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

Bài viết 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.
Nội dung trích xuất từ 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 xạTăng Tấn Chiến, Võ Văn Dũng, Trần Nhật Anh6NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN NHẰM GIẢM ẢNH HƯỞNGCỦA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ ĐẾN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ Ở MÔI TRƯỜNGXUNG QUANH NGUỒN BỨC XẠIMPROVEMENT OF SHIELDING EFFECTIVENESS TO REDUCE THE IMPACT OFELECTROMAGNETIC RADIATION ON ELECTRONIC EQUIPMENT IN THESURROUNDING ENVIRONMENT OF THE RADIATION SOURCETăng Tấn Chiến, Võ Văn Dũng, Trần Nhật AnhTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; ttchien@ac.udn.vnTóm tắt - Bài báo này trình bày việc thiết kế và mô phỏng bằngphần mềm CST (Computer Simulation Technology) để kiểm chứngviệc cải thiện hiệu quả bọc chắn của hộp bọc chắn chứa nguồnbức xạ điện từ nhằm giảm bức xạ này ra môi trường xung quanhhộp. Cụ thể, sẽ tiến hành thiết kế hộp để bọc chắn nguồn bức xạđiện từ với các trường hợp hộp bọc chắn kín hoàn toàn, hộp bọcchắn có khe hở dạng các ống dẫn sóng. Kết quả mô phỏng sẽ chothấy, nếu không có phương pháp thiết kế hộp thích hợp thì có thểcó bức xạ điện từ bức xạ ra môi trường xung quanh hộp vượt quámức cho phép. Do vậy, cần có biện pháp cải thiện hiệu quả bọcchắn của hộp bằng cách sử dụng các khe hở có dạng ống dẫnsóng lục giác, tổ ong… với chiều dài ống dẫn sóng phù hợp nhằmgiảm bức xạ điện từ, hạn chế bức xạ tác động lên các thiết bị điệntử đặt ở môi trường xung quanh hộp để đảm bảo vấn đề tươngthích điện từ (TTĐT).Abstract - This article presents design and simulation via theComputer Simulation Technology (CST) software to verify theshielding effectiveness improvement of a box containing anelectromagnetic radiation source in order to reduce the emission ofelectromagnetic radiation to the environment surrounding the box.Specifically, the electromagnetic radiation source can be coveredwith a completely closed box or a box with slits shaped likewaveguides. Simulation results show that without an appropriatemethod for designing the box, it is likely that electromagneticradiation emissions to the surrounding environment will exceedacceptable levels. Therefore, measures should be taken toeffectively improve the shielding of the box by means of slits in theshape of hexagons or honey combs, ..., with appropriatewaveguide lengths for the purpose of reducing electromagneticradiation, thus limiting this radiation impact on electronic deviceslocated in the surrounding environment of the box in order toensure Electromagnetic Compatibility (EMC).Từ khóa - Tương thích điện từ; bức xạ điện từ; hộp bọc chắn; khehở; CST Studio Suite.KeywordsElectromagneticCompatibility(EMC);electromagnetic radiation; shielding box; slit; CST Studio Suite.1. Đặt vấn đềCác thiết bị điện tử nếu được bọc kín hoàn toàn thìhiệu quả bọc chắn sẽ rất tốt, bức xạ điện từ của thiết bịđiện tử này sẽ không gây ảnh hưởng đến các thiết bị điệntử khác ở xung quanh hộp. Tuy nhiên, trong thực tế mọisản phẩm có hộp bảo vệ đều phải có khe hở do các yêucầu về tản nhiệt, thông gió, cáp kết nối (cáp, nguồn…),các cổng giao tiếp, ... Chính sự tồn tại của các khe hởnày đã làm giảm đi đáng kể hiệu quả của việc bọc chắn,vì bức xạ điện từ dễ dàng lan truyền thông qua các khehở này gây nhiễu lên các thiết bị điện tử khác, nếu cườngđộ bức xạ này vượt quá giá trị cho phép (Class A, ClassB) thì sẽ làm ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của cácthiết bị điện tử ở vùng lân cận. Chính vì vậy, phải cóbiện pháp cải thiện hiệu quả của bọc chắn khi vẫn có sựtồn tại của các khe hở trên hộp bọc chắn nhưng giảmđược cường độ bức xạ điện từ xuống dưới mức cho phépđể đảm bảo vấn đề TTĐT [2].quả bọc chắn bằng cách chia khe hở lớn thành nhiều khehở nhỏ thì chiều dài của mỗi khe hở nhỏ đó phải được chọnphù hợp với dãy tần số của các bức xạ điện từ để tăng hiệuquả của bọc chắn [5], [9]. Thông thường, chiều dài của mỗikhe hở được chọn nhỏ hơn nhiều so với nửa bước sóng(λ/2). Kết quả thực hiện theo phương pháp này đã đượccông bố trong [1].2.2. Phương pháp sử dụng các ống dẫn sóngCác khe hở trên các tấm chắn có thể làm suy giảm cácbức xạ điện từ nếu chúng có hình dạng giống với ống dẫnsóng. Trong ống dẫn sóng có thiết diện là hình chữ nhậtthường dùng mode TE10, ống có thiết diện hình trụ tròn thìdùng mode TE11.Với ống dẫn sóng hình chữ nhật, tần số cắt được tínhtheo [3] cho trường hợp tổng quát mode TEmn:2. Các phương pháp thiết kế hộp bọc chắn để cải thiệnhiệu quả bọc chắn2.1. Phương pháp đặt khe hở ở vị trí thích hợp và chianhỏ khe hởĐể xác định chính xác vị trí đặt các khe hở là điều rấtkhó khăn, một phương pháp để cải thiện hiệu quả bọc chắnlà thay vì sử dụng một khe hở lớn, người ta chia khe hở đóthành nhiều khe hở nhỏ, nhờ vậy mà tăng hiệu quả bọc chắnmột cách đáng kể [6]. Trong phương pháp cải thiện hiệu ...