Microsoft Word LVTN 2018 i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CAO PHỔ NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN BỨC XẠ ĐIỆN TỪ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Đà Nẵng Năm 20[.]
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - CAO PHỔ NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN BỨC XẠ ĐIỆN TỪ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ i Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - CAO PHỔ NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN BỨC XẠ ĐIỆN TỪ Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.02.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TĂNG TẤN CHIẾN ii Đà Nẵng, năm 2018 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Kính gửi: Hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Tôi tên là: Cao Phổ Hiện học viên lớp Cao học Kỹ thuật điện tử - Khoá 32 - Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Tôi xin cam đoan nội dung số liệu luận văn chép luận văn cơng trình có từ trước Nếu vi phạm tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm trước hội đồng Học viên Cao Phổ iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH x MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Khái niệm tương thích điện từ 1.3 Phân tích nguồn nhiễu 1.4 1.5 1.3.1 Các nguồn nhiễu tự nhiên 1.3.2 Các nguồn nhiễu công nghiệp Sự xạ 1.4.1 Bức xạ phát xạ 1.4.2 Bức xạ từ dây dẫn Kết luận chương CHƯƠNG CÁC QUY CHUẨN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 10 2.1 Giới thiệu chương 10 2.2 Tổng quan quy chuẩn EMC 10 2.3 Quy chuẩn EMC Hoa Kỳ 10 2.4 Quy chuẩn EMC Châu Âu 11 2.5 Kết luận chương 13 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 14 3.1 Giới thiệu chương 14 3.2 Phương pháp bọc chắn lĩnh vực tương thích điện từ 14 3.3 Các phương pháp cải thiện hiệu bọc chắn 15 3.3.1 Phương pháp bọc chắn nhiều lớp 15 3.3.2 Phương pháp bọc chắn chống từ trường tần số thấp 16 3.3.3 Phương pháp đặt khe hở chia nhỏ khe hở 17 3.3.4 Cải thiện hiệu bọc chắn khớp nối 19 iv 3.3.5 3.4 Phương pháp sử dụng ống dẫn sóng 20 Tính tốn hiệu bọc chắn trường hợp bọc chắn khơng kín 21 3.4.1 Hiệu bọc chắn chắn có khe hở 22 3.4.2 Hiệu bọc chắn chắn khe hở chia nhỏ 24 3.4.3 Hiệu bọc chắn mắt lưới vật liệu dẫn điện 24 3.4.4 Hiệu bọc chắn khe hở dạng ống dẫn sóng 25 3.5 Kiểm tra hộp bọc chắn thực tế 28 3.6 Kết luận chương 29 CHƯƠNG MÔ PHỎNG CẢI THIỆN BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 30 4.1 Giới thiệu chương 30 4.2 Giới thiệu phần mềm CST (Computer Simulation Technology) 30 4.3 Sơ đồ tiến trình mô cải thiện hiệu bọc chắn 32 4.4 Thiết lập thông số bọc chắn 33 4.5 Khảo sát xạ điện từ 34 4.6 4.7 4.5.1 Mơ xạ điện từ hộp bọc chắn kín 34 4.5.2 Mô xạ điện từ hộp bọc chắn có khe hở 35 4.5.3 Mô xạ điện từ hộp bọc chắn vật liệu khác 39 4.5.4 sóng Mơ xạ điện từ hộp bọc với khe hở có cấu trúc ống dẫn 40 4.5.5 Mô xạ điện từ hộp bọc chắn có khe hở dạng hình trịn 41 4.5.6 Mơ xạ điện từ hộp bọc chắn có khe hở dạng tổ ong 42 Mô xạ điện từ từ hộp bọc chắn có dải tần từ 500 đến 2000MHz 44 4.6.1 Mơ hộp kín hộp có khe hở 3x4cm 44 4.6.2 Mơ hộp có số lượng khe hở khác 44 4.6.3 Mơ hộp khe hở dạng lỗ trịn 45 4.6.4 Mô hộp có khe hở có cấu trúc ống dẫn sóng 45 4.6.5 Mơ hộp có khe hở có cấu trúc tổ ong 46 Khảo sát hiệu bọc chắn (SE) 46 4.7.1 Khảo sát hiệu bọc chắn hộp kín 46 4.7.2 Khảo sát hiệu bọc chắn với hộp có khe x 4cm 47 4.7.3 Khảo sát hiệu bọc chắn thay đổi số lượng khe (giữ nguyên tổng diện tích khe hở) 48 4.7.4 Khảo sát hộp bọc chắn có khe hở dạng hình chữ nhật hình tròn 49 v 4.7.5 Khảo sát trường hợp bọc chắn với vật liệu khác 50 4.7.6 Khảo sát hiệu bọc chắn hộp có vật liệu dẫn điện khác 51 Hình 4.30 Hiệu bọc chắn hộp có vật liệu khác nhau.Error! Bookmark not defined 4.7.7 Khảo sát hiệu bọc chắn hộp có khe hở ống dẫn sóng với độ sâu khác 52 Hình 4.31 Hiệu bọc chắn hộp có khe hở ống dẫn sóng chữ nhật với độ sâu khác Error! Bookmark not defined 4.7.8 Khảo sát hiệu bọc chắn hình dạng tổ ong 53 Hình 4.32 Hiệu bọc chắn hình dạng tổ ong có số lượng lỗ khác Error! Bookmark not defined 4.8 Kết luận chương 53 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 54 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 vi TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN BỨC XẠ ĐIỆN TỪ Học viên: Cao Phổ - Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.02.03 - Khóa: K32 - Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Gần đây, với phát triển vượt bậc công nghệ, nghiên cứu tương thích điện từ tạo bước tiến đáng kể việc giải giảm thiểu rủi ro nhiễu sử dụng thiết bị điện tử Từ đó, bảo đảm cho thiết bị hoạt động ổn định hay chí đảm bảo tính an tồn cho người Luận văn trình bày tảng tương thích điện từ EMC từ đưa phương pháp nghiên cứu giảm nhiễu xạ điện từ cách sử dụng hộp bọc chắn Qua đó, tính tương thích điện từ hiệu bọc chắn khảo sát thông qua trường hợp cụ thể sử dụng hộp kín, sử dụng hộp bọc chắn với khe hở có hình dạng-kích thước khác nhau, hay chí với vật liệu khác Kết khảo sát cho thấy kết đầy hứa hẹn minh chứng cho khả ứng dụng thực tế luận văn Từ khóa - Tương thích điện từ, hiệu bọc chắn, xạ điện từ, EMI, SE RESEARCHING METHODS: IMPROVING ELECTROMAGNETIC SHIELDING EFFECTIVENESS Abstract - Recently, along with the rapid development of technology, researching on electromagnetic compatibility (EMC) has made significant strides in solving and mitigating the risk of interference when using electronic devices With EMC, make sure that the equipments will work stably or even safe for human The thesis presents electromagnetic compatibility platform and offers a method for studying electromagnetic radiation interference by using a shielded box Thereby, I will investigate the electromagnetic compatibility as well as the shielding effect (SE) through specific cases such as the use of sealed boxes, the use of enclosures with different-sized openings, or with different materials The experiments show promising results, as well as benefits of the shielding effect Key words - electromagnetic compatibility, shielding effect, electromagnetic radiation, EMI, SE vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt CST Computer Simulation Technology Cơng nghệ mơ máy tính DAC Digital to Analog Converter Chuyển đổi số tương tự DFT Discrete Fourier transform Biến đổi Fourier rời rạc EMC Electromagnetic Compatibility Tương thích điện từ EME Electromagnetic Emission Phát xạ điện từ EMI Electromagnetic Interference Nhiễu giao thoa điện từ EMS Electromagnetic Susceptibility Độ nhạy điện từ EUT Equipment Under Test Thiết bị kiểm tra, giám sát FCC Federal Communications Commission Ủy ban Truyền thông Liên bang FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh FDFD Finite Difference Frequence Domain Sai phân hữu hạn miền tần số FDTD Finite Difference Time Domain Sai phân hữu hạn miền thời gian FE Finite Element Phần tử hữu hạn RE Radiated Emission Bức xạ phát xạ viii RF Radio Frequency Tần số vô tuyến SE Shielding Effectiveness Hiệu bọc chắn SEE Shielding Effectivenness Electric Field Hiệu bọc chắn thành phần điện trường SHE Shielding Effectivenness Magnetic Field Hiệu bọc chắn thành phần từ trường TE Transverse Electric Điện trường ngang TLM Transmission Line Matrix Ma trận đường truyền TM Transverse Magnetic Từ trường ngang ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Giới hạn phát xạ FCC cho sản phẩm thuộc Class A khoảng cách 10m 11 Bảng 2.2 Giới hạn phát xạ FCC cho sản phẩm thuộc Class B khoảng cách 3m 11 Bảng 2.3 Giới hạn phát xạ FCC cho sản phẩm thuộc Class A Class B khoảng cách 10m 11 Bảng 3.1 Hiệu bọc chắn thêm hiệu ứng che 23 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1-1 Các ngun tắc tương thích điện từ Hình 1-2 Sơ đồ mơ tả đường ghép EMI Hình 2-1 So sánh giới hạn phát xạ FCC CISPR cho sản phẩm thuộc Class A Class B khoảng cách 10m 12 Hình 3-1 Mô tả bọc chắn xạ nằm hộp bọc chắn xạ bên hộp bọc chắn 14 Hình 3-2 Bọc chắn nhiều lớp 15 Hình 3-3 Bọc chắn chống từ trường tần số thấp 16 Hình 3-4 Sử dụng nhiều lớp chắn để chống lại tượng bảo hòa từ vật liệu 17 Hình 3-5 Phương pháp đặt khe hở chia nhỏ khe hở 18 Hình 3-6 Cải thiện bọc chắn cách đặt khe hở song song với hướng dòng điện cảm ứng 18 Hình 3-7 Cải thiện bọc chắn phương pháp chia khe hở lớn thành nhiều khe hở nhỏ 19 Hình 3-8 Kỹ thuật đệm nối 20 Hình 3-9 Ảnh hưởng nắp đậy hộp bọc chắn 20 Hình 3-10 Sử dụng ống dẫn sóng đảm bảo hiệu bọc chắn cao đảm bảo thơng gió 20 Hình 3-11 Sử dụng ống dẫn sóng dạng tổ ong 21 Hình 3-12 Kích thước khe hở 22 Hình 3-13 Kích thước hộp 23 Hình 3-14 Chia nhỏ khe hở 24 Hình 3-15 Cấu trúc lưới 25 Hình 3-16 Ống dẫn sóng hình trụ trịn 27 Hình 3-17 Ống dẫn sóng hình lục giác 28 Hình 3-18 Quá trình kiểm tra xạ hộp bọc chắn thực tế 29 Hình 4-1 Giao diện phần mềm CST 31 Hình 4-2 Sơ đồ tiến trình mơ cải thiện hiệu bọc chắn 32 Hình 4-3 Các thông số hộp bọc chắn [5] 33 Hình 4-4 Hộp chắn mơ phần mềm CST với kích thước khe hở 4x3cm 33 Hình 4-5 Hộp chắn kín mơ phần mềm CST 34 Hình 4-6 Đồ thị xạ điện từ hộp kín vị trí cách hộp 3m 34 x phẩm tuân thủ quy tắc, khơng thể quảng cáo hiển thị triển lãm thương mại, điều coi đề nghị để bán Quy định EMC Phần 15 FCC giới hạn mức tối đa cho phép tiến hành phát xạ Bảng 2.1 Giới hạn