NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................ 1 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................... 2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................. 2 5. Bố cục đề tài .................................................................................. 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ VÀ CÁC NGUỒN NHIỄU ....................................................................................... 4 1.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG ....................................................................... 4 1.2 KHÁI NIỆM TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ ............................................. 4 1.3 KIỂM TRA TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ ................................................ 5 1.3.1 Các quy tắc về TTĐT.................................................................. 5 1.3.2 Thiết bị ...................................................................................... 7 1.3.3 Quy trình kiểm tra ...................................................................... 9 1.4 PHÂN TÍCH CÁC NGUỒN NHIỄU .................................................. 10 1.4.1 Các nguồn nhiễu tự nhiên.......................................................... 10 1.4.2 Các nguồn nhiễu công nghiệp.................................................... 11 1.5 SỰ BỨC XẠ ...................................................................................... 13 1.5.1 Bức xạ phát xạ .......................................................................... 13 1.5.2 Bức xạ từ dây dẫn ..................................................................... 15 1.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG ....................................................................... 16 CHƢƠNG 2: HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA VẬT LIỆU ...................... 17 2.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG ..................................................................... 17 2.2 TRỞ KHÁNG CỦA VẬT LIỆU .......................................................... 17 2.2.1. Trở kháng của không khí.......................................................... 18 2.2.2. Trở kháng của kim loại .......................................................... 19 2.2.3. Chiều sâu lớp da ...................................................................... 19 2.3 HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA SUPERALLOY, ALUMINUM VÀ MUMETAN ............................................................................................. 20 2.3.1 Giới thiệu chung ....................................................................... 20 2.3.2 Tính toán hiệu quả bọc chắn ...................................................... 21 2.3.3 Tổn hao hấp thụ ........................................................................ 22 2.3.4 Tổn hao phản xạ ...................................................................... 24 2.3.5 Hiệu quả bọc chắn khi tổn hao hấp thụ trên 10 dB ................ 30 2.3.6 Hệ số hiệu chỉnh phản xạ lại ..................................................... 32 2.3.7 Hiệu quả bọc chắn ................................................................... 37 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG ....................................................................... 40 CHƢƠNG 3: CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ.......................................................... 42 3.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG ..................................................................... 42 3.2 TRƢỜNG GẦN VÀ TRƢỜNG XA .................................................... 42 3.3 TỔNG HỢP TỔN HAO PHẢN XẠ VÀ HẤP THỤ ............................. 44 3.4 PHƢƠNG PHÁP BỌC CHẮN TRONG LĨNH VỰC TTĐT ................. 46 3.5 CÁC PHƢƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ............. 47 3.5.1 Phƣơng pháp bọc chắn nhiều lớp ............................................... 47 3.5.2 Phƣơng pháp bọc chắn đôi ........................................................ 49 3.5.3 Phƣơng pháp bọc chắn chống từ trƣờng ở tần số thấp ................. 50 3.5.4 Phƣơng pháp đặt khe hở và chia nhỏ khe hở .............................. 52 3.5.5 Cải thiện hiệu quả bọc chắn tại khớp nối .................................... 54 3.5.6 Phƣơng pháp sử dụng các ống dẫn sóng ..................................... 56 3.6 TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN TRONG TRƢỜNG HỢP BỌC CHẮN KHÔNG KÍN................................................................................ 58 3.6.1 Hiệu quả bọc chắn của tấm chắn có khe hở ............................... 59 3.6.2 Hiệu quả bọc chắn của tấm chắn khi khe hở chia nhỏ ................. 61 3.6.3 Hiệu quả bọc chắn của mắt lƣới bằng vật liệu dẫn điện ............... 62 3.6.4 Hiệu quả bọc chắn của khe hở dạng ống dẫn sóng ...................... 63 3.7 KIỂM TRA HỘP BỌC CHẮN TRONG THỰC TẾ.............................. 67 3.8 KẾT LUẬN CHƢƠNG ...................................................................... 68 CHƢƠNG 4: MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ ....................................... 69 4.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG ..................................................................... 69 4.2 GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ PHẦN MỀM CST (Computer Simulation Technology) ............................................................................................. 69 4.3 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN...................................................................................................... 71 4.4 THIẾT LẬP CÁC THÔNG SỐ HỘP BỌC CHẮN ............................... 72 4.5 MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC CHẮN KÍN HOÀN TOÀN. 73 4.6 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC CHẮN CÓ KHE HỞ ........................................................................................................... 74 4.6.1 Mô phỏng bức xạ điện từ khi hộp bọc chắn tồn tại khe hở 4x3cm 74 4.6.2 Mô phỏng bức xạ điện từ khi hộp bọc chắn có khe hở 4x3, 12x0.2, 5x0.2, 0.8x0.2cm. ..................................................................................... 75 4.6.3 Mô phỏng bức xạ điện từ của hộp bọc chắn khi chia khe 4x3cm thành 15 khe ............................................................................................. 76 4.6.4 Mô phỏng bức xạ điện từ của hộp bọc chắn khi chia khe 4x3cm thành 20 khe ............................................................................................. 78 4.6.5 Mô phỏng bức xạ điện từ khi hộp bọc chắn có các khe hở cùng diện tích ................................................................................................... 80 4.7 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ CỦA HỘP BỌC CHẮN BẰNG CÁC VẬT LIỆU KHÁC NHAU .................................................... 81 4.8 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC CHẮN CÓ KHE HỞ DẠNG ỐNG DẪN SÓNG .................................................................. 82 4.8.1 Mô phỏng bức xạ điện từ hộp bọc chắn có khe hở dạng ống dẫn sóng có chiều dài và rộng lần lƣợc thay đổi ................................................ 82 4.8.2 Mô phỏng bức xạ điện từ hộp bọc chắn có một ống lục giác và 28 ống dạng tổ ong có cùng thiết diện là 184mm2 ........................................... 84 4.8.3 Mô phỏng bức xạ điện từ hộp bọc chắn có khe hở dạng tổ ong với số lƣợng ống khác nhau ............................................................................ 85 4.9 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ CỦA HỘP BỌC CHẮN SỬ DỤNG TẤM CHẮN ĐÔI ................................................................... 87 4.10 SO SÁNH HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ................................................. 88 4.11 KẾT LUẬN CHƢƠNG .................................................................... 92 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ................................. 93 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................. 94 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) PHỤ LỤC

