3. 3. Экранирование электромагнитного поля

Квазистатические магнитные поля способны возбудить в металлическом экране большие токи, которые при толщине экрана меньше глубины проникновения поля в данный металл создают магнитные поля по обе

стороны металлической поверхности экрана, что способствует передаче энергии этого поля через металлическую стенку экрана. Это требует специальных подходов при создании экранов для квазистатических полей

Экранирование квазистатических электрических полей обеспечивается металлическим экраном с и толщиной , что объясняется

шунтирующим действием металлов, обладающих большой проводимостью при которой согласно электрическое поле на металлических

стенках экрана практически отсутствует и энергия этого поля не передается через металлические стенки экранов. В этом случае любая конструкция замкнутого металлического экрана удовлетворяет основным требованиям и практически определяющими могут оказаться требования жесткости и

41

плоской волны на поверхность металлической пластины основная энергия отразится от ее поверхности, и лишь очень небольшая часть пройдет внутрь металла, распространяясь в нем с большим коэффициентом затухания. Та часть энергии, которая достигает противоположной поверхности пластины, повторно отразится в противоположном направлении. Такие отражения (рис. 3.2) внутри пластины будут многократными. Общая эффективность экранирования металлической пластиной Ао является суммой экранирования за счет поглощения энергии в толщине d материала экрана

двух первых отражений

а также многократных последующих отражений

где определяются

43

42

Чаще всего внутри экрана и вне его находится воздушная среда с Z_c1 = 377 Ом. Металлические экраны имеют Z_c2 Z_c1 . В этом случае

■ .

Если воспользоваться выражением то последнюю формулу

можно привести к следующему виду [ 2 ]:

Результаты расчетов эффективности экранирования электромагнитных полей плоской металлической пластиной по приведенным выше формулам позволяют сформулировать следующие выводы

1. Металлические экраны при практически приемлемых толщинах обеспечивают хорошую эффективность экранирования на всех частотах радиодиапазона, в том числе и на нижних частотах радиовещания.

2. Эффективность экранирования растет с увеличением частоты, магнитной проницаемости проводимости и толщины экрана d.

3. В диапазоне СВЧ толщина металлического экрана может иметь несколько микрометров и выполняется в виде тонкой металлической пленки, нанесенной на экранируемое изделие.

4- При основная часть эффективности экранирования А₀

металлических экранов определяется первыми двумя отражениями от их поверхностей; при , имеющем место в диапазоне СВЧ. А, сильно

возрастает из-за потерь в толщине экрана.

5. Повторные отражения в металлической толще экрана практически не увеличивают общую эффективность экранирования и А₃ можно не учитывать при проведении расчетов.

6. Большое значение общей эффективности экранирования Ао = А₁ + А₂ допускает уменьшение толщины экрана для низких частот примерно на порядок по сравнению с глубиной проникновения. Это приводит к снижению затухания экрана А₁ и снижению Z_c2, а следовательно, к росту затухания за счет отражений А₂ . Однако последнее остается достаточно большим для того, чтобы обеспечить необходимую эффективность экранирования во многих практических применениях.

7. В рассматриваемых случаях было принято нормальное падение волны на поверхность экрана, но с изменением поляризации и угла падения будут меняться коэффициент отражения (увеличиваться) и коэффициент преломления (уменьшаться), а следовательно, изменится А₀.