Ім'я файлу: Лаба 5_РТП_СЗІ_Кліщ.docx
Розширення: docx
Розмір: 1301кб.
Дата: 28.12.2020
Пов'язані файли:
5.docx
Лаба 4_РТП_СЗІ_Кліщ Богдан.docx
Тести, статистика праці.docx
Реферат Лесько П.В. Авторське право ЕЛЕП-11.docx.doc
Індивідуальна нормативне.docx
lab2.docx
ЦЕРКВА РІЗДВА ПРЕСВЯТОЇ БОГОРОДИЦІ У САМБОРІ.docx
ШАБЕЛЬКО КУРСОВА.docx
Розраха.docx
Сучасні методики здорового харчування.docx
Звіт до БД 2.docx
звіт_від_ред.docx
lab_8_Kravets.docx
Сєрий.docx

Міністерство освіти і науки України

Національний університет «Львівська політехніка»

Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки

Кафедра радіоелектронних пристроїв та систем

Звіт до лабораторної роботи №5

з дисципліни

«Радіотехнічні пристрої та системи захисту інформації»

на тему: «Визначення коефіцієнта екранування циліндричного екрану»

Виконав:

студент групи ТРРП-11

Теглівець О.В.
Перевірив:

проф. каф. РЕПС

Нічога В.О.


Львів – 2020

Мета роботи: визначити коефіцієнт екранування циліндричного екрану.
Теоретичні відомості
Основи теорії екранування починаються з рівнянь Максвелла і на питання про принцип дії електромагнітного екрану можна дати дві відповіді , які ззовні відрізняються одна від одної, але по суті е однаковими. Суть першої відповіді можна сформулювати наступним чином: під дією первинного поля, тобто поля джерела, на поверхні екрану індукуються заряди, а в його товщині - струми і магнітна поляризація. Ці заряди, струми і поляризація створить вторинне магнітне поле. Від додавання вторинного поля до первинного утворюється результуюче поле, яке в області поза екраном буде слабше первинного.

Друга відповідь говорить: принцип дії електромагнітного екрану полягає в тому, що відбиваючи і спрямовуючи потік електромагнітної енергії, який створює джерело, екран відводить його від області, яку він захищає, і таким чином не допускає його в цю область

Основною характеристикою, що відображає якість екрану, є ефективність екранування А.

Під ефективністю екранування АЕ розуміють відношення діючих значень напруженості електричного поля Е1 (магнітного поля Н1) в даній точці при відсутності екрану до напруженості електричного поля Е2 (магнітного поля Н2) у тій же точці при наявності екрану.



Коефіцієнт екранування на відбиття:



Коефіцієнт екранування на багаторазове відбиття:



Коефіцієнт екранування плоского екрану на відбиття в електричному та магнітному полях джерела:



Одним з найбільш ефективних пасивних методів захисту від ПЕМВ є екранування. Екранування представляє собою локалізацію електромагнітної енергії в певному просторі за рахунок обмеження її поширення всіма можливими способами. Розрізняють три види екранування:

– електростатичне;

– магнітостатичне;

– електромагнітне.

Електростатичне і магнітостатичне екранування полягає на замиканні екраном (що володіє в першому випадку високою електропровідністю, а в другому – магнітопровідністю) відповідно електричного і магнітного полів.

Електростатичне екранування по суті зводиться до замикання електростатичного поля на поверхню металевого екрану і відведення електричних зарядів на землю (на корпус приладу). Заземлення електростатичного екрану є необхідним елементом при реалізації електростатичного екранування. Застосування металевих екранів дозволяє повністю усунути вплив електростатичного поля. При використанні діелектричних екранів, щільно прилеглих до елементу, що екранується, можна ослабити поле джерела наведення в ε разів, де ε - відносна діелектрична проникність матеріалу екрану.

Основним завданням екранування електричних полів є зниження ємності зв'язку між елементами конструкції, що екрануються. Отже, ефективність екранування визначається в основному відношенням ємності зв'язку між джерелом і рецептором наведення до і після установки заземленого екрану. Тому будь-які дії, що призводять до зниження ємності зв'язку, збільшують ефективність екранування.

Екрануюча дія металевого листа істотно залежить від якості з'єднання екрану з корпусом приладу і частин екрану один з одним. Особливо важливо не мати сполучних проводів між частинами екрану і корпусом.

