Оглавление

Предисловие............................................... 4

1.	Физические основы электромагнитного экранирования .	.	7

hl.	Радиопомехи и .методы их додавления	...	-	7

1.2.	Назначение и основные характеристики	экранов .	.	28

*1.3. Виды и сущность электромагнитного экранирования	30

1.4.	Электромагнитное экранирование...............41

1.5.	Экран как объемный резонатор.................46

2.	Основные устройства	электромагнитных	экранов РЭА .	57

2.’1	. Особенности конструирования электромагнитных
экранов............................................. 57

‘2.2. Материалы для	экранов...........................61

2.3.	Контактные устройства электромагнитных экранов.
Контактные соединения и эффективность экраниро-
вания ................................т	78

2.4.	Виды соединений листов обшивки экранов ...	94

2.5.	Экранирование отверстий..........................102

2.6.	Экранирование перфорированными материалами .	111

2.7.	Фильтрация электрических сетей при электромагнит-
ном экранировании ............................... ..113

2.8.	Применение и конструкции фильтров	...	123

2:9. Расчет экранов и экспериментальные данные об эф-
фективности экранирования......................  137

3.	Экранирование узлов, блоков РЭА.......................148

3.1.	Катушки, фильтры и трансформаторы................148

3.2.	Измерительные схемы и приборы....................152

3.3.	Антенно-фидерные устройства......................154

3.4.	Радиоприемные устройства.........................162

3.5.	Электронные усилительные устройства..............168

3.6.	Многоканальная аппаратура дальней связи .	.	.	172

3.7.	Радиопередающие устройства (РПУ).................174

3.8.	Генераторы ВЧ промышленного назначения .	.	.	190

3.9.	Экранированные помещения и аппаратные	.	199

3.10.	Экранированные кабины .	.............206

Список литературы........................................214
БИБЛИОТЕКА Р А Д И О К О Н С Т Р У К Т О Р А

Н. Б. ПОЛОНСКИЙ

Конструирование
электромагнитных
экранов
для радиоэлектронной
аппаратуры
ББК 38.844

П 52

УДК 62-758.002.2:621.396.6

Полонский Н. Б.

П 52 Конструирование электромагнитных экранов для
радиоэлектронной аппаратуры.— М.: Сов. радио,
1979.—216 с., ил. (Библиотека радиоконструктора).
60 к.	1

Излагаются методы и физические основы электромагнитного
экранирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с фильтрацией
цепей, вводимых в экран.

Книга предназначена для широкого круга электро- и радиоспе-
циалистов, занимающихся электромагнитным экранированием, вопро-
сами электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, за-
щиты от излучении, и может быть использована как учебное пособие.

30406-005

П ---------- 23—78 2402020000

046(01 )-79

ББК 38.844

6Ф2.4

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

Н. Л. Барканов, И. А. Бруханский, Р. Г. Варламов, В. А. Бол-
гов, И. К. Иванов-Есипович, К.. К- Морозов, В. Б. Пестряков
(отв. редактор), А. И. Пименов, Е. М. Парфенов, Н. Э. Сва-
тикова, В. И. Смирнов, А. В. Шитяшин, К- Н. Шихаев,
Н. И. Юшин.

Редакция литературы
по вопросам космической радиоэлектроники

ИБ № 342

НАУМ БОРИСОВИЧ ПОЛОНСКИЙ

Конструирование электромагнитных экранов
для радиоэлектронной аппаратуры

Редактор Ю. И. Суханов
Художественный редактор Н. С. Шеин
Технический редактор Л. А. Белоус
Корректор Л. А. Максимова

Сдано в набтр 07.06.78

Формат 84ХЮ8/32
Печать высокая
Тираж 13 000 экз.

Подписано в печать 19.12.78

T-218F8

Бумага типографская № 1
Эбъем 11,34 усл. п. л.

-Зак. 258..

Гарнитура литерат.

11,74 уч.-изд. л.

Цепа 60 к.

j

Издательство «Советское .радио», 'Москва, Главпочтамт, а/я 69.1

Московская "типография ;№ 10 Срюзполиграфпрома
Государственное© Комитета СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.

(с) Издательство «Советское радио», 1979,
Предисловие

Электромагнитное экранирование широко и разно-
образно применяется во многих отраслях науки и тех-
ники. В некоторых случаях экранирование как ком-
плекс мер, охватывающих собственно экранирование ра-
диоэлектронной аппаратуры (РЭА), а также фильтра-
цию сетей и коммуникаций, выходящих за пределы эк-
ранов, является единственным средством локализации
и ослабления электромагнитных полей и излучений, пре-
пятствующих устойчивому и эффективному функциони-
рованию аппаратуры. Однако чаще экранирование при-
меняется наряду с другими средствами пространствен-
ной, частотной, амплитудной и поляризационной фильт-
рации сигналов и помех и имеет при этом характер
вспомогательного технического мероприятия, значение
которого все же почти всегда оказывается достаточно
существенным для достижения необходимого совершен-
ства радиотехнических средств и сооружений.

Общая теория электромагнитного экранирования,
несмотря на значительные достижения, еще весьма
сложна, большинство ее приложений ограничено рамка-
ми идеализированных условий, в результате чего не
могут быть получены количественные соотношения, ко-
торые б'ыли бы пригодны для проектирования реальных
экранов.

Поэтому до настоящего времени многие инженерные
задачи экранирования решались и решаются в основ-
ном путем количественного анализа и эксперименталь-
ной проработки. Такими методами в работах по экрани-
рованию были получены почти все обозримые и исполь-
зуемые на практике результаты.

Это привело к тому, что в данной области техники
используются для одинаковых или близких целей
множество существенно различных способов, техниче-
ских решений, конструкций и разработок, не все из ко-
торых являются оптимальными по эффективности, тех-
нологичности, требуемым материальным затратам и
Другим характеристикам. Использование различных
подходов в одних и тех же целях экранирования аппа-
ратуры или объекта при одинаковых исходных данных
для проектирования нередко приводит к противоречи-
ям при реализации радиотехнических устройств, к несо-
гласованности их технико-эксплуатационных и технико-
экономических показателей.

Следовательно, возникает задача обобщения и сис-
тематизации современных достижений по конструирова-
нию электромагнитных экранов, анализа положительно-
го опыта проектирования, эксплуатации и перспектив
развития этой техники, формулирования необходимых
рекомендаций, ознакомления радиоспециалистов и дру-
гих заинтересованных читателей с наиболее значитель-
ными результатами, которые по различным причинам до
сих пор не были широко опубликованы.

Данная работа представляет собой попытку способ-
ствовать решению этой задачи с учетом значения и со-
держания получивших широкое признание работ ряда
отечественных и зарубежных авторов: И. И. Гроднева,
К. Я- Сергейчука, Д. Н. Шапиро, Г. Кадена и др.

Книга состоит из трех глав.

В гл. 1 дается краткая характеристика радиопомех
и методов их подавления, рассматриваемых, как это
часто делается в инженерной практике, в качестве спо-
собов уменьшения переноса помех от их источника к
приемнику.

Глава 2 посвящена анализу и описанию конструкций
основных устройств экранов для радиоаппаратуры.
Здесь обосновываются и формулируются рекомендации
по применению этих конструкций, материалов для них,
рассматриваются вопросы фильтрации электрических
цепей, вводимых в экранированный объем. Приводятся
экспериментальные данные и расчет реальных экранов.

В гл. 3 рассматриваются особенности конструирова-
ния экранов различного назначения. Приводятся при-
меры конструкций, обеспечивающих требуемую эффек-
тивность экранирования.

Основное внимание в этой главе обращается на наи-
более сложные задачи экранирования, которые возни-
кают при работе радиотехнических и электронных при-
боров под воздействием мощных излучателей.

Во многих подобных случаях значительная часть
усилий по локализации или ослаблению их полей мо-
жет быть перенесена на создание экранов, внешних по
отношению к аппаратуре и не являющихся ее элемента-
ми. Такими дополнительными экранами, применение ко-
торых дает возможность получить более рациональные
и разнообразные технические решения, являются экрани-
рованные помещения и кабины. При этом многие эле-
менты этих экранов по своей конструкции могут быть
унифицированы с самой аппаратурой.

К сожалению, ограниченный объем книги не позво-
лил с одинаковой полнотой рассмотреть все затронутые
в ней вопросы. По некоторым вопросам автор ограни-
чился кратким изложением и ссылкой на известные ра-
боты. По ряду вопросов приводятся лишь принципиаль-
ные общие решения. Автор считает, что область приме-
нения значительной части рассматриваемых в книге
конструкторских решений может быть существенно рас-
ширена и конкретизирована в зависимости от специфи-
ческих условий проектирования и эксплуатации аппара-
туры.

Цель и план книги были одобрены докт. техн, наук
проф. В. А. Потехиным и докт. техн, наук проф.
А. П. Родимовым.

А.	П. Родимов дал автору ряд ценных советов непос-
редственно по ее содержанию.

Большую помощь оказал автору канд. техн, наук
доцент А. Н. Полонский, который просмотрел всю рабо-
ту, сделал существенные замечания и предложения по
ее содержанию. Кроме того, А. Н. Полонский принял
участие в разработке материалов гл. 2 и § 3. 1.

В.	В. Чехович любезно представила в распоряжение
автора некоторые данные экранирующих материалов, а
Л. С. Турин дал возможность использовать в книге под-
готовленные им для публикации результаты разработки
широкополосных помехоподавляющих фильтров.

Всем указанным товарищам автор выражает глубо-
кую благодарность. Автор также благодарен рецензен-
там канд. техн, наук Ю. В. Полозку, инженерам
М. Л. Волину и Г. Б. Соловьеву-Явицу, которые кри-
тически проанализировали рукопись и высказали ряд
полезных советов по ее улучшению.

По-видимому, работа не лишена недостатков, поэто-
му автор с благодарностью примет замечания и пожела-
ния читателей, которые следует направлять в издатель-
ство «Советское радио» (Москва, 101000, Главпочтамт
а/я 693).
1.	Физические основы электромагнитного
экранирования

1.1.	Радиопомехи и методы их подавления

Прием сигналов в линиях связи и радиолиниях раз-
личного назначения осуществляется, как правило, при
наличии помех. Сейчас уже нельзя указать такую об-
ласть применения электронной и радиоэлектронной ап-
паратуры (РЭА), где бы ее использование не ограничи-
валось помеховыми ситуациями, без учета которых
функционирование РЭА оказывается малоэффективным.

Исследования радиопомех позволили классифициро-
вать их на помехи естественного и искусственного про-
исхождения. К первым относятся атмосферные, косми-
ческие и флюктуационные помехи, ко вторым — про-
мышленные, или индустриальные, радиопомехи, взаим-
ные и преднамеренные радиопомехи. Промежуточное
положение занимают радиопомехи, вызываемые элек-
тростатическими зарядами.

Изучение и разработка организационных, организа-
ционно-технических и технических методов ослабления
взаимных и индустриальных радиопомех относятся к со-
держанию 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-ви-
димому, впервые указывается что электромагнитное эк-
ранирование (ЭМЭ) является одним из важнейших тех-
нических направлений решения этой проблемы.

Рассматривая группировки или комплексы радио-
электронных 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 од-
ного и того же сосредоточенного комплекса, как прави-
ло, 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 сосре-
доточенного 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 на-
зывают взаимными радиопомехами ближней зоны. Их
появление во многих случаях обусловлено не только
свойствами и характеристиками аппаратуры, предусмот-
ренными 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 ограни-
чений, исключающих применение более совершенных
конструкций. Отметим, что каждый вид РЭА (передат-
чик, приемник или другое устройство), состоящий из
элементов или блоков, может также рассматриваться
как сосредоточенный комплекс РЭС. Очевидно, что да-
же без анализа физических основ и технических воз-
можностей ЭМЭ можно заключить, что оно является
важнейшим направлением борьбы с взаимными радио-
помехами РЭС сосредоточенных комплексов, техниче-
ским мероприятием, имеющим целью ослабление пара-
зитных связей и наводок, локализацию побочных и вне-
полосных излучений и каналов приема РЭА.

Рассредоточенные комплексы размещаются в обшир-
ных объемах пространства. РЭС таких комплексов, ес-
ли они принадлежат различным объектам или не объе-
динены общей системой организации и управления, в
основном создают взаимные радиопомехи при работе в
перегруженных участках радиочастотного диапазона.
Помехи РЭС рассредоточенных комплексов иногда на-
зывают взаимными радиопомехами дальней зоны. Рас-
пространение и влияние взаимных радиопомех дальней
8
зоны обычно происходит по регулярным направлением,
предусмотренным функциональной схемой РЭА. Очевид-
но, что борьба с этими помехами ведется главным об-
разом методами, разработанными в рамках теории по-
мехоустойчивости.

Развитие электрификации страны, применение эле-
ктро и радиотехнического оборудования в народном хо-
зяйстве, здравоохранении, использование аппаратуры

Рис. 1 1. Простейшая экви-
валентная схема соединения
генератора помех и прием-
ника.

со сложными электронными схемами управления, а так-
же наличие огромного парка
электробытовых приборов при-
водят к резкому возрастанию

уровня радиопомех индустри-

ального происхождения, нару-	V

шающих нормальную работу	I

РЭА.

Другим источником промыш-

ленных радиопомех являются

элементы и системы электро-
питания, управления, автома-
тики самой РЭС или комплек-
сов РЭС. Во многих случаях,
например, на приемных цен-

трах, 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 выпол-
нено 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 про-
странства, приведенные к эквивалентной электрической
цепи. В простейшем случае схема выглядит так, как
это показано на рис. 1.1, где Z;— комплексное внутрен-
нее сопротивление генератора помех, a ZH— его ком-
плексная 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
РЭА) независимо от ее сложности иногда называют
эквивалентной помехонесущей сетью.

Если приемное' устройство находится на удалении,
меньшем Л/2зт, где Л — длина волны, то не имеет смыс-
ла говорить о том, что помеха достигнет его путем излу-
чения или по помехонесущим проводам с модулем их
полного сопротивления, равным нулю. Правильнее счи-

Рис. 1.2. Симметричное и несимметричное соединения источника по-
мех и приемника.

тать, что помеха попадает в приемное устройство через
его емкостные и индуктивные связи с источником помех
и помехонесущими проводами или другими помехонесу-
щими элементами схемы и конструкции РЭА.

Эквивалентные электрические схемы обычно получа-
ются из анализа соединений источника помех с прием-
никами. Эти соединения (пути распространения помехи)
могут быть симметричными и несимметричными (рис. 1.2).
Симметричный путь (рис. 1.2,а) предполагает распро-
странение помехи по двум проводам, а несимметричный
(рис. 1.2,6)—по двум проводам и общему проводу
(«земля») с замыканием через емкости между землей и
обоими проводами (ZHI, Zn2) и между землей и корпу-
сом источника помех (Zn). Распространение помехи по
симметричному пути обычно оказывается более благо-
приятным, так как за счет взаимообратных электромаг-
нитных полей происходит значительная компенсация
помехи, в результате чего ее симметричная составляющая
будет меньше несимметричной. Исходя из того, что не-
симметричные токи и напряжения являются преобла-
дающими, считают, что интенсивность данного генера-
тора помех может быть с достаточной для практики
точностью охарактеризована только этими составляю-
щими.
В простейшей схеме на некоторой частоте напряже-
ние на нагрузке будет

^-z7TzTZ“’	<1J)

а амплитуда этого напряжения

(1-2)

где Ет — амплитуда ЭДС генератора; zn, zn — модули
сопротивления соответственно нагрузки и полного сопро-
тивления цепи (Zn=Zi+Zn).

Если генерация колебаний и передача их в нагрузку
является полезной функцией цепи, то Zf и ZH выбира-
ются такими, чтобы получить максимальную мощность
или максимальное напряжение на Zn.

Однако условия полезности цепи должны выполнять-
ся только в определенной части спектра. В общем случае
наряду с генерацией полезных колебаний генератор
создает в нагрузке и напряжения помех [2]. Для ослаб-
ления помех до допустимых уровней условия согласова-
ния по мощности или по напряжению должны с требуе-
мой точностью выполняться только для сигнала. Это
значит, что в схему должны быть введены частотно-
избирательные элементы, действие которых эквивалент-
но работе экрана или фильтров в помехонесущих прово-
дах. Следовательно, в итоге простейшая схема взаимо-
связи генератора Ё с нагрузкой ZH должна удовлетво-
рять условиям согласования лишь в полосе частот
сигнала, а в спектре помех необходимо получить
Em/{7m„=zn/zn^> 1. Очевидно, что чем сильнее это не-
равенство, тем эффективнее ослабление помех.

Решение такой задачи невозможно без определения
частотных характеристик генератора Ё, его внутреннего
сопротивления Zi и нагрузки Zn.

Спектральные характеристики генератора могут быть
получены расчетным путем или более достоверным путем
непосредственных их измерений с помощью измеритель-
ных приемников помех [3], профессиональных приемни-
ков, селективных вольтметров и других аналогичных
измерительных приборов. Применение неспециализиро-
ванной аппаратуры, например профессиональных прием-
ников, ведет к усложнению методики и схемы измерений,
так как дополнительно требует использования генерато-
ров стандартных сигналов, калиброванных аттенюаторов
и элементов связи. В простейшей схеме при снятии
спектральных характеристик ЭДС генератора Е должно
выполняться условие	что соответствует прибли-

жению режима работы цепи к режиму холостого хода.

Наиболее сложным оказывается определение харак-
теристик Zi и ZH, которое должно быть выполнено
в рабочем или статическом режимах схемы. Измерения
в статическом состоянии оказываются в ряде случаев
непригодными. Это особенно относится к таким источни-
кам помех, как выпрямительные и контактные устрой-
ства, активные элементы приемных и передающих радио-
трактов, электронные приборы, ртутные лампы, тиристо-
ры и др. Для многих объектов все же можно
ограничиться измерением Z{ и ZK в статическом режиме,
если переход к динамическому состоянию не приводит
к изменению характера этих сопротивлений (от емкост-
ного к индуктивному и наоборот) и изменению их мо-
дулей более чем на 10—15%.

Эквивалентные схемы взаимосвязи источников и
приемников помех могут быть очень сложными. Их ана-
лиз в общем виде и в конкретных приложениях при
достаточно широкополосных помехах требует примене-
ния аппарата теории электрических цепей во всей его
полноте, что в инженерной практике, требующей полу-
чения оперативных оценок, оказывается не всегда воз-
можным. Кроме того, многие данные о параметрах
эквивалентной схемы часто отсутствуют, а их точное
определение, теоретическое или экспериментальное, вы-
зывает значительные затраты времени и средств. Ис-
пользование же менее точных данных может привести
к тому, что строгое решение будет бессмысленным, так
как отсутствие результатов этого решения исключает
возможность выработать требования к погрешности
отыскания параметров, поэтому сложные схемы целесо-
образно характеризовать так называемым коэффициен-
том переноса помех [4, 5], определяемым как отноше-
ние максимального действующего значения напряжения
помехи на выходе генератора (с учетом его внутреннего
сопротивления) к действующему значению напряжения
помех на входе (на входных зажимах) приемника:

Кп=Дп/5а-	(1.3)

Напряжение Еа является аналогом ЭДС, наводимой
в эквивалентной антенне приемника помех. Оба дейст-
,12
вующих значения определяются в одной и той же полосе
частот и в общем интервале времени действия помехи.
Таким образом, схема воздействия на приемное устрой-
ство представляется состоящей из трех элементов
(рис. 1.3):

электрорадиоустройства — источника помех, представ-
ленного в виде генератора высокочастотных колебаний

(/), элементов связи источника помех со входом прием-

ного устройства, представ-
ленных в виде четырехпо-
люсника (2), характеризуе-
мого коэффициентом ослаб-
ления напряжения радиопо-
мех при их передаче от за-
жима источника ко входу
приемника; радиоприемного
устройства (5), представ-

Рис. 1.3. Схема воздействия
источника помех на приемное
устройство.

ленного в виде двухполюс-

ника, на который воздействует источник помех через
указанный выше четырехполюсник связи.

Результаты аналитического расчета коэффициента
переноса помех даже в простейших случаях значительно
отличаются от истинных значений, поэтому его опреде-
ляют экспериментально.

Для измерения коэффициента переноса вместо источ-

ника помех в помехонесущую сеть включается генера-
тор, обладающий достаточным уровнем выходного на-
пряжения в заданном диапазоне частот. Напряжение
этого генератора измеряется в точках подключения его
к помехонесущей сети и является напряжением эквива-
лентного генератора помех U„. Напряжение на входе
приемника £а, возникающее под действием генератора,
определяется непосредственно с помощью измерителя
помех. При этом должны быть предусмотрены меры по
согласованию сопротивлений антенно-фидерной системы
и измерителя. Для получения частотной зависимости
коэффициент переноса измеряется на частотах или в ча-
стотных полосах, расположенных в пределах требуемого
диапазона частот.

В конкретном устройстве коэффициент переноса по-
мех на отдельные узлы этого устройства может быть
определен аналогичным образом — путем подключения
к источнику помех, находящемуся в нерабочем состоя-
нии, внешнего генератора стандартных сигналов и изме-
рения уровней помех, наводимых на каждом из интере-
сующих конструктора чувствительных элементов.

В простейшей эквивалентной схеме, если строго сле-
довать определению коэффициента переноса, он равен 1.
Это очевидно, так как в ней принято, что помехонесу-
щие соединения имеют сопротивления, равные нулю.
Включение же в эти соединения хотя бы одного допол-
нительного двухполюсника (рис. 1.4,а) дает возмож-
ность анализировать и простейшую схему с помощью
коэффициента переноса.

Рис. 1.4. Подавление помех на самом источнике.

Действительно, согласно рис. 1.4,а имеем
Дп-----------------Дп/ Дт1=£дн/£н,

(1-4)

где Ua, ия — соответственно действующие значения на-
пряжения помехи на выходе генератора с учетом его
внутреннего сопротивления Z, и напряжения на -нагруз-
ке, а £цн — модуль полного сопротивления последова-
тельной цепи, составленной из Z;( и ZH, поскольку
2дн^2!п + 2д, ТО

/<n<(Zn + zn) /Zrl=l + Z„/ZH.	(1-5)

Если учесть, что в интересах подавления помех сле-
дует добиваться увеличения то в правой части не-
равенства записана величина, определяющая границу
достижимых значений коэффициента переноса.

Из приведенных формул для Дп простейшей схемы
с дополнительным двухполюсником следует:

как и ожидалось, коэффициент не зависит от
ЭДС генератора и, следовательно, ее спектральных ха-
рактеристик; это справедливо для всех случаев, когда
эквивалентная цепь переноса помехи является линейной;

значение Дп возрастает с увеличением гд и умень-
шением zn в требуемом диапазоне частот; это равнознач-
но, во-первых, мерам по подавлению помех в месте их
возникновения, во-вторых, в тракте распространения и,
b-третьих, повышению помехоустойчивости приемника
или рассогласованию его входного импеданса с генера-
тором помехи.

Таким образом, в зависимости от конкретных усло-
вий подавление радиопомех можно осуществить на са-
мом источнике в месте их возникновения, на путях рас-
пространения и в приемном устройстве. Технически наи-
более рациональным является использование перечис-
ленных способов одновременно. При этом один из них
будет основным.

Очевидная возможность улучшения подавления по-
мех в устройстве, приводимом к простейшей эквивалент-
ной схеме, заключается во включении между генерато-
ром и нагрузкой элементов, которые могут быть пред-
ставлены четырехполюсником с частотной характеристи-
кой, близкой к характеристике Г-образного звена LC.
Включение емкости С параллельно нагрузке, а индук-
тивности L в горизонтальную ветвы схемы (рис. 1.4,6)
позволяет увеличивать Кп по мере роста частоты помехи.
Если индуктивное и емкостное сопротивления поменять
местами, то можно получить обратную зависимость от
частоты. В общем случае включение между генератором
и нагрузкой фильтра Ф (рис. 1.4,в) верхних, нижних
частот или полосового фильтра с заданными частотными
свойствами в полосах прозрачности и задерживания
позволяет при учете параметров сопротивлений Zi и ZH
получить значения Ап, удовлетворяющие нормативным
документам, условиям функционирования и технической
эксплуатации РЭА. В реальных устройствах роль филь-
тров могут играть элементы принципиальной схемы и
конструкции РЭА, в том числе и экраны.

Увеличение коэффициента переноса помех или эффек-
тивности их ослабления всегда ограничивается мате-
риальными затратами и характеристиками РЭА. Поэто-
му практическая реализация мер по защите от помех
ведется до достижения некоторого остаточного их уров-
ня, обеспечивающего сохранение отношения сигнал-по-
меха в допустимых пределах. Очевидно, что минималь-
ное допустимое значение соотношения сигнала и помехи
определяется исходя из условий эксплуатации РЭА или
требований к аппаратуре и радиолиниям. Допустимое
соотношение сигнал-помеха должно быть установлено
для РЭА в целом и для отдельных устройств аппаратуры
с учетом всей совокупности помех.
Практика подавления и статистический материал по
уровням радиопомех, создаваемых различными источни-
ками, позволили провести нормирование помех, которое
непрерывно совершенствуется в интересах повышения
эффективности использования РЭА.

На основе нормирования радиопомех при известных
характеристиках их источников могут быть сформулирр-
ваны требования к системам подавления или к парамет-
рам помехонесущей сети (коэффициенту переноса). На-
пример, если по условиям работы РЭА при заданных
значениях напряжения сигнала Uc напряжение помехи
на входе рассматриваемого устройства ППВх должно
быть таким, чтобы UdUa

то, поскольку согласно определению коэффициента
переноса в данном случае Ua Вх—ии=Е&,
получаем

K^(UDlUc)Kca,	(1.6)

где, как и ранее, Un — напряжение помехи на входе
помехонесущей сети.

Аналогичные оценки могут быть получены для мак-
симальных и средних значений уровней помех при мини-
мальных и средних значениях уровней сигналов.

В общем случае взаимные и индустриальные радио-
помехи являются случайными, содержащими, однако,
детерминированные составляющие. Уровни детерминиро-
ванных составляющих помех определяются в широком
смысле их видом и видом помеховой ситуации. В кон-
кретных случаях вес детерминированных составляющих
оказывается существенно зависимым от факторов, обус-
ловивших возникновение помех, от явлений, способствую-
щих распространению помех и их проникновению в РЭА,
от характера воздействия помех на качество работы
радиолиний.

Наиболее детерминированными оказываются индуст-
риальные радиопомехи стационарных объектов и
устройств, воздействующие на стационарную РЭА. Здесь
случайная составляющая помех обычно пренебрежимо
мала. В большинстве случаев представляется возмож-
ным и целесообразным считать детерминированными и
взаимные радиопомехи ближней зоны стационарных
РЭС, их отдельных устройств и элементов. По мере по-
вышения мобильности РЭА и увеличения разнообразия
условий эксплуатации радиоустройств случайный харак-
16:
тер взаимных радиопомех ближней зоны и индустриаль-
ных радиопомех становится все более ощутимым. Что
же касается взаимных радиопомех дальней зоны, то они
почти всегда являются чисто случайными, за исключе-
нием тех сравнительно редких ситуаций, когда РЭА,
образующая радиолинии, работает на строго регламен-
тированных частотных полосах неперегруженного участ-
ка радиочастотного диапазона в стационарных объектах
при неизменных условиях распространения радиоволн.
Следует отметить, что случайный характер взаимных
помех дальней зоны оказывает существенное влияние на
взаимные радиопомехи радиоустройств сосредоточенных
объектов. Причиной этого является необходимость изме-
нения режимов работы радиоустройств из-за воздействия
радиочастотной обстановки в дальней зоне, т. е. из-за
взаимных помех РЭА различных радиолиний, размещен-
ной на различных сосредоточенных объектах.

Случайный характер радиопомех не исключает необ-
ходимости и возможности их нормирования. При наличии
достаточного объема статистических данных нормирова-
ние может быть проведено по вероятностным критериям
с требуемым уровнем надежности наиболее полно и до-
стоверно.

При отсутствии достаточно полных статистических
данных о радиопомехах оперативная оценка требуемых
значений коэффициента переноса может быть детерми-
нированной, производимой на основе задания наиболее
вероятных максимальных и минимальных уровней сиг-
налов и помех. Такая оперативная оценка дается, как
правило, завышенной, исключающей грубые просчеты
в определении требуемой эффективности системы подав-
ления помех.

Например, для первых 5 каналов телевидения требуется на-
пряженность поля сигнала £о«=500 мкВ/м при Ксп^ЮО. Если на-
ходящийся в зоне приема индустриальный источник радиопомех
создает путем переноса иа входе приемника гладкую несииусои-
дальную помеху с действующим значением напряжения в пределах
полосы частот канала £/д==30 мкВ, то при действующей высоте
антенны Лд«=0,5 м имеем АжЭг(й/пКсп)/(ЕсЛд)=(30-100)/(500Х
Х0,5)=12.

Бесспорно, что эта и подобные ей оценки являются грубыми
и завышенными, вследствие чего их реализация неэкономична.
Однако в интересах решения задач и, в частности, разработки тех-
2—758	_	17
йическйх требований к экранам такие оценки могут быть пригод-
ными, особенно в условиях, близких к детерминированным.

Оптимальные требования к системам подавления
взаимных и индустриальных радиопомех могут быть по-
лучены только на основе анализа статистического мате-
риала достаточного объема.

Анализ статистических характеристик радиопомех,
а также методов их получения составляет содержание
многих исследований и выходит за рамки настоящей ра-
боты. В качестве примера можно указать работы [6—9].

Подавление радиопомех на путях их переноса осу-
ществляется в тракте, который является частью помехо-
несущей сети. Под трактом переноса помех понимается
совокупность элементов и устройств РЭА и среды рас-
пространения, связывающих один источник (генератор)
помех с одним приемником (восприимчивым к этим ра-
диопомехам элементом аппаратуры). Иначе говоря,
тракт переноса помехи является той частью помехонесу-
щей сети, которая выделяется при рассмотрении элемен-
тарной ситуации воздействия одного генератора помех
на один приемник. При этом другие элементы сети (ге-
нераторы и приемники), не влияющие на рассматривае-
мые генератор и приемник, из анализа исключаются,
а при наличии такого влияния оно учитывается в экви-
валентных параметрах тракта.

Тракт передачи помехи отличается от тракта радио-
связи меньшей протяженностью, разнообразием и слож-
ностью структуры, наличием большого количества слу-
чайных элементов, способствующих распространению
помехи или вызывающих ее затухание. Возможность
распространенйя помехи от генератора к приемнику не-
сколькими путями вызывает в тракте явления, аналогич-
ные замираниям сигналов и помех в каналах радиосвя-
зи. Таким образом, в общем виде тракт переноса помех
можно моделировать четырехполюсником с переменными
параметрами, изменения которых во времени могут быть
случайными. Каналы с переменными параметрами явля-
ются предметом изучения теории и практики связи и,
прежде всего, радиосвязи. Однако теория радиосвязи не
может быть в полной мере отнесена и к трактам пере-
носа помех из-за того, что они мшут быть более слож-
ными, чем радиоканалы. Поэтому сравнительно неболь-
шое количество работ, в которых рассматриваются эти
тракты, нельзя считать достаточным для общего, даже
приблизительного, решения проблемы подавления помех.
В итоге получается, что достигнутые здесь инженерные
решения базируются в основном на анализе различных
частных случаев.

Наибольшую сложность представляет анализ тракта
переноса помех, распространяющихся путем непосредст-
венного их излучения. В радиосвязи эти вопросы каса-
ются преимущественно изучения электромагнитных по-
лей в дальней зоне излучения. Для подавления взаим-
ных и индустриальных радиопомех различными метода-
ми, в том числе экранированием источников помех или
восприимчивых к ним элементов РЭА и отдельных ра-
диоустройств, рассмотрение полей ближней зоны явля-
ется не менее важным, чем дальней или промежуточной
зоны. При этом необходимо подчеркнуть, что излучате-
лями и приемными антеннами для взаимных и индуст-
риальных радиопомех во многих случаях служат не соб-
ственно антенные или антенно-фидерные системы, а все-
возможные детали и узлы конструкции РЭА или
мобильных и стационарных объектов, где эта аппаратура
размещается, линейно-кабельные сооружения и устройст-
ва, электрические сети электропитания, управления, сиг-
нализации, связи и др.

В ближней зоне магнитное поле определяется током,
электрическое — зарядами в соответствующих излучате-
лях. Поле имеет преимущественно реактивный характер,
так как векторы Е и Н изменяются во времени по вели-
чине и направлению аналогично изменениям напряже-
ния и тока в реактивном элементе. В этой зоне при ко-
лебательном характере движения главной части энергии
электрическое и магнитное поля в некоторых точках про-
странства мог\т существовать раздельно с преоблада-
нием той или иной составляющей, поскольку при рас-
стояниях, меньших длины волны, для мгновенных значе-
ний переменных полей применимы законы постоянных
полей.

Поле в ближней зоне существенно неравномерно,
а волновые сопротивления составляющих поля являются
взаимообратными. Электрическое поле обладает высоко-
омным волновым сопротивлением, магнитное — низким
В [10] показано, что если при нормальном падении
волны принять:

для электрического вибратора ZF=EFJИЕ,

для магнитного ZH=EHIHn„
где ЁЕ Ен, НЕ Пн — комплексные амплитуды соответст-
венно электрической и магнитной составляющих поля;
ZE— полное сопротивление среды электрической состав-
ляющей волны, которое для простоты называют элек-
трическим волновым сопротивлением; ZH— магнитное
волновое сопротивление, то значения модулей указанных
сопротивлений для ближней и дальней зон определятся
из выражений

7 - Z° ,/(И6+1.

l + (fr)= V (Мг ’

2Я=7О[1 -Н₽г)'1 /тдаг’ (Ь7)

где р=2л/А.

На рис. 1.5 представлены функции ZH=ZH(2nrи
ZE~Ze (2пг/X), соответствующие формулам (1.7). В пре-
дельном случае при |ЗгС1, наиболее характерном для
ближней зоны, ZE~^Z0/fir, ZH^Zofir, Ze^Zh.

В другом предельном случае при рг^>1, наиболее
характерном для дальней зоны, Ze^Zh«kZo=377 Ом.
Это есть случай образования в дальней зоне волны
с одинаковыми значениями электрической и магнитной
составляющих, образующих единый электромагнитный
процесс. При промежуточных значениях рг происходит
приближение ZE и ZH к Zo. При рг^0,71 имеем Ze^Za.
что соответствует явлениям, характерным для дальней
зоны. При дальнейшем увеличении рг имеем Zh>Z,E-
Однако это неравенство при последующем росте рг осла-
бевает и практически при г>ЗХ превращается в при-
ближенное равенство, точность которого монотонно
увеличивается < ростом г. Переход кривых через точку
ZH=ZE и достижение ими при 2лг/Х=1,15 экстремаль-
ных зачений, равных соответственно Z£min=O,68Zo и
2Hmax=l,47Zo, означают, что, начиная с рг=0,71, маг-
нитный вибратор создает электрическое поле, а элек-
трический— магнитное. Как известно, с увеличением
расстояния энергия поля, создаваемая электрическим
вибратором, затухает обратно пропорционально г3 для
электрической составляющей и г2 для магнитной. Прак-
тически для электрической составляющей поля ослабле-
ние следует считать пропорциональным 1 /г3 для г^0,1Л,
пропорциональным 1/г2 для 0,1Х^г^ЗХ и при r>3Z
пропорциональным 1/г. Последнее обстоятельство необ-
ходимо часто учитывать, так как подавляющее боль-
20
шинство измерений радиопомех как в дальней, так и
в ближней зонах осуществляется путем определения
электрической составляющей.

Основное практическое значение функций ZH—
=ZH(2nr/X) и ZE=ZE(‘2nr/%), приведенных на рис. 1.5,
заключается в возможности определения волновых сопро-
тивлений составляющих поля на заданном расстоянии
от источника, а следовательно, и приближенного опреде-
ления одной из состав-

ляющих поля при извест-
ной другой. Схема расче-
та может выглядеть сле-
дующим образом. При из-
вестных %, г, Е или Н сна-
чала определяют 0г, за-
тем находят соответст-
вующие значения ZE]ZG и
ZhIZq. Поскольку эти ве-
личины соответствуют оп-
ределенным отношениям
составляющих поля, то
последние определяются
элементарными вычисле-
ниями. Однако такое ре-
шение не является одно-
значным с точки зрения
определения характера
вибратора.

Если характер излуча-

Рис. 1.5. Зависимость волновых
сопротивлений составляющих по-
ля от 2лгД.

теля неизвестен, то можно

дать лишь качественную оценку, используя общие свой-
ства источника помех и учитывая при этом, что если
эквивалентный излучатель является электрическим виб-
ратором, то значением магнитной составляющей поля
можно пренебречь.

Количественную оценку можно осуществить, сравни-
вая поля эквивалентной горизонтальной рамки с полем
эквивалентного вертикального электрического вибратора.
Поэтому при определении электрической составляющей

напряженности поля измерения следует производить как
при горизонтальном, так и при вертикальном положе-
ниях антенны измерителя.

При отсутствии возможностей дифференцированной
оценки составляющих поля по характеру, величине и
пространству используют более обобщенную характери-
стику излучателя — действующую высоту' (площадь)
эквивалентной антенны. Учитывая явления убывания
интенсивности электрического поля в ближней зоне по
мере удаления от излучателя, можно считать, что

(1.8)

где а — коэффициент пропорциональности и согласова-
ния размерностей левой и правой частей выражения;
йд— действующая высота приемной антенны; г — крат-
чайшее расстояние от антенны до эквивалентного излу-
чателя; (7П — действующее значение напряжения помехи,
подаваемого на излучатель.

В дальней зоне напряженности электрического и
магнитного полей пропорциональны частоте колебаний,
а мощность колебаний пропорциональна квадрату ча-
стоты, чем и объясняется увеличение эффективности
антенны фиксированных геометрических размеров с ро-
стом частоты.

Электрическое и магнитное поля в распространяю-
щейся электромагнитной волне непрерывно взаимно пре-
образуются. На равных расстояниях от излучателя элек-
трическое и магнитное поля находятся в фазе и обра-
зуют поверхность в виде сферы, называемую волновой
поверхностью. Следовательно, распространяющиеся
в пространстве электромагнитные волны являются сфе-
рическими. При значительном радиусе сферы небольшая
площадка на ее поверхности может приближенно счи-
таться плоской. Поэтому в зоне излучения при незначи-
тельных размерах приемных антенн всегда оперируют
с плоскими волнами, для которых известны соотношения
между составляющими поля.

Пространство, в котором распространяются помехи,
при излучении обычно не бывает однородным. Это могут
быть части конструкции РЭА, объемы внутри и вне
аппаратуры с различными параметрами внутренней сре-
ды, наконец, это может быть территория промышленного
или радиотехнического объекта с принадлежащими ей
строениями, коммуникациями, металлическими и други-
ми сооружениями. Все эти элементы изменяют условия
распространения радиоволн, конфигурацию и распределе-
ние поля. Определение результирующей напряженности
поля в любой точке этого пространства аналитическим
22
путем является весьма сложной задачей даже для ста-
ционарной РЭА и сравнительно несложных стационар-
ных объектов, так как при распространении радиопомех
наблюдается многократное отражение, интерференция
и дифракция радиоволн. Еще более сложным является
оешение этой задачи для мобильных РЭС и объектов.
Поэтому исследование электромагнитной обстановки
района или участка распространения помехи произво-
дится экспериментально с обработкой многократных для
различных условий результатов измерений методами
математической статистики. При этом необходимо пони-
мание основных закономерностей отдельных явлений и
процессов образования и распространения радиопомех,
что позволяет корректировать и использовать для по-
давления помех снятую экспериментально электромаг-
нитную обстановку, приспосабливая ее к конкретным
условиям. Для указанных целей можно воспользоваться
различными техническими средствами.

В общем случае при наличии на пути распростране-
ния препятствия с электрическими параметрами, отлич-
ными от параметров волны, электрическое поле изменя-
ется за счет вторичного поля, рассеиваемого препятст-
вием. Сущность этих изменений аналогична явлениям
отражения и преломления волн на границе двух сред,
но при этом значительно сложнее. Практическое исполь-
зование этих явлений для уменьшения влияния помехи
может иметь место и при наличии естественных преград,
что должно учитываться в конкретной обстановке.

Ослабление помех, распространяющихся в тракте
переноса путем излучения, можно получить, используя
эффекты поляризации радиоволн [11, 12]. Использова-
ние поляризационной избирательности устройств, выпол-
няющих функции приемных антенн у восприимчивых
к помехам элементов РЭА, может значительно умень-
шить воздействие этих помех. Практика показывает, что
при отсутствии возможности широкого применения раз-
ветвленных поляризационных решеток некоторого умень-
шения воздействия источника помех на приемную
антенну можно добиться, ориентируя ее перпендикуляр-
но излучателю и получая тем самым простейшую поля-
ризационную развязку. В некоторых задачах проектиро-
вания радиотехнических объектов представляется целе-
сообразным использование различных материалов и
сред распространения радиоволн для получения поляри-
Зацйонной развязки Источников и приемников помех или
для повышения поляризационной избирательности эле-
ментов РЭА, подверженных воздействию помех, посколь-
ку, как известно, волна, прошедшая из одной среды
в другую, в общем случае не только отражается и ослаб-
ляется, но и изменяет свою поляризацию. С другой
стороны, естественные преграды не в одинаковой мере
ослабляют волны различной поляризации. Так, напри-
мер, при вертикальной поляризации излучения неболь-
шое ослабление вызывают вертикальные преграды, так
же как при горизонтальной поляризации — горизонталь-
ные преграды. Указанные явления почти всегда учиты-
ваются при проектировании экранов в той мере, как
этого требуют электромагнитная обстановка, структура
объекта, нормы подавления радиопомех и тип экрана.

Следует отметить еще два важных обстоятельства
использования явлений, характерных для дальней зоны,
с целью подавления радиопомех, реализации требований
по совместному и близкому размещению элементов РЭА
и РЭС и, следовательно, проектирования как сравнитель-
но небольших экранов, так и крупных систем электро-
магнитного экранирования.

Первое обстоятельство заключается в том, что зави-
симости направленности излучения, дифракции, погло-
щения, интерференции и поляризации радиоволн от ча-
стоты не имеют резко выраженного характера. Частот-
ные границы этих зависимостей «размазаны», и их
сравнительно широкополосный характер не дает возмож-
ности получить только в результате экранирования пол-
ное пространственное и поляризационное разнесение
источников и приемников помех. При этом без принятия
специальных мер не может быть достигнут существенный
выигрыш и по частотной совместимости РЭС или эле-
ментов РЭА. Поэтому при работе в перегруженных
участках радиочастотного диапазона, смежных или
близких частотных полосах РЭС и элементов РЭА, вза-
имные удаления которых на расстояния, обеспечивающие
требуемые затухания помех, невозможны, приходится
прибегать к временному разделению в функционирова-
нии аппаратуры и к мерам частотной фильтрации.

Включение фильтров в аппаратуру может быть весь-
ма различным. Они могут находиться в различных трак-
тах, но могут быть и элементами излучателей и прием-
ных антенн, существенно ограничивающими их частот-
ные диапазоны. В качестве примера можно привести
применение решетки из предельных волноводов, уста-
навливаемой перед приемной антенной и эквивалентной,
как известно, фильтру верхних частот. Отметим также,
что экранирование устройств, находящихся в ближней
зоне, или непосредственно самого излучателя также
является широкополосным. Поэтому применение средств
радиочастотного фильтрования оказывается не менее не-
обходимым для развязки совместно расположенных эле-
ментов внутри РЭА и при совместном размещении РЭС,
чем экранирование.

В большинстве случаев системы экранирования и
фильтрации существенно влияют на весогабаритные ха-
рактеристики аппаратуры, что заставляет практически
полностью отказываться от реализации необходимых
связей между элементами РЭС одного и того же объек-
та путем излучений сигналов, а прибегать всюду, где
это возможно, к использованию экранированных фиде-
ров и кабелей.

Второе обстоятельство заключается в том, что даль-
няя зона характеризуется наличием уже сформировав-
шихся свойств направленности излучателей и приемных
антенн. В нашем рассмотрении каждое из этих устройств
в подавляющем большинстве конкретных ситуаций не
является специализированной антенно-фидерной систе-
мой. Можно говорить, что с позиций экранирования
свойства излучения и приема электромагнитных волн
являются почти всегда побочными, сопутствующими ос-
новным функциям элементов РЭА. Однако для любого
излучающего или принимающего излучения элемента
РЭА среди различных типов передающих или приемных
антенн может быть найдена своя приближенная анало-
гия, с соответствующей этому элементу конфигурацией,
геометрическими размерами и способом питания.

По известным диаграммам направленности аналогич-
ной антенны, условиям ее работы, рабочему диапазону
частот и другим параметрам можно приближенно опре-
делить для данного элемента РЭА структуру поля и
возможности приема и излучений помех, а также харак-
тер взаимодействия этого элемента с другими полями
помехонесущей сети. Значит, наличие характеристик
антенны-аналога и спектральных характеристик возмож-
ных излучений и каналов приема позволяет в некоторой
Степени оценить роль рассматриваемого устройства
в общей электромагнитной обстановке на объектах, про-
гнозировать ее и принимать соответствующие предвари-
тельные решения по выбору направлений проектирования
системы подавления взаимных и индустриальных радио-
помех. Очевидно, что прогноз может учитывать не толь-
ко пространственные и спектральные характеристики
излучений и каналов приема, но и их энергетические
показатели и продолжительность вероятных интервалов
одновременной работы РЭС.

Обычно район непосредственного действия помехи не
выходит за пределы окружности, в центре которой рас-
положен источник, а максимальный радиус составляет
от 100 м до нескольких километров. В некоторых слу-
чаях помеха обнаруживается на удалениях до десяти
и более километров от объекта, содержащего излучаю-
щие устройства. Часто это имеет место тогда, когда
помеха распространяется вдоль какой-либо достаточно
длинной линии.

Известно, что в электромагнитных процессах сосре-
доточение электромагнитной энергии происходит главным
образом не в проводниках, а в пространстве, окружаю-
щем проводник. Проводник, как правило, образует гра-
ницу того пространства, в котором происходят электро-
магнитные процессы. Чем выше частота и больше про-
водимость металла, тем меньше электромагнитной энер-
гии проникает в толщу проводника. Поэтому простейшая
двухпроводная линия, представляющая собой два линей-
ных близко расположенных параллельных проводника,
проложенная вблизи источника излучения, независимо
от ее назначения оказывается переносчиком этой высо-
кочастотной энергии.

Таким образом, даже из краткого рассмотрения ви-
дов радиопомех и методов их подавления можно заклю-
чить, что наряду с применением для таких целей других
технических средств основным следует считать комплекс-
ное использование электромагнитного экранирования
(ЭМЭ) и фильтрацию цепей.

Современный комплекс радиоэлектронных средств
является, как правило, организацией достаточно высоко-
го порядка. К нему вполне применимо определение его
как системы. Поэтому более целесообразно считать
ЭМЭ мерой ослабления прежде всего внутрисистемных
помех. Последнее, впрочем, не является бесспорным, так
как определяется тем содержанием, которое вкладывает-
26
tn в сами термины «внутрисистемные» и «внесистемные»
помехи.

