Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте (2003) (1186258), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Из сравнения (13.37) и (13.38) слелует, что на частотах выше 300 МГп преоблалает затухание за счет поглошения, так как с ростом частоты уменьшается глубина проникновения высокочастотных токов в материал проводника, за счет чего с ростом частоты резко увеличивается поверхностное сопротивление.
Если волновое сопротивление среды, из которой падает волна, значительно отличается от поверхностного сопротивления экрана, паЛаюшая волна существенно отражается. Так, для электрического поля пока г < — [25[, 2я 325 !3.2. Экраиироваиие Для магнитного поля затухание при отражении определяется Кэ!$дБ! = 20)б ' э + ' х~ +0,354 . (13.40) е,) 6г" На рис. 13.6 для сравнения приведены зависимости (13.39) ослабления электрического поля (рис,!3.6, и) и (13.40) ослабления магнитного поля (рис. 13.6„б) медными и стальными экранами, расположенными на расстоянии к= 1 м от источника излучения.
300 Оэ '~ 200 х л й 100 6 Ги 10' 10 10 10 10э а) 150 Оз 'к 100 а 50 10' 10э 10э 10з бу Рне, !З.б. Ослабление а) электрнчеекого и б) магннтного полей экраном 326 Глава 13. Способы обеспечения радионсзаиетности Сравнивая рис. 13.6, а и рис.13.6, б, можно отмстить, что экранирование, обусловленное отражением магнитного и электрического полей, на низкой частоте имеет различный характер. Магнитное поле на очень низкой частоте можно экранировать, создавая магнитную цепь с низким сопротивлением. Магнитные силовые линии пересекают стенки полого объекта толщиной )пол углом 90', а напряженность магнитного поля внутри объекта меньше, чем снаружи, в ~', где р, — отрl носительная магнитная проницаемость материала стенок; з — полуширина экранирусмого объема.
Напряженность магнитного поля в стенках стального экрана значительно больше, чем в окружающем их пространстве, и гораздо больше, чем во внутренней полости. В этом и состоит эффект экранирования. Коэффициент экранирования может достигать 50 дБ на очень низкой частоте. Итак, суммарный эффект экранирования (!3.35) за счет использования эффектов отражения и поглощения энергии полей паразитных и непреднамеренных излучений определяется соотношениями (13.36)...(13.40).
Экранирование за счет отражения (за исключением магнитных полей) более эффективно на низких частотах, а за счет поглощения — на высоких. Для экранирования электрических полей следует использовать материалы с высокой электропроводностью. Как следует из (! 3.39), эффективность такого экрана бесконечно велика на очень низких частотах и падает с их ростом. Экранировать магнитные поля более сложно, поскольку затухание из-за отражения равно нулю лля некоторых сочетаний материалов и частот. С уменьшением частоты ослабление магнитного поля из-за отражения и поглощения в немагнитных материалах (например, в алюминии) палает, поэтому трудно создать магнитный экран из немагнитных материалов.
На высоких частотах, где экранирование обеспечивается и поглощением и отражением, выбор материала экрана менее критичен. Магнитные материалы обеспечивают лучшее экранирование от плоских волн за счет поглощения, в то время как электропроводящие материалы — за счет отражения. Принято считать, что большинство механически жестких конструкционных материалов облалают хорошими экранируюшими свойствами. На звуковых частотах эта закономерность не соблюдается и для магнитного экранирования следует применять материалы с высокой магнитной проницаемостью. Теоретически экран позволяет подавить более чем на 100 дБ излучения любой частоты в диапазоне от постоянного тока до видимого 327 !3.2.
Экранирование света. Однако на практике любой экран имеет отверстия и щели, снижающие эффективность экранирования. Непрерывность высокочастотного экрана нарушается в основном на стыках сопрягаемых деталей. Эти стыки обычно [25] подразделяются на физически олнородные и неоднородные. Физически неоднородные стыки образуются при монтаже экрана винтами, заклепками, точечной сваркой, когда соединение не является непрерывным и между соелиняемыми деталями образуются изгибы, выступы и прочие неровности.
Эти неровности создают щели, проницаемые для электромагнитных волн на некоторых частотах. Можно сказать, что неолнородности в экранах работают как щелевые антенны. Затухание в таких щелях находят, основываясь на критерии граничной частоты волновода: (13.41) К [дБ] = 1,8 !О !7; = 27 —; Я (! 3.42) лля круглой щели К [дБ! = 1,8 1О з/7; = 32 —. Я (! 3.43) Существует несколько способов для уменьшения влияния щели на эффективность экранирования.
Все они предусматривают специальные конструктивныс меры и приемы. Физическую неоднородность соелинения можно уменьшить различными способами [25]. Но все эти способы основаны на подборе показателей электропроводности и магнитной проницаемости материала. заполняющего щели и отверстия в экране. Различные технологические отверстия в экранах закрывают либо крышками, либо решетками с ячейками, имеющими форму сот. Такие соты выполняются в виде отрезков волноволов и позволяют псполь- гле 7 — глубина щели (ширина перекрытия сопрягаемых деталей), мм; à — частота, МГц: 7; — граничная частота, МГц (г'; = 150 10!К ' для прямоугольной щели,/; =!75,5!О!у ' для круглой щели); я — наибольший поперечный размер щели, мм.