TRẦN NGUYÊN ĐỘ

NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN

ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2014

TRẦN NGUYÊN ĐỘ

NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN

ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TĂNG TẤN CHIẾN

Đà Nẵng – Năm 2014

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

TRẦN NGUYÊN ĐỘ

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Bố cục đề tài 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ VÀ CÁC NGUỒN NHIỄU 4

1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 4

1.2 KHÁI NIỆM TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 4

1.3 KIỂM TRA TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 5

1.3.1 Các quy tắc về TTĐT 5

1.3.2 Thiết bị 7

1.3.3 Quy trình kiểm tra 9

1.4 PHÂN TÍCH CÁC NGUỒN NHIỄU 10

1.4.1 Các nguồn nhiễu tự nhiên 10

1.4.2 Các nguồn nhiễu công nghiệp 11

1.5 SỰ BỨC XẠ 13

1.5.1 Bức xạ phát xạ 13

1.5.2 Bức xạ từ dây dẫn 15

1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 16

CHƯƠNG 2: HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA VẬT LIỆU 17

2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 17

2.2 TRỞ KHÁNG CỦA VẬT LIỆU 17

2.2.1 Trở kháng của không khí 18

2.3 HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA SUPERALLOY, ALUMINUM VÀ

MUMETAN 20

2.3.1 Giới thiệu chung 20

2.3.2 Tính toán hiệu quả bọc chắn 21

2.3.3 Tổn hao hấp thụ 22

2.3.4 Tổn hao phản xạ 24

2.3.5 Hiệu quả bọc chắn khi tổn hao hấp thụ trên 10 dB 30

2.3.6 Hệ số hiệu chỉnh phản xạ lại 32

2.3.7 Hiệu quả bọc chắn 37

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 40

CHƯƠNG 3: CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 42

3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 42

3.2 TRƯỜNG GẦN VÀ TRƯỜNG XA 42

3.3 TỔNG HỢP TỔN HAO PHẢN XẠ VÀ HẤP THỤ 44

3.4 PHƯƠNG PHÁP BỌC CHẮN TRONG LĨNH VỰC TTĐT 46

3.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN 47

3.5.1 Phương pháp bọc chắn nhiều lớp 47

3.5.2 Phương pháp bọc chắn đôi 49

3.5.3 Phương pháp bọc chắn chống từ trường ở tần số thấp 50

3.5.4 Phương pháp đặt khe hở và chia nhỏ khe hở 52

3.5.5 Cải thiện hiệu quả bọc chắn tại khớp nối 54

CHẮN KHÔNG KÍN 58

3.6.1 Hiệu quả bọc chắn của tấm chắn có khe hở 59

3.6.2 Hiệu quả bọc chắn của tấm chắn khi khe hở chia nhỏ 61

3.6.3 Hiệu quả bọc chắn của mắt lưới bằng vật liệu dẫn điện 62

3.6.4 Hiệu quả bọc chắn của khe hở dạng ống dẫn sóng 63

3.7 KIỂM TRA HỘP BỌC CHẮN TRONG THỰC TẾ 67

3.8 KẾT LUẬN CHƯƠNG 68

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 69

4.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 69

4.2 GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ PHẦN MỀM CST (Computer Simulation Technology) 69

4.3 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN 71

4.4 THIẾT LẬP CÁC THÔNG SỐ HỘP BỌC CHẮN 72

4.5 MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC CHẮN KÍN HOÀN TOÀN 73 4.6 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC CHẮN CÓ KHE HỞ 74

4.6.1 Mô phỏng bức xạ điện từ khi hộp bọc chắn tồn tại khe hở 4x3cm 74 4.6.2 Mô phỏng bức xạ điện từ khi hộp bọc chắn có khe hở 4x3, 12x0.2, 5x0.2, 0.8x0.2cm 75

4.6.3 Mô phỏng bức xạ điện từ của hộp bọc chắn khi chia khe 4x3cm thành 15 khe 76

4.6.4 Mô phỏng bức xạ điện từ của hộp bọc chắn khi chia khe 4x3cm thành 20 khe 78

4.7 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ CỦA HỘP BỌC CHẮN

BẰNG CÁC VẬT LIỆU KHÁC NHAU 81

4.8 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC CHẮN CÓ KHE HỞ DẠNG ỐNG DẪN SÓNG 82

4.8.1 Mô phỏng bức xạ điện từ hộp bọc chắn có khe hở dạng ống dẫn sóng có chiều dài và rộng lần lược thay đổi 82

4.8.2 Mô phỏng bức xạ điện từ hộp bọc chắn có một ống lục giác và 28 ống dạng tổ ong có cùng thiết diện là 184mm2 84

4.8.3 Mô phỏng bức xạ điện từ hộp bọc chắn có khe hở dạng tổ ong với số lượng ống khác nhau 85

4.9 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ CỦA HỘP BỌC CHẮN SỬ DỤNG TẤM CHẮN ĐÔI 87

