность экранирования подобных волноводов как фильтров верхних частот зависит от их геометрических, размеров и формы ,(рис. 11.28) и определяется согласно (7.13):

для круглого отверстия:

A = 20,8h/R в случае электрического поля; А - 16 h/R в случае магнитного поля; для прямоугольного отверстия:

А = 27,2нуI/а + в случае электрического поля;

Л = 27,2/г/6 в случае магнитного поля.

Конструктивно рассмотренные способы повышения эффективности экранирования в зависимости от конкретных условий проектирования могут быть реализованы различно: углублением отверстий за счет вытяжки (рис. 11.28), применением патрубков.

Рис. 11.28. Повышение эффе!-тивНости экранирования углублением отверстия за счет вы тяжки

Рис. 11.29. Применение перфо-рироваиной вставки:

/-экран; 2 -наружная рамка; 3- винт; 4 - перфорированная вставка

насаженных на отверстия, или перфорированных вставок, изготовленных из металла с большей толщиной, чем экран (рис. 11.29). Для больших по размерам корпусов радиоэлектронной аппаратуры могут применяться сотовые металлические экраны, имеющие небольшую массу, конструкция которых не препятствует охлаждению аппаратуры и дает возможность использовать любые устройства освещения (рис. 11.30).

Таким образом, для повышения эффективности экранирования Экранов с отверстиями рекомендуется:

1) располагать отверстия в зонах со слабыми электромагнитными полями;