Tài liệu Nghiên cứu cải thiện hiệu quả bọc chắn nhằm giảm ảnh hưởng của bức xạ điện từ đến các thiết bị điện tử ở môi trường xung quanh nguồn bức xạ: 6 Tăng Tấn Chiến, Võ Văn Dũng, Trần Nhật Anh
NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN NHẰM GIẢM ẢNH HƯỞNG
CỦA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ ĐẾN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ Ở MÔI TRƯỜNG
XUNG QUANH NGUỒN BỨC XẠ
IMPROVEMENT OF SHIELDING EFFECTIVENESS TO REDUCE THE IMPACT OF
ELECTROMAGNETIC RADIATION ON ELECTRONIC EQUIPMENT IN THE
SURROUNDING ENVIRONMENT OF THE RADIATION SOURCE
Tăng Tấn Chiến, Võ Văn Dũng, Trần Nhật Anh
Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; ttchien@ac.udn.vn
Tóm tắt - Bài báo này trình bày việc thiết kế và mô phỏng bằng
phần mềm CST (Computer Simulation Technology) để kiểm chứng
việc cải thiện hiệu quả bọc chắn của hộp bọc chắn chứa nguồn
bức xạ điện từ nhằm giảm bức xạ này ra môi trường xung quanh
hộp. Cụ thể, sẽ tiến hành thiết kế hộp để bọc chắn nguồn bức xạ
điện từ với các trường hợp hộp bọc chắn kín hoàn toàn, hộp bọc
chắn có khe hở dạng các ống dẫn sóng. Kết quả mô phỏng sẽ cho
thấy, nếu không có phương pháp thiết kế hộp thích hợp thì có thể
có bức xạ...
5 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 304 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu cải thiện hiệu quả bọc chắn nhằm giảm ảnh hưởng của bức xạ điện từ đến các thiết bị điện tử ở môi trường xung quanh nguồn bức xạ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
6 Tăng Tấn Chiến, Võ Văn Dũng, Trần Nhật Anh
NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN NHẰM GIẢM ẢNH HƯỞNG
CỦA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ ĐẾN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ Ở MÔI TRƯỜNG
XUNG QUANH NGUỒN BỨC XẠ
IMPROVEMENT OF SHIELDING EFFECTIVENESS TO REDUCE THE IMPACT OF
ELECTROMAGNETIC RADIATION ON ELECTRONIC EQUIPMENT IN THE
SURROUNDING ENVIRONMENT OF THE RADIATION SOURCE
Tăng Tấn Chiến, Võ Văn Dũng, Trần Nhật Anh
Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; ttchien@ac.udn.vn
Tóm tắt - Bài báo này trình bày việc thiết kế và mô phỏng bằng
phần mềm CST (Computer Simulation Technology) để kiểm chứng
việc cải thiện hiệu quả bọc chắn của hộp bọc chắn chứa nguồn
bức xạ điện từ nhằm giảm bức xạ này ra môi trường xung quanh
hộp. Cụ thể, sẽ tiến hành thiết kế hộp để bọc chắn nguồn bức xạ
điện từ với các trường hợp hộp bọc chắn kín hoàn toàn, hộp bọc
chắn có khe hở dạng các ống dẫn sóng. Kết quả mô phỏng sẽ cho
thấy, nếu không có phương pháp thiết kế hộp thích hợp thì có thể
có bức xạ điện từ bức xạ ra môi trường xung quanh hộp vượt quá
mức cho phép. Do vậy, cần có biện pháp cải thiện hiệu quả bọc
chắn của hộp bằng cách sử dụng các khe hở có dạng ống dẫn
sóng lục giác, tổ ong với chiều dài ống dẫn sóng phù hợp nhằm
giảm bức xạ điện từ, hạn chế bức xạ tác động lên các thiết bị điện
tử đặt ở môi trường xung quanh hộp để đảm bảo vấn đề tương
thích điện từ (TTĐT).
Abstract - This article presents design and simulation via the
Computer Simulation Technology (CST) software to verify the
shielding effectiveness improvement of a box containing an
electromagnetic radiation source in order to reduce the emission of
electromagnetic radiation to the environment surrounding the box.
