universitatea tehnică gheorghe asachi din iaşi … · polistiren cu grosimea de 50 mm lipită cu...

Universitatea Tehnică "Gheorghe Asachi" din Iaşi Facultatea de Inginerie Electrică, Energetică şi Informatică Aplicată

Contribuții privind conceperea și testarea

materialelor hibride pentru ecranarea

electromagnetică în construcții

-REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT -

Conducător ştiinţific: Doctorand:

Prof.dr.ing. CRISTINA MIHAELA SCHREINER Ing. ȘTEFAN CRISTIAN MACOVEI

IAȘI, 2017

Contribuții privind conceperea și testarea materialelor hibride pentru ecranarea electromagnetică în construcții

2

CUPRINS

INTRODUCERE ............................................................................................................. 6

Capitolul 1. STANDARDE PRIVIND EXPUNEREA LA CÂMPURI ELECTROMAGNETICE ........................ 9

Capitolul 2. PROIECTAREA ŞI REALIZAREA SISTEMELOR DE ECRANARE CU CONFIGURAŢII

PERSONALIZATE ŞI PROPRIETĂŢI ELECTROMAGNETICE PREDEFINITE ...................................... 31

2.1. Principii teoretice privind proiectarea de sisteme de ecranare cu configuraţii personalizate

şi proprietăţi electromagnetice predefinite ............................................................................. 31

2.2 Parametrii anizotropici ..................................................................................................... 32

2.3 Tipuri de sisteme de ecranare cu configuraţii personalizate şi proprietăţile lor

electromagnetice predefinite .................................................................................................. 32

2.4 Forma constructivă a sistemelor de ecranare cu configuraţii personalizate şi proprietăţi


2.5 Eficacitatea ecranării (EE) ............................................................................................... 35

2.6 Modelarea matematică a sistemelor de ecranare cu configuraţii personalizate şi proprietăţi


CAPITOLUL 3. MODELAREA STRUCTURILOR SISTEMELOR DE ECRANARE CU AJUTORUL SOFWARE-ULUI

PROFESIONAL DE PROIECTARE GRAFICĂ SOLIDWORKS ......................................................... 38

3.1 Prezentarea programului SolidWorks ............................................................................... 38

3.2 Modelarea structurilor sistemelor de ecranare cu ajutorul sofware-ului profesional de

proiectare grafică ................................................................................................................... 39

3.3 Prezentarea în detaliu a sistemelor de ecranare realizate cu ajutorul sofware-ului

profesional de proiectare grafică ............................................................................................ 41

CAPITOLUL 4. OPTIMIZAREA PROPRIETĂŢILOR DE ECRANARE ELECTROMAGNETICĂ PRIN ADAPTAREA

DIMENSIUNILOR ȘI A ARHITECTURII SISTEMELOR DE ECRANARE .............................................. 44

4.1 Optimizarea proprietăţilor mecanice ............................................................................... 44

4.2 Optimizarea proprietăţilor termice ................................................................................... 75

4.3 Concluzii ......................................................................................................................... 85


3

CAPITOLUL 5. REALIZAREA MODELELOR EXPERIMENTALE DE SISTEME DE ECRANARE CU

CONFIGURAŢII PERSONALIZATE ŞI PROPRIETĂŢI ELECTROMAGNETICE PREDEFINITE, UTILIZÂND

STRUCTURI COMPOZITE NANOCONDUCTIVE SUB FORMĂ DE FILME DE DIFERITE GROSIMI DE PÂNĂ LA

4 MM ....................................................................................................................... 88

5.1 Alegerea straturilor absorbante în sistemele de ecranare cu configuraţii personalizate ...... 88

5.2 Transmisia și reflexia undelor la frontiera unui material .................................................. 89

5.3 Propagarea undelor în absorbanţi ..................................................................................... 93

5.4 Reducerea reflexiei ......................................................................................................... 95

5.5 Tipuri de sisteme de ecranare cu configuraţii personalizate .............................................. 96

5.5.1 Ecranul Salisbury ............................................................................................................ 96