4.10 SO SÁNH HIỆU QUẢ BỌC CHẮN 88

4.11 KẾT LUẬN CHƯƠNG 92

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 93

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

PHỤ LỤC

KÝ HIỆU

C Re-Reflection Correction Factor Hệ số hiệu chỉnh phản xạ lại

E Electric field strength (V/m) Cường độ điện trường

H Magnetic field strength (A/m) Cường độ từ trường

Zm Intrinsic impedance of Trở kháng của kim loại

metal (ohms)

thin metal (ohms)

Zair Intrinsic impedance of air (ohms)Trở kháng của không khí

ε0 Permittivity of air or space Hằng số điện môi của không khí

ζ cu Conductivity of copper (mhos/m)Điện dẫn suất của đồng

CST Computer Simulation Công nghệ mô phỏng

DAC Digital to Analog Converter Chuyển đổi số ra 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 Giao thoa điện từ

EMS Electromagnetic Susceptibility Độ nhạy điện từ

EUT Equipment Under Test Thiết bị giám sát, kiểm tra FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh

SEE Shielding effectiveness Hiệu quả bọc chắn đối với

SEH Shielding effectiveness Hiệu quả bọc chắn đối với

Số hiệu Tên hình Trang

3.2 Trở kháng sóng phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn

3.9 Sử dụng nhiều lớp chắn để chống lại hiện tƣợng

3.10a Dòng điện cảm ứng chạy trên tấm chắn kim loại khi

3.22 Quá trình kiểm tra bức xạ hộp bọc chắn trong thực tế 67

4.10 Hộp bọc chắn với 15 khe và 20 khe hở có tổng diện

4.12 Hộp bọc chắn với 20 khe hở có tổng diện tích 12cm2

4.13

Ðồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m khi hộp

bọc chắn tồn tại 20 khe hở có tổng diện tích 12cm2

với cách bố trí khe và kích thước khe khác nhau

79

4.14 Ðồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m khi hộp

4.15

Ðồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m khi hộp

bọc chắn có khe hở 0.2x9cm với các vật liệu khác

Ðồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m khi hộp

bọc chắn có khe hở dạng tổ ong với số lượng ống

khác nhau

85

4.26 Hiệu quả bọc chắn của hộp có khe hở với chiều dài

4.27 Hiệu quả bọc chắn của hộp khi khe hở có tỷ lệ thay

4.28 Hiệu quả bọc chắn của hộp khi khe hở dạng ống lục

4.29 Hiệu quả bọc chắn của hộp khi khe hở dạng ống lục

4.31 Hiệu quả bọc chắn khi hộp bọc chắn sử dụng tấm

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, các thiết bị điện, điện

tử, tin học ngày càng không thể thiếu trong đời sống Các thiết bị cần thiết cho nhu cầu con người ngày một tăng đáng kể, trong một không gian giới hạn lại có nhiều thiết bị cùng hoạt động Vì vậy, sự ảnh hưởng giữa các thiết bị do bức xạ điện từ ngày một đáng kể

Chính vì vậy, tương thích điện từ ngày càng được quan tâm hơn Tương thích điện từ nhằm giải quyết vấn đề khi các thiết bị vận hành trong một môi trường có sự hiện diện của các thiết bị khác hoặc có tín hiệu nhiễu từ môi trường chung quanh tác động vào mà chúng vẫn hoạt động tốt Để thực hiện được điều này, chúng ta phải dùng một kỹ thuật như là một phương tiện để tránh những hiệu ứng không mong muốn mà sự nhiễu loạn trên có thể gây ra

Một trong những biện pháp hiệu quả làm giảm sự bức xạ gây nhiễu của thiết bị cũng như các nguồn gây nhiễu từ các thiết bị, môi trường chung quanh

đó là dùng bọc chắn Trong thực tế bọc chắn luôn tồn tại các khe hở do nhu cầu làm mát, giao tiếp, cấp nguồn… Các khe hở này làm giảm đi hiệu quả bọc chắn do đó ta phải nghiên cứu tìm cách khắc phục, cải thiện hiệu quả của bọc chắn Vì vậy tôi tiến hành thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ”

nhằm đảm bảo tính tương thích điện từ của các thiết bị

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu các vấn đề sau:

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn nhiễu trong lĩnh vực tương thích điện từ

- Nghiên cứu cải thiện tính tương thích điện từ bằng kỹ thuật bọc chắn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu các nguồn nhiễu của những thiết bị điện, điện tử, tin học

- Nghiên cứu các vật liệu bọc chắn cải thiện tính tương thích điện từ

- Ứng dụng phần mềm CST thiết lập mô phỏng cải thiện hiệu quả bọc

chắn trong lĩnh vực tương thích điện từ

4 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập, phân tích các tài liệu và thông tin liên quan đến đề tài

- Phân tích các nguồn nhiễu trong lĩnh vực tương thích điện từ

- Nghiên cứu mô phỏng cải thiện tính tương thích điện từ bằng kỹ thuật bọc chắn

5 Bố cục đề tài

Luận văn được chia làm 4 chương như sau:

Chương 1: Tổng Quan về tương thích điện từ và các nguồn nhiễu

Chương này sẽ trình bày các khái niệm tương thích điện từ, kiểm tra tương thích điện từ, phân tích các nguồn nhiễu, các loại nhiễu, sự bức xạ phát xạ, hiệu ứng nhiễu cũng như mức ảnh hưởng của nó đến các thiết bị điện tử

Chương 2: Hiệu quả bọc chắn của vật liệu

Chương này trình bày tập trung về đặc tính của vật liệu và hiệu quả bọc chắn của các loại vật liệu đặc trưng trong việc giải quyết vấn đề TTĐT

Chương 3: Cải thiện hiệu quả bọc chắn để đảm bảo tính tương thích điện từ

Chương này trình bày tập trung về các cơ sở trong việc giải quyết vấn

đề TTĐT cũng như nghiên cứu các phương pháp để cải thiện hiệu quả bọc

chắn nhằm đảm bảo TTĐT

Chương 4: Mô phỏng cải thiện hiệu quả bọc chắn để đảm bảo tính tương thích điện từ