Specifically, the electromagnetic radiation source can be covered
with a completely closed box or a box with slits shaped like
waveguides. Simulation results show that without an appropriate
method for designing the box, it is likely that electromagnetic
radiation emissions to the surrounding environment will exceed
acceptable levels. Therefore, measures should be taken to
effectively improve the shielding of the box by means of slits in the
shape of hexagons or honey combs, ..., with appropriate
waveguide lengths for the purpose of reducing electromagnetic
radiation, thus limiting this radiation impact on electronic devices
located in the surrounding environment of the box in order to
ensure Electromagnetic Compatibility (EMC).
Từ khóa - Tương thích điện từ; bức xạ điện từ; hộp bọc chắn; khe
hở; CST Studio Suite.
Key words - Electromagnetic Compatibility (EMC);
electromagnetic radiation; shielding box; slit; CST Studio Suite.
1. Đặt vấn đề
Các thiết bị điện tử nếu được bọc kín hoàn toàn thì
hiệu quả bọc chắn sẽ rất tốt, bức xạ điện từ của thiết bị
điện tử này sẽ không gây ảnh hưởng đến các thiết bị điện
tử khác ở xung quanh hộp. Tuy nhiên, trong thực tế mọi
sản phẩm có hộp bảo vệ đều phải có khe hở do các yêu
cầu về tản nhiệt, thông gió, cáp kết nối (cáp, nguồn),
các cổng giao tiếp, ... Chính sự tồn tại của các khe hở
này đã làm giảm đi đáng kể hiệu quả của việc bọc chắn,
vì bức xạ điện từ dễ dàng lan truyền thông qua các khe
hở này gây nhiễu lên các thiết bị điện tử khác, nếu cường
độ bức xạ này vượt quá giá trị cho phép (Class A, Class
B) thì sẽ làm ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của các
thiết bị điện tử ở vùng lân cận. Chính vì vậy, phải có
biện pháp cải thiện hiệu quả của bọc chắn khi vẫn có sự
tồn tại của các khe hở trên hộp bọc chắn nhưng giảm
được cường độ bức xạ điện từ xuống dưới mức cho phép
để đảm bảo vấn đề TTĐT [2].
2. Các phương pháp thiết kế hộp bọc chắn để cải thiện
hiệu quả bọc chắn
2.1. Phương pháp đặt khe hở ở vị trí thích hợp và chia
nhỏ khe hở
Để xác định chính xác vị trí đặt các khe hở là điều rất
khó khăn, một phương pháp để cải thiện hiệu quả bọc chắn
là thay vì sử dụng một khe hở lớn, người ta chia khe hở đó
thành nhiều khe hở nhỏ, nhờ vậy mà tăng hiệu quả bọc chắn
một cách đáng kể [6]. Trong phương pháp cải thiện hiệu
quả bọc chắn bằng cách chia khe hở lớn thành nhiều khe
hở nhỏ thì chiều dài của mỗi khe hở nhỏ đó phải được chọn
phù hợp với dãy tần số của các bức xạ điện từ để tăng hiệu
quả của bọc chắn [5], [9]. Thông thường, chiều dài của mỗi
khe hở được chọn nhỏ hơn nhiều so với nửa bước sóng
(λ/2). Kết quả thực hiện theo phương pháp này đã được
công bố trong [1].
2.2. Phương pháp sử dụng các ống dẫn sóng
Các khe hở trên các tấm chắn có thể làm suy giảm các
bức xạ điện từ nếu chúng có hình dạng giống với ống dẫn
sóng. Trong ống dẫn sóng có thiết diện là hình chữ nhật
thường dùng mode TE10, ống có thiết diện hình trụ tròn thì
dùng mode TE11.
