е Кране приводят к дополнительному уменьшению запасенной энергии. Поэтому в общем случае формула (1.45) является приближенной. Кроме того, определяемая, выражением (1.45) напряженность поля характеризует только одну часть общего поля в замкнутом экране-диффузное поле, под которым понимается поле, возникшее в установившемся режиме после многократных отражений внутри резонатора. Вторым слагаемым является поле прямой волны. Таким образом, общая электромагнитная энергия

Wo6=WoTp-bir„p.

На частотах выше 100 МГц обычно рассматривается плотность потока мощности. В диффузном поле плотность потока мощности

OTP l-Ro

а плотность потока мощности падающей волны Ппр= =Р0[4лг. Общая плотность потока мощности в резонаторе

Пое=+ П„ = +4- , (1.46)

где Р - средняя мощность излучения; Ro - коэффициент отражения; G - коэффициент усиления антенны (излучателя) в данном направлении; г - расстояние до источника (излучателя);

Как видно, из (1.46), плотность потока мощности в падающей волне является функцией расстояния до источника и его направленности как излучателя, а эквивалентная плотность потока мощности отражения распределена почти равномерно по всему объему. При отсутствии поглощающего материала внутри экрана мощность поля в резонаторе может быть во много раз больше мощности источника из-за накопления энергии. При поглощении поля внутри экрана плотность потока мощности также получает некоторое приращение, которое определяется качеством поглощающего материала и аналитически обусловлено множителем 4i?o/(l--о). Этот множитель очень велик при Ro, близких к единице, при Ro=0,2 он становится равным единице и тогда эквивалентная плотность потока отраженной мощности является функцией только общей поверхноости экрана.

4-758 49

При 7?о<10-з множитель 47?о/(1-ЛоХО,004 и, следовательно, суммарное поле определяется только падающей волной.

Накопление энергии электромагнитного поля в экране как в объемном резонаторе является одним из наиболее существенных факторов, которые должны учитываться как при проектировании системы экранирования, так и в ходе ее экплуатации. Влияние этого фактора на функционирование экрана и находящиеся внутри объекты определяется снижением эффективности экранирования, опасностью пробоя диэлектрика внутри экрана, воздействием поля на экранируемые устройства, воздействием электромагнитного поля на оператора, находящегося в экранированном объеме.

Для обеспечения нормального функционирования экрана при фиксированной мощности излучателя необходимо должным образом выбрать 25, Ro, г. Возможность варьировать величину г определяется из соотношения между плотностью потока мощности падающей волны и диффузного поля:

Приравняв это отношение единице, найдем расстояние до излучателя, при котором плотность потока мощноости прямой волны равна плотности потока мощности диффузного поля:

/•гр = 0,14 ]/GSS (!-/?„) ?„. (1.47)

Если /<Ггр, плотность потока мощности определяется в основномпадающей волной, а при г>./-гр - диффузным полем. В стальном экране для точечного источника при /?о=0,99, 2;5:=100 м имеем /•гр=0,14 м. Следовательно, в этом случае только в непосредственной близости от источника (/<0,14 м) плотность потока мощности определяется прямой волной. В реальном экране из-за наличия щелей и отверстий плотность потока мощности диффузного поля уменьшается, в результате чего Ггр возрастает, и практически измерение плотности потока мощности прямой волны производится на расстояниях, не превышающих 0,3 м.

При конструировании экранов для мощных источников помимо учета распределения поля необходимо принять меры по уменьшению потерь в экране. Потери

в экране создаются за счет вихревых токов, протекающих по экрану и вызывающих его нагревание. Интенсивные потери мощности в экране могут привести к значительному его перегреву, вплоть до расплавления, в частности, при экранировании сильных электромагнитных полей. Принято, что экран должен иметь такие размеры и конструкцию, быть изготовленным из такого материала, чтобы потери не превышали 1% мощности излучения.

Потери в резонаторе могут быть определены из (1.41) и (1.42)

Рп = ЛЬ-. (1.48)

в реальных экранах потери на вихревые токи для точечного источника можно определить по эмпирической формуле

п = 8з/. (1.49)

V экр

где Рп-потери в экране, Вт; Ри.зл - мощность излучения, Вт; 1/экр - объем экрана, м; р. - относительная магнитная проницаемость материала экрана; f - частота, МГц; 0 - проводимость материала экрана, (Om-m)i.

У цилиндрического экрана, экранирующего катушку мощного колебательного контура, мощность потерь определяется выражением [22]

" А/,<с5 . П.50)

где п - число витков катушки; / - действующее значение тока в катушке; Гэк -радиус экрана; Гк - радиус катушки; /„ - длина катушки.

При экранировании колебательных контуров потери в экране можно представить как некоторое эквивалентное дополнительное сопротивление в колебательной цепи, влияющее на ее первичные и вторичные параметры. В результате происходит взаимное воздействие экранируемого объекта на экран и иаборот. Это взаимное воздействие будет тем больше, чем ближе экран расположен к экранируемому объекту. Оно проявляется в увеличении активного сопротивления и емкости контура, в уменьшении его индуктивности и добротности.

4* 51