ЭМЭ является не только одним из способов обеспече-
ния ЭМС РЭС, но и позволяет решать задачи биологи-
ческой защиты, увеличения разрешающей способности
измерительной аппаратуры, повышения надежности
функционирования РЭА, применение которой не связано
с работой радиолиний.

Свойства индустриальных радиопомех, анализ воз-
можных методов их подавления и практические резуль-
таты, достигнутые в этом направлении, позволяют счи-
тать ЭМЭ важнейшим, а иногда единственным способом
ослабления таких помех. Применение ЭМЭ против инду-
стриальных радиопомех имеет ряд особенностей, среди
которых необходимо прежде всего отметить сочетание
ЭМЭ с фильтрацией сетей питания, блокировки, управ-
ления и сигнализации, придающее мероприятиям по
ЭМЭ комплексный характер. Второй наиболее важной
особенностью является увеличение объемов экранируе-
мых пространств часто до весьма значительных размеров
стационарного промышленного или научно-технического
объекта.

ЭМЭ тесно связано с радиотехникой. Эта связь обус-
ловлена не только областью применения и задачами
ЭМЭ, но и широким использованием радиотехнических
методов для исследований вопросов экранирования, про-
ектирования и оценки эффективности экранов. Вслед за
развитием радиотехники, удовлетворяя ее потребности
в дальнейшем освоении радиочастотного диапазона, соз-
дании более совершенных радиоустройств и обеспечении
условий их работы, ЭМЭ должно расширять свои воз-
можности и преодолевать воздействие лимитирующих
факторов, таких, например, как весогабаритные харак-
теристики РЭА, сложность ее конструкции и др. ЭМЭ
и радиотехника имеют во многом общую теоретическую
основу, базирующуюся на теории электромагнитного по-
ля и теории электрических цепей, а в инженерных при-
ложениях—-на теоретической электротехнике. При всей
общности с радиотехникой ЭМЭ имеет все же ряд су-
щественных особенностей, придающих ему ощутимое
самостоятельное значение. Спецификой ЭМЭ прежде
всего является большой удельный вес конструкторской
Деятельности с привлечением опыта и сведений из меха-
ники, физики, химии и материаловедения. В правильном
сочетании конструкторской работы с анализом причин
возникновения, путей распространения и спектральных
характеристик радиопомех заключается значительная
доля успеха проектирования экранов.

1.2.	Назначение и основные характеристики экранов

Электромагнитные экраны предназначаются для ло-
кализации в некотором объеме пространства полей, соз-
даваемых излучателями электромагнитной энергии,
с целью ослабления или исключения воздействия излу-
чателей на чувствительные элементы РЭА и аппаратуру
в целом. В зависимости от назначения различают экра-
ны с внутренним возбуждением электромагнитного поля,
в которых обычно помещается 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 от воздействия внешних помех.

Экранирование как техническое мероприятие призва-
но обеспечить надежность работы РЭА: подавить до
требуемого уровня влияние непреднамеренных излуче-
ний электромагнитной энергии, препятствующих эффек-
тивному функционированию элементов РЭА. Определе-
ние назначения экрана в каждом отдельном случае
производится с учетом характера источника помех и чув-
ствительных к ним элементов, их размеров, пространст-
венного размещения, вида подводимых коммуникаций и
допустимой величины воздействия экрана на экранируе-
мые элементы.

Как всякая техническая отрасль, электромагнитное
экранирование имеет свои специфические особенности,
обусловленные его физической сущностью, принципами
действия и конкретными условиями применения экранов,
что находит свое выражение в количественной оценке
эффективности экранирования. Для оценки функцио-
нальных качеств экрана могут быть использованы раз-
личные характеристики. Наиболее обобщенной является
эффективность экранирования (ЭЭ).

Под эффективностью экранирования будем понимать
отношение действующих значений напряженности элек-
трического поля Ег (магнитного поля Hi) в данной точ-
ке при отсутствии экрана к напряженности электриче-
28
ского поля £2 (магнитного поля Hz) в той же точке при
наличии экрана:

‘^0£==-£7'j	(1-9)

Здесь эффективность выражается в относительных еди-
ницах (разах). На практике обычно эффективность экра-
нирования представляют в логарифмических единицах—
децибелах (дБ):

р	Н

3„=201gl-^-.	(1.10)

Очевидно, что эффективность экранирования и близ-
кие к ней формально и по физическому смыслу харак-
теристики экранов являются функциями пространства и
частоты, а параметрами их можно считать ширину по-
лосы частот, в которой определяются действующие зна-
чения напряженности поля.

В некоторых работах [13, 14] действие экрана учи-
тывают через коэффициент экранирования

S=£2/£i,	(1.11)

который изменяется от 1 до 0, характеризуя в последнем
случае максимальный эффект экранирования. В технике
связи эффективность экранирования принято выражать
в неперах (Нп):

B=ln |l/S|=ln(Ei/£2).	(1.12)

При этом для перевода из одной системы единиц в дру-
гую может быть использован коэффициент 8,7, тогда
ЭдБ=8,75Нп.

При необходимости оценить общую эффективность
экранирования исходя из допустимой величины ЭДС по-
мехи, наводимой в цепях РЭА, пользуются эквивалент-
ной действующей высотой устройства

h0=U„lEu	(1.13)

где £7Н — действующее значение ЭДС помехи, наводимой
на элементы, находящиеся внутри экрана, м; Е\—дей-
ствующее значение напряженности внешнего поля, В/м.
Величина ho характеризует как бы действующую высоту
экрана (по аналогии с действующей высотой антенны).

Учитывая, что ЭДС помехи пропорциональна напря-
женности поля внутри экрана, находим

ho—aE2lEi~-а/ЭоЕ.	(1-14)
Второй характеристикой качества экрана является
мера его воздействия на параметры экранируемых эле-
ментов, определяемая количественно коэффициентами
реакции экрана. При всех видах экранирования, за
исключением статического, из-за отражения электро-
магнитной энергии от стенок экрана происходит взаимо-
действие между экраном и экранируемым устройством.
Экран, защищая цепи, детали, колебательные контуры
от воздействия внешних полей, оказывает существенное
влияние на параметры экранируемых элементов. Из-за
перераспределения электромагнитного поля внутри экра-
на происходят изменения их первичных параметров,
в результате чего, например, изменяются магнитные свя-
зи, уменьшается первичная индуктивность катушек, уве-
личивается емкость контуров, возрастает активное со-
противление, далее это ведет к изменению частоты на-
стройки и добротности колебательных контуров, потерям
энергии и т. д. Относительные изменения параметров
экранируемых элементов можно учесть с помощью коэф-
фициентов

Р ij—1	Aoij,

где A3ij — значение i-ro параметра /-го экранируемого
элемента при наличии экрана; Аоц — значение первич-
ного i-ro параметра /-го элемента при отсутствии экрана.

Каждый из Рц является коэффициентом реакции
экрана на i-й параметр /-го элемента.

Задаваясь допустимыми пределами изменений пара-
метров и зная размеры экранируемых элементов, можно
определить габаритные размеры экрана, материала, из
которого он Должен быть изготовлен, и условия разме-
щения элементов внутри него.

1.3.	Виды и сущность электромагнитного экранирования

В общем случае экранирование РЭА осуществляется
с помощью электромагнитных экранов. Однако часто
в электромагнитной обстановке наблюдается преоблада-
ние отдельных видов полей, поэтому для учета их спе-
цифики различают следующие виды экранирования:
электростатическое, магнитостатическое и электромаг-
нитное.

Под электро- и магнитосгатическим экранированием
понимается экранирование полей любых частот зоны
30
индукции. Однако, как будет видно ниже, на высоких
частотах одновременно с экранированием магнитного
поля происходит экранирование электрического поля,
что определяет единый процесс электромагнитного экра-
нирования. Представляется целесообразным рассмотреть
сущность экранирования применительно к низким и вы-
соким частотам раздельно.

Электростатическое экранирование. Если в электро-
статическое поле внести проводник, то в результате по-
ляризации электроны в нем начнут перемещаться в сто-
рону положительно заряженной пластины и на части
проводника, обращенной к этой пластине, возникнет от-
рицательный потенциал, а противоположная часть по-
верхности проводника окажется заряженной положи-
тельно. Положительная и отрицательная части провод-
ника создают свое собственное вторичное поле, которое
равно внешнему и имеет направление, противоположное
ему. Следовательно, внешнее поле и поле, созданное
проводником, компенсируют друг друга во всех точках
внутри тела и на поверхности проводника. Этим и объяс-
няется распределение зарядов только на поверхности
проводника. Внутри проводника поле отсутствует. Так
упрощенно выглядит один из примеров явления элек-
тростатической индукции. Явлением электростатической
индукции пользуются для осуществления электростати-
ческого экранирования. В самом деле, поскольку всюду
внутри металлического тела поле равно нулю, то доста-
точно поместить в его внутренней полости устройство,
подверженное влиянию электростатического поля и тем
самым исключить влияние поля на это устройство.

Допустим теперь, что заряд + q помещен в центре
сферической металлической оболочки. На внутренней
поверхности оболочки возникают заряды —q, а на внеш-
ней----\-q, и экран окажется, таким образом, неэффек-

тивным. Однако если теперь подключить металлическую
оболочку к земле (к корпусу), то это приведет к тому,
что заряды, находящиеся на внешней поверхности обо-
лочки, стекут на корпус, так как он обладает очень
большой емкостью, вне оболочки поле окажется равным
нулю. Таким образом, электростатическое экранирование
по существу сводится к замыканию электростатиче-
ского поля на поверхность металлического экрана и от-
воду электрических зарядов в землю (на корпус при-
бора)-
Заземление электростатического экрана, как видно,
является необходимым элементом, вытекающим из сущ-
ности электростатического экранирования. Без заземле-
ния электростатический экран почти полностью теряет
свою эффективность. Обращает на себя внимание то, что
при наличии зарядов как на внутренней, так и внешней
поверхностях экрана поле внутри экрана определяется
только внутренними зарядами и совершенно не зависит
от внешних. Однако обратное, утверждение было бы не-
правильным, ибо находящиеся внутри экрана заряды
создают поле и вне экрана. Физически это явление обус-
ловлено появлением индуцированных зарядов на внеш-
ней поверхности, влияние которых может быть нейтра-
лизовано отводом их в землю. Следовательно, с помощью
заземления электростатического экрана можно добиться
взаимного экранирования как внутреннего пространства
экрана от внешнего поля, так и внешнего пространства
от внутреннего поля.

Если металлический экран полностью компенсирует
влияние электростатического поля, то использованием
диэлектрических экранов можно ослабить поле в ег раз,
где е?— относительная диэлектрическая проницаемость
материала, так как из поля свободных зарядов вычи-
тается поле поляризационно-связанных зарядов.

Поместим в поле двух параллельных металлических
пластин диэлектрик. Под влиянием сил электростатиче-
ского поля диэлектрик поляризуется: нейтральные
в электрическом отношении молекулы диэлектрика пре-
вращаются в электрические диполи, а диполи, уже имею-
щиеся в диэлектрике, поворачиваются осями в направ-
лении действия сил поля, образуя на боковых поверх-
ностях электрические заряды. При этом на одной сто-
роне диэлектрика образуется поверхностный отрицатель-
ный заряд, а на второй — положительный. Эти связан-
ные электрические заряды диэлектрика создают в нем
собственное поле, направленное навстречу внешнему, что
приводит к уменьшению результирующего электроста-
тического поля в диэлектрике. Чем больше диэлектриче-
ская проницаемость диэлектрика, тем больше величина
его связанных электрических зарядов и тем слабее в нем
результирующее электростатическое поле. Следователь-
но, устройство, подверженное влиянию электростатиче-
ского поля, целесообразно размещать в самом диэлек-
трике, например в спирте (ег=26), в трансформаторном
масле (sr=2,2) или в дистиллированной воде (щ=81),
а при использовании твердых диэлектриков последний
должен плотно прилегать к экранируемому устройству.

Электростатические экраны изготавливаются из ма-
териалов с высокой проводимостью, хотя во многих слу-
чаях применяют материалы, обладающие достаточной
прочностью и высокими антикоррозийными свойствами,
но меньшей проводимостью. Чаще всего экраны пред-
ставляют собой замкнутые объемы, металлические пере-
городки, соединенные с корпусом (шасси) прибора.
Применение сеточных, перфориро-

ванных или других неоднородных
материалов не обеспечивает полно-
го электростатического экранирова-
ния, ибо при этом часть силовых ли-
ний поля проникает в экранирован-
ное пространство.

Если источник ЭДС является-
переменным (рис. 1.6), то заряды на
теле А будут изменяться, а следова-
тельно, будут изменяться и заряды
распределенные на внутренней по-

Рис. 1.6. Принцип
электростатического
экранирования.

верхности экрана, которые в каж-
дый момент времени будут стре-
миться иметь такую полярность
чтобы компенсировать поле тела А.

В результате этих изменений по экрану потечет пере-
менный ток. Компенсация поля в данном случае не мо-
жет быть полной, так как в результате появления тока
в стенках экрана на них падает напряжение. Поэтому
эффективность экранирования электрического поля ока-
зывается зависимой как от толщины стенок, так и от

проводимости материала экрана. С увеличением толщи-
ны и проводимости материала экрана остаточное поле за
пределами экрана уменьшится, так как уменьшится па-
дение напряжения на его стенках и одновременно воз-
растает эффективность экранирования.

Применительно к квазистатическому экрану практи-
чески при некоторых расстояниях между ним и источ-
ником можно пренебречь запаздыванием в изменениях
поля и пользоваться законами для постоянных полей.
В частности, при расстояниях менее 10 см результаты
анализа постоянных полей пригодны и для частот не
более 300 МГц. Экранирование электрических полей
в этих условиях по существу является задачей устране-
ния паразитных емкостных связей.

На рис. 1.7,а показано влияние элемента 1 на эле-
мент 2 вследствие_наличия взаимной емкости связи С12.
Если источником Е на элементе 1 будет создано напря-
жение Ui, то ЭДС, наводимая на элемент 2, примерно
составит U2—U1С12/С2, где С2— емкость элемента 2 от-
носительно земли, причем С\2<^С2.

Рис. 1.7. Схема ослабления емкостной связи.

При цилиндрической форме элементов ЭДС, наводи-
мая на элемент 2, согласно [15] определяется из фор-

мулы

Ut ___о hb 1

ДГ In (4h/D)-

(1-15)

Это соотношение при соответствующем выборе входящих
в него величин (рис. 1.7,а) все же остается значитель-
ным. Для большего ослабления связи между элемента-
ми устанавливают плоский электростатический экран
(рис. 1.7,6). Такой экран полностью не исключает взаим-
ной связи между элементами, поскольку они останутся
слабо связанными за счет силовых линий, огибающих
экранирующую поверхность.

Ориентировочно эффективность экранирования тако-
го экрана можно оценить по формуле

Эа=и2 / U'2=C12j С' 12^5=5г3э / аа\а2,

(1-16)

где гэ —радиус экрана.

Эффективность экранирования в данном случае опре-
деляется главным образом возможностями проникнове-
ния поля помех за экран в результате дифракции и рас-
34
сеяния. Эти явления будут наиболее ощутимыми, когда
a2~ai- Поэтому при соизмеримых щ и а2 эффективность
экранирования оказывается низкой, а при ai=a2 — ми-
нимальной. Для повышения эффективности экранирова-
ния необходимо выполнить одно из условий а2>Я1 или
ах>а2, выбор которого определяется назначением экра-
на и особенностями конструкции экранируемого объекта
или источника помех.

Как видно, ослабление связи между элементами за-
висит от естественного затухания за счет разноса эле-
ментов (1.15) и затухания, вносимого экраном. Поэтому
целесообразно характеризовать общее затухание коэф-
фициентом связи

= 3?айтпч- (1-17)

св и^Эо агь In (4/i/D)	v '

Чем меньше ^Св, тем меньше взаимное воздействие
элементов и тем больше их развязка.

Магнитостатическое экранирование. Экранирующее
действие магнитостатических экранов основано на за-
мыкании магнитного поля в толще экрана вследствие ее
большей магнитопроводности по сравнению с окружаю-
щим пространством. Такой экран одинаково пригоден
для защиты от воздействия внешнего магнитного поля,
и для защиты внешнего пространства от влияния маг-
нитного поля, созданного источником внутри экрана.
Если, например, внести в однородное магнитное поле
кольцо из мягкого железа, то оно как бы втягивает
в себя силовые линии и магнитное поле внутри кольца
резко уменьшается (рис. 1.8,6).

Изменение направления магнитного потока на грани-
це двух сред с различными магнитными проницаемостя-
ми prl и рг2 определяется выражением

tgai/tg а2=цг2/[Лг1,	(1-18)

где углы щ и а2 показаны на рис. 1.8,а.

Если магнитная проницаемость одной среды беско-
нечно велика, т. е. р,.2/рг1—^оо, то угол си стремится
к 90°. Таким образом, поток выходит из поверхности
с бесконечно большой магнитной проницаемостью под
прямым углом. Хотя сред с бесконечной проницаемостью
не существует, тем не менее практически считают, что
магнитные силовые линии нормальны к поверхности
ферромагнитных тел.
Рассмотрим магнитостатический экран (рис. 1.9),
представляющий собой куб, внешняя сторона которого
равна а. Если толщина экрана d, то внутренний размер
стороны будет а—-2d. Чтобы граничная магнитная сило-
вая линия не попала во внутреннюю часть экрана, необ-
ходимо выполнить условие tg a2=d/ (a—d). Тогда из
(1.18) находим

А =	0<a1<Tt/2.	(1.18')

1	+ (Pri/Ртг) tg ai

Из (1.18') следует, что наибольший практический
интерес представляет случай, когда (pri/pr2)tgai<Cl,
и, следовательно,

d— (gria/pr2)tgai и d<Ca.

При (pri/pr2)tg «1=5=1 получается d=a/2, что ограни-
чивает размеры внутренней полости экрана.

Рнс. 1.8. Принцип ^магнитостатического экранирования.

Таким образом, чтобы обеспечить значительное
ослабление магнитного поля, экран должен быть изго-
товлен из материала с большой относительной магнит-
ной проницаемостью при большой толщине стенок. При
этом чем больше магнитная проницаемость материала
экрана, тем меньшую толщину его стенок можно допу-
стить.
Эффективность экранирования цилиндрического Экра-
на можно определить, пользуясь рис. 1.8. В областях I
и III относительная магнитная проницаемость воздуха
р,г1=Цгз=1> а рг2^>1. Тогда эффективность экрана мо-
жет быть определена из отношения напряженностей
поля вне (область III) и внутри (область I) экрана.
В [16, 17] показано, что это отношение равно

=	(1-19)

Выражение (1.19) можно несколько упростить. Так как
г22—-r2i—r2d(2—djrz), то

3«0M=0,25pr2(d/r2) [2— (djrz)].	(1.20)

Когда d/rz<^2, можно с достаточной точностью при-
нять

Э«Ом—0,5pr2(d/r2).	(1-21)

Эффективность экранирования шарового магнитостати-
ческого экрана при том же отношении r2/ri несколько

Рис. 1.9. Магнитостатический экран.

выше, чем цилиндрического, и приближенно определя-
ется из выражения

Эш0м=0,7рг2(с1/г2).	(1.22)

Эффективность прямоугольного экрана может быть
вычислена по формуле (1.20), если он имеет форму
прямоугольного параллелепипеда с квадратным основа-
нием, ёторона которого принимается в (1.19) равной диа-
метру цилиндра. В целом эффективность магнитостати-
ческих экранов невелика. Так, например, экран, изго-
товленный из специального сплава «Армко», у которого
[хг=3000, при радиусе 40 см и толщине 1 см обеспечит
эффективность 37,5, что составит всего лишь 31,5 дБ.
Экран такой толщины оказывается очень тяжелым и
сложным в изготовлении.

Для повышения эффективности экранирования в ря-
де случаев применяют многоступенчатые магнитостати-
ческие экраны, составленные из нескольких слоев, но бо-
лее тонкого материала. Требуемая эффективность экра-
нирования может быть получена уже у двух- или
трехслойного экрана. Простейший из многослойных экра-
нов — двухслойный — должен быть сконструирован так,
чтобы обеспечить замыкание в наружной оболочке тех
силовых линий поля, которые выйдут за толщу стенок
первого внутреннего слоя. Для этой цели должны быть
правильно выбраны как толщина стенок оболочек, так
и расстояние между ними. На практике расстояние
между оболочками делают больше толщины оболочек.
В первом приближении расстояния между оболочками
принимают равными расстоянию между первой оболоч-
кой и ближайшим краем экранируемого объекта, а тол-
щину каждой оболочки берут не более 1... 1,5 мм.

В этих условиях, учитывая, что затухание взаимодей-
ствия между оболочками при наличии воздушной про-
слойки равно нулю, с достаточной для практики точ-
ностью можно принять эффективность экранирования
многослойного экрана равной

Эом=(О,5^4-) ,	(1.23)

где п — число оболочек.

Для рассмотренного выше примера со сплавом
«Армко», принимая d=0,15 см и п—2, получаем, что
эффективность экранирования будет 30 дБ.

При экранировании постоянных магнитных полей сле-
дует выполнять следующие общие рекомендации:

применять материалы с возможно более высокой на-
чальной магнитной проницаемостью;

в конструкции экрана избегать стыков и швов с боль-
шим магнитном сопротивлением на пути магнитных си-
ловых линий поля помех;
не допускать крепления экранируемого элемента и
оболочек экрана стальными деталями, которые могут
образовывать пути с малыми магнитными сопротивле-
ниями для магнитных силовых линий помехи;

эффективность экрана повышать не увеличением тол-
щины материала, а применением нескольких тонких
экранов, расположенных на возможно большем расстоя-
нии друг от друга.

Предположим, что по экранированному витку проте-
кает не постоянный, а переменный ток. Переменное маг-
нитное поле этого витка, пронизывая экран, индуктирует
в нем переменную ЭДС, вследствие чего по экрану про-
текает переменный ток. Экран ведет себя, как коротко-
замкнутый виток, помещенный в переменное магнитное
поле. Магнитное поле вихревых токов, протекающих по
экрану, во внешнем пространстве накладывается на поле
экранируемого витка со сдвигом фаз, близким к 180°, и
ослабляет его. Чем меньше сопротивление стенок экрана
и чем больше их толщина, тем меньше разница между
напряженностью поля вихревых токов, протекающих по
экрану, и напряженностью поля экранируемого витка,
создаваемого вне экрана. При этом чем ближе разность
фаз между этими полями к 180°, тем больше их взаим-
ная компенсация, меньше остаточное поле вне экрана,
а значит, больше эффективность экранирования.

С повышением частоты возрастает явление неравно-
мерного распределения вихревых токов в сечении мате-
риала экрана, т. е. наблюдается поверхностный эффект,
который сопровождается сосредоточением этих токов на
поверхности экрана. Характеристикой поверхностного
эффекта является глубина проникновения, под которой
понимается расстояние вдоль направления распростра-
нения волны, на котором амплитуда падающей волны Е
(или Н) уменьшается в е=2,7 раза. Чем выше частота,
тем меньше глубина проникновения и тем выше эффек-
тивность экранирования. Таким образом, глубина про-
никновения также характеризует экранирующие свойст-
ва материала экрана.

Следовательно, экранирование магнитных полей, так
же как и электрических, складывается из двух процес-
сов: из компенсации поля экранируемого витка полем
вихревых токов, как в короткозамкнутом витке, и из
ослабления поля при проникновении его сквозь толщу
стенок экрана. До тех пор пока толщина экрана меньше
Рис. 1.10. Ослабление ин-
дуктивной связи незамкну-
тым плоским экраном.

как магнитный экран,

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

Изложенное выше позволяет сделать вывод, что
с увеличением размеров магнитостатического экрана и
возрастанием частоты вноси-
мое им затухание падает, так
как действие этих факторов
эквивалентно уменьшению маг-
нитной проницаемости. В са-
мом деле, с ростом частоты
возрастает роль вихревых то-
ков в экране, уменьшается
глубина проникновения, а сле-
довательно, уменьшается его
магнитопроводность, которая
является функцией габаритных
размеров и магнитной прони-
цаемости материала экрана.
В этих условиях магнитостати-
ческий экран будет вести себя,
1к как из-за резкого уменьше-

ния 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 взаим-
ном расположении значительное ослабление взаимной
индуктивной связи можно получить, поместив между ни-
ми плоский металлический экран (рис. 1.10). Эффектив-
ность такого экрана Э0=М/М12, где М—коэффициент
взаимной индукции между катушками при отсутствии
экрана; ЛГ12 — коэффициент взаимной индукции между
катушками при наличии экрана.

В [18] ослабление связи между катушками рекомен-
дуется характеризовать коэффициентом:

для медного экрана

/Coc=101g[(6,35Dcp^)2+l] дБ,

(1-24)
Длй алюминиевого

/Coc=101g[(4Dcp4)2+l] дБ. (1.2S)
где Dcp — средний диаметр катушки, см; d — толщина
экрана, см; f — частота, кГц.

Формулы (1.24, 1.25) обеспечивают удовлетворитель-
ную точность при условии, что ширина экрана (перпен-
дикулярно плоскости рисунка) превышает Dcv либо
ai + а2, 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 составляю-
щих поля. Поэтому, как правило, для ближней зоны
следует вычислять эффективность экранирования каж-
дой из компонент поля в отдельности, принимая при
этом, что в дальней зоне (зона излучения) эффективно-
сти экранирования составляющих окажутся одинаковыми.

Физическая сущность электромагнитного экранирова-
ния, рассматриваемая с точки зрения теории электро-
магнитного поля и теории электрических цепей, сводит-
ся к тому, что под действием источника электромагнит-
ной энергии на стороне экрана, обращенной к источнику,
возникают заряды, а в его стенках — токи, поля кото-
рых 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 отра-
жения электромагнитных волн от поверхности экрана
и затухания энергии волн в его металлической толще.
Отражение электромагнитной энергии обусловлено не-
соответствием волновых характеристик диэлектрика,
в пределах которого расположен экран, и материала
экрана. Чем больше это несоответствие, чем больше от-
личаются волновые сопротивления экрана и диэлектри-
ка, тем интенсивнее частичный эффект экранирования,
определяемый отражением электромагнитных волн.
Эффективность замкнутого электрически герметично^
го 1 экрана определяется формулой

Эо=ЭотрЭпогЛ‘5вИ отр»	(1-26)

где Эотр — ослабление энергии падающей волны за счет
отражения на границе сред; Эпогл— ослабление вследст-
вие затухания энергии волны в толще экрана; ЭВпотр —
ослабление из-за внутреннего отражения в самом экране.

Обычно при Эпогл^Ю дБ принимают ЭВПОтр=1. Поэто-
му будем учитывать только две составляющие эффек-
тивности экранирования

Эо=Э0трЭпогл	(1-27)

или в децибельном исчислении

3=201g3OTp+201g3

ПОГ Л-

Начнем с рассмотрения бесконечного плоского экра-
на, на который падает плоская волна. В этих условиях
величины потерь на отражение и поглощение определя-
ются одинаково, так как в толще материала экрана как
падающая, так и отраженная волны рассматриваются
как плоские. Найдем значение составляющей эффектив-
ности экранирования, определяющей влияние поглоще-
ния электромагнитной энергии. В металле электромаг-
нитная волна затухает по экспоненциальному закону.
Мерой скорости этого процесса является глубина про-
никновения 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 ed/8 раз. Тогда

•Зпогл [дБ] =8,7 (d/б).	(1.28)

Глубина проникновения представляет собой постоян-
ную величину, характеризующую материал экрана и
зависящую от частоты:

8[м] = 0,03 1/2L- = o,52-|/-^.	(1.29)

' Р'Г	Г

где р — удельное сопротивление материала экрана,
Ом-м; Z — длина волны в воздухе, м; f — частота, МГц;

1 Под электрической (магнитной) герметичностью экрана по-
нимается его способность ограничивать проникновение силовых ли-
ний электрического (магнитного) поля вне или внутрь экранируе-
мого пространства. Соответственно отсутствие всякого проникнове-
ния означает полную герметичность.
— относительная магнитная проницаемость материала
экрана.

\ Определение глубины проникновения для ферромаг-
нитных материалов усложняется, так как у них щ зави-
сит от частоты. У сортаментов стали, применяющихся
для экранов, при начальной относительной магнитной
проницаемости ц,.^180 на частоте f=0,l МГц в диа-
пазоне частот до 1000 МГц, по нашим данным, магнит-
ная проницаемость в зависимости от частоты может
быть оценена по формуле ц,.^150—30f, где f — частота,
МГц.

Эффективность экранирования только за счет погло-
щения в соответствии с (1.28) и (1.29) будет

3П0ГЛ [дБ] —290с? /-g-= 16,7с/	(1.30)

где d — толщина материала экрана, м.

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

Рассматривая работу экрана как процесс взаимодей-
ствия явлений отражения и поглощения электромагнит-
ной волны и учитывая, что в общем случае коэффициент
ослабления

Д' = ехр|

Vid \

8 1

(1-31)

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

Зопл=| (2д+2„) |2/4Kz„zM,

(1-32)

где ZM, Z„— волновые сопротивления металла и среды;
2м, гд— модули сопротивлений ZM, ZJ( соответственно.

Формула (1.32) является общим выражением эффек-
тивности плоского экрана при падении на него плоской
волны с учетом затухания поля в толще экрана и отра-
жения от его поверхностей. Учет многократных отраже-
ний в толще экрана приводит к уменьшению эффектив-
ности в

Д=1/(1— №/?22) раз,	(1.33)

где — коэффициент внутреннего отражения.
С уменьшением эффективности можно не 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 тон-
кие и толстые материалы. Для электрически тонких
материалов 6>d и расчет эффективности ведется с уче-
том внутренних отражений.

Эффективность плоского экрана бесконечно больших
размеров, размещенного в воздушной среде и облучае-
мого плоской волной, при d/5 <0,8 с учетом внутренних
отражений будет

Э'опл=6ОлД/р,	(1-34)

а эффективность такого же экрана при d/6>0,8, т. е.
экрана из электрически толстого материала, определя-
ется выражением

3taJI=65(6/p)ed/s.	(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 R0=p/d Ом, представляем (1.34)
в виде

Э'опл^Ол/ R п.	(1.36)

Формулой (1.36) удобно пользоваться, когда извест-
но поверхностное сопротивление и неизвестна толщина
материала, что имеет место при металлизации поверх-
ности или нанесении токопроводящей краски. Сопротив-
ление 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 поглоще-
ние, а остальные слагаемые (36 и 201g(6/p))—потери
на отражение.

Используя (1.29), представим эффективность экра-
нирования плоской волны вследствие отражения в виде

ЭОтр=5,5+ 101g (tar/рг).	(1.37)
I Приведенные формулы не позволяют определять
эффективность замкнутого экрана, так как поле внутри
него отличается неравномерностью распределения, слож-
ностью 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 экра-
ном сферической формы может быть вычислена по фор-
мулам

Э0/? = 0,21-2-Эопл, Э-=4,2-4-50пл,	(1.38)

где 7?э— эквивалентный радиус экрана, м.

Коэффициенты при Э0Пл становятся равными единице
при Х^=1,5п/?э, когда наступает режим экранирования
плоской волны. В этом режиме эффективность экрани-
рования компонент поля одинакова.

Расчет электромагнитных экранов с достаточной точ-
ностью пока возможен только в некоторых идеализиро-
ванных случаях. К ним относятся:

бесконечно плоский экран на пути распространения
плоской волны;

размещение точечного источника в центре герметич-
ного 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 ра-
боты экрана, поскольку не учитывают соотношения
между длиной волны и линейными размерами экрана,
характера источника, неравномерности распределения
поля внутри экрана, неоднородности материала и кон-
струкции самого экрана и, главным образом, возмож-
ности проникновения поля через щели и отверстия, имею-
щиеся 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 на-
талкивается на неразрешимые математические трудно-
сти, введение же существенных ограничений приводит
к излишней идеализации самой задачи и ее решения.
Как известно, одним из наиболее целесообразных
в инженерной практике направлений решения задач,
содержащих большое количество неконтролируемых фак-
торов и параметров, различных явных и неявных функ-
циональных зависимостей, является использование ста-
тистических методов. К этим методам приходится при-
бегать и для оценки эффективности реальных экранов.
В частности, результаты обработки автором материалов
испытаний большого количества различных электромаг-
нитных экранов, качество которых оказалось не ниже
допускаемого уровня, показали, что их эффективность
составляет всего лишь 0,1 ... 0,2 потенциально возможной
эффективности, выраженной в децибелах.

Ниже (§ 2.9) приводится методика приближенного
расчета эффективности реальных экранов.

1.5.	Экран как объемный резонатор

Как и во всяком замкнутом объеме, процесс движе-
ния электромагнитной энергии в экране сопровождается
рядом явлений, к которым относятся:

накопление и поглощение энергии; отражение элек-
тромагнитных волн и перераспределение электромагнит-
ного поля;

резонансные явления; реакция экрана на экранируе-
мые устройства;

излучение электромагнитной энергии через отверстия
и щели в экране; проникновение в экран внешних элект-
ромагнитных полей.

Эти явления могут возникать при расположении излу-
чателя (источника) электромагнитных колебаний как
внутри, так и вне объема экрана. Более удобным для
анализа является случай расположения источника внут-
ри экрана. Поэтому внешний источник поля целесооб-
разно представлять эквивалентным ему внутренним
излучателем.

Каждое из указанных явлений может в определенной
степени привести к нарушению условий функционирова-
ния экрана, т. е. к недопустимому снижению его эффек-
тивности. В зависимости от назначения и конструкции
экрана влияние указанных факторов будет различным:
некоторые будут иметь преобладающее значение, дру-
гие— второстепенное, последствиями третьих можно
практически пренебречь.
Экран как объемный резонатор обладает распреде-
ленными параметрами, значения которых определяются
его формой и размерами, толщиной и свойствами мате-
риала, особенностями конструкции. С целью упрощения
допустим, что экран представляет собой параллелепипед
(рис. (1.П), длина которого I, ширина b и высота h.

Обобщенным параметром, характеризующим разме-
ры экрана, является эквива-
лентный радиус

/? =1/ -г- Ы1г^ 0,623/ Кэкр,
Ж'Э F 4-тт	*

(1.39)
где УЭкр — внутренний объ-
ем экрана, м3.

Если стороны параллеле-
пипеда находятся в соотно-
шениях «золотого сечения»
8:5:3, при которых внутри
экрана наблюдается наибо-
лее равномерное распреде-
ление поля Е'(Н), то

Рис. 1.11. Распределение поля
основного типа в резонаторе.

b2=hl; h-\-b=l,

Я=0,623/Ё^;	=	/=1,62^Ё^,

5 = Ы=1,62К3/2;
экр

25 = 6,о|/Кэкр,

(1-40)

где SS — общая поверхность экрана.

Когда правило «золотого сечения» удовлетворяется,
то, как следует из (1.40), R3=h.

Как известно, способность резонатора накапливать
энергию электромагнитного поля оценивается его соб-
ственной добротностью:

Q = <o0-^ = -^,	(1.41)

* п ^оэ

где «о — резонансная частота; W — запасенная в резона-
торе энергия; Рп — мощность потерь, рассеиваемая в ре-
зонаторе; La — эквивалентная индуктивность резонатора;

— общее сопротивление потерь резонатора.

При заданной напряженности электрического и маг-
нитного полей количество запасенной в резонаторе энер-
гии пропорционально его объему КЭкр, а мощность по-
терь пропорциональна объему поверхностного слоя б£5,
в котором происходят потери. Поэтому	/

(J.42)

Следовательно, добротность замкнутого экрана как ре-
зонатора пропорциональна его объему и обратно пропор-
циональна глубине проникновения поля в его металли-
ческую поверхность. В идеальном случае добротность
велика, причем она больше для немагнитных материа-
лов, у которых б больше, но потерь меньше.

Запасенная резонатором электромагнитная энергия
[20]

№=-^£21/экр,	(1.43)

где е — диэлектрическая постоянная среды внутри резо-
натора; Е — напряженность поля внутри резонатора.

В зависимости от мощности излучения накопленная
резонатором энергия может оказаться значительной, тог-
да Е достигает больших значений. С другой стороны,
по аналогии с акустическим полем в замкнутом объеме,
когда длина волны меньше и соизмерима с линейными
размерами резонатора, энергия стоячей волны может
быть определена из выражения [21]

Р_________47?О_______ту

SS (1— Ro) с 9КР’

(1.44)

где Вэкр — объем резонатора; Р —мощность излучателя;
£о — коэффициент отражения поверхности резонатора;
с — скорость распространения электромагнитной волны.

Из (1.43) и (1.44) находим напряженность поля
в резонаторё

Е

32Р/?0

csSS (1—Я0) °

Для воздуха при 8=8,85-10-12 Ф/м получим

Е

110 1/

11иК (1— £0)SS

(1-45)

Если размеры экрана значительно превышают длину
волны, то это приводит к неравномерному распределе-
нию поля внутри него. В отдельных местах внутреннего
пространства, особенно в углах, может наблюдаться зна-
чительная концентрация поля, в то время как в других
частях экрана поле будет ослаблено. Щели, отверстия
g экране приводят к дополнительному уменьшению за-
пасенной энергии. Поэтому в общем случае формула
(1.45) является приближенной. Кроме того, определяе-
мая! выражением (1.45) напряженность поля характери-
зует только одну часть общего поля в замкнутом экра-
не— диффузное поле, под которым понимается поле,
возникшее в установившемся режиме после многократ-
ных отражений внутри резонатора. Вторым слагаемым
является поле прямой волны. Таким образом, общая
электромагнитная энергия

W'o^W'oTp+W'np.

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

ТТ — Р 4^°
отр SS 1— Ro>

а плотность потока мощности падающей волны ПпР=
=PG/4пг2. Общая плотность потока мощности в резо-
наторе

Поб=Потр + Щр=_4^4_"Ё5"	(1-46)

где Р — средняя мощность излучения; Ro — коэффи-
циент 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 экви-
валентная плотность потока мощности отражения рас-
пределена 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, кото-
рое определяется качеством поглощающего материала и
аналитически обусловлено множителем 47?0/(1—-^о).
Этот множитель очень велик при /?о, близких к единице,
при /?о=О,2 он становится равным единице и тогда экви-
валентная плотность потока отраженной мощности
является функцией только общей поверхноости экрана.
4—758	49
При 7?0<Ю'3 множитель 47?о / (1—7?о)<Д,ОО4 и, следова-
тельно, суммарное поле определяется только падающей
волной.

Накопление энергии электромагнитного поля в экра-
не как в объемном резонаторе является одним из наибо-
лее существенных факторов, которые должны учиты-
ваться как при проектировании системы экранирования,
так и в ходе ее экплуатации. Влияние этого фактора на
функционирование экрана и находящиеся внутри объек-
ты определяется снижением эффективности экранирова-
ния, опасностью пробоя диэлектрика внутри экрана, воз-
действием поля на экранируемые устройства, воздейст-
вием электромагнитного поля на оператора, находяще-
гося в экранированном объеме.

Для обеспечения нормального функционирования
экрана при фиксированной мощности излучателя необ-
ходимо должным образом выбрать SS, 7?0, г. Возмож-
ность варьировать величину г определяется из соотно-
шения между плотностью потока мощности падающей
волны и диффузного поля:

Ппр GSS (1 — 7?0)

Л==П^=	16№Яо	•

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

ггр = 0,14Г025(1-^Ж-	(1-47)

Если /'</'гр, плотность потока мощности определяет-
ся в основном’падающей волной, а при г>гГр— диффуз-
ным полем. В стальном экране для точечного источника
при До=О,99, SS—100 м2 имеем Ггр=0,14 м. Следова-
тельно, в этом случае только в непосредственной бли-
зости от источника (г<0,14 м) плотность потока мощ-
ности определяется прямой волной. В реальном экране
из-за наличия щелей и отверстий плотность потока мощ-
ности диффузного поля уменьшается, в результате чего
ггр возрастает, и практически измерение плотности по-
тока мощности прямой волны производится на расстоя-
ниях, не превышающих 0,3 м.

При конструировании экранов для мощных источни-
ков помимо учета распределения поля необходимо при-
нять меры по уменьшению потерь в экране. Потери
в экране создаются за счет вихревых токов, протекаю-
щих по экрану и вызывающих его нагревание. Интен-
сивные потери мощности в экране могут привести к зна-
чительному его перегреву, вплоть до расплавления,
в частности, при экранировании сильных электромаг-
нитных 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)

=	(1.48)

гэкр

В реальных экранах потери на вихревые токи для то-
чечного источника можно определить по эмпирической
формуле

(1-49)

где Рп—потери в экране, Вт; Р113Л — мощность излуче-
ния, Вт; Пэкр — объем экрана, м3; р,- — относительная
магнитная проницаемость материала экрана; f — часто-
та, МГц; о — проводимость материала экрана, (Ом-м) '1.

У цилиндрического экрана, экранирующего катушку
мощного колебательного контура, мощность потерь опре-
деляется выражением [22]



Рп-=

(1.50)

где п — число витков катушки; I — действующее значе-
ние тока в катушке; гэк — радиус экрана; гк — радиус
катушки; /к — длина катушки.

При экранировании колебательных контуров потери
в экране можно представить как некоторое эквивалент-
ное дополнительное сопротивление в колебательной це-
пи, влияющее на ее первичные и вторичные параметры.
В результате происходит взаимное воздействие экрани-
руемого объекта на экран и наборот. Это взаимное воз-
действие будет тем больше, чем ближе экран располо-
жен к экранируемому объекту. Оно проявляется в уве-
личении активного сопротивления и емкости контура,
в уменьшении его индуктивности и добротности.
Начальные параметры катушки (без экрана), экра-
нируемой цилиндрическим экраном, в результате реак-
ции последнего при сравнительно малых приращениях
изменяются на величины AL=—'РьЛ, и А^?=Рв/?н, где
коэффициенты Рь, 0в^О, в сущности своей являющиеся
модулями производных соответствующих функций, зави-
сят от материала экрана, частоты, отношений диаметров
катушки к диаметру экрана и длины катушки к длине
экрана.

Любой вид электрической волны, установившийся
в процессе колебаний в резонаторе, должен быть таким,
чтобы напряженность электрического поля у стенок бы-
ла равна или близка к нулю и в соответствии с этим
волна должна установиться поперек резонатора
(рис. 1.11). Такое же распределение напряженности
электрического поля может иметь место, когда волна
движется вдоль оси z. Резонатор может оказаться на-
строенным в резонанс, если вдоль ребра b укладывается
целое число полуволн. В прямоугольном резонаторе мо-
гут существовать колебания различных типов, отличаю-
щиеся друг от друга распределением полей и частотой.
Каждому типу колебаний соответствует своя резонанс-
ная частота, и, следовательно, экрану как объемному
резонатору присуще множество резонансных частот. Как
известно, резонансная длина волны резонатора при ко-
лебаниях типа ТЕт,„,р и TMm,n,p:

2рез [м] = 2//(т//)= +(и/&)= +(/7//i)= = 3007рез, (1.51)

где I, b, h—; размеры сторон резонатора; т, п, р — ин-
дексы, обозначающие число стоячих полуволн, уклады-
вающихся вдоль сторон резонатора; fpe3 — частота резо-
нанса, МГц.

Определим резонансные частоты и длины волн при
различных типах колебаний. Задачу решаем в следую-
щем порядке:

а)	определяем коэффициенты M=nm!l, N=-xn!b, Р=
=np!h-,

б)	находим коэффициент фазы а = ]/"№* -\-N* -\-Р2',
в) определяем резонансную частоту
и резонансную длину волны

j ___2л____	2л

рез~’ “ ~V M^ + N^ + P2 ’

Результаты вычислений в общем виде сведены в таб-
лицу (табл. 1.1). Как видно из данных таблицы, наиниз-
щим типом поперечно-магнитных колебаний, соответст-
вующим первым значениям т, п и наименьшему значе-
нию собственной частоты /рея, является тип ТЕио- При
вычислении резонансной частоты предполагают, что сто-
роны I и b являются большими сторонами резонатора.
Как правило, в первую очередь следует определить наи-
низшую резонансную частоту для данных размеров
экрана, так как возникновение резонанса в экране со-
провождаетя резким возрастанием амплитуды поля и
при использовании электрически тонкого материала для
экрана наблюдается интенсивный спад его эффектив-
ности.

Наинизшую резонансную частоту экрана удобно вы-
числять не в зависимости от размеров сторон экрана,
а в функции наиболее общего его параметра 7?э по при-
ближенной формуле

/Рез^138/7?э МГц,	(1.5Г)

где R3 — эквивалентный радиус экрана, м.
Добротность резонатора для колебаний типа ТЕцо
может быть определена из (1.42):

О ^экр	в’5_______(1 коч

чте110^- ess а(1//+ 1/ь+ \/h)' u 7
Например, для экрана изготовленного из стали, сто-
роны которого равны 1=3 м, Ь=2 м и h=l м, при рабо-
те его на частоте f=30 МГц и 6=3-К)-6 м
имеем

Реальная добротность из-за наличия отверстий и
Щелей будет на один-два порядка ниже расчетной.

Ширина резонансной кривой

оду— А*3 Юб_____________Юб ______8-10-4 МГп

2Л' Q — R.& — 0,62-1,8-3-10^—d 1	Ц‘
Таблица l.j

Частоты собственных колебаний для различных типов волн

Типы волн	ТЕио		TEjoi		тм011		™1U.TF.,„	
Характеристические т числа	п  Р	1  1  0		1  0  1		0  1  1		1  1  1	
Коэффициенты  N  Р	п-1 г./Ь 0		Т./1 0 ЭТ/Л		0 эт/Ь п//г		л/l я/'b n/h	
Коэффициент фазы а								м	  ^рГ'  +  +  	
		М  ч		- 1-е^ V		4-  3Z		
	к							
								
Частота собственных ко- лебаний резонатора/ре3, МГц		+  	  о to		+  S		м   +  S		XJ 	  +  ч	  +  §  1
Резонансная длина волн Л, м	О)	./ 1 IV /1 у  V (т)  \ / \ /	сч	<м  г'		О)	, // IV /IV У (~) +(h)	<N	сч  +  см	  ТиГ
резонансные частоты реальных экранов не всегда со-
ответствуют расчетным, так как из-за наличия в экране
каких-либо предметов частота его резонанса сдвигается.
Обычно у распространенных на практике экранов РЭА
й РЭС резонансные частоты лежат выше 30 ... 1000 МГц.
О увеличением размеров экрана резонанс сдвигается
в сторону более низких частот, как это видно из (1.5Г).

Рис. 1.12. Эффективность экранирования на самой низшей резо-
нансной частоте экрана в зависимости от его параметров.