Với ống dẫn sóng hình chữ nhật, tần số cắt được tính
theo [3] cho trường hợp tổng quát mode TEmn:
𝑓𝑐,𝑚𝑛 =
𝑣0
2𝑙
√𝑚2 + 𝑛2 (1)
Với mode TE10 trong ống hình chữ nhật có chiều dài l,
vận tốc ánh sáng trong chân không v0 thì:
𝑓𝑐,10 =
𝑣0
2𝑙
=
1.5×108
𝑙
Hz (2)
Suy hao 𝛼𝑚𝑛 qua ống dẫn sóng hình chữ nhật được xác
định theo công thức [3], [7]:
𝛼𝑚𝑛 = 𝜔√𝜇0𝜀0√(
𝑓𝑐,𝑚𝑛
𝑓
)
2
− 1 (3)
Giả sử rằng tần số sóng tới f nhỏ hơn nhiều so với tần
số cắt fc, ta được:
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL. 17, NO. 1.1, 2019 7
𝛼𝑚𝑛 ≅
2𝜋𝑓
𝑣0
𝑓𝑐,𝑚𝑛
𝑓
(𝑓 ≪ 𝑓𝑐,𝑚𝑛)
=
2𝜋𝑓𝑐,𝑚𝑛
𝑣0
(4)
Với mode TE10 , suy ra: 𝛼10 =
𝜋
𝑙
(5)
Suy hao lan truyền của sóng điện từ qua ống dẫn sóng
với cạnh dài z (cạnh dài mặt cắt ngang) tỷ lệ với e-αz. Vì
vậy, hiệu quả bọc chắn của trường hợp ống dẫn sóng hình
chữ nhật là [3], [7]:
SEdB = 20𝑙𝑜𝑔10𝑒
𝛼10𝑧 = 27,3
𝑧
𝑙
(6)
Hình 1. 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
Khi hộp bọc chắn đòi hỏi có hiệu quả bọc chắn cao hoặc
cần có khoảng hở lớn như hệ thống thông gió thì ta có thể
dùng bọc chắn dạng ống dẫn sóng.
Tương tự với ống dẫn sóng hình trụ tròn ta có [4], [7]:
SEdB = 32
𝑧
𝑑
(7)
Các kết quả trên cho thấy, rằng sóng điện từ sẽ bị suy
hao nhanh chóng khi đi qua các ống dẫn sóng và tỷ lệ thuận
với chiều dài ống dẫn sóng. Nhiều ống dẫn sóng nhỏ được
ghép lại với nhau theo cấu trúc “tổ ong” là một trong những
phương pháp hữu hiệu để làm giảm các bức xạ này [8]. Với
ống dẫn sóng hình trụ tròn, nếu chiều dài của nó gấp 3 lần
đường kính thì hiệu quả bọc chắn sẽ rất cao (𝑆𝐸 ≈
100𝑑𝐵). Vì vậy, nếu khe hở có đường kính nhỏ hơn nhiều
so với bề dày của hộp bọc chắn thì một ống dẫn sóng sẽ
được hình thành.
3. Kết quả mô phỏng và thảo luận
3.1. Mô phỏng bức xạ điện từ ở ngoài hộp trong trường
hợp hộp bọc chắn kín hoàn toàn
Thiết kế hộp bọc chắn bằng phần mềm CST [10], trong
phần mô phỏng này hộp không có bất kỳ khe hở nào (hộp
kín hoàn toàn), bức xạ điện từ từ hộp ra môi trường xung
quanh tại vị trí cách hộp 3m được mô tả như sau [5]:
Hình 2. Bức xạ điện từ ở vị trí cách hộp kín 3m
Kết quả mô phỏng: Khi hộp bọc chắn kín hoàn toàn thì
bức xạ điện từ từ bên trong hộp ra môi trường xung quanh
cách hộp 3m là rất nhỏ, cụ thể -200dB [microV/m] trên cả
dải tần từ 700MHz đến 1700MHz. Với giá trị này thì bức
xạ điện từ không làm ảnh hưởng đến hoạt động của các
thiết bị điện tử khác xung quanh.
3.2. Mô phỏng bức xạ điện từ ở ngoài hộp bọc chắn với
khe hở có cấu trúc như ống dẫn sóng chữ nhật
Ở phần này, sẽ tiến hành mô phỏng phương pháp sử
dụng khe hở có hình dạng ống dẫn sóng chữ nhật với kích
thước 4x0.1cm, còn độ sâu của ống thay đổi lần lượt là
1cm, 4cm, 6cm, 8cm và 12cm. Kết quả như ở Hình 3.