5.5.2 Straturile Jaumann ........................................................................................................... 98

5.5.2.1 Proiectarea planului maxim ........................................................................................... 98

5.5.2.2 Proiectarea Chebyshev (cu riplu-egal)............................................................................ 99

5.5.2.3 Metoda gradientului ..................................................................................................... 100

5.6 Circuit echivalent pentru sistemele de ecranare absorbante............................................. 101

5.7 Metode numerice utilizate pentru optimizarea sistemelor de ecranare cu configuraţii

personalizate ....................................................................................................................... 102

5.8 Descrierea unor metode de optimizare a sistemelor de ecranare cu configuraţii

personalizate ....................................................................................................................... 103

5.8.1 Metoda diferenţelor finite în domeniul timp (FDTD) ...................................................... 103

5.8.2 Metoda momentelor (MOM) .......................................................................................... 106

5.8.3 Exemplu de optimizare a sistemelor de ecranare folosind tehnici numerice ..................... 107

5.9 Proiectarea optima a sistemelor de ecranare absorbante în bandă largă ce au integrate

structuri metalice rezistive .................................................................................................. 110

5.10 Definirea procedurilor de testare pentru omologare și recomandări tehnice pentru

aplicaţiile intersectoriale propuse ........................................................................................ 113

5.10.1 Aplicaţiile intersectoriale propuse ................................................................................ 113


4

5.10.2 Definirea procedurilor de testare electromagnetică ........................................................ 114

5.10.3 Definirea procedurilor de testare pentru construcţii ....................................................... 118

CAPITOLUL 6. REALIZAREA STANDULUI PENTRU TESTAREA EFICACITĂŢII DE ECRANARE

ELECTROMAGNETICĂ ÎN SECTORUL DE CONSTRUCŢII .......................................................... 121

6.1 Proceduri de testare a eficacităţii de ecranare electromagnetică ..................................... 121

6.1.1 Testarea gradului de absorbție (eficacitatea ecranării) - Principii .................................... 122

6.1.2 Măsurători în medii de testare controlate ........................................................................ 122

6.1.3 Măsurători în spaţiu liber în domeniul frecvenţă ............................................................. 123

6.1.4. Sistem de măsurare concentrat în câmp deschis ............................................................. 125

6.1.5 Măsurători în spaţiu liber în domeniul timp .................................................................... 126

6.1.6 Configurarea măsurătorilor ............................................................................................ 127

6.1.7 Îmbunătățirea măsurătorilor preliminare ......................................................................... 127

6.1.7.1 Măsurătorile pentru un panou cu structură Salisbury .................................................... 127

6.1.7.2 Eliminarea reflexiilor parazite ...................................................................................... 127

6.1.7.3. Eliminarea difracției ................................................................................................... 128

6.2 Procedura și standul utilizat pentru testarea eficacităţii de ecranare electromagnetică în

sectorul de construcţii .......................................................................................................... 128

6.2.1 Configurarea de referință pentru antenele horn pentru frecvenţe de peste 1 GHz ............. 128

6.2.2 Procedura de măsurare pentru înaltă frecvență ................................................................ 129

6.2.3 Efectuarea de măsurători preliminare .............................................................................. 131

6.2.4 Sisteme de măsurare a eficacităţii ecranării electromagnetice.......................................... 131

6.3 Modele experimentale pentru ecranarea electromagnetică în sectorul de construcţii ....... 133

CAPITOLUL 7. TESTAREA PROPRIETĂŢILOR DE ECRANARE ELECTROMAGNETICĂ ALE MODELELOR

EXPERIMENTALE........................................................................................................ 143

7.1 Testarea proprietăţilor complexe ale modelelor experimentale de sisteme de ecranare

utilizate pentru ecranarea electromagnetică ......................................................................... 143


5

7.1.1 Testarea proprietăţilor mecanice ..................................................................................... 143

7.1.2 Testarea proprietăţilor termice ....................................................................................... 147

7.1.3 Testarea proprietăţilor de ecranare electromagnetică ...................................................... 149

Concluzii finale şi contribuții personale ......................................................................... 166


6

MULȚUMIRI

Adresez distinse mulţumiri doamnei prof. univ. dr. ing. cristina mihaela schreiner pentru

sprijinul şi înţelegerea acordată pe parcursul celor trei ani de studii doctorale, ce m-au format din

punct de vedere ştiinţific prin realizarea prezentei teze.

