Низькочастотна область

Високочастотна область.

Екранне загасання циліндричних екранів

ЛЕКЦІЯ 19

РОЗРАХУНОК ЕКРАННОГО ЗАТУХАННЯ НА РІЗНИХ ЧАСТОТАХ. РЕАКЦІЯ ЕКРАНУ.

Фізичні процеси при поглинання і відображення циліндричних екранів не відрізняється від аналогічних процесів в екрані прямокутного перерізу.

При розрахунку екранного загасання поглинання в циліндричному екрані можна користуватися формулою:

, дБ (19.1)

При розрахунку екранного затухання відображення слід враховувати, що хвильовий опір внутрішній області циліндра визначається виразом:

На відміну від екрану прямокутного перерізу, де хвильовий опір внутрішньої частини простору визначається виразом:

Хвильовий опір металу визначається виразом:

тобто так само як і для прямокутного екрану. В силу цього відношення

для циліндричної хвилі виявляється в два рази менше, ніж для плоскої хвилі за умови, що діаметр циліндричного екрану.

Значить, ефективність екранного затухання відображення у циліндричного екрана нижче, ніж у прямокутного з однаковими розмірами і товщиною стінок.

Для розрахунку екранного затухання відображення циліндричного екрану можна користуватися формулою:

Треба пам'ятати, що при цьому N визначається ставленням хвильових опорів середовища діелектрика і металу.

Розрахунок екранного загасання в різних ділянках частотного діапазону

Загальні формули екранного затухання можна значно спростити, якщо скористатися асимптотичними уявленнями для гіперболічних функцій в області великих і малих значень аргументів.

Тут застосовуються товсті екрани по відношенню до скін / шару. Ця область характеризується значеннями аргументу:.

Для таких значень аргументу можна скористатися асимптотичними виразами для гіперболічних функцій:, де х - дійсне позитивне число.

.

Для розрахунку екранного затухання відображення можна скористатися асимптотичною формулою при великих дійсних позитивних

значеннях х.

У високочастотній області. З урахуванням цього, екранне загасання відображення буде визначатися виразом:

.

У високочастотної області основний внесок в екранне загасання вносить поглинання. На частоті 10⁸ Гц В_{погл.слоя}=100-110 дБ, В_{погл.міді}=80-10 дБ, В_отр.ст=30 дБ, В⁰_{отр.міді}=50 дБ(z»0,1).

По відношенню до скін - шару екрани тут тонкі. Область характеризується аргументом. Тоді можна скористатися асимптотичним поданням

,. Екранне загасання поглинання буде визначатися:

Для магнітних екранів має місце відношення:

Тоді екранне загасання відображення:

Для екранів виконаних з немагнітних матеріалів виконується нерівність.

Тоді екранне загасання відображення буде:

Рис.19.1

Якісна оцінка ефективності екранів, виконаних з магнітних і немагнітних матеріалів в різних ділянках частотного діапазону, має вигляд (рис.19.1):

З графіків видно, що ефективність магнітних екранів вище в НЧ і ВЧ областях. Екрани, призначені для роботи в області низьких частот називаються магнітостатичні.

Для розрахунку екранного загасання у проміжній області необхідно користуватися загальними формулами.

Реакція екрану на ланцюг що екранується

Рис.19.2

Під реакцією екрану на ланцюг що екранується розуміють вплив екрану, що виявляється у зміну індуктивності, опору, ємності, або інших параметрів ланцюга що екранується. Якщо, наприклад, екранується коливальний контур, то змінюється його частота і добротність. Нехай ми екрануємо котушку індуктивності. Протікають струми в екрануючому ВЧ ланцюзі збуджують магнітні потоки ФК, який наводить у стінках екрана струми.

Під реакцією екрану на ланцюг що екранується розуміють вплив екрану, що виявляється у зміну індуктивності, опору, ємності, або інших параметрів ланцюга що екранується. Якщо, наприклад, екранується коливальний контур, то змінюється його частота і добротність. Нехай ми екрануємо котушку індуктивності. Протікають струми в екрануючому ВЧ ланцюзі збуджують магнітні потоки ФК, який наводить у стінках екрана струми.

Рис.19.3

Ці струми викликають магнітний потік Ф_ЕК спрямований назустріч потоку Ф_к. Т.ч. поле всередині котушки послаблюється, що еквівалентно зменшенню її індуктивності. Будь-які матеріали володіють кінцевою провідністю, протікаючи струми викликають нагрів екрану, тобто частина енергії витрачається на джоулеві втрати, що еквівалентно збільшенню опору екрануючого ланцюга. Якісна зміна індуктивності екрануючого ланцюга DL_Э в функції частоти для екранів з магнітних і немагнітних матеріалів має вигляд (рис. 19.3) На високих частотах, що вноситься екраном індуктивність носить негативний характер для магнітних і немагнітних матеріалів. На низьких частотах для магнітного екрана внесена екраном індуктивність має позитивних характер внаслідок локалізації магнітного поля в стінках екрана. У ВЧ області можна розрахувати значення внесеної індуктивності за формулою:

де h = 0,5¸1,5 і залежить від геометричних розмірів котушки;

L_К – індуктивність;

r_к - радіус котушки;

r_ЕК - еквівалентний радіус екрана r_Э =.

Величину внесеного опору можна визначити з виразу:

де v - число витків;

h₇ - висота екрану;

s - провідність екрану;

r₇- питомий опір екрану (Ом • см).

Формула для DL справедлива також в НЧ області для немагнітних екранів. У разі магнітних екранів для НЧ області внесена індуктивність визначається за формулою:

Для зменшення реакції екранів рекомендується вибирати співвідношення достатньо великим =1,5¸2,5, а відстань між екраном і верхньою частиною обмотки h_b і між екраном і нижньою частиною обмотки брати рівними:

В середньо частотній області застосовують шаруваті екрани.

Дата добавления: 2014-01-07