Hình 3. Bức xạ điện từ đo ở vị trí cách hộp bọc chắn 3m có
khe hở dạng ống dẫn sóng chữ nhật với độ sâu khác nhau
Như vậy, khi khe hở có dạng như một ống dẫn sóng thì
bức xạ điện từ ra xung quanh sẽ giảm đi rất nhiều. Đồng
thời, nếu độ sâu của ống dẫn sóng này càng lớn thì bức xạ
điện từ ra ngoài càng nhỏ, khi tăng độ sâu này lên 4cm,
6cm và đặc biệt đến 12 cm thì bức xạ điện từ xuống rất thấp
(trong khoảng từ -18 đến 38dB [microV/m]).
3.3. Mô phỏng bức xạ điện từ ở ngoài hộp bọc chắn với
khe hở có cấu trúc như một ống dẫn sóng lục giác
Mô phỏng hộp bọc chắn với khe hở có cấu trúc ống dẫn
sóng hình lục giác, trường hợp ống có cạnh g=0,636cm và
chiều dài ống lần lượt là 0,3145cm, 0,636cm, 0,954cm và
2,544 cm, được minh họa như Hình 4 và kết quả mô phỏng
như ở Hình 5.
Hình 4. Hộp bọc chắn với khe hở ống dẫn sóng lục giác
Hình 5. Bức xạ điện từ ở vị trí cách hộp bọc chắn 3m có khe hở
dạng ống dẫn sóng hình lục giác với độ sâu khe hở khác nhau
Từ đồ thị Hình 5, khi hộp bọc chắn có khe hở dạng ống
dẫn sóng lục giác thì bức xạ điện từ từ hộp giảm đáng kể
so với hộp có khe hở khác cùng diện tích, bởi vì khi sóng
truyền qua ống dẫn sóng hình lục giác thì sẽ bị suy hao lớn,
đặc biệt khi sóng có tần số dưới tần số cắt. Kết quả mô
phỏng cho thấy, các ống lục giác có cùng chiều rộng
8 Tăng Tấn Chiến, Võ Văn Dũng, Trần Nhật Anh
g=0.636cm tức là có cùng diện tích nhưng ống càng dài thì
bức xạ điện từ ra ngoài càng thấp.
Khi chiều dài ống dẫn sóng hình lục giác d = 2,544cm
thì tỉ lệ dài rộng là 4:1, hiệu quả bọc chắn được cải thiện
đáng kể. Cường độ bức xạ đo ở vị trí cách hộp 3m là dưới
0dB [microV/m] trong dải tần số khảo sát.
Trường hợp giữ nguyên chiều dài ống dẫn sóng lục
giác là d=0,636cm và thay đổi cạnh g=0,636cm,
0,318cm, 0,159cm và 0,125cm thì kết quả thu được như
ở Hình 6.
Hình 6. Bức xạ điện từ đo ở vị trí cách hộp bọc chắn 3m
có khe hở dạng ống dẫn sóng hình lục giác với độ rộng khe hở
khác nhau
Hình 6 cho thấy, ống dẫn sóng hình lục giác có chiều
dài 0.636cm khi cạnh g của ống thay đổi thì bức xạ điện từ
cũng thay đổi theo. Cụ thể, khi cạnh của ống tăng thì bức
xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m cũng tăng theo. Trường
hợp ống dẫn sóng lục giác có cạnh bé từ 0.159cm trở xuống
thì bức xạ điện từ ở mức khoảng 0dB [microV/m], cho hiệu
quả bọc chắn rất tốt.
3.4. Mô phỏng bức xạ điện từ xung quanh hộp bọc chắn
với khe hở có cấu trúc ống dẫn sóng lục giác và cấu trúc
lỗ tổ ong có cùng diện tích
Mô phỏng hộp bọc chắn với khe hở có cấu trúc ống dẫn
sóng lục giác dài d=0,635cm và có thiết diện là 10,39cm2
sẽ tương ứng với 20 lỗ tổ ong [8] có cạnh g=0,447cm.
Kết quả mô phỏng như ở Hình 7.
