1. Физические основы электромагнитного экранирования

1.1. Радиопомехи и методы их подавления

Прием сигналов в линиях связи и радиолиниях различного назначения осуществляется, как правило, при наличии помех. Сейчас уже нельзя указать такую область применения электронной и радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), где бы ее использование не ограничивалось помеховыми ситуациями, без учета которых функционирование РЭА оказывается малоэффективным.

Исследования радиопомех позволили классифицировать их на помехи естественного и искусственного происхождения. К первым относятся атмосферные, космические и флюктуационные помехи, ко вторым - промышленные, или индустриальные, радиопомехи, взаимные и преднамеренные радиопомехи. Промежуточное положение занимают радиопомехи, вызываемые электростатическими зарядами.

Изучение и разработка организационных, организационно-технических и технических методов ослабления взаимных и индустриальных радиопомех относятся к содержанию так называемой проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС) радиосредств, представляющей собой одну из ведущих проблем развития современной радиоэлектроники. По проблеме ЭМС опубликовано большое количество работ. Не вдаваясь в анализ как самой проблемы, так и работ по ней, сошлемся на одну из них [1], наиболее полную по постановке задач.

В этой работе анализируется содержание проблемы ЭМС, дается подробная классификация помех и, по-видимому, впервые указывается что электромагнитное экранирование (ЭМЭ) является одним из важнейших технических направлений решения этой проблемы.

Рассматривая группировки или комплексы радиоэлектронных средств (РЭС), принято разделять их на сосредоточенные и рассредоточенные,

Сосредоточенные комплексы РЭС размещаются в более ограниченных объемах пространства, обычно в пределах одного или нескольких совместно или близко расположенных объектов. Системы управления РЭС одного и того же сосредоточенного комплекса, как правило, общие, взаимодействующие или по крайней мере имеющие возможность обмена информацией о работе своих (управляемых ими) средств. Поэтому работа РЭС одного и того же подвижного или стационарного сосредоточенного комплекса с взаимными помехами из-за совпадения рабочих частот или перекрытия необходимых частотных полос излучения и приема практически исключается. Основным видом взаимных радиопомех здесь являются помехи, вызванные как побочными и внеполосными излучениями РЭА, так и побочными и вне-полосными каналами приема. Иногда такие помехи называют взаимными радиопомехами ближней зоны. Их появление во многих случаях обусловлено не только свойствами и характеристиками аппаратуры, предусмотренными ее функциональной схемой, но и паразитными связями и наводками, которые, в свою очередь, могут быть следствием несовершенства конструкций РЭА или радиокомплекса в целом, а также следствием ограничений, исключающих применение более совершенных конструкций. Отметим, что каждый вид РЭА (передатчик, приемник или другое устройство), состоящий из элементов или блоков, может также рассматриваться как сосредоточенный комплекс РЭС. Очевидно, что даже без анализа физических основ и технических воз-можрюстей ЭМЭ можно заключить, что оно является важнейшим направлением борьбы с взаимными радиопомехами РЭС сосредоточенных комплексов, техническим мероприятием, имеющим целью ослабление паразитных связей и наводок, локализацию побочных и вне-полосных излучений и каналов приема РЭА.

Рассредоточенные комплексы размещаются в обширных объемах пространства. РЭС таких комплексов, если они принадлежат различным объектам или не объединены общей системой организации и управления, в основном создают взаимные радиопомехи при работе в перегруженных участках радиочастотного диапазона. Помехи РЭС рассредоточенных комплексов иногда называют взаимными радиопомехами дальней зоны. Распространение и влияние взаимных радиопомех дальней

Рис. 1 1. Простейшая эквивалентная схема соединения генератора помех и приемника.

ЗОНЫ обычно происходит по регулярным направленийм, предусмотренным функциональной схемой РЭА. Очевидно, что борьба с этими помехами ведется главным образом методами, разработанными в рамках теории помехоустойчивости.

Развитие электрификации страны, применение эле-рктро и радиотехнического оборудования в народном хозяйстве, здравоохранении, использование аппаратуры со сложными электронными схемами управления, а также наличие огромного парка электробытовых приборов приводят к резкому возрастанию уровня радиопомех индустриального происхождения, нарушающих нормальную работу РЭА.

Другим источником промышленных радиопомех являются элементы и системы электропитания, управления, автоматики самой РЭС или комплексов РЭС. Во многих случаях, например, на приемных центрах, влияние этого источника преобладающее.

Любые электро- или радиоустройства, комплекс или группу РЭС можно рассматривать как совокупности некоторого количества генераторов помех и приемников, определенным образом соединенных элементами связи. Очевидно, что такое представление может быть выполнено при любой спектральной структуре радиопомех. Естественно, что применение в данном случае терминов «генератор» и «приемник» имеет условный характер. Что же касается элементов связи, то ими могут быть реальные радиоэлементы принципиальной электрической схемы и конструкции РЭА или окружающие их пространства, приведенные к эквивалентной электрической цепи. В простейшем случае схема выглядит так, как это показано на рис. 1.1, где Zi - комплексное внутреннее сопротивление генератора помех, а 2и - его комплексная нагрузка, эквивалентная элементу связи и приемнику помех, т. е. Чувствительному к этим помехам блоку или элементу РЭА.

Всю структуру соединений генераторов помех с их нагрузками (восприимчивыми к помехам элементами