DE3133441A1

DE3133441A1 - Abschirmung gegen elektromagnetische impulse

Info

Publication number: DE3133441A1
Application number: DE19813133441
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Current assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Priority date: 1981-08-24
Filing date: 1981-08-24
Publication date: 1983-03-10
Also published as: DE3133441C2

Description

Abschirmung gegen elektro-
magnetische Impulse B e s c h r e i b u n g Die Erfindung betrifft eine Abschirmung eines von einem Gehäuse od. dgl. umschlossenen Raumes gegen elektromagnetische Impulse mit einer an dem Gehäuse vorgesehenen Beschichtung, die eine Schicht aus elektrisch leitfähigem Material bildet.
Eine derartige Abschirmung ist beispielsweise aus der DE-AS 21 34 815 sowie dem angegebenen Stand der Technik bekannt. Eine derartige Anordnung bildet einen sogenannten faradayschen Käfig, der die Ausbreitung elektrischer Felder in das Innere des abgeschirmten Raumes verhindert. Eine derartige Anordnung bietet aber keinen ausreichenden Schutz gegen sehr starke und kurzzeitige elektromagnetische Impulse. Das elektrische Feld dieser Impulse wird zwar durch die leitende Abschirmung abgeleitet, jedoch wird hierbei ein Magnetfeld auch auf der Innenseite der Abshcirmung induziert, welches wiederum um geeignet ist, im Inneren des abgeschirmten Raumes und insbesondere auf die darin befindlichen elektrischen Leiter, Flächen, Geräte und dgl. ein elektrisches Feld hoher Stärke zu induzieren.
Extrem starke und kurzzeitige elektromagnetische Strahlungsimpulse können insbesondere auftreten im Fall von Nuklearexplosionen, auch solchen in großer Höhe in der Strato- oder Exosphäre, bei denen durch Sekundäreffekte (Comptoneffekt) kurzzeitig elektromagnetische Strahlung von sehr hoher Intensität entsteht, durch die ungenügend abgeschirmte Einrichtungen aller Art, insbesondere Fernmeldegeräte, Kommunikationsgeräte, Fernlenkgeräte und dgl.
außer Betrieb gesetzt werden können. Es ist deshalb von großer Wichtigkeit, sowohl militärische Einrichtungen, Gerätegehäuse, Kampffahrzeuge und dgl., aber auch wichtige zivile Einrichtungen, die strahlungsempfindliches Gerät enthalten, wie z. B. Fernmeldezentralen, Feue -leitstände, aber auch Operationssäle und dgl., wirksame gegen derartige Strahlungsimpulse abzuschirmen.
Aus der DE-OS 21 02 840 ist es bekannt, daß ein elektromagnetische Strahlung z. B. an Mikrowellengeräten absorbierendes leitfähiges Material auch durch ein magnetisch leitfähiges Material ersetzt werden kann. Gegen die vorbeschriebenen hochintensiven elektromagnetischen Strahlungsimpulse bietet aber auch eine derartige Abschirmung nur unzureichenden Schutz.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gegen kurze Impulse hoher Feldstärke geeignete Abschirmung zu schaffen, bei der die Gefahr der Sekundärinduktion auf empfindliche Objekte, Geräte, Leitungen und dgl. verringert ist, und die auch bei geometrisch komplizierten Gehäusen einfach anzubringen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Abschirmung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Beschichtung aus zwei oder mehr übereinander angeordneten, abwechselnd elektrisch und magnetisch leitfähigen Schichten besteht.
Zweckmäßigerweise bestehen die Schichten aus einem fließ-, streich- oder sprühfähigen und dann ausgehärteten Grundmaterial und darin eingelagerten elektrisch bzw.
magnetisch leitfähigen Partikeln. Letztere bestehen beispielsweise aus Eisen, Ferrit oder einer weichmagnetischen Legierung.
Durch einen derartigen Mehrschichtenaufbau kann wirksam die Sekundärinduzierung von magnetischen Feldern bei Ableitung der elektrischen Felder in einer elektrisch leitfähigen Schicht, und umgekehrt, verhindert werden, so daß bei ausreichender Stärke und/ oder Anzahl der Schichten die elektromagnetischen Impulse sich in den abgeschirmten Raum überhaupt nicht oder nur mit äußerst abgeschwächter Intensität fortpflanzen können.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Schichten voneinander durch elektrisch isolierende Zwischenschichten getrennt. Diese können z. B.
aus Kunstharz-oder Lacksohihten bestehen, in die elektrisch isolierende, nicht magnetische Füllstoffe, z. B. Glaskugeln, Schaumstoff od. dgl., eingelagert sind.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Fig. 1, 2 und 3, die jeweils eine beschichtete Gehäusewand im Schnitt zeigen, beschrieben.
Die in der Fig. 1 gezeigte Gehäusewand besteht aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material und ist vor- zugsweise als erstes mit einer elektrisch leitfähigen Schicht a versehen. Es folgt dann eine magnetisch leitfähige Schicht b, wiederum eine elektrisch leitfähige und schließlich nochmals eine magnetisch leitfähige Schicht b.