Chương này sử dụng phần mềm CST (Computer Simulation Technology) để mô phỏng kiểm chứng sự cải thiện hiệu quả bọc chắn, so sánh hiệu quả bọc chắn trong các trường hợp cụ thể

6 Tổng quan tài liệu nghiên cứu

Tài liệu nghiên cứu được sử dụng trong quá trình làm luận văn là các sách chuyên ngành, bài báo trên các tạp chí chuyên ngành, báo cáo của các hội thảo chuyên ngành

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

VÀ CÁC NGUỒN NHIỄU

1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG

Chương này đề cập về khái niệm tương thích điện từ, các quy tắc, quy trình và thiếc bị để kiểm tra tính tương thích điện từ Trong chương này cũng phân tích các nguồn nhiễu bao gồm nguồn nhiễu tự nhiên và nhiễu công nghiệp, các vấn đề tác động qua lại giữa các hệ thống điện tử thông qua các kiểu ghép nối, vấn đề bức xạ, phát xạ…

1.2 KHÁI NIỆM TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

Nhiễu giao thoa điện từ (EMI: Electromagnetic Interference) được định nghĩa như một tín hiệu điện không mong muốn, nó đem lại những kết quả không mong đợi trong hệ thống Chẳng hạn, EMI gây ra nhiễu mà chúng ta có thể nghe được từ các thiết bị thu sóng radio, gây ra sự trục trặc cho hệ thống thậm chí có thể dẫn đến những thảm họa nghiêm trọng Thuật ngữ EMC (Electromagnetic Compatibility) liên quan đến một hệ thống điện tử có khả năng thực hiện chức năng tương thích với các hệ thống điện tử khác và không tạo ra, không nhạy với nhiễu

Nếu một hệ thống là EMC thì phải thỏa mãn ba tiêu chuẩn sau:

Không gây ra nhiễu với các hệ thống khác

Không nhạy với sự phát xạ từ các hệ thống khác

Không gây ra nhiễu cho chính nó

Hình 1.1: Ba yếu tố trong tiến trình EMC

Các vấn đề của EMC liên quan đến sự phát sinh, sự truyền và sự thu nhận năng lượng điện từ Hình 1.1 minh họa ba yếu tố của một vấn đề EMC: nguồn tạo ra sự phát xạ và đường ghép nối mang năng lượng phát xạ chuyển từ nguồn đến bộ thu và vì vậy năng lượng điện từ không mong muốn được chuyển đổi thành một số tác động không mong đợi Bằng cách chia đường ghép nối thành hai loại, có hai nhóm nhỏ cho vấn đề EMC, đó là: bức xạ và dẫn

Từ quan điểm của bộ thu và bộ phát, các vấn đề EMC có thể được chia

thành phát xạ điện từ (EME: Electromagnetic Emission) và độ nhạy điện từ

(EMS: Electromagnetic Susceptibility)

Có ba cách được áp dụng để làm giảm nhiễu bức xạ và nhiễu dẫn Triệt sự phát xạ tại nguồn phát

Làm vô hiệu hóa đường ghép nối càng nhiều càng tốt

Làm cho bộ thu miễn dịch với nguồn phát

Tóm lại, thiết bị điện tử tương thích điện từ (ElectroMagnetic Compatibility – EMC) là hệ thống, thiết bị có khả năng hoạt động “tương thích” với những hệ thống, thiết bị khác và không gây nhiễu cho môi trường, không chịu ảnh hưởng của nhiễu từ môi trường và không gây ra nhiễu cho chính nó

1.3 KIỂM TRA TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

1.3.1 Các quy tắc về TTĐT

Các vấn đề TTĐT thông thường có thể gồm sự kết hợp giữa các quy tắc như sự kết hợp của các tần số, kích thước của các thành phần, việc lắp ráp các

bộ phận lại với nhau…

TTĐT được chia thành 3 nguyên tắc dựa trên kỹ thuật kết nối:

- Đường dẫn bức xạ

- Đường dẫn thiết bị dẫn

- Sự kết hợp của 2 kỹ thuật trên

Trong mỗi kỹ thuật bức xạ hay thiết bị dẫn thì được chia thành 2 quy tắc nhỏ nữa là sự phát xạ và sự miễn nhiễm Ta có sơ đồ sau:

Hình 1.2 Các nguyên tắc TTĐT

Như vậy hiện tượng bức xạ chia làm hai loại:

- Bức xạ phát xạ (RE): liên quan đến cơ chế sinh ra các năng lượng bức

xạ điện từ không mong muốn vào môi trường chung quanh gây ảnh hưởng đến các thiết bị điện tử khác

- Bức xạ miễn nhiễm (RI): liên quan đến cơ chế chống lại các bức xạ điện từ từ các thiết bị khác vào các bộ phận đang hoạt động của hệ thống

Và hiện tượng dẫn cũng được chia làm hai loại:

- Dẫn phát xạ (CE): liên quan đến cơ chế các năng lượng điện từ được tạo ra từ các mạch điện tử ảnh hưởng đến các bộ phận khác trong mạch (đặc biệt là nguồn cung cấp AC) thông qua các dây cáp truyền dẫn tín hiệu giữa các thiết bị

- Dẫn miễn nhiễm (CI): liên quan đến khả năng chống lại các nhiễu điện từ sinh ra từ bộ nguồn AC, các mạch điện tử đến thiết bị hoạt động của

