глубины проникновения (для низких частот), решающим является компенсация поля экранируемого витка полем экрана (как короткозамкнутого витка). С повышением частоты, когда толщина стенок экрана становится больше глубины проникновения, решающим может оказаться ослабление поля при проникновении его в толщу этих стенок.

Изложенное выше позволяет сделать вывод, что с увеличением размеров магнитостатического экрана и

возрастанием частоты вносимое им затухание падает, так как действие этих факторов эквивалентно уменьшению магнитной проницаемости. В самом деле, с ростом частоты возрастает роль вихревых токов в экране, уменьшается глубина проникновения, а сле-довательно, уменьшается его И магнитопроводность, которая

является функцией габаритных размеров и магнитной проницаемости материала экрана. В этих условиях магнитостатический экран будет вести себя, как магнитный экран, та.к как из-за резкого уменьшения эквивалентной толщины стенок экрана исчезает явление шунтирования магнитного потока поля помех.

В практике магнитного экранирования используются и плоские незамкнутые экраны. В случае воздействия одной магнитной цепи на другую при близком их взаимном расположении значительное ослабление взаимной индуктивной связи можно получить, поместив между ними плоский металлический экран (рис. 1.10). Эффективность такого экрана 3o=M/Mi2, где М - коэффициент взаимной индукции между катушками при отсутствии экрана; М12 - коэффициент взаимной индукции между катушками при наличии экрана.

В [18] ослабление связи между катушками рекомендуется характеризовать коэффициентом: для медного экрана

Рис. 1.10. Ослабление индуктивной СВЯЗИ незамкнутым плоским экраном.

/Coc=101g[(6,35Z)cpd/)2+l] дБ,

(1.24)

Дли алюминиевого

/Coe=101g[(4Dcpd/)2+l] дБ. (i.2g)

где Dc - средний диаметр катушки, см; d - толщина экрана, см; f - частота, кГц.

Формулы (1.24, 1.25) обеспечивают удовлетворительную точность при условии, что ширина экрана (перпендикулярно плоскости рисунка) превышает Dcp либо ai + a2, смотря по тому, какая из этих величин больше.

1.4. Электромагнитное экранирование

Экранирование с использованием вихревых токов обеспечивает одновременное ослабление как магнитных, так и электрических полей. Это дает основание этот способ экранирования называть электромагнитным. Эффективность экранирования такого экрана в ближней зоне (зоне индукции) будет неодинакова для составляющих поля. Поэтому, как правило, для ближней зоны следует вычислять эффективность экранирования каждой из компонент поля в отдельности, принимая при этом, что в дальней зоне (зона излучения) эффективности экранирования составляющих окажутся одинаковыми.

Физическая сущность электромагнитного экранирования, рассматриваемая с точки зрения теории электромагнитного поля и теории электрических цепей, сводится к тому, что под действием источника электромагнитной энергии на стороне экрана, обращенной к источнику, возникают заряды, а в его стенках - токи, поля которых во внешнем пространстве по интенсивности близки к полю источника, а по направлению противоположны ему, и поэтому происходит взаимная компенсация полей. Такое рассмотрение является упрощенным, поскольку природа электромагнитного экранирования сложнее.

С точки зрения волновых представлений эффект экранирования проявляется из-за многократного отражения электромагнитных волн от поверхности экрана и затухания энергии волн в его металлической толще. Отражение электромагнитной энергии обусловлено несоответствием волновых характеристик диэлектрика, в пределах которого расположен экран, и материала экрана. Чем больше это несоответствие, чем больше отличаются волновые сопротивления экрана и диэлектрика, тем интенсивнее частичный эффект экранирования, определяемый отражением электромагнитных волн.

Эффективность замкнутого электрически герметичного экрана определяется формулой

(1.26)

где 5отр - ослабление энергии падающей волны за счет отражения на границе сред; Эпогл - ослабление вследствие затухания энергии волны в толще экрана; Звпотр - ослабление из-за внутреннего отражения в самом экране.

Обычно при ЭпоглЮдБ принимают Эвп отр=1. Поэто му будем учитывать только две составляющие эффективности экранирования

(1.27)

или в децибельном исчислении

5=201g3oTp+201g5nora.

Качнем с рассмотрения бесконечного плоского экрана, на который падает плоская волна. В этих условиях величины потерь на отражение и поглощение определяются одинаково, так как в толще материала экрана как падающая, так и отраженная волны рассматриваются как плоские. Найдем значение составляющей эффективности экранирования, определяющей влияние поглощения электромагнитной энергии. В металле электромагнитная волна затухает по экспоненциальному закону. Мерой скорости этого процесса является глубина проникновения волны или толщина поверхностного слоя б. При прохождении волны через толщину поверхностного слоя б она ослабевает в е раз. Если же толщина будет равной d, она, будет ослабевать в е* раз. Тогда

5погл[дБ]=8,7(й/б). (1.28)

Глубина проникновения представляет собой постоянную величину, характеризующую материал экрана и зависящую от частоты:

8[м]-0,03 У0,52-/, (1.29)

где р - удельное сопротивление материала экрана, Ом-м; Х - длина волны в воздухе, м, / - частота, МГц;

Под электрической (магнитной) герметичностью экрана понимается его способность ограничивать п-роиикновение силовых линий электрического (магнитного) поля ВрНС или внутрь экранируемого пространстпа. Соответственно отсутствие всякого проникновения означает полную герметичность.