При резонансе напряженность поля внутри замкну-
того экрана возрастает в Q раз, а следовательно, эффек-
тивность экранирования уменьшается в Q раз относи-
тельно результирующей эффективности, учитывающей
поглощение и отражение электромагнитных волн. Для
электрически тонких материалов, эффект экранирования
которых проявляется только в результате отражения,
эффективность экрана при резонансе становится весьма
незначительной. Это явление в практике экранирования
Достаточно часто наблюдается и иллюстрируется графи-
ками (рис. 1.12). Здесь показана эффективность экра-
нов на самой низкой резонансной частоте в зависимости
°? толщины материала экрана d и эквивалентного ра-
Дйуса экрана Лэ- Как видно из указанных графиков,
например, применение алюминия толщиной 0,02 мм при
^3=2,3 м на резонансной частоте 60 МГц дает эффек-
тивность экранирования не более 20 дБ несмотря на то,
что вне резонанса этот же экран будет обладать эффек-
тивностью более 100 дБ. Поэтому обязательным усло-
вием использования электрически тонких материалов
является предварительное определение, находится ли
в допустимых пределах величина уменьшения эффектив-
ности в полосе резонанса.

Физически падение эффективности на резонансных
частотах можно объяснить уменьшением отражения, что
обусловлено проникновением поля за пределы экрана.
Очевидно, что в условиях резонанса (продольного или
поперечного) отражающие поверхности становятся про-
зрачными, что возможно, когда толщина экрана стано-
вится равной целому числу половин длины волны в ма-
териале, т. е.

(1.53)

где т — целое положительное число; Хм — длина волны
в материале.

Поскольку длина волны в металле определяется вы-
ражением [17] Хм=2зт ]/2/(0|ъю=2лй и для исключения
влияния резонанса ^>О,5км>зтй, толщина материала
экрана становится, таким образом, зависимой от его
вида и линейных размеров.

Максимальное отражение от стенок экрана имеет
место при d=XM/4.

При испрльзовании сетчатых материалов их следует
проверять аналогично по эквивалентной толщине, опре-
деляемой по формуле d^=nr2s/s, где rs — радиус прово-
локи сетки; s — шаг сетки.

Физические явления, наблюдаемые в замкнутом экра-
не как в объемном резонаторе, должны всегда учиты-
ваться при конструировании реальных экранов.
2.	Основные устройства электромагнитных
экранов РЭА

2,1,	Особенности конструирования электромагнитных
экранов

Современная РЭА отличается большой сложностью
и состоит из множества элементов, взаимодействие меж-
ду которыми должно происходить по строго определен-
ным каналам, трактам и схемам. Появление каких-либо
других направлений взаимодействия элементов РЭА на-
рушает условия нормального функционирования аппа-
ратуры.

Одним из основных способов устранения взаимных
связей, не предусмотренных функциональной схемой,
является поэлементное, блочное и общее экранирование
РЭА. В этом смысле экранирование выполняет вспомо-
гательную роль, а конструирование экранов зависит от
их конкретного назначения. Если при разработке РЭС
общий замысел конструктора, расположение и компо-
новка частей аппаратуры не учитывают необходимости
экранирования, то обусловленные им задачи конструи-
рования оказываются в сугубо подчиненном положении,
что часто приводит к непреодолимым трудностям. Если
же подавление нежелательных паразитных связей меж-
ду элементами РЭА является одним из основных усло-
вий проектирования, то экранирование приобретает ве-
дущую роль, что способствует более эффективному и
качественному решению основной задачи.

Таким образом, конструирование электромагнитных
экранов может иметь следующие особенности.

Во-первых, оно может заключаться в разработке са-
мостоятельных конструкций экранов. Тогда экран пред-
ставляет собой внешний кожух аппаратуры и должен
обеспечить тепловой режим, защиту от пыли и влаги,
устойчивость к вибрации, ослабление воздействия внеш-
них электромагнитных полей на устройство в целом или
локализацию его электромагнитных излучений.

Во-вторых, могут разрабатываться конструкции экра-
нов для отдельных элементов и узлов РЭА, когда раз-
меры и даже форма экрана практически уже определе-
ны самим экранируемым объектом. В данном случае
экран должен вписываться в общее устройство, обеспе-
чивать минимальную реакцию на экранируемый объект
ремонтопригодность и нормальный режим работы РЭД

И, наконец, в-третьих, задача конструирования мо-
жет состоять в разработке электромагнитных экрансд
как самостоятельных сооружений, не связанных с кд,
ким-либо отдельным типом РЭС, а предназначенных дл8
защиты от внешних полей или локализации излучения
целого радиоэлектронного комплекса, для проведения
специальных измерений в условиях, приближающихся
к условиям свободного пространства, для сборки и на-
ладки аппаратуры и т. д.

Решение задачи по конструированию экранов в за-
висимости от их назначения имеет свою специфику, обу-
словленную объемом работ и последовательностью ре-
шений.

Если экран является внешним кожухом аппаратуры,
он определяет общую компоновку, внешний вид и усло-
вия эксплуатации РЭА. Такой случай является наиболее
общим, так как при этом должны решаться вопросы
блочного и поэлементного экранирования и фильтрации
цепей при максимальном использовании стандартизован-
ных и нормализованных изделий, а также освоенных
производством изделий из другой аппаратуры. Проекти-
рование должно вестись с учетом особенностей данного
типа РЭА. Достижение простоты конструкции экрана
должно сочетаться с его компактностью, исключением
излишнего расчленения общей конструкции на отдель-
ные блоки, обеспечивать простоту изготовления, высокую
экономическую эффективность и повышение эксплуата-
ционных качеств, удобство обслуживания и ремонта
РЭА, а тадже реализацию требований инженерной пси-
хологии и эстетики. С этих позиций важно обоснованно
произвести выбор материала экрана и его покрытий, ко-
торый определяет технологические характеристики аппа-
ратуры, ее отдельных устройств и их режимы работы.
Требования, предъявляемые к экрану, вытекают из об-
щих требований к РЭА и роли, отводимой внешнему
кожуху устройства.

Во втором случае технические требования к экрану
еще более обусловлены экранируемым элементом. Опре-
деляющим здесь является требование обеспечения не-
обходимой эффективности.

В третьем случае, когда экран является самостоя-
тельным сооружением, например экранированным поме-
щеНйем, работы выполняются на основе проектного за-
дания, в котором должны быть решены следующие во-
просы:

— установлена необходимая эффективность экрани-
рования в заданном диапазоне частот;

Е —выбраны материалы для экрана, размеры его, ко-
личество и тип дверных и оконных проемов;

—	выбран вариант размещения аппаратуры, обеспе-
чивающий минимальные уровни помех и простоту филь-
трации помехонесущих сетей;

—	определена конструкция основных узлов: способы
соединения листов экрана, крепление его к стенам, по-
лу, потолку, устройство контактных систем, способы
экранирования вентиляционных систем и вводов различ-
ных коммуникаций;

—	установлены типы и количество кабелей, вводимых
в экран, выбраны типы фильтров и места их установки,
выполнены схемы разводки электросетей;

—	выбраны способы прокладки и ввода нефильтруе-
мых кабелей высокой частоты и кабелей, несущих не-
синусоидальные токи или напряжения.

Одной из основных причин появления взаимных по-
мех является недостаточное внимание к вопросам экра-
нирования и фильтрации РЭА и других электро-
устройств. Это можно подтвердить хотя бы тем, что
технические требования к РЭС часто не содержат кон-
кретных требований в отношении ограничения излуче-
ний и внешней помехоустойчивости. Между тем извест-
но, что побочные и внеполосные излучения и каналы
приема при недостаточной эффективности экранирова-
ния возникают не только через антенно-фидерные си-
стемы, но и через различные отверстия, щели в устрой-
ствах РЭА и открытые (неэкранированные) фидерные
линии. Недостаточный учет указанных обстоятельств су-
щественно снижает эффективность разработки РЭА
в целом.

Решение общей или частной технической задачи по
ЭМЭ обычно начинается с изучения радиоустройства, •
13 результате чего выявляются источники и намечаются
наиболее экономичные способы ослабления радиопомех.
Эти способы могут предусматривать:

— введение в схемы, конструкцию и размещение уз-
л°в аппаратуры дополнительных элементов и изменений,
°беспечивающих уменьшение уровней помех до мини-
МйльйЬпх значений, за счет влияния как йа источник по-
мех, так и на пути их распространения;

—-защиту наиболее чувствительных элементов РЭд
от влияния помех путем частичного или полного экра-
нирования;

— локализацию помех в местах их генерации или
в объемах, из которых эти наиболее чувствительные эле-
менты РЭА или сама аппаратура исключаются.

Естественно, что вмешательство в схему и основную
конструкцию аппаратуры должно быть минимальным и
оправданным с точки зрения изменения ее технических
и экономических показателей после экранирования. Та-
ким образом, после анализа принципиальной схемы и
конструкции РЭА решающим является вопрос о выборе
экранируемых объемов, цепей, элементов. При проекти-
ровании самого экрана конструктор должен предусмо-
треть меры по его электрической (и механической, если
это требуется) герметичности и непрерывности экра-
нирования, охлаждению и вентиляции, вводу и выводу
коммуникаций, фильтрации цепей питания, сигнализа-
ции и управления.

При всей кажущейся простоте устройства электро-
магнитных экранов их техническое осуществление часто
вызывает определенные трудности. Это вызвано значи-
тельным расхождением расчетных данных по сравнению
с экспериментальными при отсутствии достаточно обо-
снованных методов испытания экранов в широком диа-
пазоне частот. Поскольку во многих случаях система
экранирования и фильтрации представляет собой слож-
ный комплекс замкнутых и открытых плоских экранов,
волноводных фильтров, электрических фильтров и дру-
гих элементов, окончательную доработку конструкции
приходится производить на макете. Однако при рацио-
нальном размещении деталей и элементов системы экра-
нирования в соответствии с расчетными данными коррек-
тивы, вносимые в конструкцию, обычно несущественны.

Ведущим рабочим документом проектирования явля-
ется принципиальная схема системы экранирования, на
которой должны быть выделены помехообразующие н
излучающие элементы с оценкой уровней помех и вос-
приимчивые (чувствительные) элементы с указанием
допустимых значений наводимых ЭДС помех и степени
необходимого ослабления. Полученная таким образом
схема взаимной связи элементов и узлов последователь-
но ведется на протяжении всей работы и изменяется но
мере достижения удовлетворительных результатов на
различных этапах проектирования. Очевидно, что при
одних и тех же исходных данных может быть получено
определенное количество вариантов таких схем, завися-
щее от сложности задачи и опыта конструктора. В итоге
это должно привести к оптимальному техническому ре-
шению. Следует отметить, что необоснованный отказ от
какого-либо из вариантов или от учета какого-либо фак-
тора, определяющего интенсивность помех в предполо-
жении, что соответствующая корректура будет осущест-
вляться при монтаже устройства, часто приводит к за-
держке реализации проекта системы экранирования,
сдачи в эксплуатацию РЭА и излишним расходам
средств. В итоге необходимая эффективность экраниро-
вания может быть не обеспечена.

2.2.	Материалы для экранов

Длительное время в технике электромагнитного экра-
нирования применялись лишь так называемые «традици-
онные» материалы — металлические листы. Это объяс-
няется главным образом тем, что высокая проводимость
обеспечивает быстрое затухание электромагнитной энер-
гии в толще металла, а большая разница между поверх-
ностным сопротивлением металла и полным сопротивле-
нием падающей волны приводит к значительным отра-
жениям радиоволн от поверхности экрана. В результате
металлический лист незначительной толщины обладает
высокой эффективностью экранирования. Однако прак-
тика экранирования показывает, что чрезвычайно боль-
шие эффективности самого металла фактически реализу-
ются лишь на 10—20%, поскольку основным фактором
здесь является качество конструкции. Естественны со-
мнения в целесообразности применения высокоэффек-
тивных материалов, имеющих сравнительно высокую
стоимость, которые не обеспечивают необходимых весо-
габаритных характеристик и требуемого с точки зрения
экранирования и других условий вида конструкций. По-
этому во многих случаях оказывается возможным заме-
нить металлический экран экраном из другого материа-
ла. Эта возможность обусловлена также освоением ряда
Новых материалов. Необходимость получения в итоге
требуемой эффективности, задачи обеспечения мобиль-
ности конструкции, упрощения ее сборки, снижения стои-
мости и т. д. создали предпосылки для применения но-
вых материалов, собственная способность которых
к экранированию электромагнитных полей может и не
быть очень высокой.

Металлические материалы выбирают из условий:
достижения заданной величины ослабления элек-
тромагнитного поля и его составляющих в рабочем диа-
пазоне частот при соответствующих ограничениях разме-
ров экрана и его влияния на экранируемый объект;

устойчивости против коррозии и механической проч-
ности;

технологичности конструкции экрана и получения тре-
буемых ее конфигурации и весогабаритных характери-
стик.

Первому требованию практически удовлетворяют все
применяемые в настоящее время листовые металлы
(сталь, медь, алюминий, латунь), так как они при соот-
ветствующей их толщине обеспечивают достаточно вы-
сокую эффективность экранирования.

Если рассматривать эффективность экранирования
магнитными и немагнитными материалами одинаковой
толщины в зависимости от частоты, то для различных
частотных интервалов экранирующие свойства будут
разными. Пока экран работает в магнитостатическом
режиме, эффективность магнитных материалов значи-
тельно выше немагнитных. В электромагнитном режиме,
в полосе частот, где эффективность экранирования за
счет отражения больше эффективности поглощения, не-
магнитные материалы, обладающие большей проводи-
мостью по сравнению с магнитными, обеспечивают более
высокую эффективность. В диапазоне частот, где экра-
нирующие свойства проявляются больше за счет погло-
щения, влияние немагнитных материалов на общую эф-
фективность экранирования усиливается. Однако в ре-
альных экранах указанные свойства магнитных и
немагнитных материалов проявляется слабо. Преиму-
щественное применение стали здесь определяется усло-
виями экономичности и технологичности конструкции.

Преимущества стали теряются при экранировании
токонесущих элементов, критичных к вносимым в них
потерям. Так, например, сравнивая при прочих равных
условиях потери мощности в экранах, выполненных из
стали и меди, полагая при этом, что d3>6, получаем

(2.1)

Из (2.1) следует, что, так как ом>оСт и цг>1, потери
в стали всегда выше. Например, при рг=50 потери мощ-
ности в стальном экране будут примерно в 18 раз боль-
ше, чем в медном. Таким образом, из-за больших по-
терь, вносимых стальными экранами, в основном огра-
ничено их применение.

При экранировании высокочастотных колебательных
цепей и контуров цилиндрическими экранами с услови-
ем, что потери колебательной мощности не превышают
1%, радиус экрана, как следует из [23], должен быть
не менее

(2.2)

где гк — радиус катушки, м; 1К — длина катушки, м; п —
число витков катушки; I — ток катушки, А; о — удель-
ная проводимость материала экрана, (Ом-м)~-‘; Р —
мощность генератора, Вт; 6 — глубина проникновения

Если в этом случае при прочих равных условиях при-
менять стальные и медные экраны, то отношение их ра-
диусов должно быть

(2.3)

Так как обычно ом>Ост, а рг^>1, то Rc-i>Rm и габариты
стального экрана оказываются больше, чем медного.
Например, если р,,.=50, то при одних и тех же потерях
радиус стального экрана должен быть примерно в два
раза больше радиуса медного экрана.

Примерно так же выглядят результаты сравнения
стали с другими немагнитными материалами с точки
зрения их использования в электромагнитном экрани-
ровании высокочастотных катушек с большой доброт-
ностью. Эти результаты оказываются справедливыми
Для экранов любой формы, приводимой в общем случае
к эквивалентному цилиндру или сфере.

Рассеиваемая мощность быстро падает с увеличени-
ем эквивалентного радиуса R3 экрана. Если необходимо
уменьшить потери при заданном R3 или уменьшить R3
при заданных потерях, то следует экран изготовлять из
меди или алюминия.

Для электромагнитного экранирования успешно мо-
гут быть использованы тонколистовые и фольговые ма-
териалы толщиной 0,01 ... 0,05 мм, которые изготавли-
ваются из диамагнитных материалов. Экраны, изготов-
ленные из указанных материалов, обладают достаточной
эффективностью экранирования. Следует, однако, отме-
тить возможность возникновения резонансных явлений,
при которых эффективность резко падает.

Что же касается обеспечения устойчивости против
коррозии и механической прочности, то этому требова-
нию могут удовлетворять практически все материалы
при использовании защитных покрытий. Этому требова-
нию удовлетворяют и все виды сеток. Фольговые мате-
риалы также устойчивы против коррозии, но механиче-
ская прочность их все же недостаточна. Поэтому при-
менение этих материалов ограничивается случаями,
когда они могут быть покрыты защитным, предохраняю-
щим от повреждений слоем или когда условия эксплуа-
тации экрана не требуют его механической прочности.

Наиболее технологичными являются конструкции
экрана из стали, поскольку при монтаже такого экрана
можно широко использовать сварку.

Практика показала, что в широком диапазоне частот
для обеспечения эффективности экранирования 100 дБ и
более целесообразно применять листовую сталь, за
исключением случаев, где решающее влияние имеют
ограничения, рассмотренные выше.

Толщина стали выбирается исходя из вида и назна-
чения конструкции, условий ее монтажа и, главным об-
разом, из возможности осуществления сплошных свар-
ных швов. При сварке на переменном токе толщину
берут примерно 1,5 ... 2 мм, на .постоянном токе — око-
ло 1 мм и при газовой сварке — 0,8 мм.

Сеточные материалы широко применяются для устрой-
ства экранов различного назначения. Это объясняется
тем, что металлические сетки легки, а сетчатые экраны
проще в изготовлении, удобны в сборке и эксплуатации,
обеспечивают достаточный обмен воздуха, светопроницае-
мы и позволяют получать достаточно высокую эффектив-
ность во.всем диапазоне радиочастот. К недостаткам се-
точных материалов относят: невысокую механическую
прочность и потерю эффективности в результате старе-
ция. Впрочем, второй недостаток при соответствующей
эксплуатации экрана может быть устранен.

Длительное время считали, что уменьшение эффек-
тивности экранирования по мере старения сетки обуслов-
лено нарушением контакта в узлах ее ячеек из-за кор-
розии и загрязнения, которое приводит к увеличению
размера шага. Исследования показали, что эффектив-
ность экранирования сеткой почти не зависит от качест-
ва контакта в ее ячейках. Нарушение непосредственного
контакта между проводами отдельных ячеек не умень-
шает общей эффективности на низких частотах. На вы-
соких частотах нарушение контакта между проводами
ячейки компенсируется малыми переходными емкостны-
ми сопротивлениями.

Уменьшение эффективности может иметь место из-за
коррозии. Поэтому для защиты от коррозии сетки це-
лесообразно покрывать антикоррозийным лаком.

Экранирующие свойства металлических сеток прояв-
ляются главным образом в результате отражения элек-
тромагнитной волны от их поверхности. Параметрами
сетки, определяющими ее экранирующие свойства, явля-
ются: шаг сетки s, равный расстоянию между соседними
центрами проволоки, радиус проволоки г и удельная
проводимость материала сетки.

Различают густые и редкие сетки. К первым относят-
ся сетки для которых sfr-^8, у вторых s/r>8.

Эффективность экранирования сетчатых материалов
[24]

д---------*______

2s [In (2ra7s)] ’

результаты, которые дает эта формула, хорошо совпа-
дают с результатами измерений лишь для редких сеток,
для густых сеток расчеты оказываются несколько завы-
шенными. Последнее объясняется тем, что у густых се-
ток величина 1п(з/2лг) определяет индуктивность ячей-
ки. С уменьшением размера ячейки у густых сеток аргу-
ментом этой же зависимости становится величина s/Snr.

Фольговые материалы. К ним относятся электрически
тонкие материалы толщиной 0,01 ... 0,05 мм. В сорта-
мент фольговых материалов входят в основном диамаг-
нитные материалы — алюминий, латунь, цинк. Стальные
фольговые материалы промышленность не выпускает.
Монтаж фольговых экранов несложен, так как крепле-
5-758	65
ние фольги к основе экрана производится клейкой. Вы-
бор клея должен производиться с учетом условий экс-
плуатации экрана, к которым относятся температурный
режим, влажность, вибрационные нагрузки и др.

Фольговые материалы в основном применяются при
наличии на токопроводящей несущей конструкции
экрана.

Выбор толщины материала должен производиться
с учетом возможностей возникновения резонансных
явлений, что иллюстрируется графиками, приведенными
на рис. 1.12, где показана эффективность экранирования
материала в функции резонансной частоты (или эквива-
лентного радиуса). Так, например, если наинизший ре-
зонанс ожидается на частоте 100 МГц и при этом необ-
ходимо обеспечить эффективность экранирования не ни-
же 40 дБ, толщина материала из алюминия или меди
должна быть не менее 0,03 мм, а из цинка или латуни —
не менее 0,06 мм.

Расчет эффективности экранирования фольговыми
материалами производится по формулам для электри-
чески тонких материалов (1.34). Эффективность этих
материалов достаточно высока при экранировании элек-
тромагнитного поля и электрической составляющей.
Магнитную составляющую такие материалы ослабляют
сравнительно мало и тем меньше, чем больше длина
волны.

Токопроводящие краски. Использование токопроводя-
щих красок для электромагнитного экранирования
является весьма перспективным направлением, так как
их применение исключает необходимость проведения
сложных и трудоемких работ по монтажу экрана, соеди-
нению его листов и элементов между собой. С помощью
токопроводящих красок экран любого назначения и на
любой основе может быть быстро изготовлен даже не
в производственных условиях. При этом может быть
обеспечена эффективность экранирования не менее 30 дБ
в широком диапазоне частот.

Токопроводящие краски создаются на основе диэлек-
трического нленкообразующего материала с добавлени-
ем в него проводящих составляющих, пластификатора и
отвердителя. В качестве токопроводящих пигментов
используются коллоидное серебро, графит, сажа, окиси
металлов, порошковая медь, алюминий. Проводимость
покрытий зависит от их толщину, от свойств и донцеп-
(5f>
ФраЦйи токопроводящего пигмента, От свойств йленкб-
образующего материала и других факторов. Токопрово-
дящая краска обычно устойчива и сохраняет свои на-
чальные свойства в условиях резких климатических
изменений и механических нагрузок.

Исследования токопроводящих красок [25] показа-
ли, что в качестве токопроводящих пигментов нецелесо-
образно применять металлические порошки вследствие
окисления их при смешивании с пленкообразующим ве-
ществом и растворителем. Наилучшие результаты при
наименьших затратах, простоте технологии процесса из-
готовления краски и способов ее нанесения на поверх-
ности дает использование в качестве токопроводящего
пигмента ацетиленовой сажи или графита.

Эффективная токопроводящая краска представ-
ляет собой, например, композицию лака 9-32
(ТУ МХП-3219-52) и 300 %-него карандашного графита
марки КТБ (ГОСТ 4404-58). Такая краска обладает по-
верхностным сопротивлением примерно 7 ... 7,5 Ом при
толщине покрытия (1,5 ... 1,7) -10-4 м и 5 ... 6 Ом при
толщине покрытия (2 ... 2,1) • 10-4 м, имеет хорошую
адгезию к металлу, дереву, текстолиту, фанере и ошту-
катуренным поверхностям.

Эффективность экранирования токопроводящими
красками в логарифмическом выражении определяется
так же, как для электрически тонких материалов, по
формуле (1.36)

3Kp=201g-^4-201g0,21-A-,	(2.4)

где в соответствии с (1.38) слагаемое 201g 0,21 (Х/7?э)
является приращением Эдоб эффективности экранирова-
ния электрической составляющей в шаровом экране для
^^>2л/?э. Если в формулу (2.4) подставить значение
•Rq=6 Ом, получим

3Kp=30+201g 0,21 (l/Rs).

Пока длина волны больше эквивалентного радиуса
Ra экрана, эффективность экранирования значительно
больше 30 дБ. Эффективность в 30 дБ достигается при
7/Л?э^5. Далее по мере повышения частоты эффектив-
ность должна уменьшаться. Однако измерения показы-
вают, что при этом эффективность экранирования все
Же сохраняется на уровне 30 дБ, а при Х=10 см наблю-
5*	67
Дается даже некоторое ее повышение. Очевидно, что на
столь коротких волнах начинает сказываться поглоще-
ние электромагнитных колебаний в толще слоя краски.

Металлизация поверхностей различных материалов
для электромагнитного экранирования получает все
большее распространение благодаря большой производи-
тельности и универсальности методов нанесения покры-
тий. Из существующих способов нанесения покрытий
наиболее удобным является метод распыления. Нанесе-
ние металла на подложку осуществляется пульвериза-
цией расплавленного металла струей сжатого воздуха.
Химический состав покрытия отличается от исходного
материала, а микроструктура покрытия состоит из на-
слоения различного размера частиц металла и окисных
пленок. В процессе образования покрытия распыленные
частицы металла ударяются с большой скоростью о по-
верхность подложки и деформируются, при этом обра-
зуется окисная пленка, свойства которой зависят от про-
должительности полета частиц и активности металла.
От ударов новых частиц пленка разрушается и вытес-
няется наружу, а частицы металла вступают в непо-
средственное соприкосновение, обеспечивая прочную
связь с подложкой и непрерывную проводимость покры-
тия.

Нанести металлический слой можно на любую проч-
ную поверхность таких материалов, как плотная бумага,
картон, ткань, дерево, текстолит, пластмасса, сухая шту-
катурка, цементированные поверхности и др. Поверх-
ность этих материалов для лучшей адгезии должна быть
шероховатой, что достигается с помощью пескоструйки.
Бумага, картон, ткани такой подготовки не требуют.
Нанесенный слой металла держится прочно в пределах
тех механических нагрузок и деформаций, при которых
не происходит разрушения подложки. Например, при
смятии тканей слой металлизации не нарушится, однако
излом металлизированной бумаги может привести к на-
рушению слоя покрытия.

Металлизационные слои могут быть различной тол-
щины. Толщина слоя не зависит от вида металла — по-
крытия, а определяется свойствами подложки. Количе-
ство наносимого слоя металла должно соответствовать
физико-химическим свойствам материала подложки, его
прочностным и деформационным характеристикам. Для
плотной бумаги слой металла должен быть не более
0,28 кг/м2, для ткани — до 0,3 кг/м2. Для жесткой пОД-
ложкн количество наносимого металла существенно не
ограничивается, более существенные ограничения обу-
словливаются весогабаритными характеристиками эк-
рана.

Наиболее распространенным покрытием является
цинк. Оно технологично, обеспечивает сравнительно вы
сокую эффективность экранирования и достаточную для
многих экранов механическую прочность. Такие же вы-
сокие эффективности могут быть получены при металли-
зации цинком сухой штукатурки пластмасс, дерева и
других аналогичных материалов.

Средняя эффективность экранирования металлиза-
цией поверхности цинком может быть определена с по-
грешностью не более ±10 дБ по эмпирической формуле

5MeT=97+51gdo—201g/,	(2.5)

где d0 — количество распыленного металла, кг/м2; f —
частота, МГц.

При этом среднеквадратическое отклонение от сред-
него значения составляет не более 3 дБ.

Следует иметь в виду, что выражение (2.5) по су-
ществу определяет эффективность уже реального экрана,
так как при выполнении его металлизацией обеспечи-
вается достаточная герметичность. Например, для обес-
печения толщины покрытия 0,1 мм требуется расход
цинка примерно 0,8 кг/м2, что на частоте 10 МГц дает
эффективность экранирования более 100 дБ.

Эффективность экранирования алюминиевыми покры-
тиями примерно на 20 дБ и более выше, чем цинковыми.

В общем случае при прочих равных условиях эффект
экранирования металлизированным слоем ниже, чем
сплошным листом той же толщины. Это объясняется от-
личием химического состава покрытия от структуры
исходного металла, в результате чего проводимость по-
крытия обычно меньше проводимости самого металла.

При ручном способе металлизации и малом расходе
металла (до 0,12 кг/м2 и менее) толщина покрытия ока-
зывается неравномерной, отдельные участки поверхности
остаются почти полностью прозрачными, что приводит
й резкому падению общей эффективности и почти ис-
ключает экранирование магнитной составляющей поля.
Эффективность может быть повышена до 100 дБ и более,
если увеличить расход металла до 0,6 ... 0,8 кг/м2 и
наносить его Непосредственно на подготовленную Проч*
ную основу.

Металлизация поверхностей может успешно приме-
няться для экранирования помещений и кабин в усло-
виях деления РЭА на отдельные экранированные отсеки
при неметаллической общей несущей конструкции, для
отдельных устройств, монтируемых в пластмассовых
корпусах, и многих других случаях. К металлизирован-
ным поверхностям могут быть припаяны контакты для
заземления и подключения других цепей.

Стекла с токопроводящим покрытием. Такие стекла
должны обеспечивать необходимую эффективность экра-
нирования при ухудшении их оптических характеристик
не ниже установленных граничных значений. Электриче-
ские и оптические свойства стекол с токопроводящим
покрытием зависят от природы окислов, составляющих
проводящую пленку, условий и методов ее нанесения и
свойств самого стекла [26]. Для экранирования могут
применяться пленки из окислов одного металла или сме-
си металлов. При условиях сохранения прозрачности
стекол с потерями не более 20% и обеспечения доста-
точной электропроводности толщина пленки покрытия
может колебаться в широких пределах: от 0,5-10-8 до
(2-3)-10-6 м (от 5 до 2000 ... 3000 нм).

Наибольшее распространение получили пленки из
окиси олова, так как они обеспечивают наибольшую ме*
ханическую прочность, химически устойчивы и плотно
соединяются со стеклянной подложкой.

Стекла с токопроводящим покрытием в основном
используются в смотровых окнах и шкальных системах
РЭА, в экранированных камерах с целью обеспечения
доступа в них света. Замкнутый экран из стекол с то-
копроводящим покрытием используется и тогда, когда
требуется наблюдать за происходящими внутри экрана
процессами.

В настоящее время имеется номенклатура стекол
с токопроводящими покрытиями, имеющих поверхност-
ное сопротивление не менее 6 Ом при ухудшении про-
зрачности не более чем на 20%- Эффективность экра-
нирования у таких стекол составляет примерно 30 дБ
в радиотехническом диапазоне волн. Поверхностное со-
противление зависит от толщины токопроводящей плен-
ки. Толщина пленки определяет, в свою очередь, вели-
чину потери прозрачности. Поэтому при изготовлении
и использовании стекол с токопроводящей поверхностью
необходимо определить оптимальную толщину пленки.
Из (1-34) следует, что толщина покрытия должна быть

d=O,O53p3o,

где Р — удельное сопротивление материала пленки,
Ом-м; Эо — эффективность экранирования в относитель-
ных единицах; d — толщина покрытия, м.

Однако из последнего выражения непосредственно
найти толщину тонкой пленки нельзя, поскольку знасе-
чение р, определяемое из таблиц, нелинейно уменьшает-
ся с толщиной d, а сама зависимость между d и р точ-
но неизвестна. Для каждого вида материала она может
быть установлена экспериментально. Так, например,
в результате обработки экспериментальных данных для
алюминия при толщинах до 6- 10 s м(60 нм) получена
приближенная формула

T?Q^exp (9,5—4,7108rf),
где RD—поверхностное сопротивление, Ом; d — толщи-
на пленки, м.

Погрешность вычисления R- по этой формуле не
превышает 20%. Так как стекла с эффективностью ни-
же 20 дБ практического применения не имеют, то в со-
ответствии с (2.4) для экранирования в диапазоне ча-
стот до 10 ГГЦ необходимо получить поверхностное
сопротивление не менее 19 Ом, поэтому толщина покры-
тия должна быть более или равна

^-’gSo^0.65-10-8 М (6,5 нм).

Как показывают исследования, эффективность в 20 дБ
для рассматриваемого случая может быть получена
только при незначительном переходном сопротивлении
между поверхностью пленки и экраном, что возможно
при соответствующем обеспечении надежного и тща-
тельного соединения стекла с каркасом.

По мере улучшения контакта эффективность экрани-
рования приближается к расчетной. Получение надеж-
ного контакта по всему периметру токопроводящего
слоя стекла с экраном представляет трудную техниче-
скую задачу. Только наличием недостаточно плотного
Контакта можно объяснить спад эффективности экрани-
рования нцже 20 дБ в диапазоне 60—400 МГц.
Область применения металлизированных стекол в це-
лях экранирования может быть расширена при решении
задачи обеспечения надежного контакта между поверх-
ностью стекла и экраном хотя бы за счет уменьшения
поверхностного сопротивления на краях стекла, в ме-
стах контактирования с экраном, что может быть дости-
гнуто увеличением толщины токопроводящей пленки.

Специальные ткани. Имеется несколько видов специ-
альных тканей (типа РТ и артикула 4381) с металли-
ческой нитью, отражающих электромагнитные волны.
Ткань РТ изготавливается из капроновых нитей, скру-
ченных с расплющенной и посеребренной медной про-
волокой диаметром 35 ... 50 мкм.

У ткани артикула 4381 нитка свита с эмалирован-
ным микропроводом ПЭЛ-0,06 (ГОСТ 2773). Число ме-
таллических ниток может быть 30X30, 20X20, 10X10 и
6X6 на 1 см2. Поскольку провод изолирован, то поверх-
ностное сопротивление этой ткани велико. В сетке ткани
электрический контакт отсутствует. Она предназначена
для защиты от колебаний СВЧ. Из такой ткани обычно
изготавливают специальные костюмы для индивидуаль-
ной биологической защиты. Подробно механизм, эффек-
тивность экранирования и устройство средств индиви-
дуальной защиты от электромагнитных полей рассма-
триваются в [26, 27].

Радиопоглощающие материалы (РПМ) не относят
к экранирующим материалам, хотя некоторые из них
выпускаются на металлической основе, которая при
тщательном соединении ее отдельных частей и элемен-
тов может служить экраном. Соединение листов введен-
ного в поглощающий слой металла, мягкой сетки или
фольги представляет определенные технологические
трудности, и эффективность экранирования основой та-
кого РПМ будет незначительной. Поэтому поглощаю-
щим материалом экран обычно покрывают с основной
целью уменьшения отражений радиоволн внутри него.
Наличие существенных поглощений электромагнитной
энергии в значительной степени устраняет возникнове-
ние диффузного поля, ослабляет реакцию экрана на
экранируемые элементы, облегчает обеспечение биоло-
гической защиты.

Измерение диаграмм направленности антенных
устройств, исследование отражающих свойств различ-
ных тел, климатические и другие испытания радиотех-
уцческой аппаратуры, предусматривающие строгую рёй-
ламентацию внешних условий (например, влажности,
температуры и т. д.), в ряде случаев не могут быть вы-
полнены на полигонах. В цехах и лабораториях эти
испытания и измерения должны проводиться в помеще-
ниях, имитирующих «свободное» пространство с посто-
янными параметрами. В таких помещениях, придав им
специальную форму и используя РПМ, можно создать
некоторый объем, в котором диффузное поле будет
ослаблено в 300 ... 1000 раз, т. е. практически будет
существовать только поле падающей волны, что позво-
лит проводить достаточно точные измерения.

Если не представляется возможным осуществить
устройство воздуховода системы охлаждения РЭА СВЧ
диапазона по принципу предельного волновода со срав-
нительно большим сечением, то эта задача может быть
решена созданием воздуховода «коленного» типа с по-
крытием его внутренней поверхности РПМ.

Приведенные примеры современного применения
РПМ показывают, сколь оно широко и разнообразно.

Для выбора соответствующего радиопоглощающего
материала необходимо задать диапазон рабочих частот,
в котором должно происходить поглощение радиоволн,
диапазон рабочих температур, величину допустимого
коэффициента отражения, тип основы и самого мате-
риала (жесткий, эластичный, принимающий требуемую
форму и т. д.),

Распространенные поглощающие материалы облада-
ют коэффициентом отражения 1 ... 3%, при этом харак-
теристики поглощения ухудшаются по мере увеличения
углов падения электромагнитных волн. Имеются узко-
диапазонные материалы интерференционного или ре-
зонансного типа, диапазонность которых (например,
типа ХВ) составляет примерно Х±15%, и широкодиа-
пазонные материалы.

Узкодиапазонные материалы представляют собой
слой собственно материала с потерями, укрепленный на
металлической основе. Толщина слоя d^7.M/4, где Хм —
Длина волны в материале, точнее, d=AM/4 егцг, где
Ч> — соответственно относительная диэлектрическая
проницаемость и относительная магнитная проницае-
мость покрытия. Поглощение поля в таких материалах
получается в основном вследствие интерференции и вза-
имной компенсации на поверхности РПМ двух волн, ко-
73
'fopfeie ЬтрайсЙЮТбЯ ёооФЁётственИО ot йбверхйостй пойло
тителя и от поверхности металлической основы (экра-
на). Противоположность фаз и равенство амплитуд этих
волн достигаются выбором параметров поглотителя.
Существенным недостатком таких РПМ является их
узкодиапазонность, причем расширение диапазонности
в пределах однослойной структуры невозможно. Однако
они обладают таким редким для РПМ достоинством,
как малая толщина (особенно у материалов сантиметро-
вого и более высокочастотных диапазонов).

Широкодиапазонные РПМ, как правило, представля-
ют собой листы однородного поглощающего материала
с рельефной поверхностью в виде выступов (шипов)
пирамидальной или конусообразной формы. Широкодиа-
пазонные РПМ могут быть образованы и из плоских
листов многослойного поглощающего материала. Прин-
цип действия таких материалов основан на постепенном
затухании электромагнитной энергии падающих волн
в толще материала и превращении ее в тепловую из-за
наведения рассеянных слабых токов, магнитогистерезйс-
ных или высокочастотных электрических потерь. Широ-
кодиапазонные материалы работают на всех частотах,
превышающих некоторую граничную, определяемую
толщиной материала и его средней диэлектрической
проницаемостью. С уменьшением частоты требуемая
толщина поглощающего материала возрастает и на ча-
стотах 100-120 МГц уже используются пирамидальные
блоки высотой до 500 мм на основаниях площадью до
200x200 мм2 или плоские покрытия толщиной до
350 мм.

Предельная энергия излучения, которая может быть
поглощена таким материалом, зависит от его макси-
мальной рабочей температуры.

РПМ изготавливаются в виде тонких резиновых ков-
риков, гибких или жестких листов из паралона или дре-
весных волокон, пропитанных соответствующими соста-
вами. Имеются РПМ в виде тонких ферритовых пла-
стин. Материалы могут монтироваться путем склеива-
ния или крепиться к основе конструкции экрана спе-
циальными скрепками.

Простейшими поглотителями СВЧ энергии являются
краски, имеющие небольшие коэффициенты отражения.
Так, например, краска марки НТС00-003 в диапазоне
длин волн 1 ... 16 см имеет коэффициент отражения по
az

X X X X х X соссссотсо W тт 6о СП >К nd о о- ---- - сл nd 4^ о со СП	„Болото"	|	wrote л 5? 5?  1 W ND	43 и	СВЧ-068	Марка материала
				•	Ферритовые поглоща- ющие пластины
			•		На основе древесного волокна
		•			Резиновые коврики
	•				На основе поралона
		•			Шиповидная поверх- ность
•					Магнитоэлектрические пластины
			•		Широкий интервал ра- бочих температур
			•		Работающие при вы- сокой влажности окру- жающей среды
0,8...10,6	0,8...100	ОО  00 оо  ND	15...150	15...200	Диапазон ра- бочих волн, см
ND	1—2	ND	1-3 |	00	Отраженная мощ- ность, %
W СП о X £ о		1345X345 345X345	600X1000	О  X  о о	Размер пластин, м-10-з
W г—« о		СП Сп		18...20	X S м  *ч м _ о  -з з о  Р ? 05
Со		_ И	>—  00 Е	£	43	И  : s	о	s	  . а	о	р	d	:  — О	Н	Ь  г- П	й	О	ь			Толщина материала, мм

Параметры некоторых РИМ отечественного производства

Характеристика основы и параметры материала

и
I»
сл

S
Й
I»

ND
та

FRL-330  FRL-340  FRL-350	Ч1Т  XXX  WWW си Ф* w ООО	CV-6 CY;-9 CV-12 CV-18		Марка материала
			•	Пеноматериал, диэлект- рик» не горит
		•		То же, жесткий
	•			Твердый пеноматериал, водонепроницаемый, не го- рит
•				Материал для покрытия полов, выдерживаёт нагруз- ку до 2 кгс/см2
				Твердый пеноматериал с пленкой из стеклопластики
				Керамический пеноматери- ал, поглощает высокие уровни энергии
				На основе животного во- лоса
				Пеноблоки
				Пирамидальная поверх- ность
•				Выдерживает температу- ру до 180°С
				Интервал рабочих темпе- ратур —60,..+650°С
о W>— CD ND ND	О W И-  CD ND ND	CD W	ь-  CD ND	ND Ф*		Диапазон длин волн, см
ND ND ND  ООО	O‘I 0'1 O‘I	0,01 0,01 0,01 0,01		Отраженная мощность, %
l.OX X0.3	0.9X X0,3	Х-° о о СТ>Х		Размер блоков, м
о cd w  О О СИ	ОСЛ ND  О Оф*	ND 00	CD Ф*  - О	О-  О	о		Масса 1 м’ материала, кг
nd «— я О ОСП ООО	ND >- О О Си ООО	Ф* W	ND «—  СПО	О СП  О о	О ND		Толщина материала, мм

Параметры РПМ, выпускаемых за рубежом
Характеристика основы и параметры материала

н
I»
сл

S
Л
L3

nd
no
и

СН-445  СН-460  СН-475  СН-490	нннн Д- Л* (!о <ъ 00(0 03 NO *-*	CHW-570  CHW-560	CHW-590  CHW-580	Марка материала
				Пеноматериал, диэлек- трик, не горит
				То же, жесткий
				Твердый пеноматериал, водонепроницаемый, не то- пит
				Материал для покрытия полов, выдерживает нагруз- ку до 2 кгс/см2
		•		Твердый пеноматериал с пленкой из стеклопластики
	•			Керамический пеноматери- ал, поглощает высокие уровни энергии
•				На основе животного во- лоса
			•	Пеиоблоки
		•		Пирамидальная поверх- ность
				Выдерживает температуру до 180°С
	•			Интервал рабочих темпе- ратур —60,..+650°С
03 03 — ,	О 03 00  О 03 NO N0	оз оз о о о о	СП о о о	Диапазон длин волн, см
ООО о	о О О О	о о	1,0  1,0	Отраженная мощность, %
	Х-° 'О о сЬХ	Х-°  О 03 СТ>Х		Размер блоков,м
ND  Сл О СП О	10,0 ' 14,0 20,0 40,0	о о си СО	03 N0  03^4	Масса 1 м2 материала, кг
NO —  О •— СП ND ОООСП	Й О1 ~О 03  СП N0 о 00	900  1830	300  450	Толщина материала, мм

Характеристика основы и параметры материала
мощности до 50%. Такими же параметрами обладает
графитированный текстолит № 369-61. В настоящее вре-
мя как отечественной, так и зарубежной промышлен-
ностью выпускается обширная номенклатура РПМ.
В табл. 2.1 приведены классифицированные и обобщен-
ные сведения о характеристиках некоторых РПМ оте-
чественного производства [28], а в табл. 2.2 [29] — ана-
логичные данные об РПМ, выпускаемых за рубежом.

Электропроводный клей (ЭПК). Заполнение эпоксид-
ной смолы тонкодисперсными металлическими порошка-
ми (железо, кобальт, никель, и др.) позволило получить
электропроводный клей, обладающий прочностью на от-
рыв до 50 МПа (500 кГ/см2) с удельной электропровод-
ностью до 10~6 (Ом-м)-1, стойкий не только к влаге, но
и к различным агрессивным средам и обеспечивающий
незначительную усадку после отвердения. Время отвер-
дения может быть доведено до пяти минут, если этот
процесс проводится с помощью токов высокой частоты
[30].

Наряду с применением ЭПК взамен пайки, болтовых
соединений и т. д. представляется целесообразным ис-
пользовать его и в технике электромагнитного экрани-
рования. Шовное соединение, крепление контактных си-
стем и различных элементов экранов, заполнение щелей
и малых отверстий, установка экрана на несущей кон-
струкции— эти и другие операции успешно могут быть
осуществлены с помощью ЭПК при высокой эффектив-
ности экранирования и сокращении объема монтажных
работ.

Изменяя. консистенцию ЭПК до состояния краски и
сохраняя поверхностное сопротивление даже до 0,1 Ом
на единицу площади, можно получить, как видно из
(1.36), эффективность экранирования 60 ... 65 дБ, при-
ближающуюся к эффективности металлов.

2.3.	Контактные устройства электромагнитных экранов.
Контактные соединения и эффективность экранирования

Реальные экраны, состоящие из большого числа со-
единенных между собой элементов, нельзя рассматри-
вать как однородные. Необходимо учитывать явления,
обусловленные неоднородностью конструкций.

В местах стыков листов и соединений элементов ток
проходит через участки с сильно уменьшенным сечени-
78
ёМ, поскольку надежный контакт осуществляется не по
всей поверхности соприкосновения, а лишь в отдельных
точках или областях. Это приводит к местным увеличе-
ниям плотности и неравномерному4 распределению токов,
к возрастанию сопротивления экрана и снижению его
эффективности в целом.	\

Чтобы уяснить, почему повышение общего сопротив-
ления экрана приводит к снижению его эффективно-
сти, достаточно представить его как объемный резонатор
с распределенными параметрами, в котором добротность
Q примерно пропорциональна эффективности Эо.

Возрастание сопротивления потерь резонатора (экра-
на) приводит к снижению его эффективности (1.41). Об-
щее активное сопротивление экрана Ro3 слагается из
суммы сопротивления 7<s сплошного экрана, сопротив-
ления RK, обусловленного контактами швов, и переход-
ного сопротивления открывающихся и не открываю-
щихся элементов, т. е. 7?O0=^s+^K+7?n=i/?s+^Ho6, где
добавочное сопротивление потерь RRC6—Rk+Rh-

Сопротивление Rs сплошного экрана обычно очень
мало. Например, на частоте f=10 МГц у экрана из ста-
ли оно составляет всего 2-10-2 Ом.

Контактные соединения в экранах по конструкции и
зыполняемым функциям несколько отличаются от обыч-
ных электрических контактов. Под электрическим кон-
тактом обычно понимают такое соединение двух про-
водников, при котором обеспечивается надежное про-
хождение через эти проводники электрического тока
без заметных потерь. С этой точки зрения функции
обычных • контактных соединений и контактных соедине-
ний в экранах одинаковы, поскольку при толщине d
экрана меньшей глубины проникновения поля в эле-
менты его конструкции, т. е. c?<i6, эффективность прямо
пропорциональна проводимости материала экрана. Вне-
сение больших переходных контактных сопротивлений
в экран может быть представлено не только как явле-
ние, эквивалентное ухудшению добротности резонатора,
но и как явление, эквивалентное внесению несогласо-
ванных нагрузок в линию передачи или в длинную ли-
нию, приводящее к возникновению отражения электро-
магнитных волн и к неравномерному распределению
вихревых токов. Но размеры контактных соединений
в экране велики и часто перерезают значительную часть
его поверхности. Поэтому в указанных представлениях
речь идет не о сопротивлениях потерь точечных контак-
тов, а о контактных соединениях больших геометри
ческих размеров, где площади соприкосновения, состоя-
ние контактных поверхностей, распределение контакт-
ных усилий, износоустойчивость и другие факторы и
параметры имеют очень существенное значение. Такие
большие контактные соединения поверхностей элемен-
тов требуют использования специфических решений при
конструировании, как это показано в § 3.4.