+ Anten phát / anten thu

+ Khuếch đại điện tử

Máy phân tích phổ kỹ thuật số, xử lý dạng sóng lấy mẫu, phân tích phổ tần số của nó với phép biến đổi Fourier rời rạc (DFT) Thậm chí một

số có thể kết hợp các kỹ thuật đƣợc mô tả ở trên, ví dụ là phân tích phổ thời gian thực Các tín hiệu xử lý đƣợc rẽ xuống chuyển đổi sử dụng tần

số phách và sau đó đƣợc phân tích với bộ phân tích biến đổi Fourier nhanh (FFT)

b Máy phát tín hiệu

Máy phát tín hiệu sản xuất tín hiệu có dạng sóng điện tử có chu kỳ hoặc không có chu kỳ trong cả hai hình thức kỹ thuật số hoặc tương tự Máy phát sản xuất dạng sóng với bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số và sử dụng kỹ thuật số để chuyển đổi ra tương tự (DAC) để tạo ra một đầu ra tương tự Máy phát tín hiệu có khả năng sản xuất tín hiệu sóng sin trong khoảng từ tần số thấp lên đến nhiều GHz

c Bộ khuếch đại điện tử

Bộ khuếch đại điện tử lấy tín hiệu từ nguồn cung cấp và tạo ra một tín hiệu mới có công suất cao cùng với nhiệt thải ra Các nhà sản xuất bộ khuếch đại luôn luôn phấn đấu để giảm trở kháng của các phần tử mạch khuếch đại Điều này làm tăng hiệu quả và giảm thiểu công suất tiêu tán, làm cho các bộ phận khuếch đại hoạt động với độ tin cậy cao

d Anten phát / anten thu

Anten được sử dụng để truyền hoặc nhận sóng điện từ trong buồng Các đặc tính quan trọng nhất đối với anten phát, anten thu trong buồng triệt nhiễu là băng thông Băng thông là phạm vi tần số anten có thể thu hoặc nhận năng lượng đúng Các đặc tính khác đạt được như định hướng, độ lợi và sự phân cực bị mất trong buồng do hiện tượng cộng hưởng

So với các anten kết nối với một máy phân tích phổ phân tích sự khác biệt giữa những tần số, đầu dò trường đáp ứng cho tất cả các thành phần tần

số hoạt động Do đó tín hiệu sạch trong một thiết lập thử nghiệm miễn nhiễm

là rất quan trọng, đặc biệt là trường sóng điều hòa được phát ra bởi một bộ khuếch đại công suất

f Hệ thống khuấy

Hệ thống khuấy là kim loại phản xạ tốt mục đích chính là để thay đổi điều kiện biên trong buồng triệt nhiễu Việc thiết kế bộ cộng hưởng cũng có thể làm thay đổi tần số thấp nhất có thể sử dụng cho buồng Trong vòng quay của mô hình hệ thống khuấy, sóng đứng trong buồng sẽ được thay đổi và tất

cả các điểm trong khối phải làm việc sẽ chịu cùng một mức tối thiểu, tối đa và trường điện từ trung bình Buồng hoàn thành điều kiện này được gọi là khuấy tốt, do đó cấp một trường thống kê đẳng hướng cho thử nghiệm EMC / EMI

1.3.3 Quy trình kiểm tra

Các bước chính trong quá trình kiểm tra như sau:

- Mô tả kỹ lưỡng các hoạt động của EUT với sơ đồ, biểu đồ và sơ

đồ bố trí

- EUT, dụng cụ dây dẫn với các kết nối và mô phỏng nếu cần thiết

- Thiết bị giám sát, cáp sợi quang…, chúng phải không ảnh hưởng đến

sự miễn nhiễm của EUT khi thêm vào

- Kiểm tra các tần số (các mức miễn nhiễm) dựa trên các nguyên nhân làm cho EUT sai số từ các thiết bị gây nhiễu hoặc các dịch vụ vô tuyến…

- Các chế độ hoạt động trong phòng kiểm tra EUT dựa trên việc phân tích các chế độ

- Phần mềm kiểm tra sản phẩm, chế độ hoạt động

1.4 PHÂN TÍCH CÁC NGUỒN NHIỄU

Do sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử nên các loại nguồn giao thoa điện từ (EMI) cũng tăng lên, ảnh hưởng của EMI ngày càng đa dạng

và phức tạp Những hiệu ứng này đe dọa đến sức khỏe và sự an toàn của con người, hoặc gây ra sự trục trặc hệ thống điện – điện tử khác, làm cho các thiết

bị hoạt động không đúng theo yêu cầu và dễ bị hỏng hóc Nhiễu EMI có thể lan truyền theo kiểu dẫn hoặc bức xạ được minh họa như hình vẽ:

Hình 1.3 Sơ đồ mô tả các đường ghép EMI

Các nguồn nhiễu EMI trong lĩnh vực TTĐT được chia làm 2 phần chính: Các nguồn nhiễu tự nhiên và các nguồn nhiễu công nghiệp

1.4.1 Các nguồn nhiễu tự nhiên

Các nguồn nhiễu tự nhiên có thể là :

- Từ trường mặt đất và các cơn dông từ

- Điện trường trong điều kiện thời tiết tốt

- Hoạt động của các cơn dông và nhiễu khí quyển

- Dòng và trường đất

- Nhiễu vũ trụ

Trường điện từ có nguồn gốc tự nhiên xuất hiện ở khắp nơi giữa mặt đất và tầng điện ly (từ 0 đến 100km), trong đó phần lớn là hoạt động của các cơn dông và chúng được xem như một nguồn bức xạ

1.4.2 Các nguồn nhiễu công nghiệp

a Các nguồn nhiễu vô tuyến điện

Tất cả các thiết bị điện hoặc điện tử tồn tại các cấp nguồn nhiễu vô tuyến điện khác nhau Các thiết bị này có thể được phân loại tùy theo bản chất của các tín hiệu vô tuyến điện mà thiết bị tạo ra và tùy theo kiểu nhiễu mà nó

sinh ra

Các kiểu nhiễu này có thể sinh ra bởi:

