Оптимизация излучающей катушки программно-аппаратного комплекса для исследования эффективности экранирования низкочастотного электромагнитного излучения

Оптимизация излучающей катушки программно-аппаратного комплекса для исследования эффективности экранирования низкочастотного электромагнитного излучения позволит на более качественном уровне оценивать эффективность экранирующих покрытий. Данный факт даст возможность разрабатывать покрытия с улучшенными характеристиками. Целью данной работы являлось определение оптимальных характеристик излучающей катушки, которые обеспечат её стабильную работу и напряжённость магнитного поля в частотном диапазоне до 100 кГц.

Параметры изготовленных образцов, такие как индуктивность, активное и общее сопротивление, были получены, используя измеритель иммитанса МНИПИ E7-20. На практике катушки с оптимальными параметрами, вычисленными теоретически, были подключены к источнику и усилителю тока. Для детектирования электромагнитного излучения в качестве приёмника сигнала использовалась многослойная катушка индуктивности, подключённая к осциллографу UTB-TREND 722-050-5.

Результаты измерений показали, что сопротивление многослойных катушек приблизительно в 1000 раз больше сопротивления однослойных. Также у многослойных катушек наблюдается лавинообразный рост общего сопротивления, начиная с частоты 10 кГц, в то время как у однослойных катушек происходит равномерный рост общего сопротивления на всём диапазоне частот до 100 кГц. Представлены результаты исследований корреляции рабочих характеристик  однослойных  и многослойных  катушек  индуктивности  в  зависимости  от  их  параметров  в  частотном  диапазоне от 20 Гц до 100 кГц. Рассчитаны значения напряжения, необходимого для обеспечения напряжённости магнитного поля 1, 5, 20 Э при 25 Гц и 100 кГц. Проанализировав полученные данные, найдены оптимальные параметры катушки индуктивности, обеспечивающие стабильные рабочие характеристики в диапазоне частот до 100 кГц.

1. Zhang C., Han Y., Zhang P., Song G., Zhou C. Research on modern radar emitter modeling technique under complex electromagnetic environment. The Journal of Engineering, 2019, vol. 2019, iss. 20, pp. 7134‒7138. DOI: 10.1049/joe.2019.0579

2. Kechiev L.N., Akbashev B.B., Stepanov P.V. Shielding of technical means and shielding systems. M.: Iz-in. ITD Group Publ., 2010, 470 p.

3. Hawking M., Vasaktasari V., Sidki P. Metal and ceramic coatings: production, properties and application. Tr. from English M.: Mir Publ., 2000, 516 p. DOI: 10.1016/0032-0633(59)90029-7

4. McLean J.S. Electric field generator incorporating a slow-wave structure. United States Patent. Appl. No.: 11/274.652. Date of Patent: Feb. 2, 2010. Patent No.: US 7,656,167 B1

5. Vaiser L.V., Kokorin B.I. Generator of electric and magnetic fields, a corresponding field detector, and a sample analyzer and treatment apparatus incorporating the field generator and/or field detector. Appl. No.: 10/396,440. Date of Patent: Aug. 3, 2004. Patent No.: US 6,770,023 B2

6. Gizatullin Z.M. Investigation of the effectiveness of shielding the body of a personal computer under intentional electromagnetic influences. Bulletin of the Kazan State Technical University. AN Tupolev, 2008, no. 1, pp. 28‒31.

7. Shatalov D.P. A device for creating a powerful high-frequency alternating magnetic field. Invention patent. Application: 2008135378/09 from 03.09.2008. Published: 10.12.2009. Patent number: RU 2375722 C1.

8. Fadeev S.A. Inductor. Utility model patent. Application: 2011119668/07 dated 16.05.2011. Published: 10.01.2012. Patent number: RU 112496 U1.

9. Rysin A.V., Rysin O.V., Boykachev V.N., Nikiforov I.K. The paradox of the skin effect. Sciences of Europe, 2018, no. 28, pp. 52‒61.

10. Kryukov A.V., Zakaryukin V.P., Sokolov V.Yu. Modeling of power supply systems with powerful busbars. Ed. A.V. Kryukov. Irkutsk: IrGUPS Publ., 2010, pp. 4‒5.