В радиоэкранирующих материалах, устанавливаемых между излучателем и защищаемым объектом, имеет значение фактически только сквозное затухание, кото рое может быть представлено как результат отражения электромагнитных волн от поверхности экрана и погло щения оставшейся высокочастотной энергии в толще экрана. Для экрана, ориентированного перпендикулярно направлению распространения волны, выражение для экранного ослабления (сквозного затухания) в дБ имеет вид [39]
Вс , = 20 lg i ch kta 1+ |
4 “ |
|
th kt*J } • |
(7.3.1) |
где 2д и ZM- |
волновые |
сопротивления |
соответственно |
диэлектрика |
(в частности, воздуха) |
и |
металла экрана; |
k = V j(üiw — коэффициент |
вихревых |
токов, ш = 2 я /— |
круговая частота; /э— толщина экрана. |
|
при |
Сквозное затухание (7.3.1) определяется двумя |
чинами: из-за отражения от поверхности экрана |
В0 и |
из-за поглощения в толще материала экрана Вп: |
|
Бо= 20 lg[l + ih(ZAIZill+ZuIZp) th Щ \ |
|
Бп= 20 lg ch kia. |
Из приведенных формул видно, что поглощение уве личивается с ростом частоты поля, толщины, магнитной проницаемости и проводимости металла экрана, а отра жение в основном определяется несоответствием волно вых характеристик диэлектрика и металла. На рис. 7.3.2 приведены зависимости экранного ослабления от часто ты для некоторых широко применяемых в технике экра нирования материалов. Нанесение тонких проводящих прозрачных пленок (в частности, двуокиси олова) по зволяет получить защитное стекло с ослаблением СВЧ поля около 30 дБ. Как видно из рис. 7.3.2, сплошные металлические листы имеют очень большое затуха ние, что на практике не требуется. Поэтому для защиты целесообразно использовать тонкие листы, выбирая их толщину исходя лишь из соображений механической прочности, или металлические сетки, обладающие доста точным ослаблением, но отличающиеся от листовых ма териалов меньшим весом и стоимостью. Ослабление сетчатых экранов зависит от размера ячеек и диаметра проволоки и с достаточной для практики точностью до вольно просто определяется по номограмме [84], по строенной по эмпирической формуле:
|
|
П/П3 —В2/4, |
|
( 7.3.2) |
где |
X |
Л |
0.83 exp 2пг/а |
\ |
-1 |
а |
у |
ехр (2лг/а) — 1 |
J |
|
|
|
П и П3— падающая и проходящая ППМ (за экраном), 2г — диаметр проволок сетки, а — расстояние между центрами проволок.
Приведенная на рис. 7.3.3 номограмма построена для случая нормального падения энергии на сетку из парал лельных проволок, когда вектор электрического поля Е
Рис. 7.3.2. Зависимость экранного ослабле ния металлического листа толщиной 0,05 мм от частоты:
/ — для стали; 2 — для |
м е д и ; 3 — для а л ю м и н и я ; |
^скв' |
^ |
^п' ----- ^отр* |
им параллелен. Номограмма применима и для сетчатых экранов, при этом считается возможным пренебречь дей ствием проволок, перпендикулярных вектору Е. Для пользования номограммой необходимо линейкой соеди нить точку (а/Х) на левой шкале с точкой (а/г) на пра вой шкале. Пересечение линейки со средней шкалой [101g (П[П3)] и даст ослабление в дБ, вносимое сеткой. При выборе сеток необходимо ориентироваться на типы сеток, выпускаемых промышленностью, которые подраз-
d
г
МО
■25
■10
■15
іг
-ж--109
деляются в зависимости от размера стороны ячей- д ки в свету. Приводимая номограмма не учитывает влияния материала сетки, ’
так как материал прово015_ локи практически очень ' ' мало влияет на величину создаваемого сеткой ос- о,Ю лабления. Поэтому при выборе материала сетки °'007л
Ослабление сетки, дб
ш4}
5 ■