Hình 7. So sánh bức xạ điện từ ở vị trí cách hộp bọc chắn 3m có
khe hở dạng ống dẫn sóng hình lục giác và lỗ tổ ong đặt dọc
(thẳng đứng)
Với cùng một chiều dài d =0.635cm và cùng một diện
tích bằng 10,39 cm2 nhưng bức xạ điện từ cho bởi hai
trường hợp khác nhau một cách rõ rệt. Trường hợp sử dụng
ống dẫn sóng thì bức xạ điện từ cao từ 75 đến xấp xỉ
100dB[microV/m]. Trong khi đó, bức xạ điện từ từ hộp có
khe hở là các lỗ tổ ong lại cho bức xạ thấp hơn [8], trong
dải tần từ 700MHz đến 1700MHz đều đạt yêu cầu về chuẩn
A và B, hiệu quả bọc chắn sẽ tốt hơn.
Bức xạ điện từ trong trường hợp hộp bọc chắn có khe
hở với lỗ tổ ong còn tùy thuộc vào vị trí đặt các lỗ thẳng
đứng hay nằm ngang. Với cùng một chiều dài d, chiều rộng
g thì bức xạ điện từ được minh họa như ở Hình 10.
Hình 8. Trường hợp đặt lỗ tổ ong đặt dọc (thẳng đứng)
Hình 9. Trường hợp đặt lỗ tổ ong đặt nằm ngang
Hình 10. Bức xạ điện từ ở vị trí cách hộp 3m trong trường hợp
bọc chắn có khe hở tổ ong đặt thẳng đứng và đặt nằm ngang
Qua Hình 10, để có được hiệu quả bọc chắn tốt thì việc
đặt lỗ tổ ong cũng rất quan trọng vì trong trường hợp đặt
ngang, khe hở là lỗ tổ ong tiếp xúc nhiều với dòng điện cảm
ứng trên tấm chắn gây nên bức xạ điện từ cao hơn trường
hợp đặt dọc (thẳng đứng).
Khi tăng độ sâu khe hở với các lỗ tổ ong đến 2,544cm
thì bức xạ điện từ trong trường hợp đó với trường hợp ban
đầu có độ sâu 0,635cm giảm đáng kể, hiệu quả bọc chắn
được cải thiện tốt hơn nhiều như ở Hình 11.
Hình 11. Bức xạ điện từ từ hộp bọc chắn có khe hở với
lỗ tổ ong đặt dọc với độ sâu khác nhau
3.5. Mô phỏng bức xạ điện từ trường hợp mở rộng dải
tần trong khoảng 500MHz - 2500MHz
Mở rộng dải tần số từ 500MHz đến 2500MHz. Tiến
hành mô phỏng bằng phần mềm CST, một số kết quả của
bức xạ điện từ ngoài hộp bọc chắn như sau:
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL. 17, NO. 1.1, 2019 9
Hình 12. Bức xạ điện từ đo ở vị trí cách hộp kín 3m
Hình 13. Bức xạ điện từ đo ở vị trí cách hộp 3m có khe hở dạng
ống dẫn sóng chữ nhật với độ sâu khác nhau
Hình 14. Bức xạ điện từ đo ở vị trí cách hộp 3m có khe hở dạng
ống dẫn sóng hình lục giác với độ sâu khe hở khác nhau
Hình 15. Bức xạ điện từ đo ở vị trí cách hộp 3m có khe hở dạng
ống dẫn sóng hình lục giác với độ rộng khe hở khác nhau
Hình 16. So sánh bức xạ điện từ đo ở vị trí cách hộp 3m có khe
hở dạng ống dẫn sóng hình lục giác và dạng lỗ tổ ong
Hình 17. Bức xạ điện từ đo ở vị trí cách hộp 3m trong
trường hợp bọc chắn có khe hở tổ ong đặt ngang và đặt dọc
Hình 18. Bức xạ điện từ đo ở vị trí cách hộp 3m có
khe hở với lỗ tổ ong đặt dọc độ sâu khác nhau
Nhận xét chung các đồ thị từ Hình 13 đến Hình 18: Kết