По своему назначению контактные соединения экра-
нов и их элементов могут быть подразделены на четыре
группы.

1.	Неразъемные контактные соедине-
ния. Они предназначены для постоянного соединения
частей и элементов экрана. Эти соединения обычно бы-
вают сварными или паяными. Увеличение общего сопро-
тивления потерь из-за таких соединений весьма незна-
чительно, так как здесь при сравнительно простой и
отработанной технологии можно обеспечить параметры,
близкие к параметрам идеального контакта.

Принципиально возможны три разновидности элек-
трической сварки металлов: нагреванием до сплавления
(электродуговая сварка), нагреванием до получения
пластического состояния металлов при их одновремен-
ном механическом сдавливании (электрическая кон-
тактная сварка) и сжатием соединяемых деталей без
нагревания (холодная сварка). Сварка по любому из
указанных способов заканчивается устранением грани-
цы соприкосновения и образованием единой кристалли-
ческой моноструктуры.

При дуговой сварке шов получается однородным по
структуре, а электрическое сопротивление его не боль-
ше сопротивления такого же по длине участка металла
в несвариваемой зоне.

Контактная сварка включает в себя точечную и сты-
ковую сварку. Электрическое сопротивление в месте
такой сварки обычно не увеличивается по сравнению с
сопротивлением сплошного металла-

Разновидностью сварки является пайка, к которой
также относят процесс наращивания одного металла
на другой, называемый облуживанием. Облуживание
ведется при подготовке соединяемых поверхностей
к паянию или при подготовке поверхности для обеспе-
чения плотного несварочного соединения.
Паяйие металлов возможно, благодаря тому, что тес*
н0 соприкасающиеся металлы способны растворяться
яруг в друге, диффундировать друг в друга как в жид-
ком, так и в твердом состоянии. Припой, соединяясь
с основными металлами, связывает йх механически и
электрически, хотя кристаллическая структура соеди-
нительного шва отличается от структур паяемых мате-
риалов. Большое значение для качества паяного соеди-
нения имеет выбор припоя и зазора между металлами.
Так как сопротивление припоя обычно не превышает
сопротивления основных металлов, то можно считать,
что общее сопротивление не возрастает. Следовательно,
неразъемный контакт, осуществленный сплошной свар-
кой или пайкой, практически не изменяет общего сопро-
тивления экрана. Качество сварки и пайки после очист-
ки должно тщательно проверяться с целью обнаруже-
ния непроверенных или непропаянных поверхностей,
прожогов и других дефектов.

Неразъемное контактное соединение может быть
выполнено и несварным. Так, например, при исполь-
зовании фольговых материалов соединение листов про-
изводят одинарным или двойным фальцем, обеспе-
чивая достаточную эффективность экранирования. При
этом на высоких частотах даже при нарушении непо-
средственного контакта и образовании пленки переход-
ное сопротивление будет незначительным, поскольку
влияние переходной емкости при этом достаточно
ощутимо.

При осуществлении неразъемного контакта с по-
мощью болтов или точечной сварки с определенным
шагом общее сопротивление возрастает, в результате
чего эффективность экранирования уменьшается. К та-
кому виду соединения листов прибегают, когда можно
ограничиться сравнительно невысоким ее значением.

2.	Разъемные контактные соединения.
Эти соединения могут периодически разбираться. К ним
относятся установки различных щитков, крышек, пере-
городок, вмонтированной аппаратуры и др. По виду
соединения с экраном они являются прижимными. По-
верхности соприкосновения со временем подвергаются
окислению и коррозии, прижимные приспособления
ослабевают, прокладки просыхают, поэтому разъемные
соединения должны периодически подвергаться чистке
и профилактическому ремонту.
3.	Скользящие контактные соединения.
-Эти соединения служат для постоянного или периода
веского изменения относительного расположения эле-
ментов экрана. Этот вид контактного соединения при-
меняется главным образом для вращающихся и движу-
щихся частей экрана. Характерным примером здесь
является вывод осей устройств настройки и органов
управления РЭА за пределы экрана.

4.	Контактные соединения открываю-
щихся частей экрана. Этот вид контактной си-
стемы по своей конструкции является наиболее слож-
ным, требует тщательного выполнения, так как в основ-
ном определяет величину дополнительного сопротивле-
ния потерь.

Исследования показывают, что для экранов сложной
конструкции с различными видами контактных соеди-
нений 7?os/^s может достигать 10-15, что соответственно
приводит к ухудшению эффективности также примерно
в 10-15 раз. Однако практически уменьшение эффек-
тивности может оказаться и не столь большим из-за
шунтирования переходного контакта индуктивной и
емкостной составляющими его полного сопротивления.

Надежная работа электрических контактов обеспе-
чивается их конструкцией, тщательностью изготовления,
правильным выбором покрытий материалов и контакт-
ным нажатием. При значительных нажатиях контакты
сравнительно хорошо сохраняют малые переходные
сопротивления, а при слабых даже покрытия из благо-
родных металлов и большие контактные поверхности не
гарантируют сохранения этого сопротивления в преде-
лах требуемых значений. Однако увеличение контакт-
ного давления создает определенные трудности для рас-
членения контакта. Таким образом, выбор конструкции
контактных устройств для открывающихся элементов
экрана приходится производить в условиях противоре-
чивых требований. С одной стороны, необходимо обес-
печить простое легкое расчленение контакта, например,
для открывающихся дверей экрана, с другой — потре-
буется получить большую эксплуатационную надеж-
ность контактной системы при сравнительно небольших
переходных сопротивлениях. Обобщение работ [31—37]
и экспериментальные исследования позволили устано-
вить зависимость между формой контактных поверх-
ностей, значением переходных сопротивлений и контакт-
дым нажатием при его изменении. В ограниченных пре-
делах, эта зависимость представлена графически на
пис. 2.1. Контактные системы для целей электромагнит-
ного экранирования наиболее целесообразно изготавли-
вать из фосфористой бронзы и латуни. Наименьшее пе-

реходное сопротивление
обеспечивают контакты
круглой и пирамидальной
формы. При нажатии, на-
пример, с усилием 1 кгс
переходное сопротивление
составит 10~4 Ом- В экра-
нах РЭА, как правило,
имеются открывающиеся
части в виде дверей, око-
шек, крышек и т. д. в зави-
симости от того, как часто
необходим доступ к эле-
ментам, расположенным
внутри аппаратуры или ее
блока. Устройство этих уз-
лов экранов является наи-
более трудоемким, глав-
ным образом из-за необхо-
димости обеспечения плот-
ного металлического кон-

Рис. 2j1. Зависимость переходно-
го сопротивления от контактного
'нажатия:

такта между рамками и
полотнами дверей, око-

шек, крышек и т. д.

Контактные устрой-
ства, используемые для

/— при плоских контактных поверхно-
стях: 2 — для плоской поверхности со
щеточным контактом; 3 — для плоской

поверхности с цилиндрическим контак-
том; 4 — для плоской поверхности с пи-
рамидальным контактом

этой цели, могут быть регулируемыми или нерегулируе-
мыми (постоянных размеров).

Регулируемый контакт применяется при сравнитель-
но больших дверных проемах, когда требуется обеспе-
чить равномерное контактное давление по всему пери-
метру. Для большей надежности могут применяться
Двойные контакты. Контактные устройства могут рас-
полагаться как на торцевой части дверей, так и на са-
мом полотне. Основные требования, которые предъяв-
ляются к контактным устройствам, сводятся к обеспе-
чению плотного контакта по всему периметру, надеж-
ности и возможности легкого открывания и закрывания
створок. Последнее требование особенно важно в тех
Таблица 2.3

Контактные системы для открывающихся,
вращающихся и съемных устройств электромагнитных
экранов

Эскиз

Краткая характеристика

Пружинный контакт. Сжатие
контактов происходит за счет де-
формации пружины 1 при соприко-
сновении с контактной планкой 2.

Применяется для обеспечения
контакта открывающихся элемен-
тов (например, дверей) экранов ра-
диопередатчиков и других радио-
технических устройств.

Прост в изготовлении и удобен в
эксплуатации. Эффективность эк-
ранирования 60...70 дБ

Контакт с резиновой подлож-
кой. Сжатие контактов происхо-
дит под действием реакции дефор-
мированной подложки (резины) на
металлическую контактную поверх-
ность.

Контактная пружина 3 при упоре
на контактный брусок 2 обеспечи-
вает надежный контакт между кор-
пусом экрана 1 и экраном откры-
вающегося устройства

Пружинный контакт. Сжатие
контактов происходит из-за дефор-
мации контактной пружины 3 при
соприкосновении с дверью 5, по
периметру которой укреплена кон-
тактная полоса 4. По периметру про-
ема, образуемого открывающейся
частью экрана, с помощью уголь-
ника 2 крепится медная лента 1 И
контактная пружина 3.
2	3 1

Пружинный контакт Сжатие
контактов происходит из-за реак-
ции уплотненной резины 2 и де-
формации контактной пружины 3.
Контактная полоса 4 прикреплена
к дверному полотну 5. К проему
экрана приварен угольник 1, к ко-
торому крепится пружина 3 и
уплотненная резина 2

Для сохранения контакта на две-
ри должно быть установлено при-
жимное устройство

Контактная система, не тре-
бующая устройства для прижи-
ма двери. К экрану двери по пе-
риметру устанавливается контакт-
ная пружина I. Регулировка под-
жатия пружины осуществляется
поджимным устройством 2 и вин-
том 3. Равномерное поджатие кон-
тактной пружины обеспечивает со-
хранение эффективности экраниро-
вания на уровне 80 дБ

То же. Имеется регулировка
поджатия контактной пружины в
другой плоскости и требуется
устройство для прижима двери. Кон-
тактная пружина 1 крепится к
дверной коробке 2. Равномерное
поджатие пружины обеспечивается
при помощи винта 3
Контактное устройство с
„плавающей" контактной пру.
жиной:

1—открывающаяся створка: 2-.
„плавающая” контактная пружина
из бериллиевой бронзы: 3— спещ.
альный крепежный винт; 4— рама
дверного проема; 5—демпфирующая
резиновая прокладка; 6—ограничи-
вающая опорная планка.

Контактная система надежна в
эксплуатации, само зачищающаяся,
длительное время обеспечивает на-
дежный контакт, эффективность
экранирования до 80 дБ

Одноконтактная пружина. Си-
стема 2 расположена на полотне
дверей 1. Контактная лента 3 при-
креплена к каркасу дверной короб-
ки. Требует наличия запирающего
(прижимного) устройства для две-
рей

Паять

То же с применением уплотни-
теля:

1—экран дверного полотна; 2—
шнур резиновый, обтянутый мед-
ной сеткой, припаянной к дверному
каркасу; 3—лента контактная (ла-
тунная); 4—экран; 5—каркас двер-
ной коробки

Створка

Торцевое одноконтактное
устройство-,

1—экран; 2—каркас; 3—пружи-
на; 4—контактная лента
Торцевое одноконтактное уст-
ройство с дополнительным контак-
том в точке а:

1—каркас двери; 2—контактная
пружина; 3—каркас коробки. При-
меняется для экранированных ка-
мер

Контактная система, располо-
женная на полотне дверей. Кон-
такт самозатачивающийся, требу-
ет применения замкового (прижим-
ного) устройства для двери. При
закрывании двери пружина 1 кон-
тактирует с планкой 2 в двух
плоскостях. Амортизирующий жгут
3 способствует улучшению контак-
та

Двойной контакт, располо-
женный на полотне двери-.

1—дверь; 2—каркас дверной ко-
робки; 3—контактная пружина; 4—
шнур резиновый. Требует установ-
ки на двери прижимного замка.
Обеспечивает легкое открывание
дверей

1

Комбинированный двойной кон-
такт. Контакты расположены как
на торцевой части двери, так и на
полотне, что позволяет обходиться
без прижимного замка:

1—экран; 2—-дверное полотно;
3—контактная пружина; 4—-кон-
тактная планка; 5—дверная короб-
ка
5

Контакт „ножевого" типа.
Контактная пружина 3 приварива-
ется к экрану 1. Контактный нож
2 заклепками крепится к экрану 1

Контакт съемной крышка с кор-
пусом экрана обеспечивается в
точке а. Контактная поверхность
экрана 3 должна быть зачищена.
Резиновая прокладка 2 уложена в
латунной сетке 1

Контакт съемной крышки с
экраном обеспечивается устрой-
ством „ножевого" типа с болтом в
качестве замка:

1—съемная крышка; 2—экран;
3—изоляционная прокладка; 4—кон-
тактная пружина

Контакт съемной крышки i с
экраном обеспечивается при сопри-
косновении угольника с латунной
сеткой в точке а. Сжатие обеспе-
чивается болтом, прикрепленным к
корпусу 2

Контакт „ножевого" типа.
Пружина 3 из бронзы (ленточная,
разрезная) крепится к крышке 1,
контактным ножом является кор-
пус 2

Сжатие соприкасающихся по-
верхностей контакта в точке а
осуществляется с помощью вин-
тов, стягивающих крышку 2 и эк-
ран 1.
Контакт, применяемый для
часто открывающихся крышек.
Плотный контакт между экраном
1 и крышкой 4 создается с по-
мощью стягивающего винта 3.
Медная плетенка 3, в которой
шнур 2 имеет плотный контакт с
крышкой

Примерно то же. Амортизирую-
щий шнур 1 находится в медной
плетенке, которая имеет надежный
электрический контакт с корпусом.
Очищенная поверхность крышки
имеет непосредственный контакт с
медной плетенкой

Контакт обеспечивается сопри-
косновением контактной пружины

2, прикрепленной к крышке 1, с
контактной планкой каркаса 3
При необходимости обеспечения
доступа к оборудованию, находя-
щемуся под полом экрана, приме-
няют специальные крышки (2), ко-
торые собственным весом могут
обеспечить необходимый контакт с
экраном (1) (3—контактная пружи-
на)

Вывод металл ине ской оси руч-
ки (настройки) мощного каскада.
Контактное устройство выполнено
в виде контактных щеток—манжет,
надеваемых на металлическую ось
с внутренней стороны, которые со-
прикасаются своими контактными
частями с поверхностью экрана:

1—штурвал (ручка); 2—панель;
3—втулка; 4—манжета; 5—вал

Вывод металлической оси руч-
ки настройки с обеспечением ще-
точного контакта с внутренней
стороны экрана:

у—ручка управления; 2—экран;
3—металлическая ось; 4—контакт-
ное кольцо; 5—латунная втулка;
6—сварное соединение

ЭД
Вывод металлической оси руч-
ки настройки с обеспечением ще-
точного контакта с наружной сто-
роны экрана:

1—винт стопорный; 2—контактная
пружина; 3—ось

Вывод неметаллической оси
ручки управления. Последняя про-
ходит через металлический патру-
бок 2. Размеры патрубка опреде-
ляются по данным табл. 2.6 (/—
экран; 3—ось)

Экранирование смотровых окон
с заделкой сетки 2. Применяется в
случае использования сетки с ячей-
ками 5X5 мм и более при диамет-
ре провода 0,5. ..0,7 мм. Каждая
проволока сетки припаивается при-
поем ПОС-40. Рамка 1—медная или
латунная, крепится к экрану вин-
тами. Место контакта рамки с эк-
раном необходимо лудить или цин-
ковать
Эк ранирование	смотровых,

остекленных, окон металлической
сеткой 3 при помощи обрамления р
Между стеклом 2 и обрамлением
прокладывается резиновая проклад-
ка 5. Места контактирования сет-
ки с корпусом или панелью 4 не-
обходимо покрывать оловом

Экранирование смотровых окон
применением сеток без защитных
стекол. Сетка 3 укладывается на
зачищенную панель и закрепляется
рамкой 1 с помощью винтов 2

Экранирование смотровых окон
применением стекол 5 с токо-
проводящими поверхностями. Для
улучшения контакта поверхности
стекла с экраном 3 используется
уплотненная резина 4, обложенная
контактной прокладкой из оловян-
ной фольги 6. Места контакта при-
жимной скобы 1 с прокладкой 6 п
экраном необходимо лудить.

Конструкция стягивается винтом 2
Фланцевое волновое соединение.
Соединение волноводов 3 осущест-
вляется с помощью стягивающих
болтов 1 и контактной прокладки 2
из бериллиевой бронзы. Примене-
ние пружинной прокладки с разрез-
ными лепестками, отогнутыми в
разные стороны, обеспечивает эф-
фективность экранирования до 80 дБ

Экранирующий одноконтакт-
ный разъем. Экранирующее гнездо
(а) устанавливается на корпус (эк-
ран) прибора и состоит из корпуса
разъема 1, изоляционной втулки 2
и контактного гнезда 3. Однокон-
тактнып штырь (б) состоит из
штеккера 4, изолятора 5, гайки 6
для сочленения с экранирующим
гнездом, втулки 7 цпя обеспечения
контакта с экранирующей оплеткой
гибкого провода 9. Экранирующее
гнездо выполнено по принципу
предельного волновода

Эк ранирование конт ро гьных из-
мерительных, гнезд', а—с исполь-
зованием предельных волноводов,
б—с применением заглушки;

1—экран; 2—контактное гнездо;

3—заглушка; 4—-контактная про-
кладка; 5—патрубок.
Случаях, когда Двёрй часто открываются, найрймер дця
экранированных помещений кабин и т. д. В этих уело,
виях предпочтительно располагать контактные устрой-
ства на полотне двери, но при этом требуются спецц.
альные стопорные или прижимные замки, удержи-
вающие двери в таком положении, при котором
обеспечивается достаточное сжатие контактов. Лучший
результат достигается тогда, когда сжатие электродов
контакта происходит под воздействием механической
реакции деформированной пружины или реакции де-
формированной подложенной под контакт резины.

В табл. 2.3 схематически показаны конструкции
контактных систем для открывающихся дверей, крышек,
люков, смотровых окон, осей управления и др. Системы
должны выполняться таким образом, чтобы исключить
образование щелей между корпусом экрана и откры-
вающимся элементом.

Характеристикой качества контактной системы
является ее электрическая герметичность, которая ко-
личественно может быть выражена через эффективность
экранирования.

Контактные устройства табл. 2.3 в широком диапа-
зоне частот (0,15 ... 1000 МГц) обеспечивают эффек-
тивность экранирования до 80 дБ, а двойные
контактные системы с регулированием контактного
.давления — до 100 дБ. Экспериментальная проверка
экранов с многократным использованием указанных кон-
тактных систем показала надежную их работу [38].

Качество контакта со временем вследствие старения
ухудшается. Поэтому контактное устройство требует
периодического осмотра и профилактического ремонта
((чистки поверхностей, регулировки контактного давле-
ния и т. д.).

Приведенные контактные системы могут быть исполь-
зованы в экранах любых типов, однако в каждом кон-
кретном случае применения необходимо исходить из на-
значения экрана, его размеров, расположения и других
факторов.

2.4.	Виды соединений листов обшивки экранов

Для обеспечения электрической герметичности листы
(полотна) экрана должны быть соответствующим об-
разом соединены.
Рекомендуется [38] применять следующие виды со-
единений: внахлест (с перекрытием), встык и с одинар-
н’ь1М или двойным фальцем.

На рис. 2.2 схематично показано несколько вариан-
тов соединений металлических листов сплошным непре-
рывным швом внахлест на каркасе из уголкового или.
полосового железа и без каркаса. Перекрытие одного'

Вариант //

Узел /I

Рис. В.2. Соединения листов
экрана внахлест.

Вариант 1

Вариант II

Ряс. 2.3. Соединения листов
экрана «стык.

листа другим должно быть 20 ... 50 мм. Соединение
Листов внахлест обеспечивает высокую эффективность
экранирования, технологически является наиболее про-
стым и может быть осуществлено как по каркасу экра-
на, так и без каркаса.

Однако этот вид соединения требует дополнительной
отделки поверхностей экрана для придания им необхо-
димого внешнего вида, приводит к определенному уве-
личению расхода материала и веса экрана.

Такое соединение преимущественно применяется для;
экранирования помещений и кабин, внутренняя поверх-
ность которых дополнительно облицовывается. При не-
посредственном экранировании аппаратуры и ее элемен-
тов соединение внахлест используется в тех случаях,
когда экран не имеет каркаса. Из вариантов, представ-
ленных на рис. 2.2, наибольшее распространение полу-
пил первый.
Если сварка или пайка производится по каркасу, то
удобнее соединение листов обшивки экрана осуществлять
встык (рис. 2.3), при этом необходимое перекрытие со-
здается полосой или уголком каркаса. Соединение встык
по каркасу обеспечивает получение ровных поверхно-
стей. После очистки места сварки или пайки и окраски
экрана он получает надлежащий внешний вид. Этот вид
соединения обеспечивает высокую эффективность экра-
нирования, но менее технологичен, чем внахлест.

Вариант I соединения (рис. 2.3) применяется для
экранированных помещений

Стояний 11 ка'бин> вариант II — для

аппаратуры.

фалец

Стальной лист
ь &=0,8--1 узеп д

Одинарный
угловой фалец

Одинарный фалец

ДВойной фалец

Рис. 2.4. Соединения листов
экрана в фалец.

Конструкция каркаса
определяется назначением
экрана, расположением вну-
тренних устройств и разме-
ром металлических листов.
Обычно каркас изготавлива-
ется из уголковой или поло-
совой стали. Деревянные
каркасы применяются для
крепления сетчатых мате-
риалов.

Соединение листов встык
без каркаса (вариант III,
рис. 2.3) применяется для
небольших экранов, малых
по габаритам, и миниатюр-

ных элементов РЭА при достаточной толщине материа-
ла экрана.'

На рис. 2.4 показаны возможные способы соедине-
ния листов белой жести и оцинкованной стали в фалец.
Для получения жесткого и устойчивого контакта соеди-
няемых поверхностей одинарный и двойной фальцы
в указанном на рисунке месте припаиваются по всей
длине экрана.

Рассмотренные выше контактные устройства в резуль-
тате использования сварки или пайки обладают пре-
небрежимо малым переходным сопротивлением. Однако
в тех случаях, когда применение сварки или пайки ока-
зывается невозможным или нецелесообразным контакт
не получается сплошным и пренебречь переходным со-
противлением не представляется возможным. Для вы-
сдения механизма влияния переходных сопротивлений
контактной системы на эффективность экранирования
этих условиях рассмотрим общую эквивалентную схе-

.у электрического контакта.

В общем случае без учета поверхностных сопротив-
лений контактирующих поверхностей эквивалентная схе-
ма электрического контакта может быть представлена
так, как показано на рис. 2.5,а.

Активное сопротивление 7?п выражает свойства пол-
ного, плотного контакта соединяемых поверхностей.
Иногда его называют основным переходным сопротив-

Рис. 2.5. Соединение электрически тонких материалов экрана.

лением. Индуктивная составляющая электрического
контакта оказывается последовательно соединенной
с /?п и представляет индуктивность прямого провода
произвольной толщины, длина которого равна средне-
му диаметру кажущейся поверхности контакта.

Применительно к конструкциям экранов РЭА, экра-
нированных помещений и кабин сопротивление этой ин-
дуктивности почти всегда пренебрежимо мало в весьма
широком диапазоне частот.

Емкость Сп, включенная параллельно ветви с актив-
ным сопротивлением Mt, выражает свойства той части
контакта, где нет полного касания контактных поверх-
ностей. Как известно, контактные поверхности шерохо-
ваты, и полное касание происходит только в отдельных
областях этих поверхностей. Между другими областями,
гДе нет полного касания, образуются участки со сравни-
тельно высокими локальными емкостями. Этому способ-
ствует образование на металлах, не имеющих достаточ-
7-758	97
но плотного соприкосновения, пленки окислов или со.
лей, обладающей изолирующими свойствами.

Емкость Си и индуктивность Lu образуют реактив,
ные сопротивления переходной зоны. В хорошо выпод.
ценных контактных системах при сравнительно большщ
контактных давлениях и чистых контактирующих по-
верхностях с реактивными составляющими полного коц.
тактного сопротивления можно не считаться. Однако ца
высоких частотах, представляющих значительную часц,
рабочих диапазонов многих экранов, реактивная состав-
ляющая переходного сопротивления может оказывать
существенное влияние на работу контактных систем. При
этом наиболее ощутимым оказывается влияние сопро-
тивления переходной емкости Сп.

Экспериментальные исследования и расчеты, напри-
мер, показывают, что переходная емкость чистой кон-
тактной пары металлов с кажущейся площадью сопри-
косновения 5 мм2, покрытой диэлектрической пленкой
толщиной 20 нм, составляет примерно 200 пФ. Сопро-
тивление такой емкости на частоте 108 Гц равно 8 ..
... 9 Ом. Если основное переходное сопротивление кон-
такта в десятки и сотни раз меньше этой величины, что
и имеет место на практике, то с указанной емкостью
можно не считаться. Однако возможны условия, при
которых емкостная составляющая параллельного пере-
ходного сопротивления окажется меньше или соизмери-
мой с активной составляющей. Чаще всего такие усло-
вия возникают на частотах выше 2ПО8 Гц.

На рис. 2.5,6 показано соединение листов экрана
внахлест, при котором в области длиной b создается по-
верхностное переходное сопротивление перекрытия, ха-
рактеризующее электрическую герметичность контакта.

Если рассматривать приложенные одна к другой дне
поверхности единичной площади, одна из которых
является однородной фольгой, а вторая поверхностью
контакта, то, очевидно, что их сопротивления оказыва-
ются включенными последовательно и, поскольку со-
противление первой поверхности значительно меньше
второй, общее сопротивление будет определяться пере-
ходным сопротивлением контакта.

Многочисленные измерения в диапазоне частот выше
200 МГц показали, что среднее значение поверхностного
переходного емкостного сопротивления контакта в ре-
зультате аппроксимации с погрешностью не более + 15%
^ожет быть представлено зависимостью

^пс = 512£>

1|С 1ег

где I — длина перекрытия, см; ег — относительная ди-
электрическая постоянная клея; X — длина волны, см;
fa— зазор между листами (толщина диэлектрика), см.

Например, пусть требуется определить эффективность экрани-
рования на волне 7.= 150 см алюминиевым листом из однородной
фольги толщиной 0,08 мм в двух случаях:

при отсутствии контактного соединения,
с контактным соединением, характеризуемым 1=5 см, е,=5 и
(/,=0,03 см.

Поверхностное сопротивление однородной фольги

Р 2.6-10-Е

^□А = d —бД)8Л0:п = 0’32’10 Ом‘

Поверхностное переходное сопротивление контакта

^□С — 3

Ум

1ег ~5

У150-0,03
5-5

0,2 Ом.

Эффективность экранирования согласно (1.16) будет
в первом случае

о	60 я	60-3,14

R, 0.32-10-3-6’10

или 135 дБ,

во втором

60я	60-3,14

Э,: = -у-= —q~2— - ЗООя или 60 дБ.

Очевидным направлением уменьшения переходного
сопротивления является увеличение длины перекрытия
Ь, которая, однако, ограничена расходом материала.
Практически ограничиваются величиной перекрытия
в 5-7 см. В необходимых случаях применяют клей-
с большим е,- Целесообразным является использование
электропроводного клея.

Для экранов, работающих в широком диапазоне ча-
стот, начиная от 100-150 кГц, применяют комбинирован-
ное контактное соединение тонких листов, которое схе-
матически показано на рис. 2.5,в. При таком соединении
склеиваются только участки перекрытия длиной а. Из-за
Плотного прилегания листов на участке перекрытия дли-
7*	99
йой b также создается жесткий электрический контакт
При определенном увеличении общей длины перекрытия
а-\-Ь и уменьшения его склеенной части а переходная
емкость указанного контакта сохраняет свою величин^
из-за увеличения числа пластин образованного эквива-
лентного конденсатора. Следовательно, на низких ча-
стотах контакт обеспечивается преимущественно его
активным сопротивлением, а на высоких — переходной
емкостью.

Обшивка корпусов РЭА в основном производится
указанными способами, однако во многих случаях свар-
ка непрерывным швом может быть заменена точечной
сваркой или креплением листов винтами (болтами).

Во всех случаях соединения листов требуется высо-
кая чистота обработки поверхностей контактирующих
частей, рихтовка сварного каркаса, листов обшивки, их
плотное затягивание при болтовом креплении. В по-
следнем случае рекомендуется оловянирование мест со-
единений.

Точечная сварка и винтовые соединения упрощают
монтаж экрана, но требуют соблюдения определенного
расстояния между точками крепления, в противном слу-
чае в экране могут образоваться щели значительных
размеров, что приведет к снижению его эффективности.
Требуемый шаг крепления зависит от диапазона частот
экрана, от мощности излучения экранируемого источни-
ка электромагнитных колебаний или от требуемой
эффективности экранирования внешних полей.

Экспериментально установлено, что среднее число п
контактных точек на 1 м длины контакта для обеспече-
ния эффективности экранирования Эо определяется
формулой

1g п=1,2—0,21g %+0,251g(3o/5),	(2.6)

где Z. — длина волны, м; Эо — требуемая относительная
эффективность экранирования. Погрешность определе-
ния п по этой формуле не превышает 30%, а средне-
квадратичное отклонение от среднего значения — не бо-
лее 3 ... 5 точек.

Для выполнения норм биологической защиты вели-
чина п должна удовлетворять условию

lg n>lg nmin=l,2+0,251g Р—0,21g %,	(2.7)

где «min определяется с той же погрешностью, длина
100
Таблица 2.4

Варианты точечного крепленич листов обшивки
каркасов РЭА

Эскиз

Краткое описание

Крепление обшивка 1 к карка-
су точечной сваркой. Перед свар-
кой соприкасающиеся поверхности
каркаса 2 и обшивки 1 должны
быть зачишены, листы обшивки от-
рихтованы и плотно прижаты к
каркасу. Толщина материала не
должна превышать 2 мм

Крепление обишвка 1 к Карка-
су 2 из фасонной листовой стали
крепежными болтами или винтами
3. Рекомендуется делать неболь-
шую отбортовку по краям панелей
обшивки, которая превышает жест-
3 кость панелей и позволяет исклю-
I чить щели в промежутках между
винтами 3. Применяется для экра-
нов с" габаритными размерами до
1...2 м эффективностью до
60 дБ

Крепление обшивки 2 к карка-
су / с помощью крепежных вин-
тов 3. Обшивку и каркас следует
цинковать в местах соединения * 4.
Места контактирования не окраши-
вать. Применяется для экранов с
габаритными размерами до 1... 2 м
и эффективностью до 60 дБ
йоЛны X выражена в метрах, а мощность излучения Р
в киловаттах.

Следует отметить, что для достижения эффективно-
сти экранирования более 40 дБ при длине волны менее
5 м следует отказаться от точечных контактов и прибег-
нуть к использованию сплошных соединений (сплош-
ных швов) элементов конструкций экрана.

В табл. 2.4 приводятся некоторые распространенные
варианты точечного крепления листов обшивки карка-
сов и других несущих конструкций РЭА.

2.5.	Экранирование отверстий

Для нормального функционирования экрана и эле-
ментов РЭА, расположенных в экранах, и, в частности,
для достижения требуемого теплового режима конст-
рукций экранов необходимо предусматривать соответ-
ствующие отверстия. Размеры и расположение отверстий
определяется назначением и конструкцией экрана, его
эксплуатационными характеристиками. Иногда отвер-
стия в экране требуются для согласования его с конст-
рукцией РЭА или радиотехнического объекта, куда вхо-
дят экранируемые узлы и приборы, потенциальные
источники помех или чувствительные к ним элементы.

Отверстия в экране вместе с внутренними и внешни-
ми элементами РЭА, внутренним и внешним простран-
ством экрана образуют вентиляционные, коммуникаци-
онные (для управления, связи, сигнализации пути и ка-
налы для передачи разного рода усилий, жидкостей,
газа. Эти каналы не должны нарушать электрическую
герметичность экрана и снижать его эффективность.

Для обеспечения требуемой эффективности экрани-
рования отверстия должны быть выполнены по прин-
ципу предельных волноводов. Как известно, указанный
принцип заключается в том, что при определенных со-
отношениях между размерами волновода и длиной вол-
ны поступающих на его вход электромагнитных колеба-
ний практически исключается возможность распростра-
нения по нему этих колебаний, т. е. по отношению к ко-
лебаниям на входе волноводная система ведет себя как
фильтр с полосой задерживания, совпадающей с полосой,
где сосредоточена основная часть энергии их спектра.
Часть электромагнитной энергии, прошедшая на выход
волновода, определяет эффективность его действия как
фильтра, т. е. затухание этого фильтра в полосе задер-
живания.

В современной технике применяются различные типы
волноводных фильтров. Однако в технике электромаг-
нитного экранирования применение находят в основном
простейшие: предельные волноводы, ослабляющие коле-
бания с длиной волны, превышающей критические зна-
чения 7-^Акр, т. е. фильтры верхних частот. Такие вол-
новоды не усложняют конструкции экранов и согласуе-
мых с ними элементов РЭА.

Волноводный фильтр верхних частот обеспечивает
затухание в полосе задерживания, так как на частотах
ниже критической фронт волны, распространяющейся
в волноводе, имеет постоянную фазу, а амплитуда на-
пряженности поля убывает по экспоненциальному за-
кону по мере удаления от источника возбуждения. За-
тухание, вносимое волноводом с воздушным заполнени-
ем на единицу длины (погонное затухание), равно [26]

(2-8)

где Л>!^кр и АКр выражается в метрах. Формула (2.8)
справедлива для всех типов волн и разных форм волно-
водов. Затухание волны в волноводе зависит от отно-
шения А«р/Л. Предельная волна с длиной больше кри-
тической в волноводе распространяется с затуханием,
так как фронт плоской волны при	становится

под углом к оси волновода, а при очень большой длине
волны — практически параллельно ей. Плоская волна
при этом совершает колебания между боковыми стенка-
ми волновода и вдоль осп волновода, а энергия волны
распространяется вдоль волновода, уменьшаясь тем
сильнее, чем более параллелен фронт волны его оси.
Поскольку длительность распространения волн в волно-
воде всегда больше, чем в открытом пространстве, путь,
который совершает волна внутри волновода, больше его
Длины. Следовательно, остается предполагать, что вол-
на внутри волновода распространяется, многократно
отражаясь от его стенок, а длина ее пути поэтому за-
висит от расстояния между ними, т. е. от размеров вол-
новода. Очевидно, что если на некоторой частоте волна
будет практически только отражаться от стенок волно-
вода, не перемещаясь вдоль него, то эта частота выра-
жает нижний предел частот колебаний, которые не рас-
пространяются по данному волноводу. Последнее озна-
чает, что часть электромагнитной энергии, прошедшей
на выход волновода, не будет превышать допустимых
значений.

Таким образом, волновод может работать в качестве
фильтра, который эффективно ослабляет колебания на
частотах, лежащих ниже известного предела, и в значи-
тельно меньшей степени ослабляет колебания на часто-
тах, лежащих выше данного предела. Поэтому мини-
мальное затухание, вносимое волноводом как фильтром,
должно рассчитываться по формуле

В ,
min

[дБ/м]=

54,6
Акр

(2-9)

Значит, в задачу конструирования волноводного
фильтра входит определение оптимальных его размеров
исходя из заданного Amin для обеспечения требуемого
затухания на единицу длины волновода. Задаваясь не-
которым значением Акр/Атш> связывают размеры волно-
вода, определяющие Акр, с верхней границей диапазона
рабочих частот экрана, т. е. с Amin. Тогда в этом диапа-
зоне гарантируется затухание не менее BmIn, поскольку
выбор определенного AKp/Amin<l обеспечивает сдвиг по-
лосы задерживания, характеризующей волновод как
фильтр в пределах спектра его входных колебаний.

Типы волн и затухание их в различных

Таблица 2.5
волноводах

Тил волновода				Волна	М кр	Затухание на единицу дли- ны, дБ/м	Затухание па дли- не 1, дБ
				н„  Epi  н01	I,70S£>  1.307D  0.82D	32/D  41 /D  &7/D	32Z/D  41Z/D  67Z/D
		—		Нш  Ен	2а  2а	27,3/а  27, ЗУ 1 +(с/ь;» а	27.3Z/O  27,3Vl+(q/Z,)J/ а
		а			У1+(а/6)«		

W4
В табл. 2.5 приведены формулы для определения зату-
хания на единицу длины для различных типов волн и
ВОЛНОВОДОВ при Хкр/У.шт-^О ИЛИ А.кр/2-miri^^ 1 •

Как известно, в волноводе круглого сечения наимень-
шее затухание имеют волны типа Иц, а в волноводе
прямоугольного сечения—типа Ню. Поэтому расчет
волноводных фильтров для экранов ведется исходя из
условия обеспечения требуемого затухания именно для
этих типов волн. Тогда для других типов волн, которые
могут возбуждаться в волноводе, затухание будет заве-
домо выше минимально допустимого значения.

В технике экранирования более широкое применение
находят волноводные фильтры с прямоугольным сечени-
ем как более технологичные в производстве и монтаже.
В таких волноводах для волны Ню при Акр=2ц имеем

(2.10)

В формуле (2.10) в качестве единицы длины удобно
взять больший размер а, м, поперечного сечения. Тогда
можно записать

(2.П)

Это будет затухание волновода на длину, равную его
большему размеру поперечного сечения.

График функций B=B(2a/Amin) имеет четыре харак-
терных интервала. В интервале 0<2a/Zmm^0,l затуха-
ние сохраняется практически на уровне максимально
возможного, при этом a^0,05?vmin- В интервале 0,1<;
<2a/Z,min^0,4 затухание уменьшается по сравнению
с максимальной величиной примерно на 1 дБ и при этом
0>05A.min<a^0,2A.mIn. При 0,4<2a/Zmjn^0,9 затухание
уменьшается примерно на 15 дБ и 0,2A.min<a^0,45Zmm.
И, наконец, в интервале 0,9<2a/Xmm^0,999 происходит
резкое уменьшение затухания, волновод обеспечивает
распространение волны практически без потерь и при
этом 0,457.mln<asC0,4997.rnlri. Следовательно, если исхо-
дить из того, что волновод должен обеспечить высокое
затухание при сравнительно большом поперечном сече-
нии, то оптимальными можно считать указанные соотно-
шения для границ второго и третьего интервалов. По-
этому принимают, что максимальная величина большего
размера поперечного сечения должна быть

<^max=;0,22,mill,	(2.12)

а волновод может иметь любой другой размер а^.аШ1Л.
Уменьшать величину а можно и в любых допустимых
пределах. Максимально допустимое значение tzmax
в длинноволновом диапазоне составляет 200 м. В этом
диапазоне обычно не ограничиваются размеры конст-
рукции волновода. Например, вместо экранирования

дверного проема в экра-
нированном помещении
можно использовать от-
крытый раструб (кори-
дор) с размером а и дли-
ной волновода, необходи-
мыми для обеспечения
требуемой эффективно-
сти.

Строго придерживать-
ся соотношения (2.12) по
различным причинам не
всегда представляется
возможным. Если это со-
отношение не выполняет-
ся, то потери затухания
могут быть скомпенсиро-

ваны увеличением длины
I волновода или другимимерами.

В табл. 2.6 приведены данные для определения раз-
меров волноводных фильтров, обеспечивающих необхо-
димую эффективность экранирования. Эти данные явля-

ются практически реализуемыми, проверенными при
проектировании и эксплуатации экранов различного на-
значения.

Сложнее всего вопрос о выборе величины а в санти-
метровом диапазоне, где из-за малого значения 7.min се-
чение волновода должно быть также малым. Некоторое
увеличение сечения волновода получают, принимая
2cz/Xmin>0,4, а уменьшение затухания в волноводе при

этом можно компенсировать увеличением его длины.

В зависимости от величины сечения волноводных
фильтров, определенных по формуле (2.12), возникают
два типа задач:

1) сечение удовлетворяет параметрам капала, но для
получения заданной эффективности длина фильтра /
Данные для определения размеров волноводных фильтров

Диапазон длин волн и ми- нимальная длина волны X . mm	Размер сторо- ны волновода а, м, не более	Затухание на i м длины волновода, дБ/м	Длина волноводного фильтра для обеспечения эффек- тивности экранирования Э, дБ					Длина волно- вода, выражен- ная через эф- фективность экрани - рования, м
			30	40	60	80	100	
Длинноволновый, AmIn=1000 м	W100	27,3/а	а	1,5а	2а	За	3,5а	Эа/27,3
Средневолновый, 100 м	W5°	27,3/а	а	1,5а	2а	За	3,5а	За^Д ,3
Коротковолновый, 10 м	^min/20	27,3/а	а	1,5а	2а	За	3,5а	Эа/27,3
Метровый, 1 м	W]0	26,6/а	1, 1а	1,5а	2,2а	За	4а	Эа/26,6
Дециметровый, 0,1 м	\nin/5	25,0/а	1,2а	1,6а	2,4а	3,2а	4а	Эа/25,0
Сантиметровый, 0,01 м	\nin/3	20,0/а	1,3а	2а	За	4а	5а	Эа/20,0
получается большой, что усложняет конструкцию экра-
на; 2) сечение мало и не удовлетворяет требованиям,
предъявляемым к каналу.

Для разрешения этих трудностей применяют волно-
водный фильтр типа сотовой решетки (рис. 2.6). В этом
фильтре общий волновод с большим размером а сече-
ния разбивают на отдельные ячейковые волноводы
с большим размером сечения. Таким образом, если
волновод образует канал, проходящий сквозь экран, то
каждая отдельная ячейка и частичный волновод образу-
ют некоторый частичный канал (субканал) этого общего
канала. Очевидно, что для каждого i-ro субканала
ДОЛЖНО быть Пг<;Птах-

При одинаковых ячейках число их в фильтре типа
«сотовая решетка» будет n—SfSR, где S— общая пло-
щадь сечения фильтра; Зя — площадь сечения ячейки
(соты).

Если, кроме того, сечения общего волновода и ячеек
квадратные, то п=(а['ая)2, где (l-=.clr при всех i.

Для первого случая, когда выбор а производится из
(2.12), общая средняя эффективность фильтра типа со-
товой решетки возрастает и может быть определена по
экспериментально полученной формуле

Э [дБ] = 27,3 4- 201gVn,	(2.13)

где 27,3 — эффективность одной ячейки при ая=1, дБ;
п — число ячеек в общем волноводе.

Формула (2.13) дает оценку среднего сечения эффек-
тивности при п>8 ... 10 с погрешностью не более
±3 дБ. Среднеквадратичное отклонение от среднего зна-
чения не превышает 1 дБ. Общая длина волновода

. Э — 201g Кп

(2.14)

где Bmin — затухание на 1 м длины ячейки, дБ. Очевидно,
что для обеспечения требуемой эффективности эта дли-
на может быть уменьшена из-за появления добавочного
затухания 201g/я.

Иначе обстоит дело в другой задаче, когда сечение
общего волновода больше сечения, определенного по
(2.12). В этом случае при сотовой конструкции появля-
ются как бы параллельные пути для распространения
электромагнитных колебаний и общее затухание волно-
да уменьшается:

5=27,3—201g n.

(2.15)

(формула (2.15) выражает затухание волновода еди-
Йц«и°й длины (а=Г). Для компенсации уменьшения за-
дания общую длину волновода выбирают больше:

/ 34-201g п
Srnin

(2.16)

Рассмотрим пример. Пусть требуется определить размеры вол-
новодного фильтра, обеспечив минимальную длину его. Частота f=
=27 МГц, эффективность экранирования не менее 52 дБ, общее се-
чение воздуховода 0,8X0 8 м2.

В соответствии с (2.12) принимаем omax=0,2Z.mill=0,2-11=2,2.
Если принять длину волноводного фильтра /=0,8 м, то эффектив-
ность экранирования будет 27 дБ. Для эффективности в 50 дБ
длину приходится принять равной 1,6 м, что не может быть реали-
зовано. Тогда применим фильтр типа «сотовая решетка». Пусть
размер его ячейки будет 0,05x0,05 м, следовательно, число ячеек

0,8-0,8
п —0,05 0,05 “ 256'

Эффективность экранирования такого волновода

3 = 27,3-1- 20 lg К/Г=27,3 -f-20 1g 16=51 дБ,

т. е. он удовлетворяет заданным требованиям при а„=1.
Длину волновода можно вычислить по (2.14):

1 =

3 —201g Уп
^min

52 — 24

5,50

0,05 м,

где BmIn—затухание на 1 м длины ячейки, т. е.

дБ
550 —.
м

27,3

Bmln = 0,05

Устройство и монтаж волноводных фильтров. Волно-
вод представляет собой трубу прямоугольного или круг-
лого сечения с проводящими стенками, отделяющими
тракт движения волны от внешнего пространства
(рис. 2.7,а). При изогнутой форме волновода за его дли-
ну принимается длина средней линии. Волновод к экра-
ну прикрепляют сваркой или пайкой по всему пери-
метру канала. Волновод может быть расположен как
внутри экрана, так и вне его. Кроме того, волновод мо-
Рис. 2.7. Установка волноводного фильтра на экране.

Вариант I

Рис. 2.8. Варианты устройства сотовых решеток.

Вариант п Вариант Ш
jjjeT быть поделен экраном в любом отношении в зависи-
мости от общей конструкции системы.

I Одной из стенок волновода может служить соответ-
сТйующая поверхность экрана (рис. 2.7,6). При этом
т0^цевые концы канала должны быть закрыты, а дли-
ной его считается расстояние между серединами входно-
го и выходного отверстий. При необходимости в одном
03 отверстий канала устанавливается сотовая решетка
(рис, 2.7, в), которая приваривается к волноводу по все-
му периметру входного (выходного) отверстия.

Варианты конструкции сотовых решеток показаны
на рис. 2.8. Вариант I состоит из стальных листов. В ли-
стах, длина которых определяется размерами канала
(шириной и длиной волновода), на расстоянии а дела-
ют прорези по толщине материала. Затем собирают ре-
шетку, места соединений в каждой ячейке скрепляют
сваркой или пайкой.

Вариант II конструкций решетки собирают из отрез-
ков труб длиной I и диаметром d—a. Каждая труба при-
варивается по периметру своего сечения к листу с соот-
ветствующим расположением отверстий, вариант III ре-
шетки представляет собой конструкцию из уголковой
стали.

2.6.	Экранирование перфорированными материалами

Применяемые в РЭА вентиляционные отверстия типа
«жалюзи» представляют собой узкие щели, которые мо-
гут пересекать пути токов, наведенных в экране, в ре-
зультате чего существенно уменьшается эффективность
экранирования. Измерения показывают, что обычно жа-
люзи уменьшают общую эффективность экранирования
на 10 дБ и более. Для устранения этого недостатка
с внутренней стороны под жалюзи на рамке укрепляют
металлическую сетку. Обычно размеры ячейки сетки со-
ставляют от 2x2 до 5x5 мм2. Однако почти все конст-
рукции подобного типа достаточно сложны и во многих
случаях не обеспечивают необходимой мощности венти-
ляционных потоков. Поэтому эти конструкции, как пра-
вило, следует применять лишь в аппаратуре, находящей-
ся на объектах, требующих повышения внутреннего или
внешнего экранирования.

