RU2168878C1

RU2168878C1 - Electromagnetic radiation shielding panel

Info

Publication number: RU2168878C1
Application number: RU2000109695A
Authority: RU
Inventors: А.А. Апаршин; С.А. Бугринов; Г.А. Волков; В.М. Земсков; Н.Н. Нечаев; Е.В. Угольнов; О.О. Шаманков; К.Л. Фокин
Original assignee: Экспериментальный завод научного приборостроения со специальным конструкторским бюро РАН
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2001-06-10

Abstract

FIELD: electromagnetic radiation shielding facilities. SUBSTANCE: panel 1 has frame 2 made of metal angle pieces, internal shields 3 made of metal net with embossed surface in the form of electrically interconnected conical cells secured on frame, external shield 4 made of magnetically soft material covered on external side with metal fabric 7; nonmagnetic spacers 5 are fitted between screens, and spaces are filled with sealing compound 6. EFFECT: improved shielding due to damping and reflection of electromagnetic energy. 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам защиты от электромагнитного излучения в самом широком диапазоне частот и напряженностей электромагнитного излучения и может быть использовано в самых различных областях народного хозяйства, таких как защита приборов и другого оборудования от электромагнитного излучения, защита человека от вредных воздействий сверхвысокочастотных излучений, при конструировании разборных экранированных камер. The invention relates to means of protection against electromagnetic radiation in the widest range of frequencies and intensities of electromagnetic radiation and can be used in various fields of the national economy, such as the protection of devices and other equipment from electromagnetic radiation, human protection from the harmful effects of microwave radiation, when designing collapsible shielded cameras.

Известна панель для защиты от электромагнитного излучения, имеющая две прокладки, которые могут быть изготовлены из стекла или пластика. Каждая прокладка имеет параллельные наружную и внутреннюю поверхности, снабженные электропроводным покрытием. Одно покрытие сформировано на наружной поверхности одной прокладки из стекла или пластика, а другие покрытия сформированы на внутренней поверхности другой прокладки из стекла или пластика и электрически соединены с первым покрытием. Первое покрытие соединено с точкой заземления. Это приводит к существенному ослаблению электромагнитного излучения в экранирующей панели и позволяет сохранить ее высокие оптические свойства (заявка ЕПВ N 0413580 A1, кл. H 05 K 9/00, опубл. 1991). Known panel for protection against electromagnetic radiation, having two gaskets, which can be made of glass or plastic. Each gasket has parallel outer and inner surfaces provided with an electrically conductive coating. One coating is formed on the outer surface of one strip of glass or plastic, and other coatings are formed on the inner surface of another strip of glass or plastic and is electrically connected to the first coating. The first coating is connected to the ground point. This leads to a significant weakening of electromagnetic radiation in the shielding panel and allows you to maintain its high optical properties (application EPO N 0413580 A1, CL H 05 K 9/00, publ. 1991).

Известны навесные стены заводского изготовления, поглощающие телевизионный сигнал, имеющие наружную слоистую панель, содержащую декоративное покрытие из неметаллического материала, на тыльную сторону которого последовательно нанесены поглотитель электромагнитного излучения, выполненный из смеси ферритового порошка и минеральной ваты, и поглотитель электромагнитного излучения, изготовленный в виде ферритовой плитки, и внутреннюю слоистую панель, содержащую внутреннее декоративное покрытие, на тыльную сторону которого последовательно нанесены звукопоглощающий слой и отражатель электромагнитных волн, выполненный из алюминиевой фольги и металлической сетки. Между панелями сформирован воздушный промежуток (заявка Японии N 5077359 В4, кл. H 05 К 9/00, опубл. 1993). Known factory-made curtain walls that absorb a television signal, having an outer laminate panel containing a decorative coating of non-metallic material, on the back side of which an electromagnetic radiation absorber made from a mixture of ferrite powder and mineral wool is sequentially applied, and an electromagnetic radiation absorber made in the form of ferrite tiles, and an internal laminated panel containing an internal decorative coating, on the back of which is followed A sound-absorbing layer and an electromagnetic wave reflector made of aluminum foil and metal mesh are applied. An air gap is formed between the panels (Japanese application No. 5077359 B4, class H 05 K 9/00, publ. 1993).