phát xạ FCC cho sản phẩm thuộc Class A khoảng cách 10m Bảng 2.2 Giới hạn phát xạ FCC cho sản phẩm thuộc Class B khoảng cách 3m Bảng 2.3 Giới hạn phát xạ FCC cho sản phẩm thuộc Class A Class B khoảng cách 10m So sánh giới hạn Class A Class B phải thực khoảng cách đo Như quan sát được, giới hạn Class B hạn chế khoảng 10 dB 960 MHz dB 960 MHz so với Class A 2.4 Quy chuẩn EMC Châu Âu Vào tháng năm 1989, Liên minh Châu Âu (EU) công bố thị (89/336 /EEC) liên quan đến khả tương thích điện từ, có hiệu lực từ ngày 01 tháng 01 năm 1992 Tuy nhiên, Ủy ban châu Âu đánh giá thấp nhiệm vụ triển khai thị Kết là, Ủy ban châu Âu sửa đổi thị năm 1992 cho phép giai đoạn chuyển tiếp bốn năm yêu cầu đầy đủ thực thị EMC trước ngày 01 tháng 01 năm 1996 Chỉ thị EMC Châu Âu khác với quy định FCC cách bao gồm yêu cầu miễn nhiễm yêu cầu phát xạ Một khác biệt thị, khơng có ngoại lệ, bao gồm tất thiết bị điện, điện tử Tuy nhiên, thị loại trừ thiết 11 bị quy định thị khác với điều khoản EMC, chẳng hạn thị ô tô Một ví dụ khác trang thiết bị y tế, thuộc y tế thị (93/42 / EEC), không thuộc thị EMC Các quy chuẩn phát xạ EU thực tương tự FCC khơng hồn tồn giống Bảng 2.4 cho thấy giới hạn phát xạ Class A Class B Châu Âu đo 10 m Bảng 2.4 Giới hạn phát xạ CISPR cho sản phẩm thuộc Class A Class B khoảng cách 10m Hình 2-1 So sánh giới hạn phát xạ FCC CISPR cho sản phẩm thuộc Class A Class B khoảng cách 10m Theo hình 2.1, quan sát giới hạn Châu Âu (CISPR) hạn chế dải tần số từ 88 đến 230 MHz Nhận thấy, với mức 88MHz 30 MHz giới hạn CISPR FCC giống (trong vòng 0,5dB nhau) Tuy nhiên, EU khơng có giới hạn phát xạ phát xạ 1GHz, giới hạn FCC, số trường hợp (bảng 2.1), lên đến 40 GHz 12 2.5 Kết luận chương Sự đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn EMC thiết bị yêu cầu thiết yếu nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo tính tương thích với thiết bị môi trường xung quanh Song song với việc tuân thủ tiêu chuẩn, ta cần phải tìm phương pháp cải thiện tương thích điện từ tối ưu để áp dụng, giúp dễ dàng đảm bảo tính tương thích điện từ Theo đó, chương tiếp tục đề cập nội dung cải thiện tính tương thích điện từ, sử dụng phương pháp bọc chắn 13 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 3.1 Giới thiệu chương Trong chương trình bày cách tổng quát hướng giải lĩnh vực tương thích điện từ, phương pháp chung việc giải vấn đề tương thích điện từ Từ sâu vào tìm hiểu phương pháp sử dụng phổ biến để cải thiện tính tương thích điện từ sử dụng bọc chắn, vấn đề bọc chắn, yếu tố ảnh hướng đến hiệu bọc chắn Ngoài ra, phương pháp khác khảo sát đến như: Bọc chắn nhiều lớp, bọc chắn đôi, bọc chắn chống từ trường tần số thấp, đặt khe hở, chia nhỏ khe hở, sử dụng ống dẫn sóng Tính tốn hiệu bọc chắn trường hợp bọc chắn khơng kín kiểm tra hộp bọc chắn thực tế 3.2 Phương pháp bọc chắn lĩnh vực tương thích điện từ Việc sử dụng vật liệu kim loại bao bọc xung quanh thiết bị phần thiết bị điện tử gọi bọc chắn Bọc chắn có hai tác dụng chính: ngăn chặn phát xạ điện từ thiết bị bên hộp che chắn sang môi trường bên ngoài, ngăn chặn xạ thiết bị