В конструкциях РЭА применяют также перфориро-
ванные вставки в виде щитков или дисков. Перфориро-
ванная вставка изготавливается из более толстого, чец
экран, материала и приваривается к экрану с внутрец.
ней стороны. Снаружи вставка обрамляется рамкой
Перфорированный щиток совместно с наружной ра^.
кой может укрепляться болтами при условии обеспечу
ния плотного контакта’ по всему периметру щитка, как
это показано на рис. 2.9. Если требуется мощный обмен

Рис. 2.9. Эскиз конструкции крепления перфорированной вставки.

1 — экран; 2 — наружная рамка; 3 — перфорированная вставка.



воздуха, из перфорированного материала изготавливают
крышку и донную часть общего экрана.

Эффективность экранирования перфорированными
материалами при условии может быть определена
по формуле [39]

 <2-|7>

где Xmin — минимальная длина волны защищаемого диа-
пазона; а — расстояние между центрами отверстий; D —
диаметр отверстия.

Расстояние между центрами отверстий обычно при-
нимают не менее 2D и не более 6£>. Максимальное зна-
чение диаметра отверстия можно оценить из условия
^max< г ^min/^o- Для более длинных волн допустимый
размер отверстия перфорации может оказаться значи-
тельным, а для экранов малых размеров может сущест-
венно снизить общую эффективность экранирования.
Поэтому ограничиваются размерами отверстий 2 ...
\.. 3 см.

I В сантиметровом диапазоне волн из-за малого диа-
метра отверстий конструкция канала может не удовле-
творять техническим требованиям. Поскольку перфори-
рованная вставка представляется как решетка предель-
ных волноводов, то некоторое расширение отверстий
можно получить увеличением толщины перфорирован-
ного материала.

2.7.	Фильтрация электрических сетей при
электромагнитном экранировании

Экранирование является одной из основных мер
ослабления и локализации электромагнитных полей
в интересах повышения устойчивости функционирования
РЭА. Однако эффективность экранирования в значитель-
ной степени зависит и от фильтрации электрических
сетей управления, сигнализации, связи и электропита-
ния, проходящих через экран, вводимых в экран и вы-
ходящих из него. Работоспособность любого самого со-
вершенного экрана будет существенно снижена, если не
препятствовать распространению электромагнитных ко-
лебаний вне или внутрь экранируемого пространства по
этим сетям. Следовательно, фильтрация электрических
сетей и линий является техническим мероприятием, со-
путствующим электромагнитному экранированию в по-
давляющем большинстве его применений, а устройства,
обеспечивающие фильтрацию, должны быть неотъемле-
мой частью системы экранирования.

Поскольку эти устройства предназначаются для по-
давления колебаний радиочастотного диапазона, их
основной функцией является так называемое радиоча-
стотное фильтрование в отличие, например, от ослабле-
ния пульсаций в цепях питания постоянного тока и т. п.

Предположим, что электромагнитная энергия выхо-
дит за пределы экранируемого пространства или входит
в него только вследствие несовершенства экрана и не-
достаточной фильтрации сети. Тогда, если задана общая
эффективность системы экранирования или системы по-
давления помех, ясно, что частные эффективности соб-
8-—758	113
ётвённо экранирования И сопутствующей ему фильтраций
в общем случае должны быть не хуже результирующей
эффективности системы в целом. Потери эффективности
подавления помех и затраты будут минимальными, если
обе эти частные эффективности принять равными. По-
скольку по трудностям реализации первой является ча-
стная эффективность собственно экранирования, ей
в общем случае и приравнивается эффективность филь-
трации.

Во всех случаях эффективность фильтрации должна
рассматриваться с учетом согласования фильтра по
входу (с генератором входного сигнала) и выходу (с на-
грузкой), т. е. в зависимости от характеристик внутрен-
него сопротивления Zi источника помех и сопротивления
Zn нагрузки (см. рис. 1.4).

Фильтры электрических цепей, входящих в экрани-
руемый объем (экранируемое пространство) или прохо-
дящих через него, размещают как внутри, так и вне
экранов и аппаратуры. Фильтры, как правило, не пере-
страивают, не переключают. К ним предъявляют сле-
дующие требования, обусловленные специфическими
условиями применения:

малые потери в полосе прозрачности и достаточно
высокое затухание во всей полосе задерживания, зани-
мающей очень широкий интервал радиочастотного диа-
пазона (иногда в пределах от 0,1 до 104 МГц);

способность эффективно работать при сильных прохо-
дящих токах, высоких напряжениях, высоких уровнях
мощности проходящих и задерживаемых электромагнит-
ных колебаний, а для фильтров в цепях электропита-
ния— высоких уровнях мощности постоянного или пере-
менного тока промышленных и других частот;

способность сохранять основные технические характе-
ристики в полосах пропускания и задержания при меха-
нических и климатических нагрузках, которые могут
быть нехарактерны для другого оборудования объектов
и экранов.

Указанные требования означают, что элементы филь-
тров электрических цепей систем экранирования образу-
ют с точки зрения их назначения и условий применения
выделенную группу электрорадиоэлементов, основные и
второстепенные параметры которых учитываются в ши-
роких диапазонах частот, токов, напряжений, мощно-
стей и больших интервалах изменения температуры,
Т а б л и ц а 2.7

Основные типы фильтров нижних частот и формулы
для оценки вносимого затухания

Эквивалентная схема фильтра	Вносимое затухание
влажности, ударных и вибрационных нагрузок и т. д.
Принято эти элементы, как и сами фильтры, называть
помехоподавляющими или защитными.

В системах экранирования в основном применяют
фильтры нижних частот (ФНЧ). Эквивалентные схемы
и формулы для оценки затухания, вносимого этими
фильтрами, приводятся в табл. 2.7. Как видно из приве-
денных в таблице данных, для получения достаточного

Рис. 2.10. Эскиз устройства, эквивалентная схема и вид частотной

характеристики проходного конденсатора.

затухания целесообразно использовать главным обра-
зом индуктивно-емкостные фильтры. Применение в каче-
стве фильтра только одной емкости или индуктивности
имеет смысл лишь в некоторых случаях. Блокировка
сети электропитания емкостью эффективна тогда, когда
внутреннее сопротивление источника помех и сети вели-
ко. Защита с помощью индуктивности может иметь
место в противном случае, когда внутреннее сопротивле-
ние источника помех и сети мало. Г-образный фильтр
с емкостным входом применяется, когда внутреннее со-
противление источника помех велико, а сопротивление
сети мало. Г-образный фильтр с индуктивным входом
целесообразно использовать в обратных ситуациях. Наи-
большее распространение для фильтрации цепей пита-
ния получили П-образные индуктивно-емкостные филь-
тры, поскольку они при прочих практически равных по-
казателях оказываются менее сложными по конструкции
и обеспечивают достаточно высокое затухание помех.

Помехоподавляющие конденсаторы. Полное сопротив-
ление конденсатора в широком диапазоне частот опре-
деляется не только его емкостью, но и индуктивностью
его выводных проводников. Эквивалентная схема кон-
денсатора может быть представлена в виде последова-
тельного контура (рис. 2.10,'а).
iТаким образом, каждый конденсатор имеет опреде-
ную резонансную частоту, выше которой его полное
ротивление определяется уже не емкостью, а его
родственной индуктивностью. Для расширения диапазо-
на частот, в котором полное сопротивление конденсатора
не превышало бы определенной величины, необходимо
уменьшить собственную индуктивность конденсатора.
Хроме того, к конденсаторам, в зависимости от условий
их работы, предъявляются требования в отношении вла-
гостойкости, теплостойкости, электрической и механиче-
ской прочности и т. д. В настоящее время промышлен-
ностью выпускаются специальные помехоподавляющие
конденсаторы типа КЗ. Эти конденсаторы имеют собст-
венную индуктивность меньше 50-10-9 Г. Однако в ряде
случаев ввиду недостаточно широкой номенклатуры кон-
денсаторов типа КЗ, а также из-за ограничений по весу
и габаритам приходится применять обычные конденса-
торы. Из них для фильтрации помехонесущих сетей ре-
комендуется применение конденсаторов типа КСО и КБГ
и др. Если обычные конденсаторы применяются с целью
включения в цепи переменного тока, то необходимо учи-
тывать, что их номинальное рабочее напряжение указа-
но только для постоянного тока.

Применение конденсаторов типа КЗ и обычных кон-
денсаторов ограничено частотами 10 ... 20 МГц. При
более высоких частотах их использование, как правило,
малоэффективно.

Для подавления помех в области частот выше 10 ...
...20 МГц рекомендуется применять проходные конден-
саторы. Эти конденсаторы (типа, например, КБП,
ГОСТ 6760—62) имеют ряд особенностей, на которых
следует остановиться подробнее. Проходной конденса-
тор по конструкции существенно отличается от обычного
(рис. 2.10,6). ’

Токонесущий стержень проходит сквозь корпус кон-
денсатора и изолируется от него при помощи фарфоро-
вых или стеклянных изоляторов. Один торец секции при-
паян к токонесущему стержню, а другой по всему пери-
метру — к корпусу, который и является одним из
выводов конденсатора.

Для характеристики проходного конденсатора вво-
дится параметр, равный отношению выходного напряже-
ния (при отсутствии нагрузки на выходе) к входному
току и, следовательно, имеющий размерность сопротив-
ления. Этот параметр, равный модулю сопротивления
ZnK эквивалентной схемы, называется сопротивление^
проходного конденсатора.1

Частотная зависимость сопротивления проходного
конденсатора, имеющего емкостный характер в широком
диапазоне частот, приведена на рис. 2.10,в. В области
частот ниже f0 величина сопротивления проходного коц.
денсатора определяется в основном его емкостью. В этой
области частот проходной конденсатор почти не отлича-
ется от обычного. Но в области частот выше f0 модуль
сопротивления ZnK достигает весьма малых значений (д0
10~3 Ом). В этой области частот проходной конденсатор
работает как делитель напряжения, помехоподавляющис
свойства которого с увеличением частоты улучшаются.
Это и является основным преимуществом проходного
конденсатора, позволяющим использовать его в широ-
ком диапазоне частот.

Помехоподавляющие свойства проходного конденса-
тора очень существенно зависят от его размещения и
способа крепления. Проходной конденсатор размещают
так, чтобы входная и выходная цепи были эффективно
экранированы, он должен устанавливаться на плоскости
экрана, разделяющего входную и выходную цепи (уста-
новка проходного конденсатора на съемную часть экра-
на не допускается) (рис. 2.11).

Высокие помехоподавляющие свойства проходного
конденсатора в области частот выше f0 могут быть до-
стигнуты только при правильном его креплении, т. е. при
линейном или многоточечном контакте его корпуса
с экраном по всему периметру корпуса. Для крепления
к экрану на корпусе проходного конденсатора имеется
фланец, резьба или скоба.

Проходные конденсаторы предназначены для работы в цепях
постоянного или переменного тока промышленной частоты. Конден-
саторы с креплением на резьбе выпускаются па рабочий ток до

1 Такой термин принят .в тексте ГОСТ 6760—62, однако в ли-
тературе м практике встречаются л другие термины: основное со-
противление, сопротивление связи, полное сопротивление проход-
ного конденсатора и др. Термин сопротивление связи является,
по видимому, наиболее удачным, так как он отражает смысл пара-
метра .как характеристики связи входа проходного конденсатора
с его выходом. Строго говоря, ZnK — это модуль соответствующего
сопротивления.
|Л Л и поминальные напряжения постоянного тока 125, 250 И
gOfl В, что соответствует 50, 127 и 220 В переменного тока, номи-
нальные емкости их 0,022 ... 0,1 мкФ. Конденсаторы с креплением
фланцем и скобой выпускаются на номинальные напряжения
12б\- • • 1600 В постоянного тока, что соответствует 50 ... 500 В
переменного тока, на рабочий ток 20, 40 и 70 А и емкостью
О 022 • • • 2,0 мкФ. В зависимости от номинального напряжения и
емкости корпус конденсаторов КБП имеет диаметр 14 ... 40 мм и
длину 55 ... 126 мм.

Рис. 2.11Г. Примеры установки проходного конденсатора.

Так как пайку корпусов проходных конденсаторов к экрану
обычно не применяют, резьбовое крепление является одним из луч-
ших. Фланцевое крепление желательно осуществлять не менее чем
на шести винтах, обратив при этом особое внимание на то, чтобы
контактирующие поверхности фланца и экрана были чистыми и
лужеными или оцинкованными. Прокладка фольги между фланцем
и экраном может быть рекомендовала (если это допустимо техно-
логией производства) только в случае применения оловянной фоль-
ги. Отверстие в экране для токонесущего стержня проходного кон-
денсатора должно полностью закрываться фланцем проходного
конденсатора. Крепление конденсатора типа КБП скобой является
наихудшим, так как оно не удовлетворяет указанным выше тре-
бованиям.

Помехоподавляющие дроссели могут использоваться
Как в качестве самостоятельных устройств фильтрации,
так и в виде составных частей фильтра. Опи устанавли-
ваются непосредственно на источнике помех или вблизи
Него и в фильтрах нижних частот включаются последо-
вательно в провод, по которому распространяются по-
мехи. Качеством дросселя в значительной степени опре-
деляются достоинства фильтра.

Характерной особенностью работы дросселей в за-
щитных фильтрах является то, что они должны обладать
Достаточно большим сопротивлением в широком дйшц
зоне частот. Однако для выполнения этого требован^
на низких частотах необходимо делать катущ^
со значительной индуктивностью и большим числг^
витков, в результате чего возрастает собственная ец.
кость катушек, уменьшающая их сопротивление на вы.
соких частотах. Применение в катушках секционирован,
ных обмоток снижает их собственную емкость, но умыц.
шает и индуктивность. Таким образом, следует искать
компромиссное решение. Во избежание потерь надо
стремиться к тому, чтобы активное сопротивление ка-
тушки было минимальным.

При конструировании дросселей для фильтров сц,
стем экранирования следует также помнить об обеспече-
нии достаточной механической прочности, изоляции и
влагоустойчивости. Кроме того, следует стремиться к со-
кращению габаритов катушки, к обеспечению большей
поверхности охлаждения для ограничения нагрева,
к уменьшению расхода цветных металлов, например
меди и изоляционных материалов. В некоторых случаях
осуществляется экранирование дросселей. Обычно соб-
ственная частота дросселя подбирается равной средней
частоте защищаемого диапазона. При этом удается до-
биться того, что значение полного сопротивления дроссе-
ля не выходит за пределы допустимого значения. Чтобы
частотная характеристика фильтра была по возможности
равномерной в требуемом диапазоне частот, не следует
применять больших индуктивностей. В большинстве слу-
чаев индуктивность дросселей не должна превышать
500 мкГ, при этом их конструкцию оформляют таким
образом, чтобы собственная емкость не превышала
100 пФ. В качестве помехоподавляющих дросселей мо-
гут применяться любые катушки, имеющие необходимые
частотные характеристики полного сопротивления.

Дроссель может быть как с ферромагнитным сердеч-
ником, так и без него. В качестве материала для сердеч-
ника рекомендуется сталь ВЧ-2, магнитная проницае-
мость которой сохраняет значительную величину и
в области высоких частот. Для обеспечения высокой
проницаемости на высоких частотах при небольших про-
текающих по дросселю токах рекомендуется в качестве
сердечника использовать ферриты, которые, сохраняя
необходимую величину индуктивности, позволяют значи-
тельно уменьшить габариты (число витков) дросселя.
Для определения индуктивности катушки круглого
сечения пользуются формулой [40]

L <+"^6 10~'-	<2-18)

Приведенная формула обеспечивает необходимую для
практики точность при условии, что />0,3£>. При 1^>D
формула упрощается и принимает вид

I[MKr]=4gp.	(2.19)

Индуктивность многослойной цилиндрической катуш-
ки с намоткой типа «универсаль» или с намоткой виа-
вал [40]:

0,08 (иОС1,)2

L [мкГ]^-^^^^ ,	(2.20)

где £>ср — средний диаметр катушки, см; I—длина ка-
тушки, см; с — толщина катушки, см; п — число витков.
При фильтрации сетей электропитания большой мощ-
ности индуктивность дросселя на частоте 0,25 МГц обыч-
но не превышает 10 мкГ. Применение в этих условиях
обычных витковых дросселей ограничивается техниче-
скими трудностями, связанными с потреблением боль-
ших токов. Эти трудности устраняются применением
безвитковых дросселей.

Такой дроссель представляет собой прямолинейный
токоведущий стержень, окруженный магнитопроводом
в виде толстостепной трубы из ферромагнитного мате-
риала.

Индуктивность безвиткового дроселя определяется
магнитным потоком, проходящим по магнитопроводу
под действием тока [23]:

£=0,2цг/гм 1п (t/2/r/i),	(2.21)

гДе рг—-начальная магнитная проницаемость для дан-
ного тока подмагничивания, мкГ/м; —длина магни-
топровода, м; dz — наружный, d\— внутренний диаметр
Магнитопровода, м.

При расчетах по формуле (2.21) необходимо учиты-
вать зависимость магнитной проницаемости от частоты
при различных токах подмагничивания и принимать
^2/c/i<C4.

Элементы фильтров ультра- и сверхвысоких частот.

Кац известно, общность основных результатов теории
фильтров является весьма глубокой для всех частотны*
диапазонов. Однако специфические особенности СВЧ це.
пей такие, как периодичность частотных характеристик
наличие высоких типов волн и многообразие исходны*
элементов с известными свойствами, требуют определен,
кого подхода к этим цепям, направленного либо в сто.
рону использования указанных дополнительных свойст^
либо их коррекции и подавления.

Катушки и конденсаторы на УВЧ и СВЧ заменяются
резонансными отрезками длинных линий, коаксиалыщ.
ми, волноводными, объемными резонаторами. Вносимые
потери рассматриваются исходя из понятия коэффн-
циента стоячей волны напряжения (КСВН). Затухание
колебаний в диапазоне СВЧ вызвано явлением имита-
ции поверхностного эффекта.

Типичный фильтр СВЧ диапазона, используемым
в системе экранирования, представляет собой ФНЧ
в виде коаксиальной линии, включенной в помехонесу-
щую сеть. Полоса задерживания фильтра располагается
в области СВЧ, где должно обеспечиваться требуемое

затухание.

Конструкция фильтров обычно такова, что СВЧ токи
проходят вдоль тонкой электрически проницаемой плен-
ки, нанесенной на внутренней поверхности диэлектриче-
ской трубки с высоким значением диэлектрической про-
ницаемости ег, а токи на частотах ниже частоты среза
фильтра, в том числе постоянный ток и ток промышлен-
ной частоты, проходят через центральный провод коак-
сиального кабеля.

Создание различных путей для токов УВЧ или СВЧ
и токов нй частотах в полосе пропускания фильтра осно-
вано на явлении поверхностного эффекта.

Эквивалентный контур элементарного фильтра, ими-
тирующего скин-эффект, представляет собой параллель-
ное соединение двух четырехполюсников. Один из пил
имеет очень большие потери из-за высокого значения
Он представляет собой электрически длинную линию,
физическая длина которой, однако, невелика. Второй че
тырехполюсник эквивалентен внутреннему проводнику —
стержню, служащему для передачи токов на частота?
ниже частоты среза фильтра.

Уже на частотах выше 300 МГц весьма сложно по
лучить сосредоточеннную высокодобротную индуктнв
ность, а на частотах выше 1 ... 2 ГГц — сосредоточен
vl0 емкость. Поэтому при сосредоточении энергии по-
?еХ вблизи 400 ... 500 МГц и выше соответствующие
Фильтры выполняются, как правило, с распределенными
’араметрами. Меняя электрическую или физическую
длину линии, получают сопротивление соответствующего
характеРа-

Важное место в проектировании фильтров УВЧ и

СВЧ занимает поглощающий материал. В качестве та-
киХ материалов используются различные марки ферри-
тов, карбонильное железо, альсиферы и др. Наиболее
эффективным материалом следует считать суспензию
порошковых магнитных сплавов в эпоксидном составе.
Поглощающие материалы самым различным образом
могут быть размещены в фильтре. Например, в коак-
сиальном фильтре поглощающий материал помещается
в виде шайб в металлическом корпусе, одеваемых на
токоведущий стержень. Количество шайб определяется
требуемой величиной ослабления помех.

Таким образом, основные элементы ФНЧ для УВЧ и

СВЧ диапазонов являются элементами с рассредоточен-

ными параметрами, характеристики которых определя-
ются их размещением и общей конструкцией.

Вопросы проектирования фильтров УВЧ и СВЧ по-
дробно рассмотрены в [41, 42]. Следует, однако, учиты-
вать, что применительно к системам экранирования эти
фильтры во многих случаях должны быть рассчитаны
на сравнительно высокие уровни проходящей мощности
и удовлетворять другим требованиям, указанным выше.

2.8.	Применение и конструкции фильтров

Эффективность каждого из фильтров, включенных
в помехонесущие сети, не должна быть ниже общей эф-
фективности системы фильтрации в целом, которая,
в свою очередь, должна быть не менее эффективной,
чем экран. Получение наиболее совершенных характери-
стик фильтра обусловлено соответствующей проработкой
его конструкции.

Конструкция фильтра в основном определяется его
эффективностью, назначением и расположением относи-
тельно РЭА и экрана. При разработке конструкции
Фильтра учитывают: 1) общее число и взаимное распо-
ложение потенциальных источников помех внутри и вне
аппаратуры, 2) диапазон частот, спектральные и другие
характеристики источников помех, общий уровень пом^
направленность распространения и излучения помщ’
Эти два фактора в основном определяют условия
пользования фильтра и необходимую эффективное^
фильтрации помех в соответствующих участках радио,
частотного диапазона и, следовательно, дают возмо^.
ность разработать требования к конструкции фильтра
его параметрам и системе фильтрации в целом.

Система фильтрации разрабатывается одновременно
с системой экранирования. Аналогично тому, как на ра.
бочей схеме объекта определяется место установки
экрана и вид экранирования, решается вопрос о спосо-
бах фильтрации сетей, отдельных устройств и аппара-
туры в целом. Система фильтрации должна обеспечить
требуемую эффективность при минимальном количестве
фильтров и наиболее простой конструкции. По назначь-
нию системы фильтрации можно разделить на три груп-
пы: системы локализации электромагнитных колебаний
и излучений в пределах объекта (экрана), системы для
устранения взаимных помех, паразитных связей и наво-
док в РЭА и системы обеспечения помехоустойчиво-
сти радиоприемных, радиопередающих устройств
и устройств автоматики РЭС.

В первом случае фильтрация осуществляется вклю-
чением на входе (выходе) сетей питания, управления в
связи фильтров различных типов, относящихся к данно-
му экрану. Второй вид фильтрации является внутриси-
стемным в отношении ко всему объему или аппаратуре
и осуществляется несложными фильтрами или отдель-
ными помехоподавляющими элементами. Третья система
подобна первой с той разницей, что фильтрация может
быть как внутрисистемной, так и внешней относительно
данного вида РЭС или группы РЭС.

Монтаж комплексного радиотехнического или инду-
стриального объекта с системой экранирования и филь-
трации относится ко второй- группе, и поэтому число
фильтров может быть уменьшено при соответствующем
взаимном расположении аппаратуры и энергетических
установок, пространственном разнесении и раскладке
кабелей. Цепи, вводимые в экран в экранированных
кабелях, можно не фильтровать, например цепи, пред-
назначенные для передачи сигналов специальной формы
с малыми допустимыми искажениями. При конструиро-
вании радиочастотных защитных фильтров, используе-
hibiX в пОмехонесущих цепях, проходящих через экраны,
возникают три основные задачи, совместное решение ко-
торых является непременным условием получения опти-
мальных амплитудно-частотных характеристик.

Первая задача заключается в необходимости согла-
сования фильтра по его входу и выходу с параметрами
тракта, куда он включается в достаточно широком диа-
пазоне частот. Эта задача решается методами широко-
полосного согласования и другими способами, изложен-
ными в теории электрических цепей.

Вторая задача состоит в учете частичного или пол-
ного вырождения фильтра, предшествующих ему цепей
и нагрузки на высоких частотах из элементов с сосредо-
точенными в элементы с распределенными параметрами
и обратного явления на низких частотах. При этом под
низкими и высокими подразумеваются частоты, отли-
чающиеся на один и более порядков от частоты среза
фильтра. Эта задача решается путем выбора схемы и
элементов фильтра с соответствующими частотными ха-
рактеристиками, построения целесообразной конструк-
ции фильтра с высокой радиотехнической культурой его
монтажа. В частности, для ослабления влияния указан-
ных явлений вырождения электрорадиоэлементов могут
использоваться так называемые комбинированные схе-
мы фильтрации, представляющие собой комбинации по-
следовательного и параллельного включения фильтров
различных типов для различных диапазонов частот.
Каждый из таких фильтров обеспечивает и корректиру-
ет’ определенную часть результирующей амплитудно-ча-
стотной характеристики общего фильтра или схемы
фильтрации в целом.

Сущность третьей задачи определяется наличием па-
разитных связей элементов фильтра между собой и
смежными по принципиальной схеме или конструкции
узлами РЭА. Паразитные связи, будучи многочисленны-
ми и случайными по своей природе, придают зависимо-
сти затухания фильтра от частоты и другим его параме-
трам также случайный характер, поскольку они полу
чают случайные составляющие своих значений. Поэтому
первый этап работы заключается в устранении влия-
ния случайных факторов. Среди многочисленных мер
борьбы с паразитными связями элементов РЭА и РЭС
Недущее место отводится электромагнитному экраниро-
ванию. Применительно к защитным фильтрам использу-
Ются поэлементное, блочное и полное и экранирования.
Экранирование элементов фильтра, отделение его входу
от выхода,' а также экранирование фильтра в целом
обеспечивают увеличение затухания и уменьшение не-
равномерности амплитудно-частотной характеристики
в широкой полосе задержания. Таким способом можно
поднять затухание в полосе задержания с 20 ... 40 д0
60 ... 70 дБ и выше. Вопрос о. выборе вида экранирова-
ния для фильтра решается исходя из его назначения,
схемы и конструкции, условий эксплуатации и требова-
ний к нему.

При определенных соотношениях между уровнем
мощности, проходящей через фильтр, и его весогабарит-
пыми характеристиками возникает необходимость прину-
дительного охлаждения элементов системы фильтрации.
Использование для этих целей жидкостного охлаждения
способствует повышению эффективности экранирования.

Таким образом, экранирование элементов фильтра-
ции, с одной стороны, детерминирует характеристики
фильтра, подавляя влияние случайных факторов, а с дру-
гой— позволяет улучшить эти характеристики.

В зависимости от числа фильтруемых проводов филь-
тры могут быть одно-, двух-, трехпроводными и т. д.
Кроме того, все фильтры в зависимости от места их рас-
положения и конструкции могут быть подразделены на
приставные и встроенные.

Приставные фильтры обычно устанавливаются рядом
с источником помех на его корпусе и необязательно
предназначены для данного источника помех.

Встроенные фильтры предназначаются для конкрет-
ного электрорадиоустройства, являющегося источником
помех, и представляют с ним единую конструкцию.

Основным критерием работы защитного фильтра' при
включении его в электрорадиотехническую цепь являет-
ся степень достигаемого им ослабления напряжения по-
мех на сопротивлении нагрузки. Оценку фильтра можно
давать как по его собственному, так и по рабочему за-
туханию. Однако следует учитывать, что собственное за-
тухание всегда имеет запас по эффективности, а рабо-
чее затухание зависит от сопротивления нагрузки. Рабо-
чее затухание можно определить по формуле

&p=201g (Ui[U2),

где Ur—напряжение помех, измеренное на зажимах ге-
126
рератора (на входе фильтра); Uz — напряжение помех,
измеренное на выходе фильтра при включенной на-
грузке.

В технической документации формулируются следую-
щие основные требования к защитным фильтрам:

величины рабочего напряжения и тока фильтра
должны соответствовать напряжению и току фильтруе-
мой сети;

величина рабочего затухания не должна принимать
значений меньше допустимых в защищаемом диапазоне
частот;

падение напряжения в индуктивно-емкостных филь-
трах не должно превышать допустимых значений;

конструкции фильтров должны обеспечивать их при-
соединение к источнику помех и быть ремонтопригод-
ными;

должны быть реализованы минимальные веса и габа-
риты фильтров;

должны быть обеспечены устойчивость против меха-
нических нагрузок и возможность работы при определен-
ной относительной влажности в заданном интервале тем-
пературы;

конструкции фильтров должны соответствовать тре-
бованиям техники безопасности.

Указанные требования находятся в тесной взаимо-
связи, но содержат ряд противоречий. Поэтому при про-
ектировании фильтров выбор схемы, конструкции и па-
раметров производят исходя из компромиссных сообра-
жений.

Эффективность фильтров существенно зависит от их
конструкций и от монтажа элементов. При конструиро-
вании фильтра и монтаже помехоподавляющих приспо-
соблений (независимо от того, являются они элемента-
ми фильтра или какой-либо системы помехоподавлеиия)
необходимо учитывать следующие рекомендации.

1.	Фильтр, как правило, необходимо экранировать
(это требование не является обязательным для емкост-
ных фильтров, выполненных на обычных конденсато-
рах). Обычно экраном для фильтра служит его корпус,
Который должен быть выполнен в соответствии с требо-
ваниями, указанными выше.

2.	Входные и выходные провода должны вводиться
в корпус фильтра с противоположных сторон и прохо-
дить вне корпуса как можно дальше друг от друга. Если
у входных или выходных проводов имеется экранирую,
щая оплетка (или труба), последняя должна иметь на-
дежный контакт с корпусом фильтра по всему периметру
отверстия для ввода провода (контакт лучше всего осу.
ществлять пайкой).

3.	Большое внимание нужно уделять экранированию
входных и выходных цепей фильтра, включая входной
и выходной конденсаторы, особенно если эти конденса-

Рис. 2.12. Примеры осуществления 'проходного монтажа.

торы являются проходными и расположены на входе и
выходе многозвенного высокоэффективного фильтра.
Экранирование друг от друга средних звеньев в много-
звенном фильтре цепи электропитания не обязательно.

4.	Избегать расположения элементов фильтра на
съемных частях его корпуса (крышках и т. д.).

5.	Размещать и крепить проходной конденсатор сле-
дует так, кдк это описано выше.

6.	Обычные конденсаторы и защитные типа КЗ ре-
комендуется монтировать так называемым проходным
способом, т. е. присоединять помехонесуший провод не-
посредственно к выводу конденсатора (рис. 2.12). Если
корпус конденсатора служит одним из его выводов, то
крепление корпуса конденсатора на шасси или на корпу-
се фильтра должно обеспечивать надежный контакт.
Для этого корпус или шасси фильтра в месте крепления
корпуса конденсатора должны иметь луженую или оцин-
кованную поверхность. Если один из выводов конденса-
тора должен быть соединен с шасси или корпусом филь-
тра, то это соединение должно быть выполнено возмож-
но более коротким проводом (не длиннее 10 ... 15 мм)
достаточно большого диаметра (не менее 2 мм). Провод
128
nVniiie всего припаивать к шасси. При невозможности
оеДИ1,ения вывода конденсатора с корпусом фильтра
сТОль коротким проводом это соединение рекомендуется
оСуществлять с помощью шин или широких плетенок.

7.	Крепление конденсаторов и дросселей должно

быть механически прочным и вибропрочным, так как

вИбрация может привести к нарушению контакта эле-
ментов фильтра с корпусом.

8.	В случае применения неэкранированных дросселей

необходимо правильно располагать их относительно кон-
денсаторов и подключенных к ним проводов.

9.	Нельзя использовать вывода конденсатора для

его механического крепления.

10.	Помехоподавляющие приспособления (дроссели,
конденсаторы и другие детали) надо размещать так,
чтобы был доступ для их осмотра, проверки и замены.

11.	Конденсаторы, которые при отключении аппара-
туры от сети питания могут остаться заряженными,
должны иметь разрядные сопротивления, через которые
конденсаторы должны разрядиться не позднее, чем через
10 с после выключения аппаратуры.

Для подавления помех в диапазонах УВЧ и СВЧ
обычно применяют ненастраиваемые ФНЧ. По конст-
рукции защитные фильтры СВЧ обычно коаксиальные,
а по принципу действия — поглощающие. Важное место
в проектировании таких фильтров занимает выбор по-
глощающего материала и расстояний между его части-
цами в спрессованном виде, так как для этих целей
в большинстве случаев используются порошковые маг-
нитные сплавы, состоящие из металлических частиц, по-
крытых оксидной или фосфатной пленкой. Частицы рас-
пределены в связующем веществе типа эпоксидной смо-
лы. Изменяя расстояние между частицами, можно изме-
нять распределение вихревых токов, а следовательно, и
затухание фильтра.

Выбор параметров конденсаторов и дросселей, при-
меняемых как в качестве элементов фильтра, так и эле-
ментов помехоподавления, производится на основании
расчета фильтра. Однако произвести точно этот расчет
в подавляющем большинстве случаев затруднительно,
так как необходимые для расчета параметры эквива-
лентной схемы могут быть неизвестны. Поэтому оконча-
тельный выбор параметров дросселей и конденсаторов
Рекомендуется производить рослр экспериментальной
проверки при нормальном функционировании аппара-
туры и системы экранирования.

Разработаны и выпускаются промышленностью не-
сколько серий помехоподавляющих фильтров, предна-
значенных для фильтрации силовых сетей, контрольных
цепей, цепей связи, управления, сигнализации и др.

Рис. 2.13. Общие виды и принципиальные электрические схемы
фильтров типа ФП эффективностью не менее 60 дБ (а); не менее
80 дБ (б) п не менее 100 дБ (в).

Фильтры типа ФП. Электрические фильтры типа ФП являются
приставными. Они предназначены для работы в диапазоне частот
0,15 ... 1000 МГц с эффективностью подавления помех 60, 80,
100 дБ. Номенклатура включает 18 типов фильтров, рассчитанных
па различные рабочие нагрузки п напряжения постоянного н пе-
ременного токов. Нормальная работа фильтров ФП гарантирована
при температуре окружающей среды —50 ...	50°С и относитель-

ной влажности воздуха 98% при температуре -[ 44°С. По электри-
ческой схеме они являются симметричными П-образными Ф11Ч.
Элементы фильтров — с сосредоточенными параметрами. В качестве
емкостных элементов используются проходные конденсаторы КБП
и конденсаторы КБГ-МП, в качестве индуктивных — специальные
дроссели. Как видно, (рис. 2.13) фильтры выполнены в виде ме-
таллических коробок, разделенных внутри экранирующими перего-
родками на три отдельных отсека, плотно закрывающихся крыш-
ками. В среднем основном отсеке расположены элементы схемы.
В крайних отсеках размещены клеммные колодки, к которым при-

Рис 2.14. Общие виды некоторых фильтров ФБ-1М (а); ФБ-4 (б);
ФБ-5 (в); ФБ-6М (г).

соединяются фильтруемые кабели и провода. Основные параметры
фильтров ФП даны в табл 2.8.

Фильтры типа ФБ. Номенклатура включает 16 типов широко-
полосных помехоподавляющих ФНЧ, предназначенных для ослабле-
ния радиочастотных помех с эффективностью не менее 100 дБ
Основные характеристики фильтров типа ФП

Таблица 2.8

Тип фильтра	Рабочий ток, А	Рабочее напряжение. В			Габариты, мм3	Масса, кг	Тип сердечника дрос- селя; индуктивность, мкГ		Емкость конденсаторов, мкФ	
		Постоян- ный ток	50 Гц	400 Гц					КБП проход- ной	КБТ-МН
ФП-1	2,5	1 500	220	115	350X100X60	2,4	СБ-З	400	0,22	_	
ФП-2	4	250	127	65	350X100X60	2,4	СБ-5	160	0,47	—
ФП-3	4	500	220	115	430X150X80	5,0	СБ-5	160	0,47	—
ФП-4	4	1600	500	250	430X150X80	6,4	СБ-5	400	0,22	—
ФП-5	10	500	220	115	430X150X80	5,4	СБ-5	25	1,0	—
ФП-6	20	500	220	115	430X150X80	5,5	СБ 5	26	1,0	—
ФП-7	1,0	250	117	65	430X150X80	4,8	СБ-3	400	0,47	—
ФП-8	2,5	1500	500	250	470X170X80	6,2	СБ-5	1000	0,22	2X0,5
ФП-9	4,5	1000	380	190	470X170X80	6,1	СБ-5	400	0,47	2X0,5
ФП-10	10	500	220	115	470X170X80	6,1	СБ-5	63	1 ,0	2X1,0
ФП 11	16	1000	380	190	560X210X80	8,5	СБ-3	160	0,47	2X0,5
ФП-12	20	500	220	115	560X210X80	8,5	ПЛ;	63	1,0	2X0,5
ФП-13	20	1500	500	250	560Х2ЮХ.80	9,5	ПЛ;	160	0,22	2X1,0
ФП-14	40	1500	500	250	560X210X80	10,5	|ПЛ; 63		0,22	2X1,0
ФП-15	70	500	220	115	880X370X150	40,5	Безвитковый; 6		1,0	2X1,0X4,0
ФП-16	150	500	220	—	980X420X150	70,0			2,2	4,0
ФП-17	150	1000	380	—	1030X280X150	45,0			1,0	2X1,0; 4,0
ФП-18	600	1000	380	—	1030X530X150	80,0	*	»	2,2	4,0

Примечания. 1 Фильтры ФП-15, ФП-16— четырех проводные, остальные—двухпроводные. 2. Рабочее затухание при активной нагрузке
50 Ом фильтров ФП-1 . . . ФП-6 60 дБ, ФП-7 . . . ФП-1] 60 дБ, ФГ-12 . . . фП-18 100/дБ.
Основные характеристики фильтров типа ФБ

Таблица

Тип фильтра	Число проводов	Номиналь- ный рабо- чий ток, А	Номинальное рабочее напряжение (фаза—корпус), В				Диапазон частот, МГц, при затухании не ме- нее 100 дБ	Габаритные размеры, ммз	Масса, кг
			постоянно- го тока	50 Гц	400 Гц	1000 Гц			
ФБ-1	16	3	250	250	-—	—	5... 10000	350X40X45	0,7
ФБ-1М	16	3	250	250	—	—	8.. .10 000	250X40X45	0,6
ФБ-2М	16	3	250	250	250	—	8... 10 000	270X40X45	0,6
ФБ-2Т	16	0,1	60	60	60	60 до 3000	1.. .10 000	380X70X75.	2,6
ФБ-3	4	50	250	250	250	250	1,5.. .10 000	340Х100ХЮ0	5,0
ФБ-ЗМ	4	50	250	250	250	250	3... 10 000	300ХЮ0Х100	4,0
ФБ-4	4	100	250	250	250	250	1,5... 10 000	340X195X100	9,6
ФБ-4М	4	100	250	250	250	250	3... 10 000	300X195X100	7,2
ФБ-5	4	25	250	250	250	250	10.. .10 000	325X45X45	1,3
ФБ-5М	4	25	250	250	250	250	20... 10 000	260X45X45	1,0
ФБ-6	2	200	30	—	—	—•	0,25... 10000	330X130X70	4,0
ФБ-6М	2	200	30	—	—	—	0,55... 10 000 .	300X100X50	2,6
ФБ-7	2	50	250	250	250	250	1,5.-.10 000	340ХЮ0Х50	3,0
ФБ-7М	2	50	250	250	250	250	3.. .10 000	300ХЮ0Х50	2,4
ФБ-8	16	25	250	250	250	250	Ю.. .10000	340X100X90	4,5
ФБ-8М	16	25	250	250	250	250	20... 10000	275ХЮ0Х30	3,5
в цепях постоянного, пульсирующего и переменного токов с на-
пряжением 30 ... 250 В и рабочими нагрузками 0,1 ... 200 А [43]

По принципиальной электрической схеме и конструктивному
выполнению они аналогичны фильтрам ФП (рис. 2.14), но вы-
полнены на элементах с улучшенными характеристиками по про-
грессивной технологии. Применение в большинстве фильтров ФБ
элементов с распределенными параметрами позволяют этим филь-
трам эффективно работать в диапазонах частот до 10 ГГц и выше.
Так, например, фильтры ФБ для силовых кабелей содержат коц-

Рис. 2.15. Фильтр типа ФПС-2.

денсаторы К72П-3, МБП и безвитковые дроссели на составных
ферритовых сердечниках, малочувствительных к сильным подмагни-
чивающим токам. Такие дроссели при малых размерах имеют ста-
бильное высокое сопротивление в широком спектре частот. В слабо-
точных фильтрах дайной серии применены миниатюрные керамиче-
ские проходные элементы типа Б7-2.

Таблица 2.10

Основные характеристики фильтров типа ФПС

Тип фильтра	Число прово- дов	Рабочий ток, А	Рабочее напряже- ние („фа- за—кор- пус"), В	Вносимое затухание, дВ, в диапазоне ча- стот, ГГц			Г абарит- ные разме- ры, мм3	Масса.  1<Г
				0,3...1	1...5	Б...10		
ФПС-1	1	10	250	60	80	100	14X94	1  Л го *
ФПС-2	9	5	250	60	60	60	60X60	
ФПС-3	1	50	500	40	60	80	60X32	
ФПС-4	1	100	500	60	89	100	50X165	
ФПС-5	4	50	500	20	40	60	85X225	
Следует также отметить, что большинство фильтров серии ФБ,
как видно из табл. 2.9, допускают работу в цепях переменного
тока повышенной промышленной частоты.

Фильтры типа ФПС. Номенклатура помехоподавляющих СВЧ
фильтров типа ФПС содержит пять типов (табл. 2.10), Фильтр
фПС-1 однопроводный, П-образный, нижних частот, состоит из
двух конденсаторов типа КТП-3 и емкостью 15 000 пФ и цилиндри-
ческого поглотителя из ферроэпоксида. Фильтр ФПС-2 9-проводный,

к

Рис 2.16. Устройство и общий вид фильтра ФПС-3:

Корпус; 2— внутренний провод; 3 — токоведущий стержень; 4 — изоля-
ВДоВцая шайба; 5—поглотитель; 6 —крышка; 7 - изоляционная шайба.
состоит из керамических элементов В7-2 (рис. 2.15). Наибольший И11
терес в этой серии представляют поглощающие фильтры ФПС-3
ФПС-5 [44, 45, 46] (рис. 2.16—2.18).

По своей конструкции ФПС-3 является отрезком неоднородной
коаксиальной линии, внутренний и наружный проводники которой

Рис 2.17 Устройство н общий .вид фильтра типа ФПС-4:

1 — латунная чашка 2 — изоляционная чашка; 3 — кольцо из поглощающего
материала; 4— втулка; 5 — крышка; 6 — изоляционная прокладка; 7 —токо-
всдущиН стержень; 8— экран; 9— изолятор; 10— питающий провод.

выполнены в виде двух входящих друг в друга металлических
стаканов с рядом концентрических стеиок, пространство между
которыми заполнено поглощающей массой. Фильтр ФПС-4
(рис. 2.17) состоит из набора поглощающих шайб, каждая нз ко-
торых образована коротким отрезком коаксиальной линии со слоем
поглощающего материала. Вся конструкция в собранном виде преД'
ставляет собой коаксиальный поглощающий ФНЧ со ступенчатой
формой внешнего проводника,
 фильтр ФПС-5 содержит четыре близко расположенных друг
К ДРУГУ параллельных изолированных токоведущих провода, окру-
женных общим поглотителем электромагнитной энергии СВЧ и
общим внешним металлическим экраном цилиндрической формы.

Рис. 2.18. Устройство и об-
щим вид фильтра типа
ФПС-5:

I — латунный корпус; 2 — по-
глотитель; 3 — токоведущий про-
вод; 4 — изоляция; 5 — силовой
кабель; б — накладная гайка.

Все фильтры серии ФПС отличаются малыми габаритами, вы-
сокими механическими и климатическими характеристиками, вслед-
ствие чего могут успешно использоваться для защиты стационарной
И мобильной аппаратуры.

2-9. Расчет экранов и экспериментальные данные об
эффективности экранирования

Многообразие и случайный характер факторов, опре-
деляющих эффективность экранирования, существенно
затрудняет инженерные расчеты экранов. Однако не-
смотря на сравнительную невысокую точность этих рас-
четов они, как правило, оказываются необходимыми для
ироектирования РЭА.
Поскольку основной характеристикой экрана явля-
ется его эффективность, методика инженерного расчета
должна исходить из зависимостей этой характеристики
от длины волны А, модуля волнового сопротивления Дц.
электрика Z относительно вида волны, материала экра.
па, от параметров, которые определяют геометрические
размеры экрана и качество конструкции. Получить такие
зависимости только теоретически весьма сложно. По.
этому обычно прибегают к обработке, обобщению экспе-
риментальных данных и построению на этой основе фор.
мул для расчета эффективности экранирования в широ-
ком диапазоне частот. Необходимо, чтобы формулы были
просты и давали необходимую точность совпадения рас-
четных и экспериментальных результатов. В формулах
должны быть учтены особенности материалов и конст-
рукции экранов, основные физические процессы и осо-
бенности экранирования составляющих электромагнит-
ного поля.

Наиболее удобным как для построения самой рас-
четной формулы,-так и для ее использования является
выражение эффективности экранирования произведени-
ем ряда сомножителей, каждый из которых определяет
влияние одного из факторов или одной группы близких
факторов.

В результате анализа многих конструкций экранов
различного назначения автором получены выражения
для средней эффективности экранирования:

9

^OE (Н)

(2.22)

где б — глубина проникновения, м; р — удельное сопро-
тивление материала экрана, Ом-м; ZEIH}— волновое со-
противление электрического (магнитного) поля; Р-.,~~
эквивалентный радиус экрана, м; а — расстояние между
центрами отверстий и щелей в экране, возникших из-за
несовершенства его конструкции и технологии изготов-
ления, м; т — наибольший размер отверстия (щели)
в экране, м; d — толщина материала экрана, м. Очевид-
но, что /7?>0, а и т являются случайными величинами.

Анализ показал, что среднее значение сомножителя
/ TTL \ $

I—-— для обычного технологического процесса и вы-
сокого качества монтажа близко к 0,024. Поэтому выра-
жение (2.22) можно представить в виде

50E(H)=/v-z^	г)- (2-23>

Эта формула является наиболее общей и полностью ха-
рактеризует процесс электромагнитного экранирования
реальных экранов. Следует обратить внимание на то, что
в ней отсутствует множитель е > который имеется
в выражении (1.35) для эффективности экранирования
абсолютно электрически герметичного экрана. Этот мно-
житель характеризует затухание поля в толще экрана,
когда нет других путей распространения электромаг-
нитной энергии и по своей величине намного больше
остальных сомножителей. Щели и отверстия в экране
образуют дополнительные пути излучения энергии, в ре-
зультате чего его эффективность уменьшается. Посколь-
ку влияние этих дополнительных путей является преоб-
ладающим в выражениях (2.22) и (2.23), эффективность
экрана характеризуется множителем ехр (2лс?/.т), в ко-
тором однозначно выражена роль толщины материала
и размера щелей.

