Экранирование электромагнитных полей

Для предотвращения утечки информации по радиоэлектронным техническим каналам утечки информации, вызванных ПЭМИН и радиозакладными устройствами, на опасных направлениях применяют электромагнитные экраны. Физические процессы при экранировании отличаются в зависимости от вида поля и частоты его изменения.

Различают электрические экраны для экранирования электрического поля, магнитные для экранирования магнитного поля и электромагнитные – для экранирования электромагнитного поля.

Способность экрана ослаблять энергию полей оценивается эффективностью экранирования(коэффициентом ослабления).

Аналитические зависимости эффективности экранирования определены для идеализированных (гипотетических) моделей экранов в виде бесконечно плоской однородной токопроводящей поверхности, однородной сферической окопроводящей поверхности и однородной бесконечно протяженной цилиндрической токопроводящей поверхности.

Для других вариантов эффективность экра­нирования определяется с погрешностью, зависящей от степени их подобия гипотетическим.

1. При экранировании электрического поля электроны экрана под действием внешнего электрического поля перераспределяются таким образом, что на поверхности экрана, обращенной к источнику поля, сосредоточиваются заряды, противоположные по знаку зарядам источника, а на внешней (другой) поверхности экрана концентрируются одинаковые с зарядами источника поля (рис.1).

Рис. 1. Экранирование электрического поля.

Положительные заряды создают вторичное электрическое поле, близкое по напряженности к первичному. С целью исключения вторичного поля, создаваемого зарядами на внешней поверхности экрана, экран заземляется и его заряды компенсируются зарядами земли. Экран приобретает потенциал, близкий потенциалу земли, а электрическое поле за экраном существенно уменьшается. Полностью устранить поле за экраном не удается из-за неполной компенсации зарядов на его внешней стороне вследствие ненулевых значений сопротивления в экране и цепях заземления, а также из-за распространения силовых линий вне границ экрана.

Эффективность экранирования зависит от электропроводности экрана и сопротивления заземления. Чем выше проводимость экрана и цепей заземления, тем выше эффективность электрического экранирования. Толщина экрана и его магнитные свойства на эффективность экранирования практически не влияют.

Для стекания зарядов с экрана, наводимых электрическим полем, необходимо обеспечить заземление экрана с малым (менее 4 Ом) сопротивлением. В качестве заземлителей чаще всего применяются стальные трубы длиною 2 – 3 м диаметром 35 – 50 мм и стальные полосы сечением 50 – 100 мм. Более удобными являются трубы, позволяющие достигнуть достаточно глубоких влажных слоев земли, обладающих достаточно высокой проводимостью и не подвергающихся высыханию или промерзанию.

2. Экранирование магнитного поля достигается в результате действия двух физических явлений:

- «втягивания» (шунтирования) магнитных силовых линий поля в экран из ферромагнитных материалов (с μ>>1), обусловленного существенно меньшим магнитным сопротивлением материала экрана, чем окружающего воздуха;

- возникновением под действием переменного экранируемого поля в токопроводящей среде экрана индукционных вихревых токов, создающих вторичное магнитное поле, силовые линии которого противоположны магнитным силовым первичного поля.

Магнитное сопротивление пропорционально длине магнитных силовых линий и обратно пропорционально площади поперечного сечения рассматриваемого участка и величине магнитной проницаемости среды (материала), в которой распространяются магнитные силовые линии. При втягивании магнитных силовых линий в экран уменьшается их напряженность за экраном.

Кроме того, на эффективность магнитных экранов влияет конструкция самого экрана. Она не должна содержать участков с отверстиями, прорезями, швов на пути магнитных силовых линий и вихревых токов, создающих им дополнительное сопротивление. Так как магнитное экранирование обеспечивается за счет токов, а не зарядов, магнитные экраны не нуждаются в заземлении.

3. Физические процессы при электромагнитном экранировании рассматриваются на модели, представленной на рис. 2.

Электромагнитное экранирование обеспечивается за счет отражения части от экрана и поглощения части, проникшей в экран электромагнитного поля.

Рис. 2. Электромагнитное экранирование

Кроме того, учитывая, что электромагнитная волна содержит электрическую и магнитную составляющие, то при электромагнитном экранировании проявляются явления характерные для электрического и магнитного экранирования.

Следовательно, на низких частотах материал экрана должен быть толстым, иметь высокие значения магнитной проницаемости и электропроводности. На высоких частотах экран должен иметь малые значения электрического сопротивления требования к его толщине и магнитной проницаемости материала существенно снижаются. Для обеспечения экранирования электрической составляющей электромагнитный экран надо заземлять.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 930; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!