Влияние неоднородности тока в экране

Особенности экрана в виде оплетки

Большинство кабелей имеет экран в виде оплетки, а не сплошного проводника. Оплетка гибка, прочна на разрыв и допускает многократные перегибы. Однако оплетка перекрывает лишь 60 – 90% требуемой площади, и как экран она менее эффективна, чем сплошной проводник. Наличие отверстий в оплетке обычно слабо влияет на экранирование электрических полей (исключая СВЧ-диапазон), но сильно ухудшает экранирование магнитных полей. Это объясняется тем, что оплетка нарушает однородность распределения тока в экране. По защите от магнитных полей оплетка обычно на 5 – 30 дБ менее эффективна, чем сплошной экран.

На высоких частотах эффективность оплетки еще более ухудшается. Это происходит потому, что с ростом частоты длина волны становится меньше размеров отверстий в оплетке. Многослойное экранирование дает большую защиту, однако при этом растет стоимость и уменьшается гибкость кабеля. В некоторых критичных случаях применяются двойные и даже тройные экраны.

В настоящее время выпускают кабели со сплошным экраном из алюминиевой фольги. Эти экраны обеспечивают почти стопроцентное покрытие и более эффективное экранирование. Однако они не столь прочны, как оплетка, и имеют обычно более высокую частоту среза экрана из-за его более высокого сопротивления, т.е. имеет меньший частотный диапазон в области малых частот.

Проводимое выше рассмотрение магнитного экранирования основывалось на однородности распределения продольного тока в экране по его окружности. Сплошные экраны, например выполненные из алюминиевой фольги, дают наиболее равномерное распределение экранного тока, обеспечивая тем самым на частотах, выше частоты среза экрана, наилучшее магнитное экранирование. Плетеные экраны значительно менее эффективны в отношении магнитного экранирования, так как ток в них распределяется менее однородно, чем в сплошном экране. Оплетка может иметь покрытие (обычно из оловянно-свинцового припоя или серебра), и ток в такой оплетке будет распределен более равномерно из-за лучшего контакта между проводниками. В плетеных экранах без покрытия проводники окисляются, и электрический контакт между ними обычно плохой.

Эффективность магнитного экранирования вблизи концов кабеля зависит от способа подключения экрана. Подключение «косичкой» (см. рис) приводит к тому, что экранный ток концентрируется на определенной части поверхности экрана. Для максимальной защиты экран следует подключать равномерно по всей плоскости его поперечного сечения. Это можно сделать, используя коаксиальные разъемы. Такой разъем обеспечивает электрический контакт с экраном по всей его окружности. Коаксиальное подключение создает, кроме того, полное перекрытие внутреннего проводника, сохраняя полноту экранирования от электрических полей.