При 7;»7'уравнение (13.41) приобретает для прямоугольной щели вил 328 Глана 13. Способы обеспечения радионсзамстности зовать эффект граничной частоты. Используя соотношение (13.4!) при числе волноводных элементов сотовой решетки, закрывающей технологический проем, равном Л>, можно утверждать, что ! К[дб] = 27 — — 20(яд!. (13. 44) Я Как видно, с увеличением числа Л> решетки затухание уменьшается из-за того, что когерентно сложенные поля на выхолах ячеек компенсируют друг друга за счет интерференции.
Подобным образом действуют экраны в виде проволочных сеток и тканей, выполненных из проводящих волокон (экранируюшие накидки). Для них также могут быть определены коэффициенты пропускания и отражения. Однако свойство подобия проводящих решеток и сеток сплошным металлическим экранам сохраняется до тех пор, пока Ь «)„ (13.45) где Ь вЂ” шаг решетки, т.е. расстояние между проводниками, образую- шими решетку или сетку. Если решетка составлена из очень тонких проволников диаметром а>-10 4Х, то она при Ь вЂ” 0,01). пропускает только около !% падающей мощности. Если шаг решетки при этом увеличивается и приближается к длине волны, коэффициент пропускания стремится к единице.
С уменьшением шага решетки уменьшается и коэффициент пропускании. Для больших с! экранирующий эффект сетки проявляется в большей степени. Таким образом, экранируюшие свойства сеток, решеток и накилок зависят не только от размера ячейки (вернее, от отношения шага се~ки к длине волны экранируемого излучения Ь/Х), но и от толщины образующих их проводников, 13.3. Снижение заметности излучения по боковым лепесткам Для снижения заметности побочного излучения по направлениям, отличающимся от направления на приемные антенны абонентов собственных РЭС, нужно применять передающие антенные системы с малым уровнем боковых лепестков лиаграммы направленности (ДНА). Форма ДНА Ь(а, [3) полностью определяется распределением поля на ее раскрыве.
Действительно, каждый элемент с(з= г)хс(у раскрыва Х(х,у) передающей антенны создает в пространстве, на удалении и= [хл, ул, бл] (если ! Р! = Р»)., т.е. в дальней зоне), поле с напряженностью - !зя) г)Е(Р) = — Е Яехр>>'[Зс,х + Р.уЦа>хг(у, (13 46) 2ггя Р т 329 13.3. Снижение заметности излучения по боковым лепесткам где Е(Я) — одна из компонент вектора напряженности электрического (или магнитного) поля в точке, которой соответствует вектор К в декартовой системе координат Охуг с центром в точке О на раскрыве антенны (при симметричном раскрыве точку О можно выбрать где-то в центре раскрыва Е(х, у)); Е(г), — напряженность поля в точке ге Х(х, у) зя с координатами (х, у) на раскрыве антенны; )с = ~ й ! = — — модуль волнового вектора; (йзс) = )сЯсозс(с — скалярное произведение. Формирование поля с)Е(К) иллюстрируется рис.
13.7. Рис. 13. 7. Формирование электромагнитного поля антенной Поле, создаваемое всем раскрывом Л(х,у) в точке (хя, уя, ~я), булет, очевидно, -с(/я) Е(К~ = ) асЕ(сс) = — ) Е(х,у)ехрф(lс„х+)с у)~с3хсуу (13 47) 2я) 1( Переходя к полярным координатам О)(аб, соотношение (13.47) можно преобразовать: Г(п,Ц= ) 1'(х,у)ехр~ — 1(1се))асхасу, (13,48) л где 1(х, у) =1(г) — распределение поля на раскрыве, нормированное так, чтобы максимальное значение ДНА Е„„„(а, 13) было бы равно елинице. Если, кроме того, определить Яе) так, чтобы она была равна нулю всюду за границами области Л, ограничиваюшей раскрыв антенны, (! 3.49) Яг) мО при ея Л, выражение (13.48) можно преобразовать к виду г" (а,13) = ~ 1'(х,у)ехруг-с()се))сухду (13.50) Глава 13.
Способы обеспечения радионезвнстности ЗЗО и утверждать, что ДНА является двумерным преобразованием Фурье от распределения поля на раскрыве антенны, Это значит, что для получения ДНА требуемой формы Р(а, !3), нужно создать такое распределение поля на поверхности, которое является обратным двумерным преобразованием Фурье от.Г(х, у). В частности, у'(х, у) можно подобрать и по критерию минимума боковых лепестков ДНА Г(а, !)). В табл. 13.1 для примера приведены некоторые характеристики передающей антенны в случае, если амплитуду электрического поля на с( с'1 ее плоском прямоугольном раскрыве х, ун — —; — ~ можно аппрокси- 2 2~ мнровать функцией (гг к Г(х,у) =соал «+ У~, ф < —: ф< —. (2 2'~' 2 2 (13.51) Таблица 13.! Ширина главного лепестка ДНА в сечениях по азимуту да и углу места Л)3 определяется по уровню половины от максимума и выражается в градусах, а уровень боковых лепестков измеряется по отношению к максимальному значению ДНА в главном лепестке в децибелах: а, = 20!я (!3.52) в("*р) где ! — номер бокового лепестка; 0 — номер главною лепестка ДНА.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