- Các thông tin phát đi của máy phát vô tuyến điện

- Các sự bức xạ hài của các thông tin phát này

- Các tín hiệu nhiễu dẫn hoặc bức xạ của thiết bị điện hoặc điện tử

a1 Máy phát vô tuyến điện

Hiện nay trên thế giới có hàng chục triệu máy phát vô tuyến điện đã được thống kê Đôi khi các máy phát này gây nhiễu loạn các máy thu của các dịch vụ vô tuyến điện khác hoặc ngay cả việc làm nhiễu loạn sự vận hành của các thiết bị điện tử nhạy cảm hoặc các thiết bị bảo vệ kém đối với bức xạ trường điện từ mức cao

a2 Các nguồn bức xạ không cố ý

- Các máy móc công nghiệp, khoa học và y tế

- Thiết bị xử lý thông tin

- Các hệ thống đánh lửa của các xe động cơ nổ

- Các thiết bị điện gia dụng, các thiết bị xách tay có động cơ điện

- Mạng điện cao áp và hạ áp

- Hiệu ứng vòng trên các đường truyền năng lượng

- Đèn huỳnh quang và các bảng hiệu phát sáng

- Các hệ thống hiển thị và các máy thu hình với điện áp rất cao

- Đèn chớp điện tử

- Hệ thống chuyển mạch cơ điện…

b Các hiệu ứng của tín hiệu nhiễu

b1 Sự phân bố thống kê của mức nhiễu

Tính chất ngẫu nhiên của nhiễu và khái niệm về xác suất của nhiễu là các yếu tố chính để dự đoán chất lượng vận hành và sự tối ưu hóa của hệ thống vô tuyến điện Sự biến động của nhiễu vô tuyến điện thường được mô

tả bởi khái niệm về phân bố xác suất biên độ của nhiễu Sự phân bố này chỉ ra

số phần trăm thời gian trong đó hình bao của nhiễu vượt qua khỏi các mức dữ liệu, các mức này được đo tại các tần số được xác định rõ và một kiểu tách sóng xác định

Trái với nhiễu có nguồn gốc tự nhiên, nhiễu công nghiệp có những đặc tính rất khác nhau và sự phân tích thống kê của nó càng phức tạp hơn

b2 Nhiễu ở các hệ thống thu vô tuyến điện

Các hệ thống thu vô tuyến điện, đặc biệt là các hệ thống đặt trong các vùng công nghiệp, chúng có độ nhạy cảm cao đối với tất cả các loại nguồn nhiễu Để nghiên cứu những nguy cơ bị nhiễu loạn của một hệ thống thu, cần thiết phải biết các đặc tính vô tuyến điện của nguồn nhiễu, các đặc tính của hệ thống thu và bản chất ghép giữa nguồn nhiễu với hệ thống thu

b3 Nhiễu do bức xạ của một thiết bị không phải là vô tuyến điện

Ngưỡng nhạy cảm về bức xạ điện trường là mức trường điện từ tối đa thiết bị có thể chịu được mà không bị sai sót trong vận hành cũng như không

bị sụt giảm về chất lượng Để đảm bảo một sự nhạy cảm tối thiểu cho các thiết bị điện tử, cần phải đảm bảo một ngưỡng nhạy cảm lớn hơn hoặc bằng 1 V/m ở mọi tần số Tuy nhiên, tùy theo mục đích cũng như độ an toàn của sự

vận hành thiết bị mà Ủy ban Kỹ thuật điện quốc tế đã đưa ra các ngưỡng nhạy cảm cho từng loại thiết bị khác nhau Ví dụ: hạng 1 (1V/m), hạng 2 (3V/m), hạng 3 (10V/m)…

Các nguồn giao thoa điện từ EMI điển hình trong bệnh viện bao gồm động cơ, đèn huỳnh quang, thiết bị gắn với nguồn điện… Phẫu thuật điện, dao đốt điện hoặc mổ điện là nguồn EMI lớn trong bệnh viện

Các nguồn EMI khác là điện thoại di động và các dịch vụ vô tuyến cứu thương Những nguồn này tạo ra cường độ trường cao ở khoảng cách ngắn,

nó thay đổi tỉ lệ nghịch với khoảng cách từ anten

1.5 SỰ BỨC XẠ

Khi thiết kế một sản phẩm theo các đặc điểm kỹ thuật thì cần phải biết được hệ thống hay môi trường mà nó được lắp đặt, bình thường chúng ta sẽ phải tách riêng hai mặt của sự bức xạ và tính nhạy cảm của thiết bị, thiết kế để đáp ứng với các yêu cầu tối thiểu của mỗi mặt Sự bức xạ được chia nhỏ thành các bức xạ phát xạ (tần số cao) từ hệ thống và các bức xạ dây dẫn (tần số thấp) hiện diện trên các dây cáp giao tiếp và cáp nguồn Theo quy ước thì điểm ngăn cách giữa hai dạng bức xạ là tại tần số 30MHz Bức xạ phát xạ có thể chia ra thành các bức xạ mà bắt nguồn từ các dòng điện sai lệch trên các

bo mạch, các dây dẫn khác và các bức xạ từ các dòng điện kiểu chung (common-mode) trên các bo mạch hoặc cấu trúc dây dẫn, hoặc trên các dây cáp nối các thiết bị