Mulțumesc mult si colegilor de la S.C. All Green S.R.L., cu care am colaborat şi care mi-

au asigurat sprijinul logistic pentru majoritatea măsurătorilor şi testelor efectuate.

De asemenea mulțumesc mult şi familiei care m-a susținut pe perioada acestor studii şi

mai ales mulțumesc sotiei mele Andreea cu care m-am consultat în tehnoredactarea acestei teze.

Simularea proprietăților materialelor utilizate în cadrul tezei s-a realizat cu sprijinul

proiectului NANO-REV-EM-ASAM, PROGRAMUL OPERAŢIONAL COMPETITIVITATE

2014-2020, ID P_37_757, cod my SMIS: 104089, contract nr. 119/16.09.2016.


7

INTRODUCERE

În zilele noastre, în fiecare zi suntem preocupați de dispozitivele IT, cum ar fi PDA-uri,

telefoane mobile, laptop-uri, etc., atât direct, cât și indirect. Aceste dispozitive pot fi folosite

pentru a trimite sau pentru a primi informații la sau de la distanță mare. Din acest motiv,

dispozitivele noastre pot fi, de asemenea, în timpul lucrului deranjate în acest mediu

electromagnetic. Eliminarea sau atenuarea perturbațiilor se poate face prin ecranarea zonei

sensibile. Un design excelent al unei camere sau structuri de clădire poate oferi o eficacitate de

ecranare excelentă (SE). Utilizarea de materiale, care oferă proprietăți de ecranare mai bune,

poate crește SE sau reduce semnalele perturbatoare.

Electrosmogul se referă la toate radiațiile electromagnetice create de om și prezente în

mediul nostru înconjurător. Electrosmogul a devenit o preocupare majora și de sănătate

publică. Scopul nostru este de a crea un mediu de viață sau de muncă sănătos și sigur, atunci nu

putem realiza acest lucru fără a lua măsuri preventive împotriva electrosmogului.

Câmpurile de radiofrecvență (RF) sunt câmpuri de înaltă frecvență și sunt emise de

sisteme wireless, cum ar fi turnuri de celule, routere Wi-Fi și telefoane mobile. Numărul de

dispozitive wireless pe care le folosim este în creștere în mod dramatic.

Reducerea sau atenuarea câmpurilor electromagnetice de frecvență radio se realizează

prin îndepărtarea sursei sau cu ajutorul aplicațiilor de ecranare. Îndepărtarea sursei este cel mai

eficient mod, dar nu este întotdeauna posibil. De exemplu, mutarea telefoanelor mobile sau a

routerelor wireless departe de zonele de expunere prelungită, cum ar fi birouri sau dormitoare.

Ecranarea câmpurilor electromagnetice RF este realizată prin aplicarea diferitelor

materiale conductoare de electricitate la suprafețe. O varietate de materiale diferite sunt

disponibile pentru câmpuri de ecranare, cum ar fi ochiuri de plasă de sârmă, materiale textile,

filme, acoperiri și foi speciale de metal. Eficacitatea materialelor de ecranare este dată de

procentajul de reducere dintre valorile înregistrate înăinte și după și este exprimată profesional în

dB de reducere. Gradul de reducere depinde de frecvențele și câmpurile prezente, infiltrările de

proiectare a construcției și fezabilitate.

Un număr mare de materiale de ecranare RF de consum sunt acum disponibile pe piață.

Pentru a proteja cu succes o clădire împotriva câmpurilor electromagnetice, este important să se


8

obțină o serie de date cum ar fi: ce tip de câmpuri sunt prezente, care sunt frecvențele și

amplitudinea și care este obiectivul de design.