У діапазонах метрових і коротших довжин хвиль з'єднувальні провідники завдовжки в декілька сантиметрів можуть різко погіршити ефективність екранування. На ще коротших хвилях дециметрового і сантиметрового діапазонів сполучні провідники і шини між екранами недопустимі. Для отримання високої ефективності екранування електричного поля тут необхідно застосовувати безпосереднє суцільне з'єднання окремих частин екрану один з одним.

Вузькі щілини і отвори в металевому екрані, розміри яких малі в порівнянні з довжиною хвилі, практично не погіршують екранування електричного поля.

Із збільшенням частоти ефективність екранування знижується.

Основні вимоги, які пред'являються до електричних екранів, можна сформулювати таким чином:

- конструкція екрану повинна вибиратися такій, щоб силові лінії електричного поля замикалися на стінки екрану, не виходячи за його межі;

- в області низьких частот (при глибині проникнення (δ) більше товщини (d), тобто при δ > d) ефективність електростатичного екранування практично визначається якістю електричного контакту металевого екрану з корпусом пристрою і мало залежить від матеріалу екрану і його товщини;

- в області високих частот (при d < δ) ефективність екрану, що працює в електромагнітному режимі, визначається його товщиною d, провідністю σ і магнітною проникністю.

Магнітостатичне екранування використовується при необхідності подавити наведення на низьких частотах від 0 до 3...10 кГц.

Основні вимоги, що пред'являються до магнітостатичних екранів, можна звести до наступних:

- магнітна проникність μ матеріалу екрану повинна бути можливо вищою. Для виготовлення екранів бажано застосовувати магнітом’які матеріали з високою магнітною проникністю (наприклад, пермалой);

- збільшення товщини стінок екрану приводить до підвищення ефективності екранування, проте при цьому слід приймати до уваги можливі конструктивні обмеження по масі і габаритам екрану;

- стики, розрізи і шви в екрані повинні розміщуватися паралельно лініям магнітної індукції магнітного поля. Їх число повинне бути мінімальним;

- заземлення екрану не впливає на ефективність магнітостатичного екранування.

Ефективність магнітостатичного екранування підвищується при застосуванні багатошарових екранів.

Екранування високочастотного магнітного поля засноване на використанні магнітної індукції, що створює в екрані змінні індукційні вихрові струми (струми Фуко). Магнітне поле цих струмів усередині екрану буде направлено назустріч полю збудження, а за його межами - в ту ж сторону, що і збудливе поле. Результуюче поле виявляється ослабленим усередині екрану і посиленим поза ним. Вихрові струми в екрані розподіляються нерівномірно по його перетину (товщині). Це викликається явищем поверхневого ефекту, суть якого полягає в тому, що змінне магнітне поле слабшає у міру проникнення в глиб металу, оскільки внутрішні шари екрануються вихровими струмами, циркулюючими в поверхневих шарах.

Завдяки поверхневому ефекту щільність вихрових струмів і напруженість змінного магнітного поля у міру поглиблення в метал падає по експоненціальному закону.

Ефективність магнітного екранування залежить від частоти і електричних властивостей матеріалу екрану. Чим нижче частота, тим слабкіше діє екран, тим більшої товщини доводиться його робити для досягнення одного і того ж екрануючого ефекту. Для високих частот, починаючи з діапазону середніх хвиль, екран з будь-якого металу завтовшки 0,5 ... 1,5 мм діє вельми ефективно. При виборі товщини і матеріалу екрану слід враховувати механічну міцність, жорсткість, стійкість проти корозії, зручність стиковки окремих деталей і здійснення між ними перехідних контактів з малим опором, зручність паяння, зварки і ін.

Для частот вище 10 Мгц мідна і тим більше срібна плівка завтовшки більше 0,1 мм дає значний екрануючий ефект. Тому на частотах вище 10 Мгц цілком допустимі застосування екранів з фольговоного гетинаксу або іншого ізоляційного матеріалу з нанесеним на нього мідним або срібним покриттям.

При екрануванні магнітного поля заземлення екрану не змінює величини збуджуваних в екрані струмів і, отже, на ефективність магнітного екранування не впливає.

На високих частотах застосовується виключно електромагнітне екранування. Дія електромагнітного екрану полягає в тому, що високочастотне електромагнітне поле ослабляється їм же створеним (завдяки тим, що утворюються в товщі екрану вихровим струмам) полем зворотного напряму.

Теорія і практика показують, що з погляду вартості матеріалу і простоти виготовлення переваги на стороні екранованого приміщення з листової сталі. Проте при застосуванні сітчастого екрану можуть значно спроститися питання вентиляції і освітлення приміщення. У зв'язку з цим сітчасті екрани також знаходять широке застосування.

