Экранирование технических средств и экранирующие системы для обеспечения ЭМС

Профессиональная компетенция, полученная слушателями при освоении настоящей программы, необходима для выполнения следующих видов профессиональной деятельности:

• разработка конструкций цифровых устройств;
• конструирование экранов для узлов и аппаратуры в целом;
• обеспечение заданных показателей эффективности экранирования;
• выбор средств и методов повышения эффективности экранирования.

В результате освоения программы слушатель должен:

знать:

• терминологию сферы внутрисистемной ЭМС;
• методы снижения помехоэмиссии и повышения помехоустойчивости электронной аппаратуры;
• основы теории экранирования;
• методы и средства повышения эффективности;
• материалы и их свойства, применяемые при создании экранов;

уметь:

• выбирать материалы при конструировании экранов с необходимыми свойствами;
• выполнять необходимые расчеты с целью обеспечения заданной эффективности экранирования;
• оценивать варианты технических решений при конструировании экранов;
• осуществлять элементарные измерения эффективности экранирования.

Учебно-тематический план

Тема 1. Введение в проблему внутрисистемной ЭМС и проектирования экранов

Рассматриваются основные понятия электромагнитной совместимости (ЭМС); показывается роль ЭМС как фактора конкурентоспособности продукции. Приводится классификация источников помех искусственного и естественного происхождения, даются их основные параметры, описываются механизмы влияние помех различного характера на функционирование электронных средств; показывается роль и место экранирования в общей системе мер по обеспечению ЭМС технических средств. 

Тема 2. Элементы теории экранирования

Рассматриваются базовые принципы электромагнитной защиты технических средств, вводятся понятия эффективно непроницаемый экран, однородный и неоднородный экран, целостность экранирования. Дается общее представление об экранирующих системах технических зданий и помещений.

Методы экранирования базируются на знании структуры электромагнитного поля. Для этого рассматриваются модели источников и рецепторов помех, и важнейшие понятия ближней и дальней зон. Для каждой зоны даются обоснованные рекомендации по применению типов экранов: электростатического, магнитостатического и электродинамического.

Проектирование экранов и оценка проекта ведется на основании понятия «эффективность экранирования», которое имеет размерность «децибелы»; рассматриваются правила оперирования э той размерностью при решении задач экранирования.

Тема 3. Материалы для экранов

Свойства экранов определяются применяемыми материалами. Выбор материала определяется структурой поля, желаемой эффективностью экранирования, экономическими, конструкторскими и технологическими соображениями. Рассматриваются металлы и сплавы, их основные параметры, влияющие на эффективность экранирования. Широкое распространение получили специальные экранирующие материалы: ткани, краски, обои; приводятся их параметры и свойства; методы повышения проводимости подобных материалов. Даются рекомендации по выбору экранирующих материалов.

Важнейшим фактором, определяющим долгосрочную стабильность экранирующих свойств экранов, является коррозия. При конструировании экранов необходимо предпринять меры по предотвращению коррозии и ее влиянию на эффективность экранирования. Даются методы и рекомендации по предотвращению коррозии.

Тема 4. Электростатическое и магнитостатическое экранирование в ближней зоне

В ближней зоне структура поля соответствует статическому полю. В зависимости от модели источника помех различают электростатическое и магнитостатическое экранирование. Для каждого из этих случаев методы экранирования, применяемые материалы и конструкции экранов будут различны. Рассматриваются особенности экранирование электростатических полей в ближней зоне и рекомендации по проектированию электростатических экранов, а также экранирование магнитостатических полей в ближней зоне и рекомендации по проектированию магнитостатических экранов.

По теме проводится расчетное занятие по определению эффективности экранирования магнитного экрана.

Тема 5. Электромагнитное экранирование в дальней зоне

В дальней зоне имеет место электродинамическое экранирование, механизм работы электродинамического экрана, применяемые материалы и общие рекомендации по его проектированию.

В зависимости от конструкции экрана различают однородные и неоднородные экраны. В неоднородных экранах на эффективность экранирования оказывают сильное влияние отверстия, щели и другие апертуры. Для таких экранов рассматриваются методы повышения целостности экранирования, которые, в большинстве случаев, основаны на выборе и установке проводящих прокладок между элементами конструкции экранов.

Дается методика расчета эффективности экранирования однородных и неоднородных экранов. По теме проводится расчетное занятие по определению эффективности экранирования однородного и неоднородного экрана.

Приводятся рекомендации по конструированию эффективных экранов. Для стандартных конструктивов шкафов и стоек приводятся рекомендации по выбору типовых конструкций с усиленной электромагнитной защитой. Проводится расчетное занятие по определению эффективности экранирования типового корпуса аппаратуры.

Тема 6. Методы и средства повышения эффективности экранирования

Дается обзор методов и средств повышения эффективности экранирования, основные из которых используют принцип запредельного волновода и применение проводящих прокладок. Дается описание принципа запредельного волновода для увеличения ослабления зоны апертур и приводятся основные расчетные соотношения. Дается описание номенклатуры проводящих прокладок, их свойства и рекомендации по применению.

Тема 7. Экранирующие системы

Экранирующие системы зданий и помещений находят широкое применение при создании специальных технических зданий, испытательных лабораторий, медицинских центров, специальных выделенных помещений. Приводятся конструктивные особенности экранирующих систем, параметры эффективность экранирования. Рассматриваются эффективность экранирования строительных материалов и модели для определения эффективности экранирования строительных конструкций.

Для экранирующих систем характерны неоднородности в виде дверных систем, воздуховодов, окон. Даются особенности расчета влияния этих неоднородностей и методы повышения целостности экранирования. Приводятся рекомендации по созданию экранирующих систем.

Тема 8. Итоговая аттестация (тестирование)

Курс читают: Александр Михайлович Ивко, Михаил Сергеевич Грязнов