Analiza emisji promieniowania po podłączeniu kabli do szaf ekranowanych

Emisje promieniowania po podłączeniu kabli do szaf ekranowanych
1. Przyczyny zmniejszonej skuteczności ekranowania w szafach ekranujących na miejscu
Kabel jest głównym czynnikiem powodującym problemy z kompatybilnością elektromagnetyczną w systemie. Podczas testowania kompatybilności elektromagnetycznej często spotyka się sytuacje, w których sprzęt nie może przejść testu kompatybilności elektromagnetycznej pomimo jakiejkolwiek poprawy, ale sprzęt może przejść test bezproblemowo po odłączeniu zewnętrznego kabla urządzenia; W praktyce użytkowania urządzeń elektronicznych często zdarzają się sytuacje, w których urządzenie nie działa prawidłowo lub nawet często się zawiesza, ale po odłączeniu kabla łączącego wszystko jest w porządku. W rzeczywistości większość problemów z kompatybilnością elektromagnetyczną, z którymi spotykamy się w rzeczywistości, wynika z kabli.
Obudowa ekranowana może spełniać rygorystyczne wymagania normy, gdy nie jest podłączona do żadnych kabli w laboratorium, ale często ma skuteczność ekranowania wynoszącą tylko około 50 dB lub nawet jest całkowicie nieskuteczna w użyciu na miejscu. Dzieje się tak dlatego, że kabel został nieprawidłowo podłączony do szafy na miejscu, a skuteczność ekranowania szafy wróciła do normy po odłączeniu kabla połączeniowego. Oznacza to, że kable są bezpośrednią przyczyną zmniejszonej skuteczności ekranowania systemu. W rzeczywistości kabel jest wydajną anteną odbiorczą i nadawczą, a jeśli zostanie nieprawidłowo podłączony, może bezpośrednio przesyłać sygnały wycieku elektromagnetycznego z szafy. W przypadku, gdy nieekranowana skrętka jest podłączona bezpośrednio do ekranowanej obudowy, jest to równoznaczne z bezpośrednim podłączeniem anteny transmisyjnej do ekranowanej obudowy, co powoduje całkowitą utratę efektu ekranowania ekranowanej obudowy. Dlatego należy unikać tego błędu w rzeczywistym użyciu.
2. Model radiacyjny ekranowanych kabli połączeniowych szafy
Obwód prądu różnicowego jest obwodem prądu sygnałowego w kablu, natomiast obwód prądu wspólnego jest tworzony przez kabel i masę.
Analizę matematyczną tego modelu można znaleźć w wielu książkach na temat EMC. Nie będę tutaj omawiał tej części pracy, po prostu wykorzystam płynące z niej wnioski. Model ten jest odpowiednikiem dwóch anten z pętlą prądową, a jego zdolność transmisji jest proporcjonalna do powierzchni pętli i wielkości prądu w pętli. W rzeczywistości ekranowana skrętka jest używana w tajnych sieciach. Kabel zawiera przewody sygnałowe i przewody uziemiające. Odległość między nimi jest bardzo mała, a obszar pętli prądowej w trybie różnicowym utworzony przez te dwa jest również bardzo mały, więc promieniowanie w trybie różnicowym nie jest silne. Dodatkowo, ze względu na przeciwny kierunek prądu w sąsiednich zawiasach, generowane przez nie pole magnetyczne również ma przeciwny kierunek, co zanika w przestrzeni. Dlatego też faktycznie generowane promieniowanie pochodzi głównie z promieniowania w trybie wspólnym.
Promieniowanie w trybie wspólnym jest generowane przez prąd w trybie wspólnym, a pętla prądu w trybie wspólnym jest tworzona przez kabel i ziemię, z dużą powierzchnią pętli i silnym promieniowaniem. Prąd w trybie wspólnym jest generowany przez napięcie w trybie wspólnym, czyli napięcie między kablem a ziemią. Istnieje wiele przyczyn tego napięcia. W przypadku stosowania szaf ekranowanych generacja napięcia wspólnego pochodzi głównie z emisji elektromagnetycznej upływu sprzętu wewnątrz szafy na kablu oraz sprzężenia pojemnościowego i indukcyjnego w obwodzie.