Для виготовлення екрану доцільно використовувати наступні матеріали:

- сталь листова декапована ГОСТ 1386-47 завтовшки (мм)

0,35; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75; 2,00;

- сталь тонколистова оцинкована ГОСТ 7118-54 завтовшки (мм)

0,35; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75; 2,00;

- сталь тонколистова оцинкована ГОСТ 7118-54 завтовшки (мм)

0,51; 0,63; 0,76; 0,82; 1,00; 1,25; 1,50;

- сітка сталева ткана ГОСТ 3826-47 № 0,4; 0,5; 0,7; 1,0; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,5;

- сітка сталева плетена ГОСТ 5336-50 номер 3; 4; 5; 6;

- сітка з латунного дроту марки Л-80 ГОСТ 6613-53 0,25; 0,5; 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 2,6.

Металеві листи або полотнища сітки повинні бути між собою електрично сполучені по всьому периметру. Для суцільних екранів це може бути здійснено електрозварюванням або паянням. Шов електрозварювання або паяння повинен бути безперервним з тим, щоб отримати суцільнозварну конструкцію екрану.

Для сітчастих екранів придатна будь-яка конструкція шва, що забезпечує хороший електричний контакт між сусідніми полотнищами сітки не рідше чим через 10 ... 15 мм. Для цієї мети може застосовуватися паяння або точкова зварка.

Екран, виготовлений з лудженої низьковуглецевої сталевої сітки з комірками 2,5 ... 3 мм, дає ослаблення близько 55 ... 60 дБ, а з такої ж подвійної (з відстанню між зовнішньою і внутрішньою сітками 100 мм) - близько 90 дБ. Екран, виготовлений з одинарної мідної сітки з осередком 2,5 мм, має ослаблення близько 65 ... 70 дБ.

Необхідна ефективність екрану залежно від його призначення і величини рівня випромінювання ПЕМВН зазвичай знаходиться в межах 60... 120 дБ.

Поряд блоками апаратури екрануванню підлягають і монтажні дроти і сполучні лінії.

Щоб зменшити рівень ПЕМВН, необхідно особливо ретельно виконувати з'єднання оболонки дроту (екрану) з корпусом апаратури. Підключення оболонки повинне здійснюватися шляхом безпосереднього контакту (краще всього шляхом паяння або зварки) з корпусом.


Підготовка до експерименту
Для виконання лабораторної роботи використано спеціальний циліндричний екран довжиною 60 см і діаметром 21 см. Внутрішній діаметр екрану 8.6см. при товщині стінки 6,2 см. На цей екран намотується два витка з дроту, до якого послідовно підключено навантаження в 600 Ом, що згодом підключається до Блоку №2 пристрою "Бумеранг".. Кабель скручується у виту пару, щоб не було паразитних випромінювань.

Вимірювання екранування проводитися за допомогою магнітної антени, яка підключається до Блоку №1 пристрою «Бумеранг 2Г».
Експериментальна частина
Порядок проведення вимірювань:

  1. До лінійного виходу Блоку №2 під’єднати кабель довжиною 2м, який навантажити опором 600 Ом і обмотати в 2 витки, яка навита навколо дна циліндричного екрану.

  2. В петлю, якою обмотане дно екранованої камери, треба подати сигнал частотою 0.5, 1, 2, 4 кГц по черзі, а за допомогою магнітної антени (МА), провести вимірювання значень напруги на виході МА, як показано на рис.1, спочатку у положенні 1 (по центру екранованої камери), а потім у положенні 2 (поблизу центру 2-х виткової петлі).

  3. Результати вимірювань занести в таблицю 1.



Рисунок 1 – Структурна схема вимірювання.

Таблиця 1

F,кГц

U1,(зовні)

U1,(всередині)

КЕЕ= U1/ U2 (рази)

0,5

500 мВ

25 мкВ

20

1

85 мВ

5,6 мВ

15

2

30 мВ

3 мВ

10

4

400 мкВ

70 мкВ

5,71


Висновки: у цій лабораторній роботі за допомогою пристрою «Бумеранг 2Г» проведено визначення коефіцієнт екранування циліндричного екрану для 4 різних частот. З отриманих результатів видно, що коефіцієнт екранування знижується з ростом робочої частоти в даному частотному діапазоні. Частотна характеристика екрану є спадаючою в діапазоні від 500 Гц до 4 кГц.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас