Вышеупомянутая теория по экранированию не должна восприниматься слишком буквально, так для упрощения рекомендуется предполагать, что экран является идеальным, а также что барьер находится в дальней зоне относительно источника поля и/или плоской падающей волны. Особо внимание стоит обращать лишь на размеры отверстий и на расстояние между ними. Ввиду трудности расчетов значительно проще произвести моделирование, чтобы определить основные характеристики экранирования на печатной плате.

2. Пример выполнения моделирования эффективности экранирования

Для изучения эффективности экранирования необходимо подготовить и произвести моделирование печатной платы до установки экрана и после. В CST Studio мы можем оценить эффективность экранирования путем использования пробников поля, которые формируют вокруг исследуемой платы сферу (рис. 149). После моделирования необходимо определить максимальные значения пробников для E и H полей.

Рис. 149. Сфера из пробников вокруг неэкранированной платы

Для определения пиковых значений, которые записаны в пробниках поля можно воспользоваться: Macros -> Results -> EMC -> Peak Field Values from Probes. После чего необходимо произвести сравнение результатов моделирования для экранированной и неэкранированной печатной палаты. Если мы будем сразу сравнивать значения в дБ, тогда эффективность экранирования будет определяться разностью напряженности полей до и после экранирования, а если напряженности поля представлены в В/м (для E-поля) или в А/м (для H-поля), тогда необходимо воспользоваться формулой:

118

– напряженность поля после экранирования, В/м или А/м.

Так, по результатам обработки, эффективность экранирования для E-поля приведена на рис. 150, причем минимальные уровни на частотах 3,288 ГГц и 4,084 ГГц вызваны наличием вентиляционных отверстий, через которые излучается E-поле.

Для магнитного поля (H) – рис. 151 можно увидеть высокую эффективность экранирования, намного превышающую 20 дБ, за исключением частот 3,288 ГГц и 4,084 ГГц, вызванных вентиляционными отверстиями в экране.

В качестве экрана применялся алюминиевый лист толщиной 0,1 мм; пробники поля располагались на сфере радиусом 60 мм.

Рис. 150. Эффективность экранирования для E-поля в дБ

Рис. 151. Эффективность экранирования для H-поля в дБ

119

Благодаря просмотру картины полей мы можем увидеть утечку E-поля через отверстие охлаждения (рис. 152), чтобы этого избежать необходимо уменьшить отверстия охлаждения> 2 или заменить их сеткой с периодически чередующими отверстиями .

Рис. 152. Утечка E-поля через отверстие охлаждение

Таким образом, специализированное программное обеспечение позволяет рассчитать эффективность экранирования электромагнитных волн, а также увидеть место, где происходит утечка волн, что приводит к резкому ухудшению эффективности экранирования.

3. Задания для выполнения моделирования

Для каждого варианта подготовлены печатные платы для моделирования, для которых уже установлены пробники поля и настроены параметры моделирования, требуется произвести моделирование и определить эффективность экранирования. Варианты моделирования приведены в табл. 21.

120