1.5.1 Bức xạ phát xạ

a Bức xạ từ bo mạch

Hầu hết thiết bị, nguồn gây nhiễu chủ yếu là các dòng điện chạy trong mạch (như tín hiệu clock, video, điều khiển và các dao động khác), tất cả hầu như đều nằm trên các bo mạch Một lượng năng lượng nào đó sẽ bức xạ trực

tiếp từ bo mạch mang theo dòng điện gây nhiễu (hình 1.4) Cường độ điện trường ở khoảng cách 10m (theo tiêu chuẩn Châu Âu) được xác định theo công thức [1]:

E = 1.26.10-4 f L I (V/m) (1.3) Trong đó:

f: tần số dòng điện chạy trong cáp (MHz)

L: chiều dài dây cáp (m)

ICM : cường độ dòng điện chạy trong cáp (mA)

Hình 1.5 Bức xạ từ cáp

1.5.2 Bức xạ từ dây dẫn

Các nguồn gây nhiễu từ bên trong các mạch điện hoặc từ nguồn cung cấp của thiết bị được móc vòng sang cáp nguồn và dẫn đến thiết bị khác Nguồn nhiễu này cũng có thể móc vòng ở dạng điện cảm hoặc điện dung từ thiết bị khác sang cáp nguồn Kết quả là nhiễu có thể xuất hiện như chế độ sai lệch (giữa masse nguồn và mas se máy hoặc giữa các dây dẫn tín hiệu) hoặc chế độ chung (giữa masse nguồn, masse máy, tín hiệu

và đất) hoặc sự kết hợp cả hai chế độ trên Bức xạ chế độ sai lệch có thể kết hợp với nhiễu chuyển mạch tần số thấp từ nguồn cung cấp, trong khi bức xạ chế độ chung lại kết hợp với các thành phần nhiễu tần số cao

1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG

Có thể nói rằng tương thích điện từ là một lĩnh vực còn tương đối mới

mẻ ở nước ta Vì vậy việc tìm hiểu, nghiên cứu nó để áp dụng vào thực tế là hết sức cần thiết Các nguồn nhiễu trong lĩnh vực tương thích điện từ khá đa dạng và phức tạp, hai phần tử đóng vai trò chính trong hệ thống là nguồn gây nhiễu và thành phần bị nhiễu Trong phần này đã trình bày được các loại nhiễu và nguyên nhân gây nhiễu Các nguyên tắc tương thích điện từ, các thiết

bị cần thiết cho quá trình kiểm tra tính tương thích điện từ

CHƯƠNG 2 HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA VẬT LIỆU

2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG

Chương này trình bày các vấn đề về độ đâm thâu, trở kháng của vật liệu kim loại, không khí Đồng thời trong chương cũng tập trung nghiên cứu hiệu quả che chắn của ba loại vật liệu Superalloy, Nhôm (Al) và Mumetal có độ dày 0,35*10-3inch, được đặt ở khoảng cách một mét từ nguồn điện từ Các tần

số được khảo sát từ 10Hz đến 1GHz

2.2 TRỞ KHÁNG CỦA VẬT LIỆU

Tất cả các vật liệu có trở kháng phụ thuộc vào độ dẫn điện, hệ số từ thẩm và hằng số điện môi của vật liệu Sóng điện từ truyền qua vật liệu, trở

kháng của sóng gần với trở kháng của vật liệu

Phương trình tổng quát cho trở kháng nội là [7]:

µr : hệ số từ thẩm của vật liệu đối với không khí

ζ : điện dẫn của vật liệu, ζ=ζcuζr

ζcu: điện dẫn của đồng ζcu=5,8*107 mhos/meter

ζr : điện dẫn của vật liệu đối với đồng

ε : hằng số điện môi của vật liệu, ε=ε0εr

ε0: hằng số điện môi của không khí hoặc chân không, ε0=8,84*10-12F/m

εr: hằng số điện môi của vật liệu đối với không khí

2.2.1 Trở kháng của không khí

Trong việc xác định trở kháng của không khí, mặc dù jωε là nhỏ, điện dẫn ζ nhỏ hơn nhiều so với jωε, gần bằng không Vì vậy, đối với trở kháng sóng của không khí, phương trình (2.1) sẽ trở thành:

k= , nếu nguồn có trở kháng cao và r ≤

Nhưng ZW không thể vượt quá trở kháng nguồn

k= , nếu nguồn có trở kháng thấp và r ≤

Nhưng ZW không thể nhỏ hơn trở kháng nguồn

2.2.2 Trở kháng của kim loại

Trong việc xác định trở kháng của một kim loại, có điện dẫn cao ζ >>

ε Giả định độ dày của kim loại (t) lớn hơn ba lần so với độ đâm thâu (t >> 3δ), trở kháng của kim loại (Zm) của phương trình (2.1) trở thành:

lần (14%) Vì vậy, 63% (1-1/e ) dòng điện chạy qua giữa bề mặt kim loại và độ đâm thâu 1, 86%

(1-1/e2) giữa bề mặt và độ đâm thâu 2 … và lên đến 99% tại độ đâm thâu 5 Nếu độ dày của kim loại nhỏ hơn độ dày trên, trở kháng của nó rõ ràng là cao hơn so với Zm được tính toán

Đối với kim loại mỏng trở kháng (ZB) trở thành [7]:

ZB= ohms/square cho bất kỳ giá trị của t/δ (2.8)

2.3.1 Giới thiệu chung

- Về từ trường, nguyên tắc Faraday không áp dụng Tuy nhiên, vật liệu từ tính có độ từ thẩm cao (μ >> 1) và độ dày lớn có thể tạo ra sự suy giảm từ trường

Mặt khác, vật liệu dẫn điện mỏng có hệ số từ thẩm thấp cũng có khả năng cung cấp che chắn hiệu quả đối với từ trường Lá chắn làm bằng vật liệu dẫn điện, do từ trường thay đổi mà tạo ra dòng xoáy trên lá chắn tạo hiệu quả che chắn Dòng điện xoáy này chống lại sự biến thiên của từ trường định hướng bên trong lá chắn Kết quả là, khi tần số tăng, hiệu quả che chắn sẽ tăng lên tương ứng