Известны конструкции разборных экранированных камер, изготовленных из отдельных щитов, обтянутых металлической сеткой. Камеры предназначены для работы в диапазоне частот 0,15-20 МГц и обеспечивают эффективность экранирования при одинарном экране из медной сетки 60-70 дБ, при двойном экране (сетка с двух сторон щитов) примерно 100 дБ. Щиты представляют из себя деревянную раму, обтянутую одинарной или двойной сеткой (Полонский Н.Б., Чехович В. В. Разборные экранированные кабины // Приборы и техника эксперимента. - 1964. - N 6). Known design collapsible shielded chambers made of individual panels, covered with a metal mesh. The cameras are designed to operate in the frequency range 0.15-20 MHz and provide shielding efficiency with a single screen of 60-70 dB copper mesh, with a double screen (mesh on both sides of the shields) of approximately 100 dB. Shields are a wooden frame, covered with a single or double mesh (Polonsky NB, Chekhovich V.V. Collapsible shielded cabins // Instruments and experimental equipment. - 1964. - N 6).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является щит, представляющий из себя деревянную раму, обтянутую двойной медной сеткой, которая крепится к ней местами с интервалом не более 100...150 мм. Для обеспечения повышенной эффективности экранирования каждый экран должен представлять собой независимую замкнутую оболочку. Поэтому электрического соединения между оболочками внутреннего и внешнего экранов нет. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a shield, which is a wooden frame, covered with a double copper mesh, which is attached to it in places with an interval of not more than 100 ... 150 mm. To provide increased shielding efficiency, each screen should be an independent closed shell. Therefore, there is no electrical connection between the shells of the inner and outer screens.

Основные требования, предъявляемые к разборным экранам, состоят в следующем: простота сборки и разборки и наличие надежных электрических и механических контактов в местах соединения экранов, т.к. появление щелей приводит к нарушению герметичности экрана, т.е. к значительному снижению эффективности экранирования (Полонский Н.Б. Конструирование электромагнитных экранов для радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Советское радио, 1979, 216 с.). The main requirements for collapsible screens are as follows: ease of assembly and disassembly and the availability of reliable electrical and mechanical contacts at the junction of the screens, because the appearance of gaps leads to a violation of the tightness of the screen, i.e. to a significant decrease in the effectiveness of shielding (Polonsky NB Design of electromagnetic screens for electronic equipment. - M .: Soviet radio, 1979, 216 p.).

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в обеспечение электромагнитного экранирования в широком диапазоне частот от 10 МГц до 10 ГГц с эффективностью не хуже 60 дБ. Технический результат, полученный при осуществлении изобретения, состоит в улучшении экранирования за счет затухания и отражения электромагнитной энергии в заданном диапазоне частот с минимальной эффективностью 60 дБ. The problem to which the invention is directed, is to provide electromagnetic shielding in a wide frequency range from 10 MHz to 10 GHz with an efficiency of at least 60 dB. The technical result obtained by carrying out the invention consists in improving shielding due to attenuation and reflection of electromagnetic energy in a given frequency range with a minimum efficiency of 60 dB.

Для достижения указанного технического результата панель для защиты от электромагнитного излучения включает раму из металлических уголков, к раме припаяны или приварены контактной точечной сваркой два внутренних экрана из металлической сетки и наружный экран из магнитомягкого материала, наружный экран с внешней стороны оклеен металлотканью, между экранами проложены прокладки из неметаллического материала, полости между экранами и прокладками заполнены пенополиуретановым герметиком по периметру и внутри панели. Поверхность медной сетки выполнена рельефной в виде ячеек конусообразной формы, причем ячейки вытянуты перпендикулярно плоскости сетки и в одну сторону, вытянутые ячейки можно рассматривать как предельные волноводы. Таким образом, металлическая сетка с вытянутыми ячейками работает как фильтр верхних частот. Экраны в панели электрически соединены между собой. To achieve the specified technical result, the panel for protection against electromagnetic radiation includes a frame made of metal corners, two internal screens of metal mesh and an external screen of soft magnetic material are soldered or welded by spot welding, the external screen is glued with metal cloth on the outside, gaskets are laid between the screens of non-metallic material, the cavities between the screens and gaskets are filled with polyurethane foam around the perimeter and inside the panel. The surface of the copper mesh is embossed in the form of cells of a conical shape, with the cells elongated perpendicular to the grid plane and in one direction, elongated cells can be considered as limit waveguides. Thus, a metal mesh with elongated cells acts as a high-pass filter. The screens in the panel are electrically interconnected.

Эффективность экранирования панели для защиты от электромагнитного излучения приведена в таблице:
Измеряемые частоты, ГГц - Эффективность экранирования, дБ
0,155 - > 99
0,560 - > 91
1 - > 91
2 - 79
3 - 70
6 - 70
10 - 70
При исследовании отличительных признаков описываемого устройства не выявлено аналогичных известных решений, касающихся обеспечения электромагнитного экранирования путем отражения и затухания электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот от 10 МГц до 10 ГГц с эффективностью не хуже 60 дБ.The effectiveness of shielding panels for protection against electromagnetic radiation is given in the table:
Measured frequencies, GHz - Shielding efficiency, dB
0.155 -> 99
0.560 -> 91
1 -> 91
2 - 79
3 - 70
6 - 70
10 - 70
In the study of the distinguishing features of the described device, no similar known solutions were identified regarding the provision of electromagnetic shielding by reflection and attenuation of electromagnetic waves in a wide frequency range from 10 MHz to 10 GHz with an efficiency of no worse than 60 dB.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источника информации, позволил установить, что не обнаружен аналог, содержащий признаки, тождественные всем существенным признакам заявленного изобретения. Сравнивая наиболее близкий по совокупности существенных признаков аналог с заявленным изобретением, выявлена совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков заявленного устройства, которая изложена в формуле изобретения. The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical source of information, allowed to establish that no analogue was found containing signs that are identical to all the essential features of the claimed invention. Comparing the closest analogous combination of essential features to the claimed invention, a combination of distinctive features of the claimed device, which is described in the claims, is essential for the technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" был проведен дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.к. некоторые отличительные признаки не обнаружены в известном уровне техники. To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", an additional search was carried out for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist, since some distinguishing features are not found in the prior art.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертеже изображена панель для защиты от электромагнитного излучения. The drawing shows a panel for protection against electromagnetic radiation.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеприведенного технического результата, заключаются в том, что панель для защиты от электромагнитного излучения 1 состоит из рамы 2, сваренной из уголков различного профиля, двух внутренних экранов из металлической сетки с вытянутыми ячейками 3, которые припаиваются или привариваются контактной точечной сваркой по периметру рамы и электрически соединены между собой, наружного экрана из магнитомягкого материала 4, который приваривается контактной точечной сваркой, прокладок из неметаллического материала разной геометрической формы 5, полости между прокладками и рамой по периметру заполнены пенополиуретановым герметиком 6, внутри полости между прокладками заполнены пенополиуретановым герметиком 6. С внешней стороны наружный экран оклеен металлотканью 7. Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result is that the panel for protection against electromagnetic radiation 1 consists of a frame 2 welded from corners of various profiles, two internal screens of a metal mesh with elongated cells 3, which are soldered or welded by spot welding along the perimeter of the frame and electrically connected to each other, an outer screen of soft magnetic material 4, which is welded by a contact spot with arch pads of non-metallic material of varying geometrical shape 5, the cavity between the gaskets and the frame perimeter filled with polyurethane foam sealant 6 inside the cavity between the spacers are filled with polyurethane foam sealant 6. From outside the outer screen gauze 7 pasted.

Панели для защиты от электромагнитного излучения используют при создании разборных экранированных камер, отличающихся простотой конструкции, легкостью, удобством и быстротой сборки и разборки. Камеры собирают из отдельных панелей, которые легко монтируются. Panels for protection against electromagnetic radiation are used to create collapsible shielded cameras, characterized by simplicity of design, ease, convenience and speed of assembly and disassembly. The cameras are assembled from separate panels that are easy to mount.

Причем в разборных камерах механическое соединение панелей должно быть таким, чтобы обеспечить надежные электрический и механический контакты между панелями, предотвратить образование щелей, которые приводят к снижению эффективности экранирования. Moreover, in collapsible chambers, the mechanical connection of the panels should be such as to ensure reliable electrical and mechanical contacts between the panels, to prevent the formation of gaps, which lead to a decrease in the shielding efficiency.

Изложенные выше сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- панель для защиты от электромагнитного излучения используется для защиты и экранирования приборов и другого оборудования от электромагнитного излучения, защиты человека от сверхвысокочастотных и других электромагнитных излучений;
- для заявленного изобретения в том виде, в каком оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью известных до даты приоритета средств и методов;
- заявленное изобретение при его использовании обеспечивает достижение указанного технического результата, т. е. отражение и поглощение электромагнитного излучения в широком частотном диапазоне с достаточной эффективностью.The above information indicates that when using the claimed invention, the following combination of conditions:
- the panel for protection against electromagnetic radiation is used to protect and shield devices and other equipment from electromagnetic radiation, to protect a person from microwave and other electromagnetic radiation;
- for the claimed invention in the form in which it is described in the independent claim, the possibility of its implementation using known means and methods prior to the priority date is confirmed;
- the claimed invention, when used, ensures the achievement of the specified technical result, i.e., reflection and absorption of electromagnetic radiation in a wide frequency range with sufficient efficiency.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Литература
1. Полонский Н.Б. Конструирование электромагнитных экранов для РЭА. - М. : Советское радио, 1979.Literature
1. Polonsky NB Design of electromagnetic screens for CEA. - M.: Soviet Radio, 1979.

2. Заявка ЕПВ N 0413580 А1, кл. H 05 К 9/00, опубл. 1991. 2. Application EPO N 0413580 A1, cl. H 05 K 9/00, publ. 1991.

3. Заявка Японии N 5077359 В4, кл. H 05 К 9/00, опубл. 1993. 3. Japanese application N 5077359 B4, CL H 05 K 9/00, publ. 1993.

Claims

A panel for protection against electromagnetic radiation, comprising a frame, internal screens made of metal mesh fixed to the frame, characterized in that the frame is made of metal corners, internal screens are made of mesh with a relief surface in the form of cone-shaped cells and are electrically interconnected , the outer screen is made of soft magnetic material and glued with metal cloth on the outside, gaskets of non-metallic material are laid between the screens, and the cavities are filled with sealant.