quả về bức xạ điện từ trong trường hợp dải tần được mở
rộng lên 500 – 2500 MHz có một số thay đổi nhỏ so với
kết quả bức xạ điện từ trong trường hợp sử dụng dải tần
700 – 1700MHz. Thật vậy, khoảng mở rộng tần số đó là
khoảng có bức xạ điện từ biến thiên tăng giảm liên tục, nhất
là khoảng từ 500 đến 700MHz, còn khoảng từ 1700MHz
trở lên luôn cho bức xạ điện từ ở ngưỡng cao nhất trong
toàn bộ dải tần đang xét. Cụ thể, trong trường hợp bọc chắn
có khe hở là dạng ống dẫn sóng lục giác và lỗ tổ ong có
cùng chiều dài d = 0,635cm. Kết quả trên Hình 16 cho thấy,
nếu chỉ khảo sát trong khoảng 700 – 1700MHz thì bọc chắn
có khe hở là lỗ tổ ong cho bức xạ điện từ ở mức dưới
ngưỡng chuẩn A, tuy nhiên bức xạ điện từ từ 1700MHz trở
lên lại lớn dần (>60dB [microV/m]) làm cho hiệu quả bọc
chắn của lỗ tổ ong giảm đi. Vì vậy, việc lựa chọn dải tần
để khảo sát trong trường hợp bọc chắn có khe hở rất quan
trọng, việc cải thiện hiệu quả bọc chắn trong khoảng dải
tần mở rộng chỉ nên thực hiện khi thực sự cần thiết.
3.6. Đánh giá các phương pháp cải thiện hiệu quả bọc
chắn bởi các thông số SE
Việc đánh giá các phương pháp cải thiện bọc chắn trong
lĩnh vực TTĐT có thể dựa vào các thông số hiệu quả bọc
chắn (SE) [5], [9]. Hiệu quả bọc chắn càng lớn thì chứng
tỏ hộp bọc chắn được thiết kế càng tốt.
Hình 19. Hiệu quả bọc chắn của hộp có khe hở ống dẫn sóng
chữ nhật với độ sâu khác nhau
10 Tăng Tấn Chiến, Võ Văn Dũng, Trần Nhật Anh
Hình 19 cho thấy hiệu quả bọc chắn được cải thiện khi
khe hở có hình dạng như một ống dẫn sóng chữ nhật. Ngoài
ra, nếu ta tăng độ sâu của các ống dẫn sóng này thì hiệu quả
bọc chắn càng tăng lên. Qua kết quả mô phỏng, khi độ sâu
này tăng lần lượt 1cm, 4cm, 6cm, 8cm và 12cm thì hiệu
quả bọc chắn tăng theo. Đặc biệt, ở độ sâu 12cm lớn hơn
gấp ba lần chiều dài khe hở thì hiệu quả bọc chắn rất cao
(ở mức trên 100dB). Như vậy, nếu độ sâu này càng lớn hơn
rất nhiều so với chiều dài của khe hở thì phương pháp ống
dẫn sóng này đem lại hiệu quả bọc chắn khá tốt.
Hình 20. Hiệu quả bọc chắn của hộp với khe hở là ống dẫn
sóng lục giác có chiều dài khác nhau
Hình 21. Hiệu quả bọc chắn của hộp với khe hở là ống dẫn
sóng lục giác có chiều rộng khác nhau
Đồ thị Hình 20 cho thấy nếu khe hở của hộp có dạng
ống dẫn sóng lục giác thì khi độ sâu khe hở càng lớn thì
hiệu quả bọc chắn càng tăng, trong trường hợp chiều dài
d=2,544cm thì hiệu quả bọc chắn đạt trên 110dB.
Đồ thị Hình 21 cho thấy nếu khe hở của hộp có dạng
ống dẫn sóng lục giác thì khi chiều rộng khe hở càng lớn
thì hiệu quả bọc chắn càng giảm, với chiều rộng
g=0,125cm thì SE luôn ở mức từ 130dB trở lên, còn
g=0,636cm thì SE sẽ ở mức từ 100dB trở xuống.