Основным фактором экранирования в реальных кон-
струкциях РЭА является отражение электромагнитной
волны от поверхности экрана из-за различия его поверх-
ностного сопротивления и волнового сопротивления поля,
определяемого множителем

Формула (2.23) применима для широкого диапазона
длин волн, пока Х>тл. При	множитель

(1—тл/Х)6 резко уменьшается и эффективность экрани-
рования становится незначительной. Этот множитель
определяет эффективность экрана, обусловленную его
герметичностью.

Для перфорированных материалов, когда размер а
и диаметр отверстия являются параметрами перфора-
ции, выражение (2.23) записывается следующим обра-
зом:

а

оедя, —

3/ X (а — I, пт\в (ir.dX

V JI1--; ех₽Ы'

(2.24)
Формула (2.24) применима при а‘> D и существовании
щелей в экране с	не связанных с размером от-

л.	дл	(a — D\a

верстия перфорации. Множитель I——) в зависимости

от соотношения между а и D может изменяться в преде-
лах от 1 до 0, но практически он всегда меньше единицы
и больше нуля. Если параметры перфорации таковы, что
диаметр отверстия D больше размера случайной щели, то
2-7

в em и (1—тда/2)6 вместо т подставляется D, т. е. эти
2 л 7

множители записываются как е D и (1— тсО/Л)6. В случае
a^>D выражения (2.23) и (2.24) идентичны.

Для экранов, изготовленных из сетчатых материалов,
за толщину экрана принимают эквивалентную толщину
сетки d3=№s/s(c.56). Формула для расчета эффектив-
ности таких экранов принимает вид

где da — эквивалентная толщина сетки, м; ds — диаметр
провода сетки, мм; s — шаг сетки, мм.

Эффективность экранов, изготовленных из электри-
чески тонких материалов, в том числе с металлизиро-
ванными поверхностями, определяется выражением

/г! 3Г > I кт\е

-j-ZE	•	(2.26)

За толщину экрана с металлизированными поверхно-
стями принимают толщину нанесенного слоя металла
d—PVM/y, где Ррм — расход металла, кг/м2; у — плот-
ность исходного материала, кг/м3.

Наконец, эффективность экранирования токопроводя-
щей краской вычисляется по формуле

(2.27)

где —сопротивление на квадрат площади поверхно-
сти экрана, Ом.

Покажем на примерх последовательность расчетов. Пусть тре-
буется оценить эффективность экранирования экранов одинакового
140
размера 2,0Х1,5^<1,0 м3, изготовленных из различных материалов,
в диапазоне длин волн 3-103 ... З-Ю-1 м.

Экран 1-—листовая сталь толщиной 1,5 мм. Листы прикре-
плены к металлическому каркасу болтами с шагом крепления
Ю см. При таком креплении обшивки, как показывает практика,
могут быть щели размером не более 10 мм. Удельное сопротивление
стали р=10_ 7 Ом-м. Определим эффективность экранирования
при длине волны Х=3-103 м.

Эквивалентный радиус экрана определяется из (1.39):

/?э = 0,62Уб7й = 0,62 ^2-1,5-1 = 0,9 м.

Волновое сопротивление электрического и магнитного полей
вычисляют по формулам (1.7) или с помощью графика рис. 1.5.
При 2л7?эД=5,65/3-103'<1 волновое сопротивление электрического
поля

„	377-3 10’ л	л

2Е~2Яэл	6,28-0,9 — 2ио Ом-

Аналогично находим волновое сопротивление магнитного поля:

„	377-6,28-0,9

Zf/=Z° х ~	3-10’

0,7 Ом.

Глубина проникновения по (1.29) составляет

,/Лр я	З-Ю’-Ю-’

8 = °-03Ур7=-0'03У ---180—

= 4-10— 5 м.

Находим значения множителей выражения (2.23):

Л 4-10-s
у — ZE=|/	10_-^—2-10s = 0,9-10*,

Уа_-УЕ1о!_15
F /?э - Г ;0,9
е2ий/т_ е6,28-1,5/10 _-2 g
Соответственно для магнитного поля получим

Зда= ]/т Т"У= 17.15-2,6=660 или 57 дБ.

Аналогично вычисляется эффективность экранирования для-
других точек рабочего диапазона длин волн. Результаты вычисле-
ний и измерений для экрана 1 приведены в табл. 2.11.

Экран 2 — алюминиевые листы толщиной 1,5 мм. Конструк-
ция такая же, как у экрана 1. Удельное сопротивление алюминия-
р=2,810_8 Ом-м. Вычислим эффективность экранирования при Х==
=3-10? м.

Волновое сопротивление электрического поля

„	377-3-10®

ZE~	6,28-0,9 — 2,1°4 Ом’

магнитного поля

2лР, 377-6,28-0,9_
Zw= Zo= з iq2 — 7 Ом.

Глубина проникновения

г = о.оз = о.озКг,8-ю-8-з-ю® = 8,7-ю~5 м.

Значения множителей:

’ 1/ е 1/8,7-Ю-5

V —ZE^V - 2,8.16® 2-10’=0,8-10’,

Kif-/=	^=e«'^2,6.

Эффективность экранирэвания экранов, изго

м	Экран 1			Экран 2		
		ЯЕ	ЕНЗМ	'"п	ЭЕ	| __
3-103	57	111	—	70	125	—
3-10®	56	88	89	68	103	100
3-10’	54	68	67	65	88	86
3-10°	49	48	46	60	60	60
3-10-*	33	33	31	39	39	39
Эффективное'^ экранирования электрической составляющей
поля	\

/ ~Л---\ 3 2nd

$0Е = У ~^ZE К	= 0,8-10’-7-2,6 =

= 1,45-105 ичи 103 дБ.

Эффективность экранирования магнитной составляющей поля

—

н

— 2--7

э

•= 1,5-105-7-2,6 =

= 2,7- Ю3 ичи 68 дБ.

Эффективность экранирования для других точек рабочего диа-
пазона длин волн, вычисленная аналогично, и данные измерений
приведены в табл. 2.11. Из данных таблицы видно, что результаты
вычислений и измерений практически совпадают. С уменьшением
длины волны, начиная с Х=л7?0^3 м, эффективности экранирования
составляющих поля становятся равными, что указывает на уста-
новление при этих условиях электромагнитного процесса в экране.
Сравнительно быстрое падение эффективности по мере уменьшения
Z объясняется более интенсивным влиянием щелей.

Экран 3 изготовлен из латунной сетки с шагом з=0,25 мм,
rs=0,045 мм. Сетка натянута на деревянный каркас. Полотна сетки
пропаяны по всей длине. Щели длиной не более 6 ... 7 мм могут
иметь место в контактной системе дверного проема и в местах
соединения полотен. Определим эффективность при Х=30 м, р=
=7,5-10-8 Ом-м.

Таблица 2.11

товленных из различных материалов, дБ

Экран 3		Экран 4		Экран 5	
_ ЭЕ	э  £изм	ЭЕ	э  Ензм	?>Е	э  Еизм
1	—	107	—	120	—
101 ~		 -	—	91	94	106	106
85  			 	86	74	73	90	93
67	65	59	58	76	81
58 				56	50	48	70	72


Эквивалентная толщина материала экрана будет

nr2s
s

—

л (0,045-хО-3)2
0,25-10-3

^2,5-IO"6 м.

Волновое сопротивление электрической составляющей находим
по графику рис. 1.5. Для 2л/?э/Х=6,28-0,9/30=0,19, получим
ZeIZ<s=Z, откуда Zb=377-6=1900 Ом.

Значения множителей выражения (2.25) таковы:

1/ е	25-10-6

У ~ZE = y 7^710^ 1,9-10s = 8-102

А=^ЗЕ-_-32

R3 V 0,9‘~'°’2’

exp (nds /s—ds) =ехр (3,14 •0,09/0,25—0,09) =5,8.

Эффективность экранирования составит Эов=8-1О2-3,2-5,8=
= 1,5-104 или 85 дБ.

Результаты вычислений и измерений для других точек рабочего
диапазона волн приведены в табл. 2.11.

Экран 4 идентичен экрану 3. Параметры сетки: сталь, шаг
з=1 мм, радиус проволок rs=0,125 мм (см. табл. 2.11).

Экран 5. Несущей основой является деревянная фанерная
камера, внутренняя поверхность которой покрыта алюминиевой
фольгой толщиной 0,08 мм. Листы фольги склеены силикатным
клеем с перекрытием 50 мм. Клей нанесен только на полосу ши-
риной 15 мм перекрытия. Предполагаем, что на оставшихся 35 мм
ширины перекрытия создается надежный электрический контакт.
Реально на многих участках электрический контакт будет отсут-
ствовать, однако сквозных щелей не будет.

Данные расчета по формуле (2.26) и результаты измерений
приведены в табл. 2.11.

Экран 6 — несущая основа — фанерная камера, внутренняя
поверхность которой покрыта токопроводящей краской с поверх-
ностным сопротивлением =6 Ом.

Расчет эффективности экранирования ведется по формуле
(2.27). Вычисления показывают, что на частоте /=0,15 МГц эффек-
тивность равна 77 дБ, а на частоте /=1000 МГц Эв=32 дБ, что
практически совпадает с данными измерений.

Экран 7 выполнен из листового алюминия толщиной 1,5 мм.
Задняя верхняя и нижняя стенки перфорированы, а=15 мм, D=
=10 мм. Крепление листов обшивки выполнено так же, как в экра-
не 1. Больший размер щели равен диаметру перфорации.

Определим эффективность экранирования на волне Х=3,0 м.
Волновые сопротивления составляющих поля определим по графи-
ку рис. 1.5. Для 2nJ?a/%==l,9 имеем ZE=300 Ом и Zh=350 Ом.
Значения множителей выражения (2.24):

Йто^3'1О'2 = 3’1Ог’

/7~zH= |/ 2?8.?о~-« 350 = 3’3-102-

/2этй\ /6,28-1,5 \	3/~	3/~

ехР \ О~) = ехр V 10 Jj== 2’6, Г ^7 = г 6Т9= 1,5’

[a — D\2l 15—10 V 1

a J 15 /	9 ’

/ kDV /	л10-10“3\

11 — Т-| =1 1 —-----о--- = 0,86.

\. к 1	\ д J

Эффективность экранирования соответственно будет

= 3-102-1,5—д-2,6-0,86= 1,110е или 41 дБ,

Эон = 3,3- 10г- 1,5-g- 2,6-0,86= 1.2-102 или 41 дБ.

Сопоставление результатов расчетов с данными изме-
рений и анализ множителей, входящих в выражения
(2.23) — (2.27), позволяют сделать следующие выводы.

1.	Полученные в результате экспериментов формулы
обеспечивают достаточную для практики точность рас-
чета эффективности экранов различных конструкций.

2.	Из-за невозможности при современной технологии
монтажа обеспечить высокую электрическую герметич-
ность экранов эффективность их остается сравнительно
низкой на высоких частотах. Нецелесообразно исполь-
зовать в экранах дорогостоящие высокоэффективные ма-
териалы, так как их экранирующие свойства использу-
ются лишь частично.

3.	По мере возрастания нарушений герметичности
эффективность экранов, изготовленных из материалов
с высокими и низкими экранирующими свойствами, ста-
новятся одинаковыми. Это явление особенно характерно
Для области высоких частот;

4.	При нарушениях электрической герметичности су-
щественную роль играет толщина материала, с увеличе-
нием которой можно частично компенсировать уменьше-
ние эффективности экранирования.
/ Таблица 2.ig

Эффективность экранирования устройств замкнутых
экранов, дБ

Материал, экранируемое устройство и конструкция экрана	Диапазон частот, МГц				
	0.15...3	3...30	30—300	300...  3000	3,10 юой
					
Сталь листовая:					
сварка непрерывным швом	100	100	100	100	100
сварка точечная, шаг 50 мм	70	50	-—	•—	.—
листы, скрепленные болтами,	75	60	—	—	—
шаг 50 мм					
Жесть (фальцем): непрерывная пайка точечная пайка, шаг 50 мм	100  100	100  80	100  60	100  50	100  40
без пайки	100	100	60	50	40
Сетка металлическая:					
пайка, ячейка 1... 1,5 мм	80	60	50	40	25
Фольга:					
склейка внахлест (шов ' пере-	100	80	80	70	60
крыт)  Токопроводящая краска (/?q=6 Ом)	70	40	30	40	40
Металлизация:					
расход металла 0,3 кг/м2	100	80	60	50	40
Экранирование смотровых и окон-					
них проемов:  штора или створка из метал-	70	60	60	40	40
лической сетки с ячейкой					
1... 1 > 5 мм					
приваренный стальной или при-	100	100	80	80	70
паянный жестяной лист					
сотовая решетка	100	100	100	—	—
металлическая сетка с ячей-	70	60	40	20	—
кой до 2 мм					
стекло с’ токопроводящей по-	70	30	-—•	30	30
верхностью					
Экранирование дверных проемов:		70	70		
одинарная дверь на каркасе, обшитым стальным листом,	80			60	60
контакт сплошной регулируе-					
мый					
то же, но контакт щеточный с	70^	60	40	30	30
шагом 100 мм					
открытый предельный волновод приставная крышка с двойным	100 Ji  100	60  100	80	60	60
контактом и прижимным					
устройством  двойная дверь с тамбуром,	100	100	;юо	100	100
контакт сплошной регулируе-					
мый или пневматический						"
Продолжение табл. 2.12

Материал, экранируемое устройство и конструкция экрана	Диапазон частот, МГц				
	0.15...3	3...30	30...300	300...  3000	300.., 10000
9КРанИР0ВанИе каналОВ’  ? открытый предельный волновод	100	100	100	100	100
сотовая решетка	100	100	1С0	100	100
металлическая сетка с ячей-	70	60	30	-—	'
кой 5 мм  перфорированная вставка	70	60	40	—	—
Санирование вводов коммуника- ций:  металлические трубы, прива-	100	100	100	100	100
ренные к экрану по всему периметру  металлические трубы, проло-	100	100	100	100	100
женные в волноводных пат- рубках  фильтры с соответствующей	100	100	100	100	100
эффективностью					

Примечание. Приведенные числовые данные относятся к верхней границе
поддиапазона и к моменту изготовления экранов.

Опыт проектирования, изготовления, испытаний и
эксплуатации устройств и систем экранирования показы-
вает, что в среднем эффективность экранирования аппа-
ратуры и объектов может быть достигнута на уровне
данных, приведенных в табл. 2.12. Эти данные относятся
к верхнему пределу частоты поддиапазона. Общая эф-
фективность определяется самым низким значением эф-
фективности одной из узлов экрана. Отсутствие
в табл. 2.12 цифровых значений для отдельных устройств
означает, что рассматриваемый вариант не рекоменду-
ется или является нереализуемым.

Данные табл. 2.12 упрощают выбор основных узлов
экрана и конструирование его в целом, так как сокра-
щают объем вычислений.
3.	Экранирование узлов, блоков РЭА

3.1.	Катушки, фильтры и трансформаторы

Экранирование индуктивных катушек осуществляется
с помощью замкнутых металлических экранов цилиндр^
ческой или прямоугольной формы, изготавливаемых
немагнитных материалов, таких как медь, латунь и ал]0.
мииий.

Для колебательных контуров оконечных каскадоЕ
мощных передающих устройств преимущественно СДр
ДВ и низкочастотной части СВ и КВ диапазонов в пеоб'

Рис. 3.1. Катушка в цилиндриче-
ском экране.

ходимых случаях исподы
зуются экранированные
помещения.

При конструировании
экрана катушки прихо-
дится решать одну из двух
задач:

по заданным разме-
рам каркаса катушки
(DK, 1К) и начальной ин-
дуктивности Lo опреде-
лять диаметр экрана Д
(или длину стороны b
квадратного сечения) и
его длину Zo (рис. 3.1);

по заданным размерам
экрана Dg, 1Э и начальной

индуктивности Lo определять диаметр каркаса катушки
DK, ее длину 1К и шаг намотки.

В обеих задачах дополнительно определяют число
витков AZ и диаметр провода <Др-

Решение задач основано на учете реакции экрана на
экранируемую катушку и возрастания потерь в нем
вследствие вихревых токов, поглощающих часть колеба-
тельной энергии. Размеры экрана определяют исходя из
того, что начальная индуктивность катушки может быть
уменьшена не более чем на 5 ... 20% или что потери не
должны превышать 0,5 ... 1,0% колебательной мод-
ности. Обычно это достигается соответствующим выбо-
ром материала экрана и отношения DK/D3—0,45 . . - 0,6.
Для стационарных условий мощных колебательных кон-
туров чаще принимают Дк/Дв<0,45.
Чтобы обмотка находилась на одинаковом расстоя-
нии от боковых и торцевых стенок экрана, выбирают:

для цилиндрического экрана

D3—DK=l3—lK,	(3.1)

для прямоугольного экрана с квадратным сечением
l,2b—DK=l3—lK.	(3.2)

Затем при заданном D1:JD9 находят D3 и из (ЗЛ) дли-
ну fc'

Индуктивность однослойной катушки Lo при разме-
щении ее в экране уменьшается и может быть определе-
на по одной из формул:

1э=Ло—|AL|,	(3.3)

где AL — приращение индуктивности; Д£<0;	— коэф-

фициент изменения индуктивности, определяемый по
приближенной формуле [18]

Из формул (3.3) следует, что относительное умень-
шение индуктивности составит

Так как добротность катушки без экрана Q0=aL0/R0,
то приращение добротности из-за изменения Lo, Ro
будет

AQ = Qo(#—£4	(3-5)

где — относительное изменение индуктивности;

— относительное изменение активного сопротив-
ления.

Вносимое экраном в эквивалентную схему катушки
индуктивности активное сопротивление с учетом поверх-
ностного эффекта, как показано в [14],

для низкочастотной зоны, когда поверхностным эффек-
том можно пренебречь,

дП ____ 3 N* (Рк

2 ad \рв)'	^3'7'
где f — частота, МГц;

7	2

Со

где £>а —диаметр экрана цилиндрической формы
эквивалентный диаметр экрана прямоугольной формЬ(.
d— толщина экрана, см; о — электропроводность мате’
риала экрана, (Ом-см)-1; б — глубина проникновения
см; N — число витков катушки.

Сопротивление однослойной катушки без экрана, ца.
мотанной проводом диаметром dlt при условии, цТо
1O=W1 КГ> 5 [47].

Rf= о.бгбу КГ 10-3 Ом>	(38)

£>к — диаметр катушки, см; dt-~
диаметр медного провода, см.
Тогда относительное измене-
ние активного сопротивления при
наличии экрана

^=2,ЗЖ	(3.9)

При наличии вблизи катушки
заземленного экрана к ее собст-
венной емкости Со добавляется
емкость относительно земли (эк-
рана) . Эти емкости можно счи-
тать сосредоточенными на кон-
цах катушки [13] (емкости Сю,
незаземленной обмотке емкость

катушки

С0б=Со-1- СюСго/ (Сю+ С2о) 

Рис. 3.2. Эквивалентная
схема экранированной ка-
тушки.

С20 на рис. 3.2). При

Допустив, что С10^кС20, получим Соб=Со+Сю/2.

Если один из концов катушки соединен с экраном, то
емкость С2о оказывается замкнутой накоротко и общая
емкость составит С/Об=С0+Сю.

Таким образом, собственная емкость катушки в экра-
не зависит от схемы ее включения и, как видно из
рис. 3.2, при соединении одного конца обмотки с экра-
ном общая емкость СОб возрастает примерно на вели-
чину Сю/2 или С2о/2 в зависимости от того, какая из
этих емкостей меньше.

Пример. Пусть однослойная катушка диаметром DK = 5 см, дли-
ной /н=3,5 см содержит W=30 витков медного провода диаметром
0,1 см и заключена в замкнутый цилиндрический экран из меди
Жццйнсй 0,1 см. Вероятный размер большей стороны щели Нё
превышает 0,4 см.

Определим относительное изменение. параметров катушки, раз-
меры и эффективность экрана на частоте f=l МГц.

Сначала задаемся отношением £>к/£)э=0,5. Находим диаметр
экрана Ds=DK/0,5=5/0,5=10 см и его длину

lv=Ds—DK-[-/„=10—5—1-3,5=8,5 см.

Относительное изменение индуктивности катушки составит

1^1 _рк\2 г. /АV] ^’=
Д» VM I vaJIds/

т. e. индуктивность катушки в экране уменьшается на 16% Отно-

сительное изменение активного сопротивления

ЛЯ	О3К	125

p-='2,3Md 7^=2,3-30-0,1-^>0,086,

т. е. сопротивление возрастает на 8,6%.

Добротность катушки уменьшится на 7,4%, так как AQ/Qc=
=АЛ/Ло—АД /Д/=0,16—0,086=0,074.

Принимая эквивалентный радиус экрана До=5 см при /.=
=3-104 см, находим волновые сопротивления составляющих поля:

7

2лДэ

377-104-3
2я-5

’= 36-104 Ом,

ZH — Zo

2А__377-2п-5
Л “ 3-Ю4

<= 0,4 Ом.

Теперь при р= 1,7-10"6 Ом-см и 6=0,0067 см можно определить
эффективность экранирования электрической составляющей поля
Эффективность экранирования катушек может су!це
ственно ухудшаться, если входные или выходные проь0.
да не будут экранированы. Экран проводов должен
с одной стороны быть припаянным к экрану катущК11
а с другой к экрану выходного устройства.

Если по условиям эксплуатации необходим доступ
к катушке, то в экране могут быть сделаны отверстия
в виде волноводных патрубков. Экран также может быть
изготовлен из перфорированного материала или откры.
тым с торцов. В последнем случае общая длина его воз-
растает: lg=la+8D0. Уменьшить общую длину можно
применением с торцевых концов волноводных фильтров
типа «сотовая решетка». В некоторых случаях открытой
может быть оставлена только одна торцевая часть. Кре-
пить сотовую решетку или крышку можно винтами или
с помощью электропроводного клея. Чаще всего экран
имеет форму цилиндра, открытого с одной стороны, где
производится отбортовка для крепления его к шасси.

Экраны для катушек больших размеров технологич-
нее изготавливать прямоугольными (квадратного сече-
ния). Стыковое соединение производят внахлест или
с помощью угольника.

Крышку экрана прикрепляют так, чтобы обеспечить
надежный электрический контакт по всему периметру
корпуса. Донной частью экрана обычно служит шасси,
на котором он закреплен.

Вопросы экранирования низкочастотных и силовых
трансформаторов, монтажа их фильтрующих ячеек по-
дробно изложены в [48]. Устройство и монтаж помехо-
подавляющих фильтров рассматривались в § 2.8.

3.2.	Измерительные схемы и приборы

Необходимость экранирования измерительных схем
и приборов вызывается тем, что эти устройства, нахо-
дясь под действием интенсивных электромагнитных по-
лей, могут привести к ложному представлению о состоя-
нии аппаратуры или не обеспечить необходимой точности
измерений. Кроме того, при локализации поля в преде-
лах заданного объема неправильная установка измери-
тельного прибора на корпусе (экране) РЭА нарушает
ее электрическую герметичность и, следовательно, сни-
жает эффективность экранирования.
Экранирование измерительных схем в целом и их
дементов рассматривается во многих работах, в частно-
сти в [49, 50], поэтому ограничимся здесь изложением
дИ1ПЬ основных рекомендаций по установке измеритель-
ных приборов на РЭА, касающихся ее экранирования.

Каждый измерительный или индикаторный прибор,
устанавливаемый на основном экране аппаратуры с вы-

Рнс. 3.3. Экранирование измерительных приборов:

1 — экран прибора; 2 — фланец; 3 — отверстие для проводов; 4 — проходной
конденсатор; 5 — измерительный прибор; 6 — блокировочный конденсатор.

водом шкалы или иного устройства для отсчета и инди-
кации на внешнюю поверхность, должен иметь дополни-
тельный экран. Таким экраном может быть металличе-
ский колпак, закрывающий прибор и отверстия для его
установки с внутренней поверхности шкафа (рис. 3.3).
Провода схемы индикации и измерений, подходящие
к прибору, должны быть расфильтрованы и экраниро-
ваны. Их экранирующие оболочки должны иметь надеж-
ный электрический контакт с дополнительным экраном
И корпусом передатчика.
Принципиально возможна любая конструкция, не ца.
рушающая электрической герметичности общего экраца
допускается установка приборов на специальном щит^
с наружной стороны шкафа или блока.

Экран измерительного прибора приваривают иЛ1]
прикрепляют болтами к общему экрану, места соедини
ния экранов должны быть тщательно зачищены.

При установке измерительного прибора внутри шка-
фа передатчика можно ограничится экранированием его
лицевой панели.

Измерительные приборы постоянного тока и низкоча-
стотные, устанавливаемые вне шкафа, обычно не экра-
нируют, но подключают их экранированными провода-
ми. Металлическую оплетку проводов соединяют с за-
земляемыми зажимами приборов и корпусом (экраном)
РЭА в ближайших к приборам точках. Кроме того, в це-
пях измерительных приборов включают проходные бло-
кировочные конденсаторы (рис. 3.3).

Иногда целесообразно измерительные приборы рас-
полагать вне экранов высокочастотных трактов РЭА, но
и в этом случае внутренний монтаж измерительных це-
пей следует вести экранированным проводом. В местах
прохода этих цепей через основной экран блока они при
необходимости фильтруются, а их экранирующие обо-
лочки электрически соединяются с корпусом по всему
периметру сечения каждого провода или жгута про-
водов.

3.3.	Антенно-фидерные устройства

Конструкция антенно-фидерного устройства (АФУ)
состоит из двух основных элементов: собственно антенны
и фидера.

При разработке системы электромагнитного экрани-
рования АФУ также приходится решать две задачи.

Первая заключается в выборе такого расположения
антенной системы, при котором наводимая в ней ЭДС
помехи была бы минимальной и не проникала в аппара-
туру. Решение этой задачи направлено на ослабление
влияния на эффективность экранирования РЭА разме-
щения ее вблизи помехонесущих сетей. Кроме того, в ря-
де случаев необходимо установить требования и к экра-
нированию таких сетей,
154
Вторая задача непосредственно относится-к технике
электромагнитного экранирования и состоит в том, что-
уменьшить антенный эффект фидеров с помощью эк-
ранов.

На рис. 3.4 показано, как через индуктивные и емко-
стные связи помехи проникают в антенну или в провод

Рис. 3.4. Воздействие помех да радиоприемное устройство.
заземления (при удалении айтенйы Излучателя на рас-
стоянии г^Л/2л). Наиболее часто помеха в приемную
антенну попадает, как показано на рис. 3.4,а. Если в про-
воде, роль которого может играть любой из элементов
конструкции РЭА, протекает ток помехи, то в окружаю-
щем пространстве возникает ее поле. ЭДС помехи в при-

Рис. 3.5. Частичные емкости меж-
ду антенной и проводом вблизи
(земли.

емкой антенне может
быть определена по фор.
муле (1.8), где г — мини-
мальное расстояние от ан-
тенны до помехонесущего
провода, a Пп— дейст-
вующее значение напря-
жения помехи на зажимах
внешней цепи приемника.
В частном случае это мо-
жет быть разъем кабеля
электропитания. Ослабить
воздействие помехи мож-
но экранированием кабе-
ля, фильтрацией его и
максимальным удалени-
ем от приемной антенны.

Помеха может попасть
в приемник через емкост-
ную связь Сев между про-
водом, находящимся под
напряжением помехи Umic
относительно земли, ан-
тенной или ее снижени-
ем. Путь токов помех по-
казан на эквивалентной

схеме (рис. 3.4,6), где Са — емкость антенна — земля,
ZBX — сопротивление входной цепи приемника. Этот же
случай иллюстрирован рис. 3.5, где А и 77 — точки под-
ключения антенны и помехонесущего провода к прием-
нику. ЭДС помехи в антенне [15]

„	. lnb/a	I [ /а . 4ЛПП\ „ ...

£а = ^пнс 1П (4Лпр/Оа) -^пнсМпр/	( 

где Сппс — действующее значение несимметричного на-
пряжения помехи .в проводе; /а— длина антенны;

длина той части антенны (помехонесущего провода), ко-
торая параллельна помехонесущему проводу (антенне);
___горизонтальное расстояние между антенной и про-
едем; D& — диаметр провода антенны.

При этом допускается, что диаметры помехонесущего
провода и провода антенны одинаковы, антенна и поме-
хонесущий провод параллельны не на всей своей протя-
женности и связаны кроме того емкостями антенна —
земля (Саз), провод—земля Спз антенна—провод (Сап).

При индуктивной связи антенны с помехонесущим
проводом (рис. 3.4,в) ЭДС помехи может быть также
определена по формуле (3.10). Полагая в ней ППнс=
=/пнсрпр, где /ппс — несимметричный ток помехи; рпр —
волновое сопротивление помехонесущего провода. Учи-
тывая, что для одиночного провода над земной поверх-
ностью [51]

pnp=1381g (4Йпр/Да),
находим

£а=138/пнс/гЛР/Д С2Г. ,	(3.11)

/ *пр

При индуктивной связи уменьшение ЭДС помехи, на-
водимой в антенне, также достигается разнесением ан-
тенны и провода, экранированием его и дополнительно
исключением или максимальным уменьшением части
провода, параллельной антенне.

На рис. 3.4,г показано, как помеха может попасть на
вход приемника из-за связи между корпусом приемника
(с подключенным к нему проводом заземления) и поме-
хонесущим проводом через емкости связи CCBi и ССВ2>
параллельное разветвление, состоящее из индуктивности
заземляющего провода L3 и емкости корпуса относитель-
но земли С3. Токи помехи, протекая по контуру L3CS,
создают на нем падение напряжения и эквивалентную
ЭДС помехи в цепи, состоящей из входного сопротивле-
ния приемника и емкости антенна — земля Са.

В приведенных примерах ЭДС помехи в антенной це-
пи вызывается несимметричными составляющими тока и
напряжения в помехонесущей сети. Симметричные со-
ставляющие даже при условии их равенства в помехо-
несущей сети с несимметричными составляющими созда-
ет в антенной цепи напряжения помех на порядок и бо-
пее меньшие. Следовательно, наряду с другими мерами
Подавления помех эффективным является симметрирова-
нно проводов двухпроводной помехонесущей сети отно-
сительно земли и антенны.
Конструкция и размещение антенной системы сплью
влияют на общую помехозащищенность приемпь,
устройств. Для создания лучших условий приема Heofj
ходимо защитить от воздействий полей помех возмо>кц0
большее пространство, окружающее антенны. Активные
части антенны должны быть размещены там, где отсут.
ствуют воздушные проводные линии, на наиболее высо.
кой части устройства и в стороне от перекрещиваний идц
узловых соединений кабелей электропитания, сигнализа-
ции, связи и т. и. Экранирующая оболочка кабеля спи.
жения антенны должна быть электрически соединена
с металлической кровлей кабины, блока или здания. Ли-
сты кровли должны быть электрически соединены хотя
бы на тех участках, которые окружают активную часть
антенны. Кабель, соединяющий антенну с входом прием-
ного устройства, должен быть проложен кратчайшим пу-
тем. Этот кабель следует укладывать в специальном ка-
нале вдали от сетей освещения и силовых установок. При
отводах от магистрального антенного кабеля снижения
нельзя нарушать непрерывность его экрана-оболочки.

Распределительная антенно-фидерная сеть должна
монтироваться таким образом, чтобы свести до миниму-
ма общую индуктивность экранирующих оболочек, для
чего места разветвления этой сети и разрыва оболочек
должны быть соединены короткими перемычками. Фи-
дерные вводы должны также прокладываться без разры-
вов кабелей.

Техническое решение второй задачи определяется на-
значением, типом и конструкцией антенного фидера.

Обычная двухпроводная линия, используемая как
фидер антенны, представляет собой систему двух парал-
лельных проводов, жестко связанных между собой с по-
мощью изоляторов. Она характеризуется малыми поте-
рями и сравнительно высоким остаточным антенным эф-
фектом. Такие линии стремятся экранировать и заменять
коаксиальными. С ростом частоты .потери в них увели-
чиваются, поэтому в диапазоне СВЧ в качестве фидера
используются волноводы.

При создании АФУ весьма существенна роль экрани-
рования, так как антенна непосредственно электрически
связана либо с достаточно мощными излучателями, либо
с наиболее чувствительными к помехам элементами РЭА-

Опыт строительства стационарных радиотехнических
объектов, например, показывает, что экранирование Фи"
-еров и аппаратных передатчиков позволяет уменьшить
Напряженность поля излучений в диапазоне 1 ...

300 МГц в среднем на 25 ... 40 дБ.

Отмечается также существенное уменьшение интен-

сивности излучений при улучшении симметрирования и
согласовании фидерных линий.

При экранировании ВЧ фидерных линий одновремен-
но с достижением заданной эффективности необходимо
стремится к тому, чтобы:

введение экрана не увеличивало потерь колебатель-
ной мощности, проходящей по фидеру;

сохранялся установленный тепловой режим фидера,
экрана и элементов РЭА, связанных с ними по электри-
ческим цепям, через устройства и конструкции РЭС;

введение экрана не мешало получить требуемые зна-
чения коэффициента бегущей волны в фидере и показа-

теля асимметрии;

габариты и вес экрана находились в допустимых пре-
делах, а его конструкция выдерживала предельные ме-
ханические и климатические нагрузки.

Выпускаются экранированные фидеры различных ти-
пов [52]. На рис. 3.6 и 3.7 изображены конструкции фи-
деров в прямоугольном и цилиндрическом экранах.

Любой тип широко используемых фидерных линий можно рас-
считать. Габаритные размеры прямоугольного экрана двухпровод-
ной линии, симметрично расположенной в нем, можно определить,
пользуясь графиками (рис. 3.8,я). Графики [40] выражают зави-
симость волнового сопротивления р$ фидера от отношения a[d
при различных £>/rf и fi>a-|-3d для воздушного диэлектрика внутри
экрана. Сначала для известных р$, уровня проходящей мощности
(напряжения или тока) и напряжения пробоя диэлектрика выби-
рают диаметр внутреннего провода d и расстояние между прово-
дами я или полагают их также заданными, затем, вычислив a[d,
при данном рф находят D/d. В соответствии с указанным неравен-
ством по найденным значениям а и d определяют минимальный
размер 6min=n-]-3rf. У реального экрана должно быть 6>6тщ.
Чем сильней это неравенство, тем меньше потери в экране. Напри-
мер, для рф=300 Ом и мощности 50 кВт можно принять <£=10мм,
o/rf=7. Тогда D/d-=2G, а=70 мм, £> = 200 мм, 6min=100 мм. Для
Уменьшения потерь целесообразно взять 6=2,5£min=250 мм.

Соответствующие графики для цилиндрического экрана приве-
дены на рис. 3.8,6. Для рассмотренного выше примера при исполь-
зовании цилиндрического экрана имеем d= 10 мм, с!/я=0,13, следо-
вательно, я==й/0,13=80, £>/tf=18, £>=180.
В необходимых случаях внутренний объем экрана заполняет^
диэлектриком, что позволяет уменьшать диаметр проводов линия
расстояние между ними и габариты экрана.

При наличии соответствующих
приведены расчеты однопровод иых
кого сечения и др.

данных аналогично могут быть
фидерных линий, экранов овадь.

Рис. 3.6. Конструкция фидер-
ной линии в прямоугольном
©кране:

а — экранированный симметричный
фидер; б — экранированный несим-
метричный фидер (/ — экран; 2 —
изолятор; 3 — провод).

Рис. 3.7. Конструкция фидерной
линии в цилиндрическом экране:
а —• экранированный	симметричный

двухкоаксиальный фидер; б — экрани-
рованный несимметричный коаксиаль-
ный фидер (1 — труба; 2— стержень;
3 — изолятор; 4 — крепление изолято-
ра; 5— основание).

Расчет потерь мощности на единицу длины (Вт/м)
в экране двухпроводного фидера с воздушным диэлект-
риком ведется по формуле [23]

Pn=I2a2lnrstti,	(3.12)

где I — действующее значение тока в фидере; а — рас-
стояние между проводами фидера; г — радиус экрана;
160
g — удельная проводимость материала экрана; б — глу-
бина проникновения тока в металл экрана.

Мощность потерь в стальном экране сравнительно ве-
лика. Например, в экране фидера длиной 10 м на часто-
те^=25 МГц для меди и алюминия она составляет 1 Вт,
а для стали 24 Вт. Поэтому для уменьшения потерь и

Рис. 3.8. Графики для определения .размеров экранов фидеров.

П—7Б8	161
экономии цветных металлов рекомендуется .в качестве
материала экрана использовать оцинкованное железо
В коаксиальных фидерах обычно применяют медь и алю-
миний.

Во избежание уменьшения эффективности экраниро-
вания фидера из-за ухудшения качества его монтажа
необходимо:

создать надежный электрический контакт экрана фц_
дера с основным экраном РЭА (в месте выхода фидер-
ной линии из шкафа) по всему периметру выходного от-
верстия;

аналогично создать надежный электрический контакт
экрана фидера с экраном антенного коммутатора;

выход экранированных фидеров из технического зда-
ния, аппаратной или кабины мобильного объекта осуще-
ствлять, сохраняя электрическую симметрию внутренних
и внешних отрезков фидеров и их экранов, а также со-
гласование волновых сопротивлений этих отрезков;

у радиосредств, размещаемых на подвижном объекте,
произвести заземление фидерного экрана в месте выхода
из аппаратной или соединить с общим проводом («мас-
сой» кабины).

3.4.	Радиоприемные устройства

Способность приемника противодействовать вредному
влиянию помех характеризуется внутренней и внешней
помехоустойчивостью [53]. Внутренняя помехоустойчи-
вость определяется качеством работы самой радиоприем-
ной аппаратуры при отсутствии помех, источники кото-
рых расположены вне приемного устройства, т. е. сте-
пенью соответствия уровней внутренних шумов, ампли-
тудных, частотных и фазовых характеристик приемного
тракта виду принимаемого радиосигнала, его энергети-
ческим (амплитудным), частотным и фазовым (времен-
ным) .параметрам. Внешняя помехоустойчивость или по-
мехозащищенность есть способность радиоэлектронного
устройства выполнять с требуемым качеством свои функ-
ции в условиях воздействия помех от внешних по отно-
шению к аппаратуре источников.

Внешние помехи проникают в приемный тракт через
его входные устройства (АФУ), по помехонесущим се-
тям, образуемым цепями электропитания, управления и
сигнализации, и в результате электромагнитной индук-
(3.13)

ции на узлах, блоках, элементах конструкции и внутрен-
него монтажа аппаратуры. Поэтому электромагнитное
экранирование и фильтрации помехонесущих сетей явля-
ются важнейшими мерами достижения требуемой поме-
хозащищенности радиоприемного устройства.

Эффективность этих мер оценивается количественно
некоторым эквивалентным уровнем внешних помех в ан-
тенне. на входе приемника или любой промежуточной
части приемного тракта, предшествующей оконечному
устройству. При наличии таких оценок и известных па-
раметрах радиоканала возможно определение и норми-
рование соответствующих соотношений сигнал-помеха
в заданных полосах частот.

Общую помехозащищенность радиоприемного
устройства рекомендуется оценивать величиной [53]

IОбЩ^АрдКп общ

где /гРд — реальная действующая высота приемной антен-
ны; Ап общ— общий коэффициент переноса помех.

Кроме того, для оценки качества элементов приемни-
ка и влияния различных видов помех, классифицируе-
мых по причинам их проникновения в приемный тракт,
предлагается использовать следующие частные харак-
теристики:

1.	Коэффициент помехозащищенности приемного
АФУ от помех, распространяющихся по сетям:

Д—АрдКа,	(3.14)

где Ка=А?ист/6'па — коэффициент переноса помех из по-
мехонесущей сети в антенну (t/IICT — действующее значе-
ние напряжения помехи на внешних зажимах приемни-
ка, связанных с помехонесущей сетью; t/na — напряже-
ние помех на выходе АФУ (на входе приемника)).

Действующая высота Ард характеризует способность
АФУ улавливать полезный сигнал и передавать его
к входу приемника:

А =—

где Ео — напряженность поля сигнала; Еа— ЭДС, разви-
ваемая на входе приемника сигналом с напряжен-
ностью Ео.

2.	Коэффициент сетевых помех, равный отношению
напряжения Сп помех, связанных с помехонесущей ce-
ll*	JG3
тыо, которые воздействуют на приемник, к напряжение
Una сетевых помех на его входе:

(3.15)

3.	Коэффициент электромагнитной индукции, харак-
теризующий восприимчивость внутренних элементов при.
емника к полям электромагнитной индукции:

где Епэ — напряженность поля помех, воздействующих
па приемник; 5/паэ — ЭДС, наводимая в цепях приемного
устройства этим полем.

Рис. 3..9. Схема подключения
приборов при измерении коэф-
фициента помех от сети элек-
тропитания.

Коэффициенты могут быть рассчитаны или определе-
ны сравнительно простыми измерениями на действующей
РЭА (рис. 3.9).

Испытуемый приемник устанавливается на изолиро-
ванной подставке высотой 80 см над металлическим ли-
стом, размеры которого не менее 1X2 м2. Шнур питания
приемника экранируют металлической трубкой диамет-
ром примерно 8 см. Трубка с одной стороны должна
иметь надежный электрический контакт с экраном экви-
валента сети (рис. 3.10), а с другой — с шасси прием-
ника в непосредственной близости от его ввода. Модули-
рованный сигнал от генератора стандартных сигналов
(ГСС) через эквивалент сети подается в цепь питания
приемника и принимается за напряжение помехи Un-
Затем сигнал этого же генератора для имитации напря-
жения ила подается на входные цепи приемника через
эквивалент антенны. Напряжения Un и ДПа должны быть
такими, чтобы каждое из них создавало на выходе при-
емника при одинаковом усилении и прочих равных усло-
виях один и тот же уровень модулирующего сигнала.
Обычно значение коэффициента Кт составляет у ра-
диовещательных приемников 50 ... 60 дБ, у телевизион-
ных 45 ... 55 дБ, профессиональных 60 ... 80 дБ и более.

Коэффициент электромагнитной индукции /Сэ измеря-
ет по схеме, аналогичной изображенной на рис 3.9, но
щнур питания не экранируют, а в цепь литания вводят
фильтр, ограничивающий! проникновение помех от сети
питания. При измерении этого коэффициента, учитывая
сравнительную сложность создания равномерного поля
помех, его заменяют напряжением С7Пэ, которое подается
от генератора к шасси и зажиму «земля» приемника.

Коэффициент /Сэ для радиовещательных АМ прием
ников (диапазона 0,15 ... 30 МГц) находится в пределах
40 ... 55 дБ, у приемников ЧМ сигналов и телевизион-

Рис. ЗЯО. Принципиальная элек-
трическая схема эквивалента сети.

ных, работающих в диапазоне частот выше 30 МГц, ко-
эффициент Кэ контролируют одновременно с оценкой
влияния помех сети литания.

Для определения помехозащищенности АФУ необхо-
димо измерить реально действующую высоту антенны и
коэффициент переноса помех. Реально действующая вы-
сота определяется измерением напряженности поля сиг-
нала с помощью измерителя помех. При этом эквива-
лентная ЭДС, развиваемая сигналом с напряженностью
поля £о, может быть также определена с помощью из-
мерителя помех.

Коэффициент переноса помех из сети в антенну изме-
ряют включением в электросеть генератора для измере-
ния коэффициента переноса (ГИПК)- Напряжение
^ист от генератора измеряется в точках подключения это-
12—758	165
го Генератора (источника помех) к электросети. HanpfI.
жение на входе приемника, возникающее под действием
включенного генератора, определяется измерителем
помех.

Помехозащищенность АФУ является потенциальной
помехозащищенностью всего радиоприемного устройства
и служит основой для установления норм на все частные
характеристики помехозащищенности. Например, поме-
хозащищенность антенн коллективного пользования
(/грд—0,5 м) в ДВ и СВ диапазонах должна быть не ни-
же 60 дБ, в УКВ диапазоне для радиовещания с ЧМ
не менее 65 дБ и для телевизионных приемников 65
... 70 дБ.

Выполнение указанных требований помехозащищен-
ности, а также более жестких требований для профессио-
нальной и специальной радиоприемной аппаратуры обес-
печивается техническими решениями по ее конструиро-
ванию и, в частности, мерами по фильтрации, общему и
поэлементному экранированию.

Реализация жестких норм по экранированию прием-
ной аппаратуры, как правило, вызывает ухудшение ее
весогабаритных показателей, приводит к снижению тех-
нологичности и увеличению стоимости. При проектирова-
нии приемника можно предусмотреть меры, обеспечива-
ющие высокую помехозащищенность без существенного
снижения указанных характеристик. Так, в диапазоне
волн 0,1 ... 100 м входную цепь связывают с антенной
через автотрансформатор и согласованный фидер, в ча-
стности, через коаксиальный кабель, защищенный от
внешних полей заземленной внешней оболочкой. При
связи с антенной неэкранированным симметричным фи-
дером на входе приемника включают согласующий
трансформатор. Между катушкой колебательного конту-
ра входной цепи и катушкой связи, как правило, устанав-
ливается сетчатый электростатический экран, устраняю-
щий емкостную связь между ними.

Эффективность экранирования является основным
фактором, определяющим помехозащищенность прием-
ника по электромагнитной индукции. При выборе мини-
мально необходимой эффективности экранирования
Эотш приемника учитывают следующие параметры: от-
ношение сигнал-помеха Дсп; общий коэффициент усиле-
ния по напряжению ДОбщ; частичный коэффициент уси-
ления по напряжению от данного промежуточного каска-
да До ЬЫХодпОго Лч; максимальную напряженность
fnmax поля помех в месте приема; гарантированную на-
пряженность поЛя сигнала Е,- min', реальную действую-
щую высоту /грд антенны.

Минимально необходимая эффективность экраниро-
вания

К Е

| (3J7>

и максимальна при ^ч/^oбщ=l, т. е. в случае, когда она
рассматривается относительно входного каскада. Здесь
а — коэффициент пропорциональности, величина которо-
го по результатам измерений в диапазоне частот до
300 МГц составляет 0,25 ... 0,35. Коэффициент электро-
магнитной индукции

К Е
rs- _ г/-	max

--^сп к - h Г •	’
'Хоэщ ПрДССПИП

В простейшем примере для КСп=30, /грд=0,5м и отно-
шении напряженности поля помех к гарантированной
ЭДС сигнала Дттах/Д: min=10 общая необходимая ми-
нимальная эффективность экранирования относительно
входа оказывается равной 45 дБ.

В среднем минимально необходимая эффективность
экранирования современных радиовещательных приемни-
ков составляет 45 ... 55 дБ, у телевизионных приемников
достигает 65 дБ, а у профессиональных радиоприемных
устройств общего применения обычно не хуже 75 дБ.

Для достижения эффективности экранирования при-
емника на уровне 50 дБ необходимо осуществить блоч-
ное экранирование наиболее подверженных воздействию
помех узлов, таких как входные устройства, первые кас-
кады усиления, преобразователь частоты, усилители ПЧ
и гетеродины. Экранирование гетеродинов, кроме того,
должно обеспечить необходимое ослабление просачива-
ния напряжений их сигналов и гармоник к входу прием-
ника, за пределы приемного тракта и к другим функцио-
нально не связанным с этими генераторами элементам.

В телевизионных приемниках необходимо экраниро-
вать все виды генераторов, высоковольтный выпрями-
тель, каскады амплитудного селектора, схемы кадровой
и строчной развертки. В целях сохранения непрерывно-
сти экранирования соединение указанных узлов следует
Ьсущёствлять экранированным проводом. Разумеется,
все эти мероприятия проводятся при соответствующей
фильтрации цепей, развязке, блокировке, тщательно вы-
полненных заземлении, компоновке и монтаже элемен-
тов.

В профессиональных приемниках, как правило, при-
меняется общий экран с сохранением высокой электри-
ческой герметичности в местах вывода ручек управле-
ния, подключения дополнительных устройств, располо-
жения вентиляционных отверстий и т. д.

3.5.	Электронные усилительные устройства

Экранирование и фильтрацию цепей усилительных
устройств применяют для исключения воздействия внеш-
них электромагнитных полей на работу усилителя, а так-
же для устранения паразитных связей, возникающих
вследствие недостаточной эффективности экранирования
каскадов. Поэтому помехозащищенность усилительного
устройства характеризуется коэффициентами сетевых по-
мех Кт и электромагнитной индукции Кэ, каждый из
которых является однозначной функцией подавления по-
мех и паразитных процессов в усилителе, обеспечивае-
мой конструкцией экрана.

Общая минимально необходимая эффективность эк-
ранирования усилительного устройства при условии, что
^рд^спнп^^вх, С учетом (3.17)

К F

(3.17')

Для определения максимального значения требуемой
эффективности экранирования нет необходимости знать
общий коэффициент усиления Кобщ тракта, так как со
стороны входа отношение Дч/Добщ=1- Эффективность
экранирования последующих каскадов вычисляется по
той же формуле, но с подстановкой значения Кч, равно-
го коэффициенту усиления по напряжению на участке
усилительного тракта, по отношению к которому опреде-
ляется необходимая эффективность. Нетрудно видеть, что
если речь идет об определении эффективности экраниро-
вания TV-го каскада, то выражение (3.17') можно пред-
ставить в виде

Р

,	(3.17”)
где t/вхдг — входное напряжение N-ro каскада. Посколь-
ку это напряжение больше входного напряжения перво-
го каскада па величину, равную коэффициенту усиления
—1 каскадов, необходимая эффективность экранирова-
ния может быть во столько же раз уменьшена. Следова-
тельно, нормальная работа усилительного устройства
может быть обеспечена при уменьшении эффективности
экранирования от каскада к каскаду, начиная со второго
(от входа).

Например, пусть требуется определить эффективность экрани-
рования каждого каскада трехкаскадного усилителя при КСп=40,
£и шах=0,5 В/м, f/Ex=l мВ, Кобщ=5х 15Х13. Минимально необ-
ходимая эффективность экранирования первого каскада должна
быть

К F

'ч п max

30min = О,ЗКСП т;г= 0,3.40.0,5.10’ = 6-10».

Необходимая эффективность экранирования второго каскада при
условии, что на его вход подается сигнал напряжением 5 мВ,
в пять раз меньше, т. е. 3omin2=l,2.103, а для выходного каскада
эффективность может быть уменьшена в 75 раз и составит 3omin з=
=80.

Для унификации конструкции и упрощения технологии сборки
экраны каскадов делаются одинаковыми по типу входного. Это
обеспечивает необходимый запас по эффективности экранирования
всего усилителя. Отдельные каскады усилителя обычно распола-
гают в линию для наилучшей развязки от токов в шасси в экрани-
рующих ячейках. В ламповых усилителях лампы устанавливаются
вне ячеек и закрываются отдельными электростатическими экра-
нами, которые кроме основного назначения обеспечивают необходи-
мый тепловой режим прибора.

Конструкции экранов электронных ламп целесообразно выпол-
нять также по принципу предельных волноводов. Если требуется
ограничить высоту экрана, его верхнюю часть закрывают фильтром
типа «сотовая решетка» (рис. 3.11,а), в нижней части делают от-
верстия. Если высота экрана не ограничена, верхнюю часть его
оставляют открытой (рис. 3.11,6). Замкнутый экран должен иметь
ребра для лучшего отвода тепла, например, с помощью пружинных
колец, соприкасающихся с баллоном лампы в наиболее нагретой
ее части.
Рис. 3.1:1. Экраны для электронных ламп:

1 — экран лампы; 2 — контактная пружина'; 3 — шасси; 4 — установочное
кольцо; 5 — лампа; 6 — перфорированная часть экрана; 7 — фильтр типа «со-
товая решетка».

Рис. 3.1'2. Общий вид электронного усилителя в продольном экране
прямоугольного сечения:

/ — короб; 2— верхняя плата; 3 — нижняя плата; 4— направляющие для уста-
новки перегородок.
Положение экрана фиксируется с помощью резьбового кольца
и контактной пружины.

Экран-кожух усилителя представляет собой продольный короб
прямоугольного сечения, разделенный перегородками, число кото-
рых на единицу меньше числа каскадов. Элементы каждого кас-
када монтируют на внутренней стороне верхней общей съемной
платы так, чтобы не оставались щели и отверстия. Для установки
перегородок используются направляющие (рис. 3.12). Щели в ме-

стах соединения экрана и перегородок можно устранить, промазав
эти места электропроводным клеем. Верхнюю плату к отбортовке
прикрепляют болтами, а для обеспечения достаточной электриче-
ской герметичности по отбортовке

и перегородкам прокладывается
резиновый трос, поверх которого
натягивается экранирующая оп-
летка. На верхней плате с внеш-
ней стороны устанавливаются элек-
тронные лампы и транзисторы со
своими экранами, разъемы, элемен-
ты настройки и другие узлы, к ко-
торым необходим доступ.

Если конструкция каскада уси-
лителя или группы каскадов дол-
жна представлять отдельный
блок, применяют так называемое

трубчатое шасси (рис. 3.13). Шас- Рнс. 3.13. Каскад усилителя на
си состоит из патрубка 1 пуж-	трубчатом шасси,

ного диаметра с приваренным к не-
му фланцем 2. Если конструк-
ция позволяет использовать патрубки достаточной длины, то одна
сторона его остается открытой, как волноводный фильтр. Если
габариты ограничены, то патрубок закрывается фильтром типа

сотовой решетки. С противоположной стороны трубчатое шасси
закрывают заглушкой 3, к которой винтами крепят стойки 4.
К стойкам, в свою очередь, болтами привинчивают круглую плату 5
с панелью. Детали и монтаж каскада размещаются на плате 5 и

стойках. Заглушку 3 крепят к фланцу трубчатого шасси винтами.
Во фланце имеются отверстия для крепления каскада к общему
шассн устройства. Междукаскадпые соединения осуществляются
с помощью экранированных разъемов. Конструкция может быть
упрощена, если патрубок привинчивать к фланцу 2; она удобна
в эксплуатации, позволяет быстро произвести замену вышедшего
из строя каскада и не требует специального экрана для электрон-
ной лампы.
*	3.6. Многоканальная аппаратура дальней связи

В аппаратуре уплотнения дальней связи (ДС) внещ.
ние электромагнитные поля могут оказывать мешающее
действие на магистральные кабели и линии связи, На
тракты обработки сигналов, куда помехи проникают че-
рез отверстия кожуха блоков; помехи, обусловленные
внешними полями, распространяются и по другим цепям
в том числе по цепям питания.

Это происходит и в том случае, когда частота помехи
не совпадает с полосой пропускания тракта. В результа-
те преобразования частоты помехи и ее воздействия на
модуляторы и демодуляторы, а также взаимодействия с
гармониками несущих частот она может оказаться в по-
лосах пропускания системы.

В немалой степени действие внешнего поля зависит
от того, на какой частоте в звуковом канале они будут
проявляться, так как низкочастотный спектр имеет боль-
шую неравномерность и колебания в различных полосах
его частот воспринимаются по-разному. Наконец, нару-
шения в работе системы ДС могут возникнуть при пере-
грузке усилителя или преобразователя частоты. В этом
случае возможен отказ каналов, расположенных как
в спектре помехи, так и вне его.

Опыт эксплуатации системы ДС показывает, что
большинство их подвержено действию различных видов
помех от РЭС и промышленных объектов и т. д. Борьба
с этими помехами только путем повышения уровня сиг-
нала на входе аппаратуры, повышения качества линии
связи или включения дополнительных усилительно-при-
емных устройств часто оказывается неэффективной. По-
этому целесообразно обратить внимание па повышение
эффективности экранирования аппаратуры ДС и улуч-
шение фильтрации ее цепей.

Для определения эффективности экранирования ап-
паратуры ДС, как видно из (3.17), необходимо знать:

1)	допустимое отношение сигнал-помеха Дсп,

2)	величину ожидаемого максимального поля помех
Ей шкх,

3)	коэффициенты электромагнитной индукции и се-
тевых помех Да и Кт- Установлено, что в диапазоне ча-
стот 10 кГц ... 10 МГц в среднем можно считать: Дгп=
=49 дБ; ДПтах=0,5 В/м; Дэ^70 дБ; Дт>75 дБ; дейст-
вующее напряжение сигнала на входе С7вх^0,1 В.
Тогда минимально необходимая эффективность экра-
нирования аппаратуры должна быть примерно 55 ...
...60 дБ, а эффективность фильтрации цепей электропи-
тания не хуже 60 дБ. Целесообразность этих требований
подтверждается экспериментальными данными.

Обеспечение столь жестких требований возможно
лишь при применении общего и блочного экранирования
аппаратуры, тщательной фильтрации и развязки цепей.

Опыт показывает, что при наличии на объекте общей
выпрямительной подстанции цепи питания в соответст-
вии с номинальными токами и напряжениями должны
подключаться к распределительному щиту через помехо-
подавляющие фильтры при условии, что выпрямительное
устройство и щит экранированы. Подводка питания к ап-
паратуре должна проводиться в стальных трубах, прива-
ренных по всему периметру с одной стороны к экрану
распределительного щита и с другой —к общему экрану
прибора. При малом количестве образцов или типов
аппаратуры общая кабельная раскладка сети питания
может не иметь распределительного щита и общего
фильтра. Каждый потребитель должен иметь свой
фильтр, устанавливаемый внутри общего экрана или вне
его. Проводка от выпрямителя до фильтра должна быть
проложена в трубах.

Общее и блочное экранирование аппаратуры может
быть осуществлено применением стойки общего экрана
с устройством отдельных экранированных отсеков и с до-
полнительными экранами для каждого блока. Монтаж-
ный кабель укладывается в специальном канале, пред-
ставляющем собой достаточно эффективный экран. Бо-
лее целесообразным является использование для обще-
го экрана устройства типа шкафа, в котором устанав-
ливаются экранированные блоки. В этом случае пред-
ставляется возможным общий экран делать более эф-
фективным. В верхней части шкафа для обеспечения
естественного охлаждения целесообразно использовать
фильтр типа «сотовая решетка». Волноводный фильтр
устанавливается сверху и для защиты от внешних воз-
действий прикрывается крышкой. При такой конструк-
ции сравнительно просто обеспечивается надежный кон-
такт между блоками и общим экраном, между задней
стенкой и шкафом.

Учитывая, что на передних панелях блоков установле-
но большое количество ручек управления, измерительных
приборов, контрольных гпезд, необходимо их моптпр0.
вать так, чтобы электрогерметичность экрана не пару,
шалась. Измерительные приборы должны устанавли-
ваться с учетом рекомендаций, данных в § 3.2, а выводы
осей органов настройки и регулировки и монтаж коц.
трольных гнезд должны осуществляться по типовым кон-
струкциям табл. 2.3. Для контрольных гнезд предпочти-
тельнее конструкция с использованием предельных вол-
новодов.

Каждый блок по периметру соприкосновения его с об-
щим экраном должен иметь облуженный бортик, к ко-
торому крепится контактная прокладка. Крепление бло-
ков к общему экрану болтовое.

Соединение блока с внутренним монтажом осуществ-
ляется при помощи обычных ножевых контактов или
с помощью соответствующих разъемных устройств.

3.7.	Радиопередающие устройства (РПУ)

Радиопередатчики и генераторы электромагнитных
колебаний применяются во многих областях техники,
в промышленности, медицине и научных исследованиях.
В зависимости от назначения, характера генерируемых
сигналов и конструкции генератора предъявляются спе-
цифические требования к системе экранирования и филь-
трации источника электромагнитных колебаний. Особенно
резкое разграничение имеет место между генераторами,
предназначенными для передачи информации, и генера-
торами, используемыми для обеспечения технологиче-
ских .процессов и в медицинской аппаратуре. В первом
случае вся энергия, вырабатываемая генератором, дол-
жна излучаться с помощью антенных устройств в про-
странство, во втором — использоваться в технологиче-
ском (рабочем) элементе.

Общим здесь является то, что в обоих случаях экра-
нирование и фильтрация должны исключать распростра-
нение электромагнитной энергии по направлениям, не
предусмотренным принципом действия устройства, вне
каналов ее движения от источника к потребителю. Спе-
цифическими являются способы использования электро-
магнитной энергии и ее распределения во времени, в про-
странстве и по спектру, устройство оконечного потреби-
теля (приемника) электромагнитных колебаний, характер
доступа к рабочим элементам, методы и алгоритмы
контроля качества функционирования основного обору-
повзния, а также другие факторы, определяющие конст-
рукцию аппаратуры и экранов.

Современное мобильное или стационарное радиопе-
едающее устройство (РПУ) представляет собой слож-
комплекс оборудования, в состав которого входят
собственно радиопередатчик, АФУ, энергетическая уста-
новка, элементы системы управления, контроля исправ-
ности и электробезопасности.

Оценка эффективности экранирования столь сложно-
го радиотехнического объекта, каким является современ-
ное РПУ — задача, оперативное инженерное решение ко-
торой возможно лишь при введении определенных огра-
ничений. Очевидно, что количество и уровень этих
ограничений определяют точность решения.

Хотя при проектировании в зависимости от предлагае-
мой конструкции возможен определенный прогноз эффек-
тивности экранирования передатчика, все же решающими
оказываются результаты испытаний макетов и образцов.

Дифференциальная оценка предполагает эксперимен-
тальный анализ эффективности экранирования каждого
элемента РПУ. Этот анализ проводится с помощью из-
мерительных приемников, измерительных или входящих
в состав передатчика генераторов. Последние использу-
ются при испытаниях в рабочем режиме.

Распределения областей просачивания электромаг-
нитной энергии па внешней поверхности аппаратуры
с различными значениями эффективности экранирова-
ния определяются путем сопоставления структур полей
внутри и вне экрана. Для этого должны быть получены
спектральные характеристики мощности излучения источ-
ника, расположенного внутри аппаратуры, а измери-
тельный приемник для анализа внешнего поля должен
иметь антенну, калиброванную в заданном диапазоне
частот по действующей высоте, с известной диаграммой
направленного действия.

Измерение поля внутри экрана производится, как
правило, вблизи его внутренней поверхности. Если рас-
стояние от излучающего элемента до экрана не превы-
шает длины волны излучения, то на столь малых
Удалениях от излучателя поле можно считать квазистати-
ческим и измерять пли рассчитывать его методами, соот-
ветствующими статическим электрическим и магнитным
Полям. При этом можзг отпасть.необходимость в исполь-
зовапии измерительного приемника, показания которо
могут быть предсказаны сравнительно простыми pactJ0
тами. Например, при расположении катушки выходное'
контура мощного каскада или монтажного высокочасто?

ного провода, соединяющего контур с лампой или трац
зистором, на высоте примерно 2 м над землей и диаметпр
провода около 1 см действующее значение напряженно,
сти электрической составляющей поля на расстоянии
в 1 м в диапазоне частот до 30 МГц составит

[В/м], где UK— действующее напряжение па контур*
(проводе).

Аналогично можно поступать, если поле и с внешней
стороны экрана контролируется па малых (также мень-

ше длины волны) удалениях от него и излучателя. Од.
нако здесь трудности расчета возрастают, особенно при
сложной конфигурации экранирующей поверхности.
Введение дополнительных ограничений резко повышает

погрешность расчетов, и поэтому при определении внеш-
них полей почти всегда приходится пользоваться изме-
рительными приемниками.

Диапазон частот, в котором проводятся измерения
при всех видах оценки или определения эффективности
экранирования, должен охватывать тот участок, где рас-
пределены основные, внеполосные и побочные колебания
передатчиков. Кроме того, эффективность экранирова-
ния должна проверяться в тех полосах частот, где воз-
можно влияние сторонних излучателей и возникновение
комбинационных колебаний, распространяющихся в окру-
жающее пространство как через АФУ, так и минуя его.

Полученные таким образом после многократных из-
мерений материалы статистически обрабатываются. Ко-
нечным результатом обычно считается минимальное
среднее или минимальное наиболее вероятное значение
эффективности экранирования как функции частоты,
представленное графически, аналитически или таблица-
ми. Эти данные по каждой из рассматриваемых областей
поверхности экрана дают основания для определения
требований по его эффективности и принятия соответст-
вующих решений при проектировании.

Аналогично производится дифференциальная оценка
эффективности фильтрации помехонесущих сетей. Раз-
ница заключается в том, что для этой оценки вместо из-
мерения полей определяют напряжения в различных не’
пях при заданной электрической длине линии от источ-
i;

j,a помех до того ее сечения, за которым влиянием их

о?кн° пренебречь. Для измерений напряжения помех
Пользуются селективные вольтметры.

f Общей (результирующей) эффективностью экрани-
1 ования и фильтрации передатчика или иного устройства
Р целом обычно считается минимальное среднее или ми-
дцмальное наиболее вероятное значение, присущее одно-
му или нескольким его элементам.

Дифференциальная экспериментальная оценка эф-

фективности экранировния во многих случаях оказыва-
йся сложной и используется лишь для наиболее ответ-
ственных элементов аппаратуры. Такими обычно явля-
ются мощные каскады передатчика, тракты с большим
количеством нелинейных преобразователей сигналов,
устройства формирования диапазона и сетки рабочих
частот, устройства и тракты усиления и модуляции (ма-

нипуляции), определяющие характеристики излучения
передатчика. Выбор наиболее ответственных элементов
Зависит от опыта проектирования и эксплуатации РЭА,
требований к ней и требований по ЭМС РЭС, объеди-
ненных в сосредоточенную группировку. Этот опыт дает

основание использовать значительно более оперативную

экспериментальную оценку эффективности экранирова-
ния, которую условно можно назвать интегральной.
Сущность такой оценки заключается в том, что, опреде-
лив наиболее слабый по экранированию элемент РЭА,
конструктор полагает его свойства присущими всей
[аппаратуре. В результате интегральной оценки меропри-
ятия по подавлению помех проводятся на всей аппара-
туре, но с учетом специфики построения и конструкции
каждого ее элемента. Проверка эффективности и кор-
рекция этих мероприятий проводятся аналогично, при-
чем .в ходе их выполнения контролируемый, слабый по
экранированию элемент РЭА может меняться.

Примером оперативной экспериментальной оценки
эффективности экранирования применительно к РПУ

может служить такая методика, когда в качестве кон-
тролируемого, в зависимости от специфики построения
передатчика, выбирается один из следующих элементов:
выходной блок мощного тракта, выходной контур мощ-
ного каскада, выходная цепь наиболее мощного элек-

тронного прибора в радиотракте передатчика, фильтр
гармоник, устройство согласования мощного тракта
с антенно-фидерной системой и т. д.
Существенное значение имеет оценка необходцадой
эффективности экранирования, для которой надо зцат^
поле вблизи внутренней поверхности экрана (или истец
ника помех) и допустимую остаточную напряженность
поля на заданном удалении г от внешней поверхности
экрана передатчика (или рассматриваемого его элсмсн.
та — источника помех).

В приведенном выше примере требуемая относитель-
ная эффективность экранирования

do^Q,3UK/ENrz,	(3.18)

где En — нормируемое допустимое действующее зпаче-
ние остаточной напряженности электрической составля-
ющей поля на удалении г от передатчика.

В делителях эта же эффективность при г=1 м будет

3=201 g UK—201 gEN—10.

(3.19)

Сложнее оценить эффективность экранирования не-
скольких радиопередающих устройств, размещенных
в общей экранированной аппаратной. Обычно эта рабо-
та распадается па два этапа. Сначала определяют эф-
фективность экранирования каждого передатчика. При
этом влияние не относящихся к нему излучателей долж-
но быть исключено. Поэтому экранирование одного пере-
датчика в рабочем режиме проверяется при выключен-
ных других. На втором этапе производится оценка эф-
фективности экранирования всей группы общим экраном
в диапазоне частот, где размешаются основные побочные
и внеполосные излучения отдельных передатчиков,
а также комбинационные побочные и внеполосные излу-
чения, вознйкающие вследствие их взаимного влияния.
Поле внутри и вне общего экрана характеризуется дей-
ствующим значением напряженности в полосе частот f±
+Д/ как функции частоты f и расстояния г до излуча-

теля или экрана:

Е =

(3.20)

В выражении (3.20) Ei(r,f) —составляющая спектра из-
лучений в заданной полосе частот; п — общее число из-
лучателей в этой же полосе.

Требуемые значения эффективности экранирования
радиопередающих устройств в аппаратных обычно опре-
дёляются частными техническими требованиями к ним,
которые обосновываются условиями обеспечения элект-
ромагнитной совместимости РЭС конкретной группиров-
ки, возможностями и специфическими особенностями
построения объектов, а также нормами биологической
защиты [39, 54].

Эти нормы обобщены так называемыми санитарны-
ми правилами, регламентирующими допустимую оста-
точную напряженность электрического поля, воздействие
которого является еще безвредным для оператора. Так,
например, при использовании на передающем радиоцен-
тре примерно 15-20 передатчиков мощностью до 5 кВт и
примерно 3-5 передатчиков мощностью более 5 кВт эф-
фективность экранирования каждого передатчика долж-
на быть такой, чтобы остаточное электрическое поле на
расстоянии 0,5 м от каждого шкафа с оконечным усили-
телем мощности не превышало 5 В/м в диапазоне частот
0,15 ... 300 МГц.

Проверка выполнения санитарных правил осуществ-
ляется измерителями электромагнитного поля по мето-
дике, изложенной в [28]. Экранирование аппаратных
стационарных объектов, где требуется обеспечить выпол-
нение только санитарных правил, обычно не производит-
ся, поскольку требуемые нормы могут быть реализованы
лишь экранированием самой аппаратуры.

Длительные исследования электромагнитных полей
излучения передатчиков в аппаратных передающих ра-
диоцентров показали, что влияние электрических состав-
ляющих этих полей оказывается преобладающим. В по-
давляющем большинстве случаев мощность магнитной
составляющей поля даже в непосредственной близости
от генератора Рн<0,25• 10-6 Ре- На близком расстоянии
от открытых колебательных контуров мощных каскадов
Ди <0,1 Ре-

Меры по защите от электромагнитных полей РПУ
включают:

блочное и полное экранирование генераторных
устройств, элементов формирования модулированных
радиосигналов и возбудителя передатчика для предот-
вращения прямого излучения основных, побочных и вне-
полосных колебаний, к которым, в частности, относятся
колебания, сопутствующие формированию основного
сигнала, его гармонические составляющие, колебания
паразитного самовозбуждения и шумы;
Экранирование элементов тракта усилителя мощности
и устройств его согласования с АФУ для предотвраще-
ния прямого излучения колебаний (а также для ослаб-
ления влияния на этот тракт полей близкорасположен-
ных излучателей, приводящих к возникновению комби-
национных и интермодуляционных помех);

экранирование устройств, служащих для коммутации
высокочастотных цепей радио- и видеотрактов, коммута-
ционных полей пультов управления, промежуточных це-
пей контроля, измерений и индикации;

экранирование антенных фидеров и коммутаторов,
фильтров гармоник, цепей контроля, измерений и инди-
кации мощного радиотракта и других высокочастотных
кабелей;

фильтрацию сетей, кабелей и вводов питания, цепей
модуляции и манипуляции, управления и сигнализации.

Вся система экранирования передатчика складывает-
ся, таким образом, из экранирования его отдельных эле-
ментов, групп элементов и общего экранирования. Если
исходить из того, что начальная эффективность общего
экрана незначительна, то постепенным улучшением экра-
нирования отдельных узлов можно в конечном итоге по-
лучить требуемую эффективность.

Экспериментальные исследования радиопередатчиков
различных типов, у которых начальная эффективность
общего экрана не превышала 15 ... 20 дБ, показали, что
эффективность экранирования любого элемента в раз-
личной степени определяет полную эффективность. Наи-
большее влияние имеют дефекты экранирования ВЧ ка-
белей и фидеров. Преобладающим является излучение
открытых фидеров, особенно при низком коэффициенте
бегущей волны.

На электро- и магнитную герметичность весьма суще-
ственно влияет конструкция органов настройки мощного
тракта и устройств согласования усилителя мощности
с АФУ, внешнего кожуха или шкафа передатчика. Такие
нарушения эквивалентны возникновению открытых излу-
чателей электромагнитных колебаний значительной
мощности, соответствующим образом распределенных па
поверхности аппаратуры и имеющих диаграммы направ-
ленности случайной конфигурации. Это влияние может
быть ослаблено не только улучшением конструкции орга-
нов настройки и элементов экрана, но и сокращением
числа плавно или ступенчато перестраиваемых элемен-
тов, переходом от ручного управления к полуавтомати-
ческому или автоматизированному с помощью скрытых
экраном устройств. Целесообразно вместо плавной на-
стройки использовать внутреннюю коммутацию элемен-
тов и каскадов реле или герконами, устройства электрон-
ной настройки с варикапами, катушками с ферритами,
реактивными лампами и т. д. При прочих равных усло-
виях, одинаковых технике и уровне экранирования пере-
датчики, работающие на фиксированных частотах, узко-
и широкодиапазонные передатчики с коммутируемыми по
цепям управления диапазонными трактами и фильтрами
гармоник обладают лучшей эффективностью экранирова-
ния. В неперестраиваемых и современных широкополос-
ных передатчиках вопрос о нарушениях герметичности
экранирования из-за неудачной конструкции органов на-
стройки практически отпадает.

На графиках рис. 3.14 показано, как различные усовершенство-
вания конструкции передатчика, работающего в диапазоне 1,0 ...
... 300 МГц, влияют на эффективность экранирования.

Первоначально шкаф имел многочисленные отверстия различ-
ного назначения и представлял собой экран, средняя эффективность
которого на частоте 1 МГц не превышала 20 дБ (кривая 1).
С ростом частоты эффективность экранирования шкафом падает и
иа частоте 300 МГц ее среднее значение уменьшается до 4 ... 5 дБ.

При создании надежного электрического контакта между ося-
ми и другими деталями механизмов, органов настройки и управ-
ления мощного тракта с основным экраном (шкафом) по пери-
метрам отверстий эффективность экранирования возросла и соста-
вила в среднем 10 ... 15 дБ (кривая 2).

Дополнительное экранирование измерительных индикаторных
приборов с внутренней стороны шкафа металлическими колпаками
подняло среднюю эффективность еще на 10 ... 12 дБ (кривая 3)
по сравнению с предыдущей кривой.

Если в дополнение к этим мерам защитить смотровые окна
мелкой металлической сеткой, то эффективность в среднем будет
характеризоваться кривой 4.

Остальные кривые показывают, как возрастает эффективность,
если кроме перечисленных усовершенствований обеспечен плотный
контакт по всему периметру открывающихся дверей (кривая 5),
листы обшивки соединены сплошным сварным или паяным швом
(кривая 6), экранированы отверстия для ввода коммуникаций
(кривая 7) и экранирована система воздушного охлаждения (кри-
вая S). Последующее создание внутри шкафа экранированных
Рис. 3.14. Эффективность экранирования .радиопередатчика при раз-
личных способах повышения электрогерметичности экрана.

отсеков для элементов колебательных цепей дает выигрыш в сред-
ней эффективности примерно 20 ... 25 дБ.

В итоге проведения этих мероприятий на частоте 1 МГц может
быть достигнута эффективность экранирования до 100 ... 120 дБ,
убывающая с ростом частоты во всем рассматриваемом диапазоне
не более чем на' 10 дБ.

Так же можно охарактеризовать эффективность мер по экра-
нированию антенно-фидерной системы передатчика.

Кривая I (рис. 3.15) характеризует условную среднюю эффек-
тивность экранирования открытого антенного фидера при коэффи-
циенте бегущей волны не менее 0,8. Даже при такой высокой сте-
пени согласования и совершенном симметрировании он все же
обладает ощутимым антенным эффектом, поскольку условная сред-
няя эффективность экранирования здесь не превышает 35 ... 40 дБ.

Экранирование фидера резко уменьшает влияние антенного
эффекта (кривая 2), и эффективность достигает 60 дБ.

Дальнейшее повышение эффективности экранирования можно
получить, создав электрический контакт между экраном фидера
и шкафом передатчика по всему периметру отверстия для рькрД.З
18g
Рис. 3.15. Эффективности экранирования АФУ передатчика три раз-
личных способах повышения электрогерметичности экрана фидера.

фидера из экрана мощного каскада, фильтра гармоник или
устройства симметрирования и согласования с антенной (кри-
вая 3).

Кривая 4 иллюстрирует эффект экранирования индикаторов
проходящей мощности, кривая 5 — экранирование антенных комму-
таторов и, наконец, кривая 6 — результат плотного сочленения от-
дельных участков экрана фидера с помощью прокладок из мелко-
ячеистой сетки, мер по сохранению электрической симметрии и со-
гласования участков экранированных фидеров, а также заземления
фидерного экрана.

Следует отметить, что само по себе данное конструк-
торское решение детали экрана передатчика или фидера
еще не определяет реальную эффективность экранирова-
ния, а обусловливает лишь ее потенциальную верхнюю
границу-

В зависимости от конкретных условий и совершенства
конструкции один и тот же узел будет давать различную
эффективность, так что увеличение общей эффективно-
сти, вносимое этим узлом, будет также различным.

Поэтому приведенные кривые, характеризующие про-
цесс возрастания эффективности экранов, следует рас-
сматривать как иллюстрацию частных примеров, кото-
рые, однако, достаточно близки к практике. Очевидно,
что нарастание эффективности экранирования при посте-
iil'hlioM улучшении конструкций экрана зависит от Исход,
кого его состояния, размеров, характера и расположения
источников излучений.

В деци- и сантиметровом диапазонах применяются ко-
лебательные системы, которые в значительной степени
являются самоэкранированными. Например, в генерато-
рах, работающих на лампах, имеющих дисковые или ци-
линдрические выводы электродов, диапазона волн 10 ...
... 100 см обычно используются замкнутые вибраторы,
практически не требующие дополнительного экранирова-
ния. При целесообразной конструкции вибратора и бло-
кированных элементах потери излучения здесь весьма не-
значительны.

Однако наличие отверстий и щелей в самом вибрато-
ре, если они выполнены с отклонением от требований
техники экранирования, может привести к существенно-
му увеличению уровней излучений и нарушению работы
других устройств.

При проектировании передатчиков дециметровых и
сантиметровых волн внимание конструктора должно
быть сосредоточено прежде всего на выборе конструк-
ций ВЧ контактных систем, колебательной системы вы-
ходного каскада, соединений генераторной лампы с зам-
кнутым вибратором, элементами настройки и блокиро-
вочными элементами. Эти вопросы достаточно подробно
изложены в [55, 56].

Обычно основу конструкции передатчика составляют
один или несколько металлических шкафов, в которых
монтируются элементы его схемы. Переносные или но-
симые передатчики и маломощные передатчики подвиж-
ных объектов монтируются в одном или нескольких ме-
таллических блоках, упаковках или контейнерах. В мощ-
ных передатчиках ДВ и СВ часто применяют экраниро-
ванные отсеки, шкафы или экранированные помещения,
в которых размещаются только выходные контуры или
другие крупногабаритные колебательные системы, филь-
тры гармоник и элементы согласования с антенной. Вну-
три основного блока или шкафа передатчика создаются
закрытые или открытые отсеки для его основных функ-
циональных элементов, которые часто выполняются в ви-
де отдельных приборов или технологически завершенных
изделий. В каждом из шкафов или основных блоков мо-
гут размещаться один или несколько каскадов мощного
тракта, возбудитель, устройства электропитания и др.
В целях локализации электромагнитной энергии
в определенных объемах и защиты от сторонних излуча-
телей для обеспечения условий внешней и внутренней
электромагнитной совместимости радиопередающих
устройств каждый шкаф, основной блок, корпус пере-
датчика должен представлять собой экран или систему
экранов, объединенных общей конструкцией, схемой ка-
бельных соединений и ввода (вывода) коммуникаций,
общим устройством заземления. Поэтому конструкция
корпуса должна создаваться с учетом в равной мере
условий компоновки элементов, узлов и блоков, опреде-
ляемых их функциональными связями, особенностей си-
стемы управления РПУ, рекомендаций инженерной эсте-
тики и психологии, а также возможностей экранирова-
ния передатчика с заданной эффективностью.

Хотя независимо от способа размещения аппаратуры
управление передатчиком обычно ведется с выделенного
пульта, большинство элементов РПУ имеют свои меха-
низмы и органы управления, выведенные непосредствен-
но на соответствующие панели. Это обстоятельство,
а также наличие разветвленной кабельной сети, системы
охлаждения, устройств ввода и вывода коммуникаций
существенно усложняют конструкцию основного экрана.

Компоновка передатчика или группы его элементов
может быть осуществлена на общей раме в виде шкафа
(рис. 3.16,а), стойки с вставными блоками (рис. 3.16,6),
в корпусе чемоданного (рис. 3.16,г) или иного типа (рис.
3.16,в). Во втором случае у каждого блока имеется свой
экран, блок закрепляется в отведенном для него гнезде.
Эффективность экрана каждого блока определяется
в зависимости от имеющихся в нем источников помех и
чувствительных к ним устройств. Часто блочные экраны
делают унифицированными с обеспечением наибольшей
требуемой эффективности. Междублочные соединения
осуществляют с помощью закрытой контактной системы
или цилиндрических разъемов с обязательным соблюде-
нием правил рациональной раскладки монтажных про-
водов для исключения взаимного влияния блоков, не пре-
дусмотренного принципиальной схемой.

При использовании стойки шкафного типа или типа
шкаф-контейнер последний является общим экраном для
всех блоков, из которых некоторые могут иметь дополни-
тельные экраны. Междублочный монтаж размещается
внутри шкафа по надлежащей проводной раскладке.
В мощном РПУ этот вид компоновки используется чаще
как более универсальный, обеспечивающий компактность
общей конструкции, лучшие условия эксплуатации, ре,
монтопригодность и технологичность, а также возмож-
ность применения комбинированного (общего и блочно-
го) экранирования с необходимой эффективностью.

Рис. 3.16. Конструкции радиопередатчиков.

Каркасы стоек изготовляют из угловой стали стан-
дартного профиля или листовой. Обшивку крепят точеч-
ной, сплошной сваркой или болтами. Расстояние между
точками крепления (сварки) можно определить по фор-
мулам (2.6), (2.7).

При конструировании экранированных корпусов бло-
ков радиопередающих устройств следует придерживать-
ся следующих рекомендаций:

корпус должен обеспечить локализацию высокоча-
стотной энергии в собственном объеме или защиту от
внешних полей в пределах требуемой эффективности;

выбор материала (металла) для корпуса практиче-
ски не определяется электрическими параметрами этого
материала, за исключением случаев интенсивной реакции
на экранируемые элементы, когда для получения мини-
мальных размеров блоков следует использовать цветные
металлы;
толщина металла определяется условиями монтажа
экрана, его эффективностью и практически достигает
2 ... 3 мм;	.^1

для обеспечения электрического контакта по пери-
метру соединяемых между собой частей корпуса экрана
необходимы высокая чистота обработки контактирую-
щих поверхностей (на стальных и медных листах произ-
водится дополнительное покрытие оловом), рихтовка
сварного каркаса и листов обшивки, плотное затягива-
ние швов между листами и каркасом болтами с шагом
их размещения, соответствующим минимальной длине
волны излучения; диаметр отверстий под винт должен
удовлетворять допускам для заклепок;

необходимо обеспечить электрический контакт по пе-
риметрам всех открывающихся частей (дверей, выдвиж-
ных блоков и др.) с корпусом-экраном; тип контактной
системы (см. табл. 2.3) выбирают согласно требуемой
эффективности по надежности, долговечности и другим
требованиям;

все отверстия на корпусе, необходимые для наблюде-
ния, охлаждения, вентиляции, выхода деталей органов
управления и прохода других коммуникаций, а также
отверстия, в которых устанавливаются измерительные
приборы, должны быть оформлены таким образом, что-
бы интенсивность излучения электромагнитных колеба-
ний была в пределах допустимых значений;

проводные цепи в местах их прохода через экран
фильтруются; в качестве фильтров могут быть использо-
ваны проходные конденсаторы, рассчитанные на соот-
ветствующие рабочие напряжения;

высоковольтные вводы в экран целесообразно осуще-
ствлять через керамические конденсаторы проходного
типа;

контрольно-измерительные цепи экранируются, про-
водная и кабельная сеть между блоками не должна соз-
давать паводок и паразитных связей;

уплотнения, используемые для водо- и брызгозащи-
ты, должны быть комбинированными и содержать уплот-
ненный шнур из губчатой резины, армированной метал-
лической (медной) оплеткой;

если экран состоит из отдельных отсеков, изолирован-
ных друг от друга, то при наличии общей крышки их
герметичность может быть обеспечена использованием
резинового жгута с латунной сеткой (табл. 2.3).
Рис. 3.17. Устройство контакт-
ной системы для дверного
проема шкафа передатчика.

Наиболее ответственной частью общего экрана (шка.
фа) передатчика является дверь, особенно если она из-
готовлена без собственного каркаса. Кроме контактных
систем, приведенных в табл. 2.3, для обеспечения надеж-
ного контакта по периметру двери применяют контакт-
ную систему, показанную на рис. 3.17, или систему с за-
меной контактной планки на
контактную пружину (рис
3.18).

Смотровые окна, выводы
осей и деталей механизмов
управления, экранирование
отверстий выполняются в
соответствии с данными
табл. 2.3.

Систему воздушного ох-
лаждения экранируют с по-
мощью фильтров типа сото-
вых решеток или перфориро-
ванных вставок. При необ-
ходимости ввести в экран
(поддон шкафа передатчи-
ка) трубы водяного охлажде-
ния, они должны быть про-
ложены через приваренный
к корпусу патрубок соответ-
ствующей длины. Целесооб-
разно использовать резино-
вые трубы высокого давле-

ния или металлические трубы, приваренные ко всему пе-
риметру сечения к наружной поверхности патрубка.

Конструкция вводов электрических цепей различного
назначения должна обеспечивать поддержание всей эф-
фективности экранирования на требуемом уровне.

Провода и шины высокого напряжения постоянного
тока следует вводить в шкафы мощных и предмощных
каскадов через высоковольтные проходные конденсато-
ры. Провода низкого напряжения рекомендуется вводить
с помощью соединителей типа ШР, а фильтрацию этих
проводов осуществлять с помощью проходных конденса-
торов типа КБП-Ф и КБПС. Конденсаторы следует мон-
тировать непосредственно у вводов, обеспечивая разде-
ление входа конденсатора от его выхода по электромаг-
нитному полю с помощью соответствующего крепления.
Рис. 3.18. Крепление и устройство контактной пружины.

Рис. 3.19. Эскиз конструкции экрана для фильтра гармоник:

1 — мощный каскад передатчика; 2 — фильтр гармоник; 3 — двухпроводный
открытый фндер; 4 — экран фидера; 5 — экранирующий колпак; 6 — вход
фильтра; 7 — выход передатчика; 8 — выход фильтра.
Вводы ВЧ кабелей следует выполнять с помощью ра«
диочастотных соединителей типа ШР - или других, со-
храняющих непрерывность экрана, в котором проложен
каждый из проводов или их группа, и герметичность со-
единения экрана провода с экраном передатчика.

Во всех случаях, когда передатчик через согласую-
щее устройство или без него нагружен на открытый сим-
метричный фидер, а на выходе передатчика установлен
фильтр высших гармоник, необходимо отделить вход
фильтра от его выхода по электромагнитному полю и од-
новременно устранить возможность излучения фидера
на участке между выходом передатчика и входом фильт-
ра. Для этой цели могут быть использованы различные
по конструкции экранирующие колпаки, имеющие элек
трический контакт со шкафами передатчиков, па кото-
рые они устанавливаются (рис. 3.19).

Все рекомендации по креплению обшивки контактных
систем полностью применимы и для экранирующих кол-
паков.

3.8.	Генераторы ВЧ промышленного назначения

ВЧ установки промышленного назначения являются
источниками индустриальных радиопомех. Обычно они
состоят из трех основных блоков: собственно генерато-
ра, выпрямительного и технологического устройств. В за-
висимости от назначения установки технологическое
устройство может представлять собой печь для плавки
металлов, конденсатор для сушки материалов, закрытый
конденсатор для нагрева диэлектриков и т. д.

ВЧ генераторы для экономичности и простоты экс-
плуатации строят по простейшей схеме, содержащей 1—2
каскада. Часто функции автогенератора и усилителя со-
вмещают в одном каскаде и сам автогенератор рассчи-
тывают на всю необходимую колебательную мощность.
Требования простоты, экономичности и высокого КПД
установки приводят к тому, что ее генератор и усилители
работают в существенно нелинейных режимах, а приме-
нение эффективных мер фильтрации, стабилизации ча-
стоты и напряжения питания практически исключаются.
В результате уровни побочных и внеполосных колебаний,
а также шумов оказываются значительными.

Наличие высших гармонических составляющих рабо-
чей частоты весьма высокого порядка, паразитных АМ и
ЧМ колебаний приводит к тому, что выходной спектр
группируется в области каждой из гармоник с ослабле-
нием относительно первой гармоники всего на 20 ...
30 дБ и шириной эффективной полосы спектра гармони-
ки, примерно пропорциональной ее номеру’. Уровни гар-
моник, начиная с 3-5, убывают медленно, так что на ти-
повую радиоприемную аппаратуру ощутимое влияние
оказывают гармоники вплоть до 30 ... 40.

Расширение спектров гармоник с ростом их порядка
приводит к тому, что общий спектр побочного излучения
генератора можно считать дискретным лишь в полосе до
гармоники определенного порядка Действительно, если
полоса основного излучения fo±Af, то пределы полосы
спектра в области п-й гармоники будут n(/0±Af). Тогда
при некотором граничном значении пгр произойдет пе-
рекрытие спектров соседних гармоник на величину
ДГ-СА/, т. е.

«гр (fo+Af) —AF= (пГр+1) (fir—Af) 

Отсюда пГр=/о/2Д/-|-ЛГ/2А/—1/2, или «гр=М/о/А/], где
квадратные скобки означают целую часть числа.

Таким образом, расширение спектра гармоник по за-
кону арифметической прогрессии приводит к тому, что
в области Пгр/о и выше выходной спектр генератора ста-
новится сплошным.

Если «е приняты специальные меры, до 5 ... 10%
общей колебательной мощности промышленных ВЧ уста-
новок может быть сосредоточено в спектрах внеполос-
ных, побочных колебаний и шумов [23]. Это не препят-
ствует и использованию генераторов по их назначению,
однако при большой мощности (>100 кВт) существенно
увеличивает уровень индустриальных радиопомех. Так
как промышленные ВЧ установки работают в полосах
частот, лежащих в диапазоне 18 кГц ... 22,125 ГГц [2],
то их помехи могут быть распределены практически по
всему радиочастотному диапазону, вызывая его допол-
нительную загрузку. Обычно излучающими (помехооб-
разующими) элементами ВЧ промышленной установки
являются колебательные контуры, электроды, конденса-
торы и катушки технологического устройства, линии пе-
редачи и др. При малоэффективной защите и мощности

1 Пропорциональность ширины спектра гармоники ее номеру
при частотной модуляции легко доказать, используя известную
формулу Е. И. Макаева.
генератора до 60 кВт напряженность поля вблизи уста-
новки может быть более 1000 В/м.

К основным мерам подавления помех от промышлен-
ных ВЧ генераторов можно отнести:

регламентацию использования генераторов по мощ-
ности, рабочим частотам, времени и месту размеще-
ния;

нормирование уровней шумов, внеполосных и побоч-
ных излучений и обеспечение выполнения этих норм;

применение стабилизации частоты в требуемых пре-
делах, повышение линейности и уменьшение напряжен-
ности режима, фильтрация ВЧ цепей и электромагнит-
ное экранирование.

Из этих мер электромагнитное экранирование оказы-
вается наиболее эффективным, во-первых, потому, что
в условиях стационарных объектов нет жестких ограни-
чений в отношении габарита и веса конструкции, во-вто-
рых, оно позволяет сосредоточить в определенном объе-
ме с требуемым ослаблением всю ВЧ энергию генерато-
ра и, в-третьих, экранирование позволяет существенно
снизить излучение как самого несовершенного генерато-
ра, так и его технологического устройства. При этом, как
и ранее, под экранированием понимается комплекс мер,
охватывающих собственно электромагнитное экраниро-
вание генераторной установки, а также фильтрацию це-
пей, выходящих за пределы экранов.

Эффективность экранирования ВЧ установок про-
мышленного назначения, как и многих видов РЭА, дол-
жна выбираться из условий обеспечения требований са-
нитарных пра’вил биологической защиты и норм на до-
пустимые уровни радиопомех.

Практика показывает, что при выполнении санитар-
ных правил в непосредственной близости от генератора
соблюдаются и нормы на индустриальные радиопомехи.
Однако для обеспечения электромагнитной совместимо-
сти РЭС во многих случаях выполнение санитарных пра-
вил оказывается недостаточным.

Действующее в полосе частот пропускания стандарт-
ного измерителя помех значение электрической состав-
ляющей напряженности электромагнитного поля от ис-
точника излучения радиочастотного диапазона [23]

Е [В/м]	21 hjVTjr',	(3.21)
ГДё f— расстояние ot источника до Точки, в которой
определяется напряженность поля, м; ha — действующая
высота антенны измерителя с учетом высоты ее подъема
вад землей, м, Ра — эквивалентная мощность источника
излучения, Вт.

Чтобы избежать длительных измерений спектральных
характеристик индустриальных радиопомех и получить
однозначную оценку возможности реализации норм не-
зависимо от частоты излучения, принимают ha=2 м,
а Ро=0,001 Рг, где Рг — полная колебательная мощность
промышленного генератора. Второе условие оказывается
справедливым в большинстве случаев, если на мини-
мальных удалениях эффективность экранирования элек-
трической составляющей поля по предварительным дан-
ным составляет 50 ... 60 дБ. При отсутствии экрана

Санитарные нормы биологической защиты формули-
руются чаще всего без указания расстояния г, так как
по мере удаления от излучателя поле резко убывает.
Выполнение норм проверяют в тех участках помещения,
где может находиться персонал. На рабочих местах на-
пряженность поля должна быть равна или меньше ма-
ксимально допустимого значения EN. В то же время бо-
лее жесткие по величине EN нормы при допустимом уров-
не радиопомех, определяющие условия электромагнитной
совместимости с чувствительными устройствами РЭС и
бытовой радиоаппаратурой, всегда учитывают расстоя-
ние до источника излучения. Поэтому возникает вопрос
о соотношении требуемой эффективности экранирования
Эосп, определяемой санитарными правилами, и эффек-
тивности Эорп, обусловленной нормами на радиопомехи.
Очевидно, что для одного и того же источника излучения
наиболее экономичным будет такое решение, при кото-
ром Эосп/5орп= 1 - Если в (3.21) принять Ps=Psn, где
PaN — предельная мощность излучения, при которой еще
обеспечивается выполнение норм на уровни радиопомех,

Зосп __£Л'рп__21/?а VPaN __ 1	(3 21')

•Эорп £М сп EN спг

Здесь £wPn и ENm— соответственно допустимые напря-
женности полей по нормам на радиопомехи и по сани-
тарным правилам.

Условию (3.21') соответствует некоторое граничное
расстояние, для которого одновременно выполняются
требования и по биологической защите, и по индустри-
альным помехам:

^=1/^Г 1'р.»=4’51/втг^-	<3-22)

у N СП	у N сп

При г<гГр экранирование обеспечивает защиту от излу-
чений, а при г>Ггр и требуемое подавление помех. Если
чувствительные помехи РЭС расположены к генератору
ближе Ггр, эффективность экранирования должна быть
увеличена, но при этом необходимо выполнить условие

?3N — (21/?а)2 Е N СП-	(3.22')

Чем сильней неравенство (3.22'), тем меньше требуется
увеличивать эффективность экрана.

При указанных выше ограничениях (/га— 1 м), учи-
тывая, что в диапазоне 0,15 ... 30 МГц £'wcn=20 В/м,
в диапазоне 30 ... 300 МГц Е"ксо—5 В/м, а в диапазоне
выше 300 МГц допустимая плотность потока мощности
П77Сп=10 мкВт/см2=0,1 Вт/м2, что в зоне излучения со-
ответствует E"'Nc^6 В/м, получаем

(3.23)

Ггр

где P'SN, P"sn, P"'sn — предельные значения мощности
излучения в соответствующей полосе частот.

Обычно сначала определяют эффективность экрани-
рования, необходимую для выполнения санитарных пра-
вил, а затем возможность выполнения норм на инду-
стриальные радиопомехи и условий ЭМС.

Оценка требуемой эффективности экранирования по
магнитной составляющей не производится, если по ха-
рактеру и диапазону частот излучателя известно, что
определяемая этой составляющей энергия на заданном
расстоянии от него мала. Например, по этой причине
в санитарных правилах допустимый уровень магнитной
составляющей электромагнитного поля устанавливается
только на частотах 60 ... 1500 кГц.

В необходимых случаях оценка эффективности экра-
нирования магнитной составляющей производится ана-
логично, но с использованием формулы Био — Савара,
194
выражающей зависимость действующего значения на-
пряженности магнитного поля от тока в излучателе, рас-
стояния до него и его геометрических размеров. Эта фор-
мула дает простейшую оценку и справедлива для квази-
статических полей. Ее применение оказывается оправ-
данным для указанного диапазона частот и удалений,
меньших длины волны излучения. На более высоких ча-
стотах и при больших расстояниях до излучателя маг-
нитная составляющая уже пренебрежимо мала.

Согласно формуле Био—Савара напряженность магнитного по-
ля кругового тока (витка) на близком расстоянии

/А=/г2в/2(а2-|-г2в)3/2,	(3.23')

где 1 — действующее значение силы тока; а — расстояние от цен-
тра витка (по оси) до точки, в которой определяется напряжен-
ность поля; гв— радиус витка.

На рис. 3.20 приведены графики функций 7=/(гв) при раз-
личных значениях гв/а-.

/ п г /г V13/2

/=Ы [1!+й1 2НГв' (3'24)

где значения Н фиксированы и равны предельно допустимому уров-
ню 5 А/м. С помощью этих графиков можно определить либо /, а
и -гв, удовлетворяющие санитарным нормам, либо требуемую эффек-
тивность экранирования. Например, при гв=0,05 м, а=0,3 м и со-
ответственно <гв/а=0,17, необходимо, чтобы 7^110 А. В противном
случае следует увеличить а или изменить гв. Предположим, что
в этих условиях требуется иметь 7<J260 А. Тогда эффективность
экранирования витка должна быть не менее 2,4.

Указанные графики могут быть использованы и для индуктив-
ной катушки, имеющей п витков. При этом целесообразно пред-
положить, что напряженность магнитного поля увеличивается про-
порционально числу витков, что эквивалентно увеличению тока
в п раз. Следовательно, пропорционально должна возрасти и
эффективность экранирования.

Экранирование ВЧ установок можно условно разде-
лить на экранирование собственно генератора и экрани-
рование технологического блока или элементов, непо-
средственно связанных с обрабатываемым изделием, де-
талью, сырьем или полуфабрикатом. Способы экраниро-
вания и устройство экранов собственно генератора те же,
что и в технике радиопередающих устройств.

Экранирование технологических элементов имеет
свои особенности, связанные в первую очередь с разно-
образней производственных процессов, осуществляемых
с помощью токов ВЧ.

Различают два основных вида технологических эле-
ментов: 1) индукционные катушки, в которых нагревают
и плавят металлы, 2) рабочие конденсаторы, в которых

Рис. 3.20. Номограмма для определения параметров и рабочего
режима катушки (рабочего элемента) высокочастотной установки
с учетом норм биологической защиты.

с помощью электрических полей производится сушка или
сварка материалов.

Проектирование экранов для технологических эле-
ментов первого типа сопряжено с определенными труд-
ностями, обусловленными потерями энергии в экране, не-
обходимостью обеспечения доступа к плавильной печи
для перемешивания металла и добавления в него каких-
либо дополнительных веществ, а также создания усло-
вий для повышения производительности и т. д.
Исходя из требуемой эффективности по данным табл.
2.3, 2.4 и 2.5 выбирают конструкции основных элементов
экрана. Форма экрана должна быть простой: в виде
круглого цилиндра или прямоугольного параллелепипе-
да с квадратным основанием. Размеры экрана определя-
ются из предварительного расчета по допустимым поте-
рям в экране.

Радиус /?вк замкнутого экрана плавильной установки
или установки для закалки металлов при условии, что
потери в нем не превышают 1% мощности генератора,
можно определить по формуле (2.2). Если индукционная
катушка технологического блока имеет сердечник, кото-
рым может быть расплавляемый или закаливаемый ме-
талл, радиус экрана уменьшается [23]:

/?эк с= 0,75Z?SK=6,4гк		(3.24)

Высота экрана определяется формулой [23]

Л=^г]-2/?8к/3.

(3.25)

Если в результате расчета стального экрана его га-
бариты получаются слишком большими, то целесообраз-
но применить алюминий.

Например, пусть необходимо определить размеры стального и
алюминиевого экранов технологического элемента плавильной печи
по следующим данным: гк=0,2 м, /к=0,25 м, п=10 витков, I—
=450 А, Р=60 кВт, f=0,22 МГц, оал=3,8-107 (Ом-м)-1, Ост=
= 107 (Ом-м)-1. Задача решается в следующем порядке.

Глубина проникновения по (1.29):

для стали

SCT = 0,52 j/"-^= = 0,52 j/*75570-22' = 0,3-10"4 м,
для алюминия
/р	l/^2,6-10-8

-у-=0,52 у -0 22------= 1.8-10-4 м.

Радиус цилиндрического экрана (2.2):
из стали

/10г(450)2-0,2

107-0,3-10- 4-6-104-0,25 =1’15 м’
из алюминия

Яэкал — 6,4-0,2|/ 1,8.10-4.3,8.107-6-104-0,25 ~°>25 м-

Высота стального экрана

hCT=lK+~^= 0,25 + 0,77= 1,02 м,
алюминиевого

йал=0,25+0,167=0,417 м.

В нашем примере целесообразно экран изготавливать из алю-
миния.

ВЧ энергия подводится к рабочему элементу коаксиальным
кабелем при соответствующем согласовании волновых сопротив-
лений. В мощных установках при отсутствии экранированных фи-
деров вместо кабеля- используются металлические шины, укреплен-
ные иа изоляторах и уложенные в металлические коробы, которые
привариваются по всему периметру поперечного сечения с одной
стороны к экрану генератора и с другой — к экрану технологи-
ческого элемента. Во избежание значительных потерь в экране
фидера размеры его выбираются соответствующим образом. Ра-
диус цилиндрического экрана фидерной линии, толщина материала
которого много больше глубины проникновения, при условии, что
потери не превышают 0,5% мощности генератора на всю длину
фидера £ф[23]:

3ЛюЦ
гэ Ф = 8 |/ aSP ’
где I — действующее значение тока в фидере; а — расстояние меж-
ду проводами фвдера; <7—проводимость материала экрана; й—
глубина проникновения; Р — мощность генератора.

В этом же примере при использовании алюминия и о=0,2 м,
Дф=3 м размер стороны фидера квадратного сечения

1/	(0,2-450)2.3

6ф = 2''эф= >6 I/	= 16 г 3,8-10’-1,8-10-4.6.104

= 0,5 м.

Экранирование технологического элемента осуществ-
ляется с учетом характера производственного процесса.
Например, закалка мелких металлических деталей в по-
ле витка может производиться в открытом с торцов вол-
новодном фильтре, так же как и сушка сыпучих масс
198
g поле конденсатора. Если в первом случае детали по-
даются с помощью Ленты, которая имеет прерывисто
поступательное движение, то во втором случае при на-
клонном положении конденсатора масса перемещается
за счет собственного веса. Экраном для рабочего пресса
при сварке пластических масс может служить обшивка
волноводным фильтром типа «сотовая решетка».

Если технологический процесс протекает сравнитель-
но долго и вмешательство обслуживающего персонала
не требуется, то ВЧ установку помещают в экранирован-
ное помещение (кабину), при этом требуется фильтра-
ция сетей.

Более подробно вопросы экранирования ВЧ промыш-
ленного оборудования рассмотрены в работе [23].

3.9.	Экранированные помещения и аппаратные

Экранированные помещения, аппаратные и кабины
представляют собой замкнутые электромагнитные экра-
ны сравнительно большого объема, которые могут пред-
назначаться как для локализации полей своих внутрен-
них источников, так и для защиты от полей внешних из-
лучателей. Во многих случаях функции такого экрана
могут иметь смешанный характер. Они могут входить
в состав действующих радиотехнических подвижных или
стационарных объектов, использоваться на промышлен-
ных предприятиях, испытательных полигонах, в меди-
цинских учреждениях. Следует отметить особо важную
роль этих экранов в работе измерительных и испыта-
тельных комплексов.

Одновременно с унификацией РЭА по мере разработ-
ки, серийного выпуска и совершенствования их многие
экранированные помещения, аппаратные и кабины ста-
новятся типовыми, однако разнообразие и многочислен-
ность условий применения приводят к тому, что значи-
тельная часть таких экранов остается еще нестандарт-
ным оборудованием. Последнее характерно прежде все-
го для уникальных устройств.

Представленные ниже рекомендации по конструиро-
ванию экранированных помещений, работающих в широ-
ком диапазоне частот, следует рассматривать как по-
пытку обобщить имеющиеся идеи и накопленный опыт и
подробно описать проверенные на практике разработки.

Разработка конструкций ведется в соответствии с тех-
ническим заданием, в котором должны быть сформулш
рованы требования, отражающие:

назначение помещения, краткую характеристику объ-
екта, в состав которого оно входит, виды и регламент ра-
бот, проводимых в экранированном помещении;

эффективность экранирования на заданных удалениях
от внутренней или внешней стенки в диапазонах частот
излучений;

целесообразность применения РПМ в зависимости от
характера и конфигурации распределения полей внутри
экрана;

общие и частные характеристики коммуникаций, вво-
димых в экран, обязательные схемы кабельных соедине-
ний, сетей электропитания, управления, сигнализации и
связи;

сведения о рабочих местах, условиях работы опера-
торов и их жизнеобеспечения, освещения, отопления
и т. д.;

способы размещения, эксплуатации и транспортиров-
ки аппаратуры;

вид помещения (стационарное, разборное, подвиж-
ное);

параметры допустимых механических и климатиче-
ских воздействий;

способ расположения экранированного помещения от-
носительно РЭС в границах территории объекта или
предприятия.

Кроме этого, должны также учитываться требования
к технике безопасности, научной организации труда, ин-
женерной психологии и эстетике.

В техническом задании оговариваются правила и ме-
тодика испытаний и приемки экранированного помеще-
ния, камеры или кабины, порядок авторского надзора
при строительстве, монтаже и в ходе эксплуатации.

Помещение, аппаратная считаются экранированными,
если образующие их поверхности герметичны по отноше-
нию к электромагнитному полю и обеспечивают ограни-
чение распространения электромагнитной энергии как
извне во внутренние объемы пространства соответствую-
щих замкнутых экранов, так и в обратном направлении,
т. е. из экранов.

В электрически герметичном помещении должны быть
экранированы стены, пол, потолок, оконные и дверные
проемы, вентиляционная система, включены фильтры
в соответствующие цепи и установлены детали для креп-
ления оборудования.

К деталям корпуса и оболочки экрана относятся его рама, кар-
кас, листы обшивки и элементы для крепления экрана к стенам,
полу и потолку или каркасу. Монтаж больших экранированных
помещений производится креплением стальных листов непосредст-
венно к поверхностям помещения. До монтажа поверхности стен
выравниваются по отвесу. Листы экрана сваривают на полу «кар-
тинами» (по 6 ... 8 листов), покрывают с двух сторон олифой,
суриком, кузбасс-лаком или аналогичными материалами, укрепляют
на стенках и сваривают между собой.

«Картины» экрана к стенам прикрепляют с помощью закладных
деталей, представляющих собой анкеры с насечкой диаметром
16 ... 20 мм и длиной 150 ... 200 мм. К анкерам привариваются
шайбы размером примерно 100X100 мм таким образом, чтобы кон-
цы анкеров выступали за шайбы на 20 ... 25 мм. В «картинах»
в соответствии с размещением анкеров вырезаются отверстия.
«Картины» навешивают на анкеры и приваривают к ним по пери-
метру сплошным швом. Концы анкеров обрезают либо используют
для навески штукатурной сетки. Возможны и другие способы креп-
ления экрана, однако во всех случаях в большей или меньшей
степени наблюдается коробление листов экрана. Выравнивание по-
верхностей и уменьшение их волнистости достигается штукатурным
покрытием.

Когда толщина выравнивающего слоя штукатурки не более
50 мм, штукатурную сетку рекомендуется навешивать на прива-
ренные к экрану отрезки арматурной проволоки диаметром 3 ...
... 4 мм и длиной примерно 40 мм. Если коробление листов незна-
чительно, сетка может быть укреплена иа экране с помощью то-
чечной сварки.

При значительной кривизне поверхностей, тогда толщина вы-
равнивающего слоя больше 50 мм, в экранируемом объеме по от-
весу устанавливают вертикальные прутки из арматурной прово-
локи, к которым вязальной проволокой прикрепляют штукатурную
сетку. Сетка затем прижимается горизонтальными прутками. В уз-
лах пересечения прутки и сетка связываются. Полученный таким
образом каркас в узлах или других точках приваривается к экра-
ну. Штукатурка наносится на сетку.

В экранированных помещениях должны быть предусмотрены
закладные детали, с помощью которых устанавливается внутреннее
оборудование. Эти детали (анкеры, болты) закладывают в кирпич-
ные или бетонные стены на цементном растворе и в местах пере-
сечения с экраном приваривают к нему сплошным швом. Учиты-
14—758	201
вйя, что после сварки экран может быть покороблен, следует для
закладных деталей применять телескопические конструкции.

Обшивку экранов небольших помещений рекомендуется про-
изводить по каркасу, чем обеспечиваются ровные поверхности стен.
Отделка стен в этом случае производится только окраской или
оклейкой плотными обоями. Конструкция каркаса обычно произ-
вольная с учетом места размещения и толщины материала экрана.
Каркас изготавливается из швеллеров, уголковой и полосовой ста-
ли, а в случае применения для экрана тонкого материала или сет-
ки — из деревянных брусков.

Экранирование потолков производится укладкой экрана по низу
плит верхнего перекрытия или по полу следующего этажа, что
возможно, когда экран закладывается во вновь строящемся зда-
нии, и необходимо при сложной конфигурации потолка. Укладка
экрана по полу верхнего этажа более сложна, так как для сохра-
нения герметичности требуется устанавливать балки и плиты пе-
рекрытия в сварные «карманы». Эти «карманы» привариваются по
всему периметру к стенкам экранированного помещения и полу
верхнего этажа, играющему роль потолка для экрана. Оба способа
могут иметь различные оформления, но основное внимание должно
быть обращено на сохранение электрической герметичности.

Экранирование пола имеет свои особенности, связанные с тем,
что коробление экрана приводит к растрескиванию пола и его при-
грузочного слоя. Поэтому если листы экрана пола укладываются
непосредственно на плиты перекрытия поверх цементной стяжки
без всякого крепления, то на эти листы необходимо уложить при-
грузочный слой толщиной 80-100 мм, а поверх слоя уложить дере-
вянный пол. Листы экрана пола должны быть сварены внахлест
на 20—50 мм сплошным швом и приварены к экрану стен. Когда
пригрузочный слой не может быть достаточно толстым, экран пола
укладывается по каркасу, к которому он приваривается. Если при
этом наблюдается коробление листов экрана, то на него могут быть
уложены лаги, по которым настилается пол.

Часто экран пола закрепляется анкерами к плитам перекры-
тия или для этого на экран укладываются ребра жесткости из
отрезков уголка, швеллера, прутка или арматурной сетки. Послед-
няя делается из прутка диаметром 6-10 мм с ячейкой 200X200 мм.
Уменьшения коробления в данном случае добиваются точечной
приваркой экрана к пруткам.

Монтировать экран пола по утрамбованному грунту не реко-
мендуется, его необходимо укладывать на слой бетона толщиной
не менее 80 мм.

Монтаж больших экранированных производственных помеще-
ний усложняется из-за необходимости экранирования каналов, ба-
лок, консолей, колонн и плит перекрытия. Для сохранения непре-
рывности экранирования балки и плиты перекрытия укладываются
в сварные «карманы». «Карманы» должны иметь специальные бор-
тики для сварки с экраном и обычно изготавливаются из того же
материала, что и экран. Элементы этих конструкций подробно рас-
смотрены в [38].

Для обеспечения доступа к трубам коммуникаций, вводимых
в экранированные помещения, в полу часто устраивают подполь-
ные каналы соответствующих размеров и форм. Если по техноло-
гическим условиям эти каналы должны оставаться открытыми, их
следует экранировать. В иных случаях пол под каналами экрани-
руют обычным образом с помощью съемных крышек, по периметру
которых устанавливаются контактные системы.

Детали дверных и оконных экранированных проемов по своей
конструкции являются наиболее сложными частями экрана. Экран
дверного или оконного проема состоит из каркаса рамы, обрам-
ляющей проем, и дверного (оконного) полотна. Каркас привари-
вается к экрану стен по всему периметру дверной рамы. Дверное
полотно прилегает к раме контактной системы. Рама проема вы-
полняется из уголков' соответствующих размеров, приваренных
к швеллеру, обрамляющему проем. К уголку шурупами прикреп-
ляется и припаивается медная или латунная контактная полоса.
Дверное полотно делается корытообразного профиля из стали тол-
щиной 1,5 ... 3 мм и по периметру обрамляется контактирующей
планкой из фосфористой бронзы толщиной 0,2 ... 0,3 мм. Одна
сторона планки припаивается, а вторая — зажимается под метал-
лическую планку по всему периметру двери. Планка привинчи-
вается к двери. Контактная пластина в местах крепления имеет
прорези и поэтому может свободно перемещаться под планкой при
закрывании двери, сжимая пористую резину, проложенную по всему
периметру двери под контакт. Резина при закрытых дверях обес-
печивает необходимое отжатие контакта и контактирование двер-
ного полотна с медной планкой на раме. В принципе аналогично
может быть выполнен экран оконного проема ставниевого типа.
Створки такого окна при необходимости могут быть открыты.

Описанная конструкция обладает рядом недостатков, к кото-
рым в первую очередь следует отнести неравномерный контакт по
всему периметру проема и отсутствие возможности регулирования
контактного давления.

Другие конструкции экранированных дверных проемов, отли-
чающиеся размерами, формой, устройством контактной системы и
количеством створок, описаны в [38].

При необходимости обеспечения высокой эффективности экра-
нирования применяются двойные двери. Применение двойных две-
4»	203
рей с тамбуром и дополнительной блокировкой, исключающей воз-
можности одновременного открывания обеих дверей, обеспечивает
доступ в экранированное помещение в процессе работы без нару.
шения режима функционирования РЭА. При такой блокировке пока
плотно не будет закрыта одна из дверей, вторая всегда будет за-
перта.

Тамбур может представлять собой отдельную пристройку к эк-
ранированному помещению или являться его частью. В обоих слу-
чаях экран должен быть общим для помещения и тамбура.

Экран оконного проема, помимо требуемой эффективности экра-
нирования, должен обеспечить достаточную освещенность, что мо-
жет быть достигнуто при использовании сетчатых материалов или
волноводных конструкций. Использование стекла с проводящим
покрытием обеспечивает достаточную освещенность, однако низкая
эффективность экранирования в диапазоне частот 300 ... 1000 МГц
(около 30 дБ) ограничивает их применение. Чаще всего экраниро-
ванные помещения монтируются без окон.

Экран оконного проема с применением сетчатой шторы состо-
ит из стационарной металлической рамы, приваренной к экрану
помещения, и прижимной (подвижной) рамы, между которыми
помещена сеточная штора с механизмом ее подъема и спуска. При
обеспечении надежного контакта стационарной рамы и сеточной
шторы по всему периметру эффективность экранирования дости-
гает 60 дБ в диапазоне до 1000 МГц. Экранирование оконных
проемов можно осуществить применением створок, покрытых сет-
ками, установкой стекол с токопроводящим слоем или фильтра
типа «сотовая решетка». Створки изготавливаются из угловой или
листовой стали. По всему периметру створок монтируется контакт-
ная система с общей рамой, которая должна быть приварена
сплошным швом к экрану помещения.

Выбор размеров ячейки сетки или волноводного фильтра про-
изводится в соответствии с требуемой эффективностью экраниро-
вания. Например, для обеспечения эффективности до 80 дБ в диа-
пазоне до 10 МГц при размере створок 1,0X0,5 м2 размеры ячей-
ки фильтра должны быть порядка 0,1 ХОД м2 и длиной 0,2 м.

К деталям ввода коммуникаций относятся элементы конструк-
ции, необходимые для восстановления электрической и магнитной
герметичности экрана после проведения в него различных каналов,
в том числе каналов системы вентиляции и жизнеобеспечения. Ме-
таллические детали этой группы должны иметь непрерывный свар-
ной или паяный шов в стыках листов, в узлах пересечения и креп-
ления частей конструкций. Эти детали должны привариваться
к экрану и не должны иметь фланцевых соединений. Каналы из
неметаллических материалов (в частности, цементные или кирпич-
ные в помещениях технических зданий) необходимо заменять ме-
таллическими трубопроводами или для повышения экономичности
сооружений металлизировать эти каналы хотя бы в местах их вхо-
да в экран на длину, необходимую для обеспечения требуемой
эффективности.

Ввод различных труб и трубопроводов всегда связан с обра-
зованием отверстий, которые за пределами соответствующих ком-
муникаций должны закрываться. Самым простым решением являет-
ся использование для этой цели металлической пластины, через
которую проходит труба. Пластина приваривается к экрану, а тру-
ба по всему периметру поперечного сечения — к пластине. Этот
способ, однако, вызывает трудности при замене труб. Рекомен-
дуется вводить трубы в экран через отрезок трубы большего диа-
метра и длиной, равной четырем-пяти диаметрам этого отрезка.
Отрезок трубы большего диаметра приваривают к пластине, а пла-
стину к экрану, в котором сделан соответствующий вырез. После
прокладки труб через отрезок трубы большего диаметра они при-
вариваются к нему с любой стороны. При смене труб обрезается
незначительная часть патрубка в месте сварки, а затем вынимается
внутренняя труба, требующая замены. Оставшаяся открытая часть
ввода не нарушает электрогерметичность экрана, так как ввод,
образуемый отрезком трубы большего диаметра, имеет достаточ-
ную длину. Если по вводу прокладывается неметаллическая труба,
то по той же причине герметичность экрана также не нарушается.
При прокладке чугунной трубы часть ее иа длину ввода должна
быть заменена на стальную, которая приваривается. Затем к сталь-
ной трубе на цементном растворе с обеих сторон присоединяют
чугунные трубы.

Отрезки труб большего диаметра (вводы) должны быть уло-
жены с таким расчетом, чтобы трубы, проходящие через них, обра-
зовали жесткую конструкцию, имеющую надежный контакт с общим
экраном. Поэтому трубы должны быть удалены друг от друга на
расстояние не менее 40-50 мм, а от пола и стен на 150-200 мм.
Стояки трубопроводов, проходившие вблизи углов помещения,
должны быть оттянуты на 150-200 мм от обеих стен. Целесооб-
разно также увеличивать прямолинейные части трубопроводов, так
как всякого рода изгибы затрудняют сварку или механическое
соединение труб для обеспечения контакта с вводом в экран.

Электрические цепи вводят, как правило, через помехоподав-
ляюшие фильтры. Фильтры устанавливают с внешней стороны экра-
нированного помещения. Цепи от фильтра до экрана должны быть
проложены в трубах, концы которых с одной стороны приварива-
ются к экрану помещения, а с другой — к корпусу фильтров. Цепи
без фильтров прокладывают так, чтобы от места выхода из экрана
до корпуса прибора, к которому они подключаются, была обеспе-
чена непрерывность экранирования. Для этого необходимо создать
электрический контакт экранирующих оболочек кабелей с экраном
помещения в месте ввода сетей в экран и с корпусом прибора
Все это осуществляется с помощью коаксиальных разъемов. В слу.
чае, когда эффективность экранирования оплеток кабелей недо-
статочна, провода должны быть проложены в трубах.

Конструкции основных устройств, крепление экрана и внутрен-
няя отделка помещения (аппаратной) выбираются в соответствии
с назначением по данным табл. 2.12.

3.10.	Экранированные кабины

Стационарные экранированные кабины [38, 57, 58]
по существу представляют собой экранированные поме-
щения небольших размеров. Такие кабины могут зани-
мать часть помещения и, как правило, монтируются на
каркасе. Обшивка кабины экранирующим материалом
производится с внутренней стороны каркаса, наружная
поверхность кабины может быть отделана декоративным
материалом.

Аппаратная для подвижного объекта, например на
автомобиле, обшивается экранирующим материалом
с наружной стороны каркаса, для внутренней отделки
обычно используется дерево. Аппаратные на кораблях
удобнее всего экранировать металлизацией внутренних
поверхностей, причем в качестве основы экрана исполь-
зуются существующие перегородки.

При необходимости создания в условиях производст-
ва нескольких рабочих мест с исключением взаимного
влияния установленных па них приборов целесообразно
применять систему боксов, оборудованных на общей
основе (каркасе) и изолированных друг от друга.

Стационарные экранированные кабины, изготовлен-
ные из стальных листов, обеспечивают высокую эффек-
тивность экранирования, однако монтаж их трудоемок,
стоимость сравнительно высока. При этом не всегда, как
указывалось выше, удается полностью реализовать вы-
сокую эффективность самого материала. Поэтому, когда
требуемая эффективность пе превышает 30 ... 40 дБ,
целесообразно решать задачи экранирования примене-
нием фольговых материалов, токопроводящих красок,
металлизацией поверхностей, использованием сеточных
материалов и др. При изготовлении экранов указанные
206
Материалы используются лишь в качестве оболочек эк-
ранов.

Экранирование проемов и отверстий в кабинах про-
изводится почти всегда с применением металлов, а несу-
щей механической основой могут служить такие матери-
алы, как дерево, пластмассы, текстолит, строительные
материалы и др. Эта основа должна быть жесткой и

предварительно соответст-
вующим образом подготов-
ленной. Основные характе-
ристики экранирующих ма-
териалов приведены в гл. 2,
здесь необходимо лишь ука-
зать на особенности монта-
жа камер.

В качестве примеров при-
менения токопроводящей
краски на рис. 3.21,а пока-
зано устройство экраниро-
ванного дверного проема, а
на рис. 3.21,6— установка
на камере «сотовой решетки»
для обеспечения воздухо-
обмена. Рама проема сдела-
на из брусков. По перимет-
ру рамы с помощью шуру-
пов укреплена латунная пла-
стина 4. На торцевой части
дверного полотна укреплена
бронзовая скоба, под кото-
рой находится пластина губ-
чатой резины 5.

Внутренняя поверхность
камеры фанерная (2). Эта

Рис. 3.21. Эскиз узлов экрани-
рованной камеры, изготовлен-
ной с применением токопрово-
дящей краски.

поверхность предварительно подготавливается, т. е. за-
чищается, шпаклюется и сушится. Затем производится
очистка всех металлических поверхностей и зачистка
шпаклевки. Краску 1 наносят краскораспылителем в 5-6
слоев с сушкой после каждого слоя. Установка «сотовой
решетки» производится с помощью угольников 7, кото-
рые шурупами 8 крепятся к брускам 3. Аналогичным об-
разом обеспечивается герметичность камер с металлизи-
рованной поверхностью. Фольговые материалы обычно

покрывают защитным слоем, в качестве которого во всех
случаях применения тонких Материалов могут служить
масляная краска или достаточно плотные обои.

Широкое распространение получили разборны-е экра-
нированные камеры (кабины), отличающиеся простотой
конструкции, легкостью, удобством и быстротой сборки
и разборки. К ним в первую очередь относятся камеры,
в которых экранирующим материалом является метал-

Рис. 3.22. Щиты сетчатых камер с одинарной (с) и двойной (б)
сеткой.

лическая сетка, обеспечивающая достаточную эффектив-
ность экранирования и необходимый обмен воздуха без
применения вентиляционных устройств. Эффективность
экранирования камеры из медной сетки с ячейкой 1,26Х
XI,26 мм и диаметром провода 0,3 мм на частоте 0,1 МГн
больше 100 дБ и на частоте 1000 МГц равна 40 дБ. При
необходимости получения большей эффективности при-
меняются камеры с двойной сеткой, которые увеличива-
ют эффективность экранирования, исчисленную в дБ,
в 1,5 ... 1,7 раза по сравнению с камерой из одинарной
сетки.

Камеры собираются из отдельных щитов. Например,
в полный комплект камеры полезной площадью 9 м2
входят 22 щита, а для камеры в 3 м2 используются 12
щитов.
Щиты камеры представляют собой деревянную раму
2, обтянутую одинарной или двойной сеткой 1 (рис.
3.22), которая крепится к ней местами с интервалом не
более 100 ... 150 мм. Чтобы камеры с двойной сеткой
обеспечила повышенную эффективность экранирования,
необходимо, чтобы каждый экран представлял собой не-
зависимую замкнутую оболочку. Поэтому электрическо-

Рис. 3.23. Экранирование дверного проема одинарной (с) и двой-
ной (б) сеткой.

го соединения между оболочками внутреннего и внешне-
го экранов в кабине не должно быть. С этой целью в выем-
ке и гребне щита делают продольный паз, куда закла-
дывают кромки наружной и внутренней сеток, а между
сетками в этот же паз вставляют изолирующую (обычно
деревянную) колодку 3, которая не позволяет распу-
скаться и соединяться сеткам между собой. Учитывая,
однако, необходимость заземления экрана, допускают
соединение сеток в одной точке, которое производится
на корпусе одного из фильтров, расположенного у ввода
сетей в камеру. Примерный размер щита 900X2500 мм.

В одном из щитов камеры установлена одностворча-
тая дверь (рис. 3.23). Дверное полотно 4 обтянуто сет-
кой /, по периметру обрамляется бронзовой контактной
полосой 2, под которой прокладывается пористая рези-
на 3. Для камеры с двойной сеткой контактная полоса
разделена на две изолированные друг от друга части,
как и сетки.

Так как в разборных кабинах исключается примене-
ние пайки при соединении щитов, то их механическое со-
единение должно быть таким, чтобы обеспечить надеж-
ный контакт между частями оболочек экранов.
Различают два вида соединения щитов: угловое (вза-
имно перпендикулярно расположенные щиты) и прямо-
линейное (соединенные щиты образуют одну плоскость).
В обоих случаях рекомендуется шпунтовое соединение
(рис. 3.22) и крепление щитов с помощью разъемных пе-
тель или угольников и болтов. Угловое соединение реко-

Рис. 3.24. Общий вид затяж-
ного спирального замка.

мендуется производить специальными затяжными спи-
ральными замками (рис.
3.24), устанавливаемыми
внутри экрана. Эти замки
очень удобны в эксплуата-
ции, обеспечивают надежное
соединение щитов и облегча-
ют сборку и разборку ка-
бины.

Недостатки, присущие ка-
мерам из электрически тон-

ких материалов, например
сетки, практически устраня-

ются в камерах из стальных
листов. Например, разбор-
ная камера из стальных листов содержит 12 однотипных
щитов (рис. 3.25), общая площадь камеры 4 м2. Каркас
щита выполнен из стального равнобокого угольника
(30X30X3), обшит листовой сталью толщиной 1-1,5 мм.
Один из щитов сделан с дверью, имеющей контактную
систему типа пружинной гребенки, а другой имеет венти-
ляционное отверстие, экранированное сотовой решеткой.
Сборка кабины производится с помощью болтов. Угловое
соединение осуществляется с помощью специального
угольника, как показано на рис. 3.26. Уплотнение всех
мест соединения достигается применением латунных
скоб-накладок.

Расчет эффективности экранированных помещений и
кабин производится по формулам, приведенным в гл. 2
Оценку эффективности можно производить, пользуясь
данными табл. 2.12. Реально полученная эффективность
экранирования устанавливается при контрольных изме-
рениях полей внутри и вне экранов, которые проводятся
при полностью законченных помещениях (камерах) по-
сле установки в них всей предназначенной для работы
аппаратуры, подключения к кабельным вводам фильтров.

Экранированные помещения широко используются
для проведения специальных измерений. Если эти изме-
рения, так же как и измерения эффективности экрани-
рования, проводятся по неотработанной для данных кон-
кретных условий методике без учета всех основных фак-
торов, создающих и маскирующих погрешности, и при
отсутствии нормализованных показателей помещения
(кабины), то результаты могут быть весьма недостовер-
ными. В частности для того, чтобы результаты весьма

Рис. 3.26. Общий вид разборной камеры из стальных листов.

важных для оценки РЭА и экранов измерений электро-
магнитных полей в экранированных помещениях (каби-
нах) от источников, размещенных в них, не отличались
от результатов измерений, проводимых в «свободном»
пространстве, необходимо сохранить первичную струк-
туру поля прямого излучения и максимально ослабить
напряженность диффузного поля, которое возникает
в результате многократных отражений электромагнитных
волн от внутренних поверхностей замкнутого экрана.

Известны несколько удовлетворительных решений
этой задачи.

Первая из них заключается в том, что измерения
проводятся в непосредственной близости от антенны пе-

редатчика, где поле прямого излучения является домини-

Рис. 3.2'6. .Угловое соеди-
нение щитов разборной
камеры из стальных ли-
стов:

/ — экран; 2 — скоба накид-
ная.

рующим. Под непосредственной
близостью подразумевается ин-
тервал значений расстояния от из-
лучателя до точки приема, соот-
ветствующий неравенству 2щ-/Х<С
<1. Тогда размеры и параметры
излучающей и приемной антенн и
удаление точки приема могут
быть выбраны так, что в зоне
измерения поле будет однород-
ным. Это возможно, если расстоя-

ние от излучателя до окружаю-
щих предметов примерно на по-
рядок больше его линейных раз-
меров, а максимальный из этих
размеров Lm удовлетворяет нера-
венству Lm/7.sC0,25 [59].

Второй способ состоит в том, что измерения прово-

дятся на частотах, значительно ниже минимальной ре-
зонансной частоты экрана, когда распределение поля

в нем практически не зависит от частоты.

Это дает возможность характеризовать экранирован-
ное помещение экспериментальными данными, позволя-
ющими уменьшить погрешность измерений [59].

Третья возможность заключается в придании внут-
ренней поверхности экрана специальной формы, допуска-
ющей попадание отраженных электромагнитных волн
в часть объема экранированного помещения, в котором
расположена приемная антенна, только после многократ-
ных отражений от поверхностей экрана. Например, в эк-
ранированном помещении, линейные размеры которого
соизмеримы с длиной рабочей волны, при использовании
апертурных диафрагм, изготовленных из сетчатых мате-
риалов, можно получить объем, в котором диффузное
поле будет резко ослаблено. Введением соответствующей
поправки погрешность может быть снижена далее до

допустимых пределов.
Наконец, одним из совершенных и распространенных
способов измерений электромагнитных полей в диапазо-
не частот выше 80 МГц является применение безэховых
камер [29, 60, 61].

Под безэховой камерой обычно понимают замкнутый
электромагнитный экран, внутренние поверхности кото-
рого имеют обычную или специальную форму и полно-
стью или частично покрыты РПМ. Внутреннюю полость
безэховой камеры можно разделить на две части (зо-
ны): часть камеры, в которой максимально ослаблены
паразитные поля, называемую безэховой зоной (зоной
молчания, рабочей зоной), внутри которой производятся
измерения; другая часть камеры является зоной излуче-
ния, где размещают передающие устройства.

В прямоугольной камере с плоскими поверхностями,
покрытыми РПМ, уровень диффузного поля в зоне без-
эховости определяется качеством РПМ. Целесообразный
выбор профиля внутренней поверхности безэховой каме-
ры может обеспечить дополнительное ослабление отра-
женных от поверхности лучей в безэховой зоне на
20-30 дБ, если лучи, попавшие в зоны безэховости, пре-
терпели до этого двух-, трехкратное отражение.

Разработка безэховой камеры является сложной ин-
женерной задачей, включающей расчет радиотехниче-
ской части, профиля внутренней поверхности, учет ха-
рактера и точности проводимых измерений, разработку
конструкции основных узлов и камеры в целом, опреде-
ление габаритных размеров, технологии монтажа, выбор
материалов и ряд других вопросов.
Список литературы

1.	Князев А. Д., Пчелкин В. Ф. Проблемы обеспечения совместной
работы радиоэлектронной аппаратуры. М., «Сов. радио», 1971.

2.	Общесоюзные нормы допускаемых индустриальных радиопомех
(нормы 1-7'2-9-72), М., «Связь», 1973.

3.	Измерители радиопомех. Под ред. И. А. Фастовского. М.,
«Связь», 1973.

4,	Певницкий В. П., Ильгекит Ф. Э. Характеристика систем подав-
ления радиопомех. «Электричество», *19'56, № 6.

5.	Жондецкая О. Д., Полонский Н. Б. Комплексное подавление ра-
диопомех от промышленных -предприятий. М., Связьиздат, 1961,

6.	Певницкий В. П., Француз А. Г. О статистических распределениях
амплитуд импульсов радиопомех, создаваемых электро-устройст-
вами. «Электросвязь», 1966, № 9.

7.	Использование радиоспектра. Пер. с англ. Под ред. М. С. Гу-
ревича. М., «Связь», 1969.

8.	Певницкий В. П. Стохастическая модель суммарного процесса
индустриальных радиопомех, создаваемых комплексом источни-
ков.— «Труды Гос. НИИР», 196'6, Вып. 4.

9.	Калинин А. И., Черенкова Е. Л. Распространение радиоволн и
работа радиолиний. М., «Связь», 197'4.

10.	Bridges. Proposed Recommended Practices for the Measurement
of shielding Effectiveness of High Perfornance Shielding Emclo-
sures. — «IEEE Trans.», 1968, Emc 10, № 1, March.

11.	Ширман Я. Д- Разрешение и сжатие сигналов. М., «Сов. радио»,
1974.

12.	Грудинская Г. П. Распространение радиоволн. М., «Высшая
школа», 1957.

13.	Гроднев И. И., Сергейчук К. Я. Экранирование аппаратуры и
кабелей связи. М., «Связь», 1972.

14.	Каден Г. Электромагнитные экраны. М., Госэнергоиздат, 1957.

15.	Рюденберг Р. Явление неустановившегося режима в электриче-
ских установках. Г осударственное изд-во. М.—Л., 1'930.

Гб. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. М., «Выс-
шая школа», 196'4.

17.	Туровский Я. Техническая электродинамика. М., «Энергия», ,1'974.

18.	Рогинский Г. Ю. Экранирование в радиоустройствах. Л., «Энер-
гия», 1970.

19.	Шапиро Д. Н. Основы теории электромагнитного экранирова-
ния. Л.., «Энергия», 19'7'5.'

20.	Гольдштейн Л. Д., Зернов Е. Д. Электромагнитные поля и
волны. М., «Сов. радио», 197il.

21.	Полковский И. М., Ткаченко А. Д. Электроакустические тракты
с обратной связью. М., «Связь», 4969.

22.	Франке В. А. 'Методика расчета экранов для рабочих индук-
торов и согласующих трансформаторов плавильно-закалочных
высокочастотных установок. Л., ВНИИ охраны труда, 1'962..
23.	Рекомендации по подавлению радиопомех, создаваемых высоко-
частотными генераторами промышленного назначения в диапа-
зоне частот 0,15—400 Мгц. Разработаны Н. Б. Полонским,
Ю. К. Муратчаевым. М., «Связь», 1©65.

24.	Айзенберг Г. 3. Антенны ультракоротких волн. 'М., Связьиздат,
Г957.

25.	Гуль В. Е., Царский Л. Н. и др. Электропроводящие полимер-
ные материалы. |М.—Л., «Химия», 1968.

26.	Минин А. Б. СВЧ и безопасность человека. М., «Сов. радио»,
1974.

27.	Крылов В. А., Юченкова Т. В. Защита от электромагнитных
излучений. М., «Сов. радио», 1972.

28.	Санитарные нормы и 'правила при работе с источниками элек-
тромагнитных .полей высоких, ультравысоких и сверхвысоких
частот. М., «Связь», 1972.

29.	Майзельс Е. Н., Торгованов В. А. Измерение характеристик рас-
сеяния радиолокационных целей. М., «Сов. радио», 197В.

30.	Туркова Н. Электропроводный клей. «Изобретатель и рациона-
лизатор», 1974, № 5.

311.	Белоусов Л. К., Савченко В. С. К вопросу определения норм
по механическим параметрам разъемных контактов СБ. — В кн.:
Электрические контакты. Труды совещания. М.—Л., «Энергия»,
1967.

32.	Хольм Р. Электрические контакты. М., ИЛ, 1961.

33.	Вильгельм Мерл. Электрический контакт. М.—Л., Госэнерго-
издат, 1962.

34.	Реут Е. К., Саксонов И. К. Электрические контакты. М., Воен-
издат, 1971'.

35.	Электрические контакты. Труды совещания. М.—Л. Госэнерго-
издат, I960.

36.	Левин А. П. Контакты электрических соединителей радиоэлек-
тронной аппаратуры. М., «Сов. радио», ,1972.

37.	Займовский А. С., Усов В. В. Металлы и сплавы в электротех-
нике. М., Госэнергоиздат, il949.

38.	Рекомендации по применению, устройству и монтажу экраниро-
ванных помещений и кабин. Разработаны В. В. Чехович,
Н. Б. Полонским. М., «Связь», 1966.

39.	Рекомендации по снижению .напряженности поля на рабочих
местах обслуживающего персонала телевизионных и УКВ ЧМ
станций. Разработаны В. В. Чехович и др. М., «Связь», 19'72.

40.	Мейнке X., Гундлах Ф. Радиотехнический справочник. М., Гос-
энергоиздат, 11960.

41.	Мадель А. М. 'Фильтры СВЧ в радиорелейных системах. М.,
«Связь», 11967.

42.	Маттей Д. Л., Янг Л., Джонс Е. М. Фильтры СВЧ, согласую-
щие цепи и цепи связи. М., «Связь», 1971, '19'72.

43.	Турин Л. С. Широкополосные фильтры для подавления высоко-
частотных помех. «Вестник связи», 1974, № 5'.

4'4	Турин Л С Коаксиальный сетевой фильтр. 'Авт. свидетельство
№ 231683.—«БИ», 1968, № 36.

4'5	. Турин Л. С. Сетевой поглощающий фильтр. Авт. свидетельство
№ 232407.—«БИ», 1969, № 1.

46.	Турин Л. С. Сетевой коаксиальный проходной фильтр. Авт. сви-
детельство К? 313284,— «БИ», 1971, № 26.
47.	Фрумкин Г. Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. М.
«Высшая школа», 1963.

48.	Волин М. Л. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппа-
ратуре. М., «Сов. радио», 1972.

49.	Карандеев К. Б. Специальные методы электрических измерений.
М., Госэнергоиздат, 1963.

50.	Соболевский К. М., Шакола Ю. А. Защита мостов переменного
тока. Киев, изд-во АН УССР, 1957.

5il.	Лэнди Р., Девич Д. И., Альбрехт А. Справочник радиоинже-
нера. М., Госэнергоиздат, 1961.

52.	Временные правила производства и приемки монтажных ра-
бот при строительстве радиосооружений. Вып. 1. М., «Связь»
I960.

53.	Рекомендации ОСС по нормам и методам испытания помехоза-
щищенности от индустриальных радиопомех приемных устройств
радиовещания я телевидения. ОСС 122070, Бухарест, 1973.

54.	Куликовская Е. Л. Защита от действия радиоволн. Л., «Судо-
строение», 1970.

55.	Андреевский М. Н. Конструкции генераторов дециметровых и
метровых волн. М., Оборонгиз, 1956.

56.	Краткий справочник конструктора радиоэлектронной аппарату-
ры. Под ред. Р. Г. Варламова. М., «Сов. радио», 4973.

57.	Полонский Н. Б., Чехович В. В. Стационарные экранированные
помещения и камеры. «Приборы и техника эксперимента», 1964,
№ 6.

58.	Полонский Н. Б., Чехович В. В. Разборные экранированные ка-
меры. «Приборы и техника эксперимента», 1964, (№ 6.

59.	Mendez Н. Е. A new approach to Electro magnetic field strength
Measurements in shielded Enclosures. — «Wescon Technical pa-
pers», 1968, № 4, 19/2.

60.	Фрадкин A. 3., Рыжков E. В. Измерения параметров антенно-
фидерных устройств. М., «Связь», 1972.

61.	Пиотровский А. А. Безэховая камера для антенных измерений.
Авт. свидетельство № 173813. — «БИ», 1967, № 9.