5. Bố cục đề tài
3.5.5Cải thiện hiệu quả bọc chắn tại khớp nối
Tổng hiệu quả che chắn của bọc chắn bị hạn chế bởi lỗi của khớp nối làm cho dòng điện chảy trong lá chắn. Hiệu quả che chắn của khớp nối phụ thuộc chủ yếu vào khả năng chúng tạo ra một điện trở tiếp xúc thấp qua khớp. Điện trở tiếp xúc là một hàm của vật liệu, độ dẫn điện của lớp bẩn bề mặt và áp lực tiếp xúc.
Ba yếu tố sau sẽ làm tăng hiệu quả che chắn đáng kể:
1.Tiếp xúc dẫn điện: Tất cả các bề mặt khớp nối phải đƣợc khớp nhau và dẫn điện.
2.Khớp nối gối lên nhau: bề mặt khớp nối nên gối lên nhau ở mức độ lớn, nó cung cấp đủ điện dung nối cho khớp nối có chức năng nhƣ một ngắn mạch điện ở tần số cao. Sự gối lên nhau của khớp nối ở mức tối thiểu để tỷ lệ giữa bề mặt và kẽ hở 5:1 là một lựa chọn tốt.
3.Miếng đệm, điểm tiếp xúc của khớp nối: Tiếp xúc tốt giữa các bề mặt tiếp xúc có thể đạt đƣợc bằng cách sử dụng miếng đệm dẫn. Các tính chất về điện của các miếng đệm phải giống với lá chắn để duy trì một mức độ dẫn điện cao tại bề mặt chuyển tiếp và để tránh những khoảng trống không khí hoặc điện trở cao. Dòng điện cảm ứng trong lá chắn, cơ bản cùng một hƣớng nhƣ điện trƣờng tới. Một miếng đệm đặt ngang với dòng điện này là kém hiệu quả hơn so với đặt song song với dòng điện. Sóng phân cực tròn chứa các thành phần dọc và ngang bằng nhau. Do đó, các miếng đệm phải có hiệu quả nhƣ nhau trong cả hai hƣớng. Một số các miếng đệm có hiệu suất phụ thuộc vào hình dạng khớp nối, điện trở tiếp xúc và lực đặt tại các khớp.
Hình 3.13 cho thấy hai kỹ thuật điển hình của miếng đệm khớp che chắn.
Hình 3.13 Kỹ thuật đệm nối
Ngoài ra, bất kỳ một hộp bọc chắn nào cũng cần có các nắp đóng mở. Do đó xuất hiện rất nhiều các khoảng hở tại các vị trí này và bức xạ thông qua nó tƣơng đƣơng nhƣ bức xạ của một anten. Mặc dù các khoảng hở này có thể rất nhỏ nhƣng năng lƣợng bức xạ của nó có thể là rất lớn theo nguyên lý Babinet. Ví dụ, yêu cầu cần có một nắp đậy hộp bọc chắn minh họa ở hình 3.14a.
Hình 3.14 Ảnh hưởng của các nắp đậy hộp bọc chắn
Theo nguyên lý Babinet, nếu thay thế các khoảng hở này bằng một dây dẫn rắn có kích thƣớc cùng với kích thƣớc của khoảng hở đó thì bức xạ điện từ của chúng là tƣơng đƣơng nhau. Điều này cho thấy rằng chiều dài của khoảng hở quan trọng hơn bề dày của nó trong việc xác định bức xạ điện từ qua các khoảng hở này. Do đó, nếu chiều dài của các khoảng hở đúng bằng nửa bƣớc sóng thì bức xạ của nó tƣơng đƣơng nhƣ bức xạ của một anten dipole. Để phá vỡ khả năng hình thành năng lƣợng bức xạ nhƣ một anten, ta thƣờng đặt các ốc vít xung quanh nắp đậy do các anten ngắn có bức xạ điện từ nhỏ hơn so với các anten dài. Điều này đƣợc minh họa ở hình 3.14b, khi chèn các ốc vít xung quanh nắp đậy che chắn thì làm giảm bức xạ điện từ từ các khoảng hở.
3.5.6 Phƣơng pháp sử dụng các ống dẫn sóng
Khi hộp bọc chắn đòi hỏi có hiệu quả bọc chắn cao hoặc hộp bọc chắn cần có khoảng hở lớn nhƣ hệ thống thông gió ở hình 3.15, chúng ta có thể dùng bọc chắn dạng ống dẫn sóng.
Hình 3.15 Sử dụng ống dẫn sóng để cung cấp hệ thống thông gió và làm giảm bức xạ điện từ qua nó: (a) nhìn trước, (b) nhìn bên cạnh
Với ống dẫn sóng hình trụ tròn, nếu chiều dài của nó gấp 3 lần đƣờng kính thì hiệu quả bọc chắn sẽ đạt mức rất cao 100dB.
Đối với ống dẫn sóng dạng tổ ong:
Che chắn toàn vẹn của vỏ chắn RF đƣợc duy trì tại các điểm có ống thông gió. Tấm vật liệu kim loại dạng tổ ong đƣợc sử dụng cho mục đích này nhƣ trong hình 3.16. Tấm vật liệu kim loại dạng tổ ong tận dụng lợi thế của nguyên lý ống dẫn sóng khi áp dụng cho các tế bào tổ ong riêng lẻ.
Nếu các tế bào lục giác đƣợc xấp xỉ bằng ống dẫn sóng tròn, che chắn khoảng 100dB có thể đạt đƣợc lên đến tần số cao nhất thỏa các mối quan hệ [8]:
d ≤ (3.9)
t ≥ 3d (3.10)
Trong đó d là đƣờng kính của ống dẫn sóng tròn, t là chiều dài của ống dẫn sóng và λ là bƣớc sóng tƣơng ứng với tần số cao nhất.
3.6 TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN TRONG TRƢỜNG HỢP BỌC CHẮN KHÔNG KÍN
Trƣờng hợp thiết bị bọc chắn có khe hở, hệ thống thông gió, đƣờng nối và khớp nối làm giảm SE của hộp bọc chắn. Trong trƣờng hợp này, một phƣơng pháp đặc biệt để tính SE của cấu trúc là cần thiết.
Đầu tiên, tính SE cho một tấm chắn của vật liệu dẫn điện tại mỗi tần số quan tâm.
Thứ hai, tính toán SE khi có khe tại mỗi tần số. Sau đó sử dụng giá trị SE thấp hơn tại mỗi tần số. Thông thƣờng có một số loại khe hở, phƣơng pháp kết hợp các hiệu ứng của nó cũng tƣơng tự nhƣ cách tính tổng số trở kháng của các điện trở song song [7]:
(3.11)
Tuy nhiên, khi SE đƣợc tính theo dB, mỗi SE phải đƣợc chuyển đổi trở lại ra tỷ lệ trƣớc khi cộng. Tổng SE đƣợc chuyển đổi trở lại ra dB. Tổng SE nhiều khe sẽ nhỏ hơn so với SE riêng lẻ thấp nhất. Phần dƣới sẽ trình bày các phƣơng pháp để xác định SE riêng lẻ cho nhiều loại khe hở.