Экран из сетки
Нередко экраны делают из металлической сетки. Это легче, дешевле, практичнее (не требуется отдельная вентиляция). Но есть и минус. Один, но существенный: сетчатые экраны имеют худшую эффективность экранирования. С ней мы и разберемся в этой статье.
Бесконечный плоский экран из сетки
На постоянном электрическом поле бесконечный плоский сетчатый экран, в отличие от сплошного, имеет конечную эффективность. Происходит это потому, что сопротивление отдельных проволочек экрана намного выше, чем у сплошного листа, и на этом сопротивлении выделяется некоторое напряжение, создающее ненулевое поле. Эффективность бесконечного плоского экрана на постоянном электрическом поле:
, 
(4.15)
где:
SEE – эффективность экранирования электрического поля в дБ,
s – удельная проводимость,
D – диаметр проволоки, из которой сплетена сетка, м.
а – шаг сетки, м.
Например, медная сетка, из проволоки 0,56 мм с шагом 100 мм даст ослабление постоянного электрического поля на 121 дБ.
На переменных полях, ослабление сетчатого экрана будет падать с частотой из-за того, что на таком экране отсутствует затухание А из-за скин-эффекта. Поле не будет затухать в металле крана, а просто обойдет его и выйдет наружу с другой стороны по поверхностям проволок.
Поэтому эффективность сетчатого экрана на переменных поля определяется только отражением от его внешней поверхности. А всё, что не отразилось, проходит за экран без затухания. В нашей аналогии с солнцезащитными очками это соответствует наклеиванию светоотражающей пленки на обычные прозрачные очки.
Эффективность отражения от любой поверхности зависит от того, насколько хорошо эта поверхность проводит токи отражаемой частоты. То есть, насколько низкое сопротивление она имеет на этой частоте.
У сплошного металлического экрана это сопротивление определяется толщиной скин-слоя на данной частоте.
А у сетчатого экрана это сопротивление является комплексным. Помимо активной части (определяемой, как и для сплошного металла, скин-эффектом) там присутствует еще и индуктивное сопротивление тонких проволок сетки. На высоких частотах полный модуль импеданса определяется в основном индуктивным сопротивлением проволок.
Полная формула эффективности отражения от металлической сетки получается слишком сложной даже для этой статьи. Но если ограничится только высокими частотами, где индуктивное сопротивление проволок намного больше активного (для всех мыслимых практически размеров сеток это выше 2 МГц для немагнитных металлов, и выше 10 МГц для стальных сеток), то формула получается относительно удобоваримой:
, 
(4.16)
где:
SE – эффективность экранирования электромагнитной волны бесконечным сетчатым экраном, дБ,
R – эффективность отражения,
F– частота, Гц,
а – шаг сетки, м,
D – диаметр проволоки, из которой сплетена сетка, м.
Ограничения формулы 4.16 (кроме выше упомянутых частотных):
- она справедлива вверх по частоте, до тех пор, пока её результат больше нуля. Если вы подставили очень высокую частоту и получили отрицательный результат, то это означает не усиление поля в экране, а то, что результат надо заменить нулём (т.е. на этой частоте экран вообще ничего не дает).
- Вниз по частоте формула справедлива пока результат не достигнет значения на 10 … 20 дБ меньше, чем рассчитанный по формуле 4.15 для постоянного поля. Ниже этой частоты графики рис. 4.9 перестают быть прямыми и отклоняются до порога для постоянного поля.
С учетом указанных ограничений по формуле 4.16 построены графики рис. 4.9.
Рис. 4.9.
Автор: Эксперт НПЦ “СОТИС” И. Гончаренко, М. Купин.