Электромагнитные экраны предназначены для изоляции в некотором объеме пространства полей создаваемых излучателями электромагнитной энергии с целью ослабления или исключения излучателей на чувствительные элементы устройства и аппаратуры в целом. В зависимости от назначения различают экраны с внутренним возбуждением электромагнитного поля, в которые обычно помещают источник помех и экраны внешнего электромагнитного поля во внутренней полости, которых помещаются чувствительные к этим полям устройства. В первом случае экран предназначен для локализации поля в некотором объеме.

Во втором для защиты воздействия внешних помех. Для оценки функциональных качеств экрана могут быть использованы различные характеристики, наиболее обобщенной является эффективность экранирования. Под этим понимается отношение действующего значения напряженности электромагнитного поля или (порознь) в данной точке при отсутствии экрана к напряженности электромагнитного поля в той же точке при наличии экрана.

(1)

Здесь эффективность выражается в относительных единицах. На практике ее обычно представляют в логарифмических единицах – децибелах.

(2)

Кроме этого существует коэффициент экранирования:

который изменяется от 1 до 0. Показывая максимальный эффект экранирования. При необходимости оценить общий коэффициент экранирования исходя из допустимой величины ЭДС помехи наводимой в цепях РЭА. Пользуются эквивалентной действующей высотой устройства.

(3)

где U_н – действующее значение ЭДС помехи наводимой на элементы расположенные

внутри экрана [В].

Е₁ действующее значение напряженности внешнего поля [В/м].

Учитывая, что ЭДС помехи пропорционально напряженности поля внутри экрана, находим:

(4)

Второй характеристикой качества экрана является мера его воздействия на параметры экранируемых элементов, определяемая количественно коэффициентами реакции экрана.

Относительные изменения параметров экранируемых элементов можно учесть с помощью коэффициентов: (5)

где А_эij – обозначение i-го параметра j-го элемента при наличии экрана и Аоij без экрана.

Поскольку основной характеристикой является эффективность, методика инженерного расчета должна исходить из зависимостей этой характеристики от длины волны l, модуля волнового сопротивления Z, относительно длины волны. Материалы экрана, от параметров, которые определяют геометрические размеры экрана и качество конструкции. Получить такие зависимости только теоретически очень сложно, поэтому обычно прибегают к обработке экспериментальных данных и построения на этой основе формул для расчета эффективности экранирования в каждом диапазоне частот.

Наиболее удобным как для построения самой формулы, так и для ее использования, является выражение эффективности экранирования, произведение ряда сомножителей каждый из которых определяет влияние одного из факторов или одной группы близких факторов в результате получим выражение:

(6)

где d – глубина проникновения [м]

r – удельное сопротивление материала экрана [Ом*м]

Z_Е(н) – волновое сопротивление электромагнитного поля [Гн/м]

R_Э – эквивалентный радиус экрана [м]

а – расстояние между центрами отверстий и щелей в экране [м]

m – наибольший размер случайного (случайной) отверстия (щели) экрана

d – толщина материала экрана (м)

m>0

Анализ показал, что среднее значение сомножителя для обычного техпроцесса:

Для дальнейших расчетов будем использовать формулу (7) для перфорированных экранов, т.к. в данном случае имеется естественная вентиляция, то имеет смысл применить перфорированный материал для экрана , в протианом случае естественная вентиляция не будет давать нужного эффекта.

(7)

где D – размер щели [м]

Исходные данные для проведения расчетов:

d – 0,00001 м, r – 1,0 10^-7 Ом*м, Z_Е(н) — 2875 Гн/м, Rэ – 0,147 м, m – 0,0007 м

l — 300 м d=0.0005 a=0.0015 D=0.0005

Э_ое(H) = 955 336,01

Полученное выражение показывает эффективность экранирования самих деталей устройства от внешних электромагнитных полей. Найдем эффективность экранирования внешней среды от деталей внутри устройства по формуле (1). Найдем неизвестные величины, входящие в эту формулу:

(8)

где — длина рассматриваемого участка проводника

— сила тока, протекающая через данное сечение проводника

R² — расстояние до некоторой точки, находящейся за устройством

(9)

где — сила тока, протекающая через данное сечение проводника

R — расстояние до некоторой точки, находящейся за устройством

Z_Е(н) – волновое сопротивление электромагнитного поля [Гн/м]

I=0,0036 А, =0,0145 м, R =0,03 м

H₁ =0,058

H₂=690

Э_{он ­}= 8,406*10^-5

Данная величина показывает, что эффективность экранирования внешней среды от

деталей данного устройства достаточно велика и следовательно, устройство не будет оказывать помехи, которые могут отрицательно сказываться на работе других устройств. При конструировании экрана применена марка стали – Э31.