- Về điện trường, theo nguyên tắc Faraday, điện trường bên trong vật dẫn điện hình cầu gần như bằng không

Độ dày của lá chắn đóng một vai trò không đáng kể khi các electron tự

do di chuyển trong vật liệu dẫn điện

-Đối với trường xa, trở kháng sóng được xác định là

Để đạt được điều kiện này, khoảng cách đến nguồn bức xạ cần phải đủ

xa, hay nói cách khác, ở khu vực trường xa Cả từ trường và điện trường đều giảm biên độ là 20dB nếu khoảng cách được tăng lên gấp mười lần

Trong khu vực trường gần, hiệu quả che chắn phải được xem xét riêng đối với từ trường và điện trường Tỷ lệ giữa các trường phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn bức xạ Từ trường điều khiển trường gần khi nguồn có trở kháng thấp, ngược lại điện trường điều khiển khi các nguồn có trở kháng cao Khi khoảng cách tới nguồn là λ/2π, trở kháng sóng là 377Ω

2.3.2 Tính toán hiệu quả bọc chắn

Hiệu quả bọc chắn cho thấy khả năng của vật liệu kim loại bảo vệ, chống lại các trường điện từ bên ngoài và là rào cản ngăn chặn các trường bên trong làm hư hại các thiết bị khác Các thành phần của nó bao gồm tổn hao hấp thụ, tổn hao phản xạ và hệ số hiệu chỉnh phản xạ lại

Hình 2.1 Đường sóng bức xạ truyền qua một tấm chắn

SE Magnetic = A + R Magetic + C Magnetic (2.14)

SE Electric = A + R Electric + C Electric (2.15)

SE PlaneWave = A + R PlaneWave + C PlaneWave (2.16)

a Phương trình tổn hao

Tổn hao hấp thụ được tính toán trước vì các thành phần điện trường, từ trường, sóng phẳng có tổn hao hấp thụ giống hệt nhau Phương trình tổn hao hấp thụ là một hàm đặc trưng bọc chắn EMI của kim loại được sử dụng (như trong Phụ lục B) và tổn hao hấp thụ của tấm chắn là [3]:

số từ thẩm và hệ số điện dẫn cho tổn hao hấp thu thích hợp

Bảng 1 tại phụ lục B mô tả đặc điểm che chắn EMI tương đối, trong đó

có độ từ thẩm và độ dẫn điện tương đối của các kim loại

b Kết quả tổn hao hấp thụ

Tổn hao hấp thụ được tính bởi Matlab sau khi nhập các điều kiện ban đầu Đồ thị này áp dụng cho tất cả ba lĩnh vực là từ trường, điện trường và sóng phẳng

Hình 2.2 Tổn hao hấp thụ đối với từ trường, điện trường và sóng phẳng

Từ kết quả hình 2.2 ta thấy rằng tổn hao hấp thụ của Nhôm (Al) là nhỏ nhất, làm cho nó dễ bị tổn thương nhất đối với năng lượng phản xạ lại Như vậy, cả ba vật liệu phải sử dụng hệ số hiệu chỉnh phản xạ lại, đặc biệt là Nhôm sẽ dựa vào hệ số này cho phạm vi rộng nhất của tần số

2.3.4 Tổn hao phản xạ

Tổn hao phản xạ của một tấm chắn lắp ghép, tổn hao phản xạ của một đường truyền, nó đạt đến đỉnh khi trở kháng của điện từ trường cao hơn nhiều hoặc thấp hơn so với trở kháng của tấm chắn Trong trường hợp tổn hao phản

xạ là thấp, ta sử dụng kim loại có độ từ thẩm cao hơn và tăng độ dày để tăng cường hiệu quả che chắn

Trong từ trường, trở kháng của tấm chắn và trở kháng của trường là gần cân bằng ở tần số thấp Điều này tạo ra sự tổn hao phản xạ ở mức tối thiểu Khi tăng tần số, làm tăng tổn hao phản xạ trong từ trường Do đó, tổn hao phản xạ gần như tỷ lệ thuận với tần số

Trong điện trường, ở tần số cao trở kháng của tấm chắn và trở kháng của trường là cân bằng và tổn hao phản xạ trở nên nhỏ hơn Do đó, tổn hao phản xạ gần như tỉ lệ nghịch với tần số trong điện trường

a Phương trình tổn hao

Mỗi trường có phương trình tổn hao phản xạ riêng biệt Đối với từ trường, phương trình sẽ là [3]:

(2.18) Trong đó:

C1= 0,0117 nếu r tính theo đơn vị mét

C1= 0,462 nếu r tính theo đơn vị inches

C2= 5,35 nếu r tính theo đơn vị mét

C2= 0,136 nếu r tính theo đơn vị inches

r: là khoảng cách từ nguồn điện từ đến bọc chắn

f: tần số

µr: hệ số từ thẩm

gr: điện dẫn

Phương trình tổn hao phản xạ sử dụng ở đây là dành cho từ trường trở kháng thấp Đây được xem là trường gần, trong đó r là khoảng cách từ nguồn điện từ, nhỏ hơn bước sóng λ của từ trường chia 2π (r <λ/2π) Không giống như tổn hao hấp thụ mà phụ thuộc vào độ dày bọc chắn, tổn hao phản xạ phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn điện từ

Đối với điện trường, phương trình là [3]:

Trong đó:

C3 = 322 nếu r tính theo đơn vị mét

C3= 354 nếu r tính theo đơn vị inches

r: là khoảng cách từ nguồn điện từ đến bọc chắn