Teza este structurată pe 7 capitole, precedate de o Introducere şi la final un capitol cu

Concluzii finale şi contribuții personale.

Capitolul 1 - Standarde privind expunerea la câmpuri electromagnetice, în care sunt

prezentate recomandările 1999/519/EC din 12 iulie 1999 privind reducerea expunerii publicului

la câmpuri electromagnetice (0 - 300 GHz) și a Directivei 2013/35/UE a Parlamentului

European și a Consiliului din 26 iunie 2013 privind cerințele minime de sănătate și securitate cu

privire la expunerea lucrătorilor la riscuri ce sunt generate de către câmpurile electromagnetice.

Capitolul 2 – Proiectarea şi realizarea sistemelor de ecranare cu configuraţii

personalizate şi proprietăţi electromagnetice predefinite, unde sunt prezentate principiile

teoretice privind proiectarea de sisteme de ecranare cu configuraţii personalizate şi proprietăţi

electromagnetice predefinite, parametrii anizotropici, tipuri de sisteme de ecranare cu

configuraţii personalizate şi proprietăţile lor electromagnetice predefinite, forma constructivă a

sistemelor de ecranare cu configuraţii personalizate şi proprietăţi electromagnetice predefinite,

eficacitatea ecranării (EE) și modelarea matematică a sistemelor de ecranare cu configuraţii

personalizate şi proprietăţi electromagnetice predefinite.

Capitolul 3 – Modelarea structurilor sistemelor de ecranare cu ajutorul sofware-ului

profesional de proiectare grafică solidworks, în acest capitol este prezentat programul

SolidWorks, modelarea structurilor sistemelor de ecranare cu ajutorul acestui sofware și sunt

prezentate în detaliu sistemele de ecranare realizate cu ajutorul sofware-ului profesional de

proiectare grafică.

Capitolul 4 Optimizarea proprietăţilor de ecranare electromagnetică prin adaptarea

dimensiunilor și a arhitecturii sistemelor de ecranare, în acest capitol sunt prezentate

simularile de optimizare pentru o serie de proprietăți ale celor 2 plăci cu ajutorul software-ului

SolidWorks.

Capitolul 5 – Realizarea modelelor experimentale de sisteme de ecranare cu

configuraţii personalizate şi proprietăţi electromagnetice predefinite, utilizând structuri

compozite nanoconductive sub formă de filme de diferite grosimi de până la 4 mm, în acest


9

capitol este stabilit modul de alegere al straturilor absorbante în sistemele de ecranare cu

configurații personalizate, este analizată transmisia și reflexia undelor la frontiera unui material,

propagarea undelor în absorbanţi, reducerea reflexiei, sunt analizate tipurile de sisteme de

ecranare cu configuraţii personalizate, este prezentat circuitul echivalent pentru sistemele de

ecranare absorbante și câteva metode numerice utilizate pentru optimizarea sistemelor de

ecranare cu configuraţii personalizate, sunt descrise unele metode de optimizare a sistemelor de

ecranare cu configuraţii personalizate, este prezentată proiectarea optimă a sistemelor de

ecranare absorbante în bandă largă ce au integrate structuri metalice rezistive și sunt definite

procedurile de testare pentru omologare și recomandări tehnice pentru aplicaţiile intersectoriale

propuse.

Capitolul 6 – Realizarea standului pentru testarea eficacităţii de ecranare

electromagnetică în sectorul de construcţii, unde sunt prezentate procedurile de testare a

eficacităţii de ecranare electromagnetică, procedura și standul utilizat pentru testarea eficacităţii

de ecranare electromagnetică în sectorul de construcţii și cele 2 modele experimentale. Primul

model experimental are în structura sa un panou semiconductiv de pe care s-a aplicat o placă de

polistiren cu grosimea de 50 mm lipită cu adeziv poliuretanic aplicat sub formă de cordoane şi

puncte. Peste suprafaţa exterioară a