10-
15-
20-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РУКОВОДСТВУЮТСЯ, |
В |
ОС- |
’ ' |
25- |
-8 |
|
новном, экономическими |
|
-7 |
|
соображениями. |
Раосчи- |
0,05~ |
50- |
|
|
|
тайное на основании но- |
г е |
35- |
|
|
мограммы рис. 7.3.3 ослаб |
|
|
|
ление |
сеток находится в о,03- |
|
-5,5 |
|
хорошем согласии с экс |
|
№ |
Li- |
|
периментом (табл. 7.3.1). |
1°2- |
Ь5- |
|
Приведенный |
в |
таблице |
|
|
материал |
получен |
для |
|
502 |
|
|
нормального и косого па |
|
|
|
0,01 |
|
|
|
дения луча. |
|
|
|
|
|
|
|
По |
принципу |
сетча |
Рис. 7.3.3. Номограмма для расче |
|
того |
экрана |
построена |
та ослабления СВЧ поля металли |
|
защитная |
|
хлопчатобу |
ческими сетками. |
|
|
мажная ткань с микро |
|
|
|
|
проводом, |
в |
структуре |
|
|
|
которой тонкие металлические нити образуют сетку. Медная проволока скручена с хлопчатобумажными ни тями, которые защищают ее от внешних воздействий и служат изоляцией.’Ослабление СВЧ поля такой тканью в диапазоне частот 600... 10 000 МГц составляет соот ветственно от 40 до 20 дБ. Расчет затухания перфориро ванных металлических листов приведен в л. 7.3.2 (7.3.10).
В новых американских костюмах применяется нейло новая нить диаметром 0,157 мм, пропитанная серебром. Эти костюмы обеспечивают затухание 18 дБ (вместе со специальной застежкой — молнией).
Радиопоглощающие материалы получили пока малое распространение в технике защиты от СВЧ излучений. Причиной тому, видимо, является значительный вес, относительно высокая стоимость, а также малый ассор-
тимент имеющихся типов РПМ. Примером использова ния РИМ могут служить антенные насадки, применяе мые во время некоторых измерений в качестве аналога свободного пространства антенн; обкладки в местах стыков внутренней поверхности шкафов с генераторной и усилительной СВЧ аппаратурой в виде ферритовых пластин. Пока еще обсуждается целесообразность использования подвесных радиопоглощающих объемов в помещениях, экранированных фольгой или металли ческим листом. Подробные описания принципа действия РПМ и их использования можно найти в работе [163J. Основные характеристики некоторых радиопоглощаю щих материалов приведены в табл. 7.3.2.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7.3.2. |
Характеристика |
радиопогло:цающих |
материалов |
[40J |
Наименование материалов |
Марка |
Диапазон |
Коэффициент |
волн, |
см |
отражения по |
|
|
|
|
|
|
мощности, % |
Резиновые коврики |
В2Ф-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
В2Ф-3 |
0,8 . . |
|
|
2 |
|
|
|
ВКФ-1 |
. 4 |
|
|
Магнитодиэлектри |
ХВ-0,8 |
|
0,8 |
|
|
|
ческие пластины |
ХВ-2,0 |
|
2,0 |
|
|
|
|
|
ХВ-3,2 |
|
3,2 |
|
|
|
|
|
ХВ-10,6 |
|
10,6 |
|
2 |
|
Поглощающие } по |
„Болото“ ВРПМ |
0,8 и бо*лее |
2 . . |
. 3 |
крытия на основе по |
|
3,0 |
и более |
|
|
|
ролона |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ферритовые |
пла |
СВЧ-0,68 |
15 . |
. . 200 |
3 . . |
. 4 |
стины |
|
|
|
|
|
|
|
|
7.3.2. |
Средства индивидуальной |
защиты. |
Эти |
сред |
ства используются при проведении ряда работ: ремонте антенных устройств, исследовании поля антенн, неко торых биофизических исследованиях и т. д., когда орга низация коллективной или локальной долговременной защиты нецелесообразна или невозможна. К средствам индивидуальной защиты относят костюмы, очки, фарту ки и т. п.
Радиозащитный костюм в общем случае шьется из хлопчатобумажного материала, вытканного вместе с ми кропроводом [75]. Шлем и бахилы костюма сделаны из