Hình 22. Hiệu quả bọc chắn của hộp có khe hở dạng lỗ tổ ong
và ống dẫn sóng lục giác cùng chiều dài
Đồ thị Hình 22 cho thấy, hiệu quả bọc chắn của lỗ tổ ong
tốt hơn so với ống dẫn sóng lục giác khi chúng có cùng chiều
dài vì hiện tượng suy hao sóng điện từ khi đi qua khe hở lỗ
tổ ong sẽ lớn hơn so với khi đi qua khe hở ống dẫn sóng lục
giác, bức xạ điện từ bên trong hộp qua khe hở bị suy hao khá
nhiều, ít gây ảnh hưởng đến các thiết bị khác bên ngoài hộp.
Hình 23. Hiệu quả bọc chắn của hộp có khe hở dạng lỗ tổ ong
độ sâu khác nhau
Đồ thị Hình 23 cho thấy, sự khác biệt về hiệu quả bọc
chắn khi độ sâu của lỗ tổ ong tăng lên, giả sử ta xét ở tần
số 1100MHz, SE khi d = 0.636cm là 101dB nhưng nó sẽ
tăng lên 141dB nếu chiều dài (độ sâu) của khe hở tăng lên
gấp 4 lần so với chiều dài ban đầu. Từ đó có thể thấy rằng,
độ sâu khe hở cũng là yếu tố quan trọng trong việc cải thiện
hiệu quả bọc chắn.
4. Kết luận
Cải thiện hiệu quả bọc chắn của hộp bọc chắn có thể thực
hiện bằng nhiều cách: sử dụng các khe hở có dạng ống dẫn
sóng lục giác, ống dẫn sóng càng dài thì hiệu quả bọc chắn
càng tốt; các khe hở dạng lỗ tổ ong đặt dọc và có độ sâu càng
lớn thì hiệu quả bọc chắn càng tốt hơn đặt nằm ngang. Như
vậy, hộp bọc chắn có khe hở được thiết kế thích hợp sẽ giảm
được mức bức xạ điện từ ra môi trường xung quanh hộp,
tăng hiệu quả bọc chắn và đảm bảo vấn đề tương thích điện
từ giữa các thiết bị điện tử trong dải tần số thích hợp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Tang Tan Chien, Bui Thi Minh Tu, Tran Nguyen Do; “Improvement
of Shielding for Electromagnetic Compatibility”; IEIE Transactions
on Smart Processing & Computing, No: Volume 5 Number 1
February 29, 2016. Pages: 63-69, 2016.
[2] Tăng Tấn Chiến, “Tương thích điện từ”, Nhà xuất bản Giáo dục Việt
Nam, 2010.
[3] Clayton R. Paul, “Introduction to Electromagnetic Compatibility”,
Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2006.
[4] Henry W.Ott, “Noise reduction techniques in electronic systems”,
Published by John Wiley & Sons, Inc.,1988.
[5] Min Li, Joe Nuebel and James L. Drewniak, Member IEEE; Richard E.
DuBoff, Todd H. Hubing and Thomas P. Van Doren, Senior Member
IEEE; “EMI from Cavity Modes of Shielding Enclosures – FDTD
Modeling and Measurements”, IEEE Transactions on Electromagnetic
Compatibility, Vol. 42, No. 1, pp. 29–38, February 2000.
[6] R.W. Evans, “Design Guidelines for Shielding Effectiveness,
Current Carrying Capability, and the Enhancement of Conductivity
of Composite Material”, NASA Comtractor Report 4784, 1997.
[7] Department Of Defense Washington DC, “Military Handbook Grounding,
Bonding And Shielding For Electronic Equipments And Facilities”, 1987.
[8] Yeong Chul Cheong, Kyung Won Lee, PyoHong, Jong Gwan Yook,
“Design Equation of Shielding Effectiveness of Honeycomb”,
Defense Quality Assurance Agency, Dept. of Information &
Communication Engineering, Kongju National Univ, Korea, 2005.
[9] Stanislav Kovář, Jan Valouch, Hana Urbančoková, Milan Adámek, Václav
Mach, “Simulation of Shielding Effectiveness of Materials Using CST
Studio”, WSEAS Transactions on Communications, ISSN / E-ISSN:
1109-2742 / 2224-2864, Volume 16, 2017, Art. #16, pp. 131-136, 2017.
[10] https://www.cst.com/2018
(BBT nhận bài: 11/11/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 28/12/2018)
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- pdffull_2019m05d09_10_9_47_9432_2134885.pdf