5.6.9. Сетчатые экраны

Действие сетчатого экрана по отношению к помехонесущему магнитному полю, как и в сплошном экране, основано на возбуждении вихревых токов в направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции. В результате проволоки, расположенные в направлении помехонесущего поля, практически не оказывают влияния на ЭЭ сетчатого экрана. Магнитное поле возбуждаемых вихревых токов вблизи перпендикулярно ориентированных проволок существенно отличается от однородного магнитного поля, создаваемого током, равномерно распределенным по сечению сплошного экрана. Однако на расстоянии, превышающем шаг сетки, это различие уменьшается и при дальнейшем его увеличении перестает сказываться. Исследования эффективности экранирования сетчатых экранов выявили следующие закономерности /17, 22/:

• при S = const (шаг сетки) и одном и том же материале сетки из толстой проволоки эффективнее сеток из тонкой проволоки как в области низких частот, так и высоких частот;

• при S/r = const редкие сетки из одного и того же металла на низких частотах более эффективны, чем густые. Это вызвано тем, что на низких частотах основное влияние оказывает активное сопротивление проволоки, а на высоких частотах - индуктивность, которая мало зависит от r;

• при одинаковых S и r в области низких частот медные сетки эффективнее стальных за счет более высокой удельной проводимости меди, однако с повышением частоты это различие уменьшается;

• при произвольной ориентации помехонесущего поля токи достаточно хорошо переходят с одной проволоки на другую в местах перекрещивания даже в старых сетках, покрытых коррозией. В результате для нормальной работы экрана следует обеспечивать надежный электрический контакт по швам в местах соединений отдельных частей сетки.

В общем случае предельная величина ЭЭ сетчатого экрана будет равна

Э_с = , (5.99)

где а - шаг сетки; r - радиус проволоки сетки; d = 2 r - толщина экрана.

5.6.10. Контактные соединения и эффективность экранирования

Реальные экраны, состоящие из большого числа соединенных между собой элементов, нельзя рассматривать как однородные. Неоднородность конструкции обусловлена тем, что в местах стыков листов, стенок и соединительных элементов надежный контакт осуществляется не по всей поверхности соприкосновения, а лишь в отдельных точках или областях. При протекании токов через такие соединения происходит местное увеличение плотности и неравномерное их распределение, что приводит к возрастанию сопротивления экрана и его эффективности в целом.

Контактные соединения в экранах по конструкции и выполняемым функциям несколько отличаются от обычных электрических контактов. Электрические контакты обеспечивают надежное прохождение электрического тока без потерь. С этой точки зрения функции электрических контактных соединений и контактных соединений в экранах одинаковы, т.к. при толщине d экрана меньшей глубины проникновения поля в элементы его конструкции эффективность прямо пропорциональна проводимости материала экрана. Внесение больших переходных контактных сопротивлений эквивалентно ухудшению добротности резонатора, внесению несогласованных нагрузок в линию передачи или длинную линию, а также приводит к неравномерному распределению вихревых токов. Поскольку размеры контактных соединений в экране велики и часто перерезают значительную часть его поверхности, то вышеуказанные явления требуют использования специфических решений при конструировании экранов.

Контактные соединения подразделяются на /21/:

1. Неразъемные (сварные или паяные).

2. Разъемные (прижимного типа).

3. Скользящие.

4. Открывающихся частей экрана.

Надежная работа контактных соединений достигается правильностью конструктивного исполнения, тщательностью изготовления, правильным выбором покрытия материалов и контактным нажатием. Контактные устройства при правильном выборе и исполнении обеспечивают ЭЭ до 80 дБ в широком диапазоне частот (0,15 - 1000 мГц).

Многочисленные измерения в диапазоне частот выше 200 мГц показали, что среднее значение поверхностного емкостного сопротивления контакта с точностью ≈15% может быть представлено в виде /21/

Х_s = , (5.100)

где l - длина перекрытия контактного соединения, см;

ε_r - относительная диэлектрическая проницаемость клея;

λ - длина волны, см;

d - зазор между листами (толщина диэлектрика), см.

Экспериментально установлено, что среднее число контактных точек (болтовых соединений, точек контактной сварки и т.п.) на 1 м длины контакта для обеспечения требуемой эффективности экранирования Э определяется формулой

lgN = 1,2 - 0,21lgλ + 0,25lg( ) , (5.101)

где λ - длина волны, м;

Для выполнения норм биологической защиты (персонала, окружающей среды) величина N должна быть равна /21, 23/

lgN - lgN_min = 1,2 + 0,25lgP - 0,2lgλ , (5.102)

где N_min определяется по выражению (5.101);

Р - мощность излучения в кВт.