jji,. - относительная магнитная проницаемость материала экрана.

\ Определение глубины проникновения для ферромагнитных материалов усложняется, так как у них р,,. зависит от частоты. У сортаментов стали, применяющихся для экранов, при начальной относительной магнитной проницаемости i,.180 на частоте f=0,l МГц в диапазоне частот до 1000 МГц, по нашим данным, магнитная проницаемость в зависимости от частоты может быть оценена по формуле р,-150-30f, где f - частота, МГц.

Эффективность экранирования только за счет поглощения в соответствии с (1.28) и (1.29) будет

3„ог. [ДЩ=2Ш 16,7rf]/. (1.30)

где d - толщина материала экрана, м.

Как видно из (1.30), затухание волны из-за поглощения с повышением частоты растет. Оно зависит только от параметров среды, в которой поглощается волна, и не зависит от составляющих поля.

Рассматривая работу экрана как процесс взаимодействия явлений отражения и поглощения электромагнитной волны и учитывая, что в общем случае коэффициент ослабления

К = ехр[-Ц} (1.31)

находим эффективность экранирования плоского экрана бесконечно больших размеров при падении на него плоской волны:

Эо„„= (2д+7м) 2/4/Cz„Zm, (1.32)

где Zu, 2д - волновые сопротивления металла и среды; Zm, 2д - модули сопротивлений Zm, Zii соответственно.

Формула (1.32) является общим выражением эффективности плоского экрана при падении на него плоской волны с учетом затухания поля в толще экрана и отражения от его поверхностей. Учет многократных отражений в толще экрана приводит к уменьшению эффективности в

А=11{1~Ш) раз, (1.33)

где /?2 - коэффициент внутреннего отражения.

с уменьшением эффективностп можно ие считаться, когда толщина экрана больше глубины проникновения в него поля на данной частоте, но им нельзя пренебречь, когда толщина экрана меньше глубины проникновения. Поэтому в практике ЭМЭ различают электрически тонкие и толстые материалы. Для электрически тонких материалов 6>d и расчет эффективности ведется с учетом внутренних отражений.

Эффективность плоского экрана бесконечно больших размеров, размещенного в воздушной среде и облучаемого плоской волной, при d/S<0,8 с учетом внутренних отражений будет

Wndlp, (1.34)

а эффективность такого же экрана при £f/6>0,8, т. е. экрана из электрически толстого материала, определяется выражением

5опл=б5(б/р)е\ (1.35)

Следует обратить внимание, что в (1.34) отсутствует множитель, учитывающий экспоненциальное затухание в металле, поскольку материал является электрически тонким. Эффективность также не зависит от частоты, а определяется проводимостью и толщиной материала экрана. Учитывая, что поверхностное сопротивление на единицу площади Ro=p Id Ом, представляем (1.34) в виде

Эопя=Ш1Я. (1.36)

Формулой (1.36) удобно пользоваться, когда известно поверхностное сопротивление и неизвестна толщина материала, что имеет место при металлизации поверхности или нанесении токопроводящей краски. Сопротивление определяется на постоянном токе методом вольтметра и амперметра.

Представим (1.35) в логарифмическом выражении:

Эпл=36+201g (б/ р) +8,7 (d/ б). (1.35)

В этой формуле 8,7 (d/б) учитывает потери на поглощение, а остальные слагаемые (36 и 201g(6/p))-потери на отражение.

Используя (1.29), представим эффективность экранирования плоской волны вследствие отражения в виде

5oTp=5,5-l-101g(Xa/Xr). (1.37)

\ Приведенные формулы не позволяют определять эффективность замкнутого экрана, так как поле внутри непо отличается неравномерностью распределения, сложностью структуры и обладает рядом особенностей по сравнению с электромагнитным полем, образованным плоской волной в свободном (открытом) пространстве.

В [19] показано, что эффективность экранирования составляющих поля в идеализированных условиях экраном сферической формы может быть вычислена по формулам

5 = 0,213-=4,2-f-a.„„ (1.38)

где Rs - эквивалентный радиус экрана, м.

Коэффициенты при 5опл становятся равными единице при Я-1,5я/?э, когда наступает режим экранирования плоской волны. В этом режиме эффективность экранирования компонент поля одинакова.

Расчет электромагнитных экранов с достаточной точностью пока возможен только в некоторых идеализированных случаях. К ним относятся:

бесконечно плоский экран на пути распространения плоской волны;

размещение точечного источника в центре герметичного идеально проводящего экрана сферической формы;

бесконечно длинный идеально проводящий цилиндр с излучателем в виде бесконечной нити, расположенной на оси этого цилиндра.

Все эти случаи не отражают реальных условий работы экрана, поскольку не учитывают соотношения между длиной волны и линейными размерами экрана, характера источника, неравномерности распределения поля внутри экрана, неоднородности материала и конструкции самого экрана и, главным образом, возможности проникновения поля через щели и отверстия, имеющиеся в реальном экране. Кроме указанных факторов, эффективность реального плоского экрана зависит от вида материала и конструкции, его толщины, характера и количества отверстий и щелей в экране. Получение аналитического выражения для расчета эффективности экрана с учетом указанных факторов и параметров наталкивается на неразрешимые математические трудности, введение же существенных ограничений приводит К излишней идеализации самой задачи и ее решения.