Besteht das Gehäuse 1, wie in der Fig. 2 dargestellt« aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise gut leitendem Leichtmetall, wie dies bei militärischen Funk- und Fernsprechkabinen der Fall ist, so wird zunächst eine magnetisch leitfähige Schicht b, dann mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht a und als letztes eine magnetisch leitfähige Schicht b aufgebracht.
Die elektrisch leitfähige Schicht a weist vorzugsweise einen guten elektrischen Leitwert auf. Die letzte vorzugsweise magnetisch leitfähige Schicht b kann auch als gemischt magnetisch und elektrisch leitfähig ausgebildet sein.
Die Schichten a und b bestehen nach der Erfindung aus farbähnlichen Schichten; Die magnetisch leitfähige Schicht b enthält dabei eine Vielzahl von weichmagnetischen Partikeln, z.B. Eisenpulver oder eine weichmagnetische Legierung in Pulverform, in einem fließ-, streich- oder sprühfähigen und dann aushärtbaren Grundmaterial. Die weichmagnetischen Par- tikel sind dabei als magnetische Dipole in sich eine Fläche bildend, wirksam.
Die elektrisch leitfähigen Schichten a bestehen aus an sich bekannten elektrisch leitfähigen Lacken oder Farben, die Graphit oder Aluminiumpulver od. dgl. beinhalten. Es können aber auch dünne Folien aus hochleitfähigem Aluminium verwendet werden.
Um die geforderte Schutzwirkung zu erzielen,müssen mindestens zwei homogene Schichtan a und b aus elektrisch und magnetisch leitfähigem Material aufgebracht sein, da keine der Schichten a oder b allein gegen kurze Impulse hoher Feldstärke einen ausreichenden Schutz gewährt. Vorzugsweise ist jedoch eine Beschichtung mit mehreren abwechselnden elektrisch und magnetisch leitfähigen Schichten a und b anzuwenden. Zweckmäßigerweise werden die Schichten geerdet.
Gemäß Fig. 3 ist auf dem Gehäuse J, das aus beliebigem Material bestehen kann, zunächst eine elektrisch leitfähige Schicht a, dann eine isolierende, unmagnetische Abstandsschicht c, darauf eine magnetisch leitfähige Schicht b, wiederum eine isolierende, nicht magnetische Abstands schicht c und schließlich eine weitere elektrisch leitfähige Schicht a aufgebracht. Dieser Schichtenaufbau kann auch noch weiter durch abwechselnde magnetisch und elektrisch leitfähige Schichten mit dazwischen angeordneten Abstandsschichten fortgesetzt werden.
Da die Beschichtungen aus einem fließ-, streich-oder sprühfähigen Grundmaterial bestehen, sind selbst komplizierteste und großflächige Gehäuseformen, z. B.
auch komplette Panzerfahrzeuge, Gebäude und dgl., leicht und wirksam zu beschichten. Selbst eine nachträgliche Beschichtung zur Erzielung einer Abschirmung bei bereits in Betrieb befindlichen Geräten ist gemäß der vorliegenden Erfindung ohne weiteres möglich. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Abschirmung wahlweise an der Außenseite oder an der Innenseite oder an beiden Seiten des Gehäuses angebracht werden.
Auch ist der Ausdruck "Gehäuse" im Rahmen der vorliegenden Erfindung im weitesten Sinne zu verstehen und kann Umhüllungen jeder Art, z. B. auch rohrförmige Umfüllungen von Kabeln und dgl., Transportkästen, Computerräume, Fahrzeugaufbauten, Gebäude und dgl.,umfassen.
Besondere Bedeutung hat die Erfindung für das Abschirmen oder "Härten" von elektronischen Einrichtungen, Kommunikationssystemen und dgl. gegen durch Nuklearexplosionen ausgelöste starke elektromagnetische Impulse (EMP). Leerseite

Claims

Abschirmung gegen elektromagnetische Impulse Patentansprüche 1. Abschirmung eines von einem Gehäuse od. dgl. umschlossenen Raumes gegen elektromagnetische Impulse,mit einer an dem Gehäuse aufgebrachten Beschichtung, die eine Schicht aus elektrisch leitfähigem Material bildet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Beschichtung aus zwei oder mehr,übereinander angeordneten, abwechselnd elektrisch und magnetisch leitfähigen Schichten besteht.
2. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Schichten aus einem fließ-, streich- oder sprühfähigen und dann ausgehärteten Grundmaterial und darin eingelagerten elektrisch bzw. magnetisch leitfähigen Partikeln bestehen.
3. Abschirmung nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die magnetisch leitfähigen Partikel aus Eisen, Ferrit oder einer weichmagnetischen Legierung bestehen.
4. Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die elektrisch und magnetisch leitfähigen Schichten von einander durch isolierende, unmagnetische Abstandsschichten getrennt sind.