ЗАСАДИ ПРОЄКТУВАННЯ НЕОДНОРІДНИХ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ЕКРАНІВ

Анотація

Розглянуто два класи неоднорідних електромагнітних екранів – екранів на основі регулярних екрануючих елементів та матеріалів з хаотичним розташуванням металомістких частинок. Показано, що точне прогнозування захисних властивостей композиційних матеріалів з хаотичним розташуванням включень неможливе через емпіричний характер відомих співвідношень Лорентца, Максвелла-Гарнета, Оделевського. Запропоновано розроблення будівельних та оздоблювальних матеріалів з регулярним розташуванням захисного матеріалу у будівельних виробах. Головною проблемою надання будівельним і оздоблювальним матеріалам захисних властивостей є зниження основних параметрів цих матеріалів (пружних модулів) через додавання екрануючої субстанції. Для уникнення такого ефекту запропоновано використання технологічних порожнин у будівельних матеріалах. З цією метою можливо використовувати сажу теплових електростанцій та залізорудний концентрат. Теоретичні міркування свідчать, що додавання у вихідну суміш піно- та газобетону екрануючої добавки великої дисперсності у процесі піноутворення сприяє розподілу частинок добавки на внутрішніх поверхнях порожнин. Це значно підвищує захисні властивості матеріалів без зниження пружних модулів виробів. Надано розрахунковий апарат щодо ефективності екранування електромагнітних випромінювань сітчастими металевими структурами. Для надання конструкції широкосмуговості запропоновано застосування двох паралельних структур, налаштованих на максимальну та мінімальну довжину хвиль випромінювання, які визначаються експериментально. Показано, що застосування розв’язку хвильового рівняння для вектора Герца дозволяє отримати прості і зручні співвідношення для визначення мінімальних частот випромінювань, які проникають крізь отвори (частоти зрізу). Це дозволило визначити такі параметри для прямокутних та круглих отворів. Отримано співвідношення для розрахунку ефективності захисту за рахунок поглинання електромагнітної енергії та відбиття електромагнітних хвиль. При цьому показана можливість врахування площі і кількості отворів одиницю площі екрана. Виконані розрахунки стосуються суто геометричних характеристик захисних конструкцій з отворами. Перспективним напрямом досліджень є визначення захисних властивостей неоднорідних електромагнітних екранів з урахуванням електрофізичних та магнітних властивостей матеріалів, з яких конструкції виготовлені.