ECRANE ELECTROMAGNETICE

ECRANE ELECTROMAGNETICE

1. Generalitati

Prin ecran se intelege o anvelopa conductoare care separa spatiul in doua regiuni distincte, una, in care se gaseste sursa perturbatoare, iar cealalta, in care se gaseste victima (spatiul protejat). Ele pot fi masive sau sub forma de pelicula,( in general la frecvente mai mari de 30 MHz).

In cazul ecranarii campurilor electrice, ecranul reprezinta o referinta de potential pentru toate cablurile, pentru filtre etc. si asigura si calea de intoarcere pentru curentii paraziti. La frecvente joase, ecranarea campurilor magnetice se, poate face si cu ferite.

Mecanismul protectiei realizate de un ecran la actiunea campurilor electromagnetice este indicat in figura 1; unda ce reprezinta campul incident (electric, magnetic sau electromagnetic) si se propaga in directia ecranului, sufera o prima reflexie la intalnirea ecranului, apoi reflexii interne repetate in interiorul acestuia, o parte a acesteia fiind transmisa si in spatiul protejat.

In afara reflexiilor multiple ce au loc in ecran, unda incidenta sufera si un fenomen de absorbtie, toate acestea facand ca nivelul undelor transmise sa fie mult mai redus in comparatie cu nivelul undei incidente.

Eficienta ecranarii se apreciaza prin atenuarea ecranului (A_E este atenuarea pentru campul electric, iar A_H - atenuarea pentru campul magnetic) definita ca raportul dintre campul electromagnetic intr-un punct din spatiul protejat fara ca ecranul sa fie prezent si campul rezidual din acelasi punct in prezenta ecranului, ea fiind data, de obicei, in dB:

(1.a)

(1.b)

Trebuie remarcat faptul ca prezenta ecranului perturba campul; o valoare pozitiva corespunde atenuam campului electromagnetic si nu castigului. Daca atenuarea este negativa, nu este vorba de o amplificare, ci de o directionare a campului (de exemplu, materialele magnetice pot sa canalizeze campurile magnetice de frecvente joase dintr-o zona a spatiului, producand astfel o intarire a campului.

Asa cum rezulta din figura 1, atenuarea este produsa prin doua fenomene: atenuarea prin reflexie (interna sau externa) si atenuarea prin absorbtie.

Ecrane electromagnetice

Natura efectului de ecran

Campurile electromagnetice, care patrund mai mult sau mai putin printr-un ecran, influenteaza sau induc in acesta sarcini electrice sau curenti electrici al caror camp propriu se suprapune peste campul initial compensandu-se intr-o anumita masura. In afara de aceasta este indiferent daca campul care trebuie atenuat se gaseste in interiorul sau in exteriorul invelisului de ecranare, fig. 10 .1.

Fig.10.1 Reciprocitatea efectului de ecranare: a)      atenuarea radiatiei perturbatoare a unei surse de pereturbatii; b)      protectia unui receptor impotriva unei radiatii perturbatoare;

O masura a ecranarii este factorul de ecranare Q, care stabileste legatura dintre intensitatea campului in interiorul unui ecran si intensitatea campului existenta in exterior in absenta ecranului; de exemplu, pentru un camp magnetic:

Factorul de ecranare este de regula un numar complex. In practica se lucreaza deseori cu factorul de atenuare a ecranului, care este logaritmul inversului raportului dintre intensitatea campului in interior si in exterior.

respectiv

Intr-o incercare de clasificare a campurilor perturbatoare se face distinctia intre campurile statice si campurile variabile, ultimele putand fi campuri cvasistationare sau unde electromagnetice.

Un loc special il ocupa campurile cvasistationare. Variatia lor in timp este atat de lenta incat, in domeniul considerat, o modificare a campului se face simtita peste tot simultan si astfel spectrele campurilor pentru orice valoare instantanee a tensiunii sau curentului coincid cu spectrele unor campuri stationare produse de tensiuni sau curenti continui. Deci aceste campuri reprezinta o succesiune in timp de campuri stationare cu aceeasi distributie in spatiu, E_υ(x, y, z) respectiv H_υ(x, y, z), care se deosebesc intre ele numai ca marime, printr-un factor constant. Din cauza limitarii la 'domeniul considerat', calificativul 'lent variabil' este relativ, fiind functie de distanta fata de dispozitivul care produce campul (condensator, bobina, antena). Daca observatorul, respectiv receptorul, se gaseste in imediata vecinatate a unei antene, (in asa-numita zona apropiata), el receptioneaza un camp cvasistationar: in cazul unei antene liniare un camp electric cvasistationar, in cazul unei antene cadru, un camp magnetic cvasistationar.

Diferenta camp in zona apropiata/camp zona departata poate fi facuta in mod formal si din punct de vedere matematic. Fie campul din jurul unui dipol Hertz, intr-un sistem de coordonate sferice r, φ, υ.