bên ảnh hưởng đến thiết bị điện tử bên lớp vỏ che chắn Như vậy, tác dụng lớp vỏ che chắn việc ngăn chặn xạ lẫn thiết bị điện tử Với chế này, xạ thiết bị điện tử không tác động đến thiết bị điện tử khác ngược lại Hình 3-1 Mô tả bọc chắn xạ nằm hộp bọc chắn xạ bên hộp bọc chắn Tóm lại, bọc chắn có tác dụng ngăn chặn lan truyền xạ điện từ Hiệu bọc chắn (SE) tính tỷ số độ lớn cường độ điện trường (từ trường) đến chắn độ lớn cường độ điện trường (từ trường) sau xuyên qua 14 chắn kim loại Thông thường, yêu cầu hiệu bọc chắn phải lớn 100dB Tuy nhiên để đạt hiệu bọc chắn lớn đến hộp bọc chắn thiết bị điện tử phải kín hồn tồn Một vài khe hở chỗ vết nứt hộp làm giảm đáng kể hiệu bọc chắn 3.3 Các phương pháp cải thiện hiệu bọc chắn 3.3.1 Phương pháp bọc chắn nhiều lớp Phương pháp dùng nhiều mỏng, có n số chắn kim loại với trở kháng chắn Z1, Z2, , Zn Tổn hao phản xạ thể tổng phản xạ Tổn hao bề mặt chuyển tiếp: Hình 3-2 Bọc chắn nhiều lớp Z1 Z 1 1 1 n Z1 Zn R 20 log10 1 20 log10 Z1 0 20 log10 Z 1 Z1 1 20 log10 0 (3.1) Zn Sự suy giảm qua chắn tổng n chắn A 8,686 ( t1 t n t n ) dB (3.2) n , t n số suy giảm độ dày chắn thứ n Tổn hao phản xạ bề mặt tiếp giáp kim loại với lim loại độc lập với tần số Nó xem hiệu che chắn chắn tăng lên cách điều khiển trở kháng vật liệu độ dày 15 Chú ý: Trở kháng Z1, Z2, khác với bậc hai tần số Hệ số điều chỉnh từ phản xạ nội liên tiếp là: IR 20 log 10 1 v1e 2 K t 1 v2 e 2 K t 1 e 2 K t 11 n n 2 20 log 10 v1e K1t1 20 log 10 v e K 2t2 (3.3) 20 log 10 v n e K ntn Trong đó: Vn Z n Z n1 Z n Z tn Z n Z n1 Z n Z tn K n (1 j ) f n n Ztn: Trở kháng nhìn từ bên phải thành phần 3.3.2 Phương pháp bọc chắn chống từ trường tần số thấp Từ trường tần số thấp có tổn hao phản xạ tổn hao hấp thụ gặp bọc chắn nhỏ nên việc che chắn chống lại nguồn từ tần số thấp cần thiết Có hai phương pháp việc chống lại xạ từ trường tần số thấp: - Sử dụng vật liệu có độ từ thẩm cao để làm lệch hướng từ trường - Sử dụng phương pháp tạo từ trường có chiều chống lại xạ từ trường tới theo định luật Faraday b Tạo từ trường đối lập với từ trường a Dùng vật liệu có độ từ thẩm cao làm lệch hướng từ trường Hình 3-3 Bọc chắn chống từ trường tần số thấp Giả sử môi trường bên ngồi có độ từ thẩm µ0 cịn che chắn làm từ vật liệu có độ từ thẩm µ=µ0µr (với µr >>1), từ trường có xu hướng tập trung 16 vào nơi có độ từ thẩm cao làm lệch hướng từ trường không ảnh hưởng đến thiết bị bên chắn Phương pháp thứ hai người ta sử dụng vòng dây dẫn đặt cho từ trường tới hướng vào vòng dây Theo định luật Faraday, xuất dòng điện cảm ứng Iind vịng dây từ thơng ψind hình 3.3b Từ thơng có hướng chống lại từ trường gốc gây Do đó, làm giảm xạ từ trường đến gặp vòng dây Tuy nhiên, việc tạo vật liệu có độ từ thẩm cao khơng dễ dàng Hai ngun nhân là: - Độ từ thẩm vật liệu giảm tần số tăng - Độ từ thẩm vật liệu giảm cường độ từ trường tăng Do vậy, khó chế tạo vật liệu có độ từ thẩm cao đáp ứng yêu cầu chống lại xạ từ trường tần số thấp điều kiện xạ thay đổi liên tục tần số lẫn độ lớn Để giải vấn đề trên, người ta sử dụng lúc hai lớp che chắn minh họa sau: Độ từ thẩm µr thấp, độ bảo hịa cao Độ từ thẩm µr cao, độ bảo hịa thấp Hình 3-4 Sử dụng nhiều lớp chắn để chống lại tượng bảo hịa từ vật liệu Trong đó, lớp chắn có độ từ thẩm thấp, mức bão hịa cao lớp chắn thứ hai có độ từ thẩm cao, mức bão hòa thấp Lớp chắn để làm giảm cường độ từ trường tới đảm bảo khơng gây tượng bảo hịa lớp chắn thứ hai Do đó, độ từ thẩm tương đối lớp chắn thứ hai cao giúp ngăn chặn xạ từ trường tốt Đồng thời việc sử dụng nhiều lớp che chắn làm tăng suy hao phản xạ từ trường tới gặp số lượng bề mặt chắn nhiều 3.3.3 Phương pháp đặt khe hở chia nhỏ khe hở Khi trường tới gặp chắn, chúng cảm ứng sinh dòng điện chạy bề mặt chắn hình 3.5a, có tác dụng trường phản xạ 17 Trường phản xạ có xu hướng chống lại xạ trường tới để đáp ứng điều kiện biên, tổng cường độ điện trường tiếp xúc với mặt phẳng vật liệu dẫn điện phải Tuy nhiên, để chắn loại bỏ xạ trường tới theo ngun tắc dịng điện cảm ứng sinh chạy phải lưu thơng hồn tồn mà khơng gặp cản trở Nhưng tồn khe hở bề mặt chắn làm cản trở gây gián đoạn dịng điện hình 3.5b Vì vậy, hiệu bọc chắn bị giảm a Dòng điện cảm ứng chạy chắn kim loại khơng có khe hở b Dòng điện cảm ứng chạy chắn kim loại có khe hở Hình 3-5 Phương pháp đặt khe hở chia nhỏ khe hở Do đó, để cải thiện hiệu bọc chắn, ta phải thiết kế khe hở đặt vị trí nào, độ lớn để đảm bảo dòng điện cảm ứng chạy chắn lưu thơng cách tốt Phương pháp tốt đặt khe hở cho chiều dài khe hở tiếp xúc với hướng dòng điện cảm ứng nhỏ tốt Trong trường hợp này, ta đặt khe hở theo hướng song song với hướng dòng điện cảm ứng Lúc dịng điện cảm ứng lưu thơng tốt hơn, vậy, khe hở làm ảnh hưởng đến hiệu việc bọc chắn Hình 3-6 Cải thiện bọc chắn cách đặt khe hở song song với hướng dòng điện cảm ứng Tuy nhiên, để xác định xác hướng dòng điện cảm ứng việc đặt khe hở vị trí thích hợp điều khó khăn Do đó, phương pháp để cải thiện hiệu bọc chắn chia khe hở lớn thành nhiều khe hở nhỏ Vì vậy, dịng điện cảm ứng lưu thơng tốt làm tăng hiệu bọc chắn cách đáng kể 18 Hình 3-7 Cải thiện bọc chắn phương pháp chia khe hở lớn thành nhiều khe hở nhỏ Việc chia khe hở thành nhiều khe hở nhỏ chiều dài khe hở phải chọn phù hợp với dãy tần số xạ điện từ Để tăng cường hiệu việc bọc chắn chiều dài khe chọn thường nhỏ nhiều so với nửa bước sóng (λ/2) 3.3.4 Cải thiện hiệu bọc chắn khớp nối Tổng hiệu che chắn bọc chắn bị hạn chế lỗi khớp nối làm cho dòng điện chảy chắn Hiệu che chắn khớp nối phụ thuộc chủ yếu vào khả chúng tạo điện trở tiếp xúc thấp qua khớp Điện trở tiếp xúc hàm vật liệu, độ dẫn điện lớp bẩn bề mặt áp lực tiếp xúc Ba yếu tố sau làm tăng hiệu che chắn đáng kể: Tiếp xúc dẫn điện: Tất bề mặt khớp nối phải khớp dẫn điện Khớp nối gối lên nhau: Bề mặt khớp nối nên gối lên mức độ lớn, cung cấp đủ điện dung nối cho khớp nối có chức ngắn mạch điện tần số cao Sự gối lên khớp nối mức tối thiểu để tỷ lệ bề mặt kẽ hở 5:1 lựa chọn tốt Miếng đệm, điểm tiếp xúc khớp nối: Tiếp xúc tốt bề mặt tiếp xúc đạt cách sử dụng miếng đệm dẫn Các tính chất điện miếng đệm phải giống với chắn để trì mức độ dẫn điện cao bề mặt chuyển tiếp để tránh khoảng trống khơng khí điện trở cao Dịng điện cảm ứng chắn, hướng điện trường tới Một miếng đệm đặt ngang với dòng điện hiệu so với đặt song song với dịng điện Sóng phân cực trịn chứa thành phần dọc ngang Do đó, miếng đệm phải có hiệu hai hướng Một số miếng đệm có hiệu suất phụ thuộc vào hình dạng khớp nối, điện trở tiếp xúc lực đặt khớp 19 Hình 3-8 Kỹ thuật đệm nối Ngoài ra, hộp bọc chắn cần có nắp đóng mở Do xuất nhiều khoảng hở vị trí xạ thơng qua tương đương xạ anten Mặc dù khoảng hở nhỏ lượng xạ lớn theo nguyên lý Babinet Hình 3-9 Ảnh hưởng nắp đậy hộp bọc chắn Theo nguyên lý Babinet, thay khoảng hở dây dẫn rắn có kích thước với kích thước khoảng hở xạ điện từ chúng tương đương Điều cho thấy chiều dài khoảng hở quan trọng bề dày việc xác định xạ điện từ qua khoảng hở Do đó, chiều dài khoảng hở nửa bước sóng xạ tương đương xạ anten dipole Để phá vỡ khả hình thành lượng xạ anten, ta thường đặt ốc vít xung quanh nắp đậy anten ngắn có xạ điện từ nhỏ so với anten dài Điều minh họa hình 3.9b, chèn ốc vít xung quanh nắp đậy che chắn làm giảm xạ điện từ từ khoảng hở 3.3.5 Phương pháp sử dụng ống dẫn sóng Khi hộp bọc chắn đòi hỏi hiệu bọc chắn cao đảm bảo thơng gió dùng bọc chắn ống dẫn sóng Hình 3-10 Sử dụng ống dẫn sóng đảm bảo hiệu bọc chắn cao đảm bảo thơng gió Với ống dẫn sóng hình trụ trịn, chiều dài gấp lần đường kính hiệu bọc chắn đạt cao đến 100dB Dùng ống dẫn sóng dạng tổ ong 20 Hình 3-11 Sử dụng ống dẫn sóng dạng tổ ong Che chắn toàn vẹn vỏ chắn RF trì điểm có ống thơng gió Tấm vật liệu kim loại dạng tổ ong sử dụng cho mục đích hình 3.11 Tấm vật liệu kim loại dạng tổ ong tận dụng lợi nguyên lý ống dẫn sóng áp dụng cho tế bào tổ ong riêng lẻ Nếu tế bào lục giác xấp xỉ ống dẫn sóng trịn, che chắn khoảng 100dB đạt lên đến tần số cao thỏa mối quan hệ d 3,4 t 3 (3.7) d: Đường kính ống dẫn sóng trịn t: Chiều dài ống dẫn sóng : Bước sóng tương ứng với tần số cao 3.4 Tính tốn hiệu bọc chắn trường hợp bọc chắn khơng kín Trong trường hợp thiết bị bọc chắn có khe hở, hệ thống thơng gió, đường nối khớp nối làm giảm SE hộp bọc chắn Vì phải tính SE cấu trúc Tính SE chắn vật liệu dẫn điện tần số quan tâm Tính SE có khe hở tần số, sau sử dụng giá trị SE thấp tần số Thông thường có số loại khe hở, phương pháp kết hợp hiệu ứng tương tự cách tính tổng số trở kháng điện trở mắc song song 1 1 SE total SE1 SE SE SE n (3.8) Tuy nhiên, SE tính theo dB, SE phải chuyển đổi trở lại tỉ lệ trước cộng Tổng SE chuyển đổi trở lại dB Tổng SE nhiều khe nhỏ so 21 với SE riêng lẽ thấp Vì cần có phương pháp để xác định SE riêng lẽ cho nhiều loại khe hở 3.4.1 Hiệu bọc chắn chắn có khe hở Hình 3-12 Kích thước khe hở Hiệu bọc chắn với khe hở hình chữ nhật: L d SE dB 97 20 log( Lf MH ) ( 20 log(1 ln ) SE shad 30 S L (3.9) Trong đó: L, S: Chiều dài chiều cao khe (mm) d: Chiều sâu khe (bề dày vật liệu) (mm) SE shad : Hiệu ứng che (Mặt định 3dB) Trường hợp lỗ trịn hình 3.12 SE dB 99 20 log( Lf MH ) SE shad 30 d L (3.10) Tải FULL (77 trang): https://bit.ly/3j7IMDF Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Trong hai trường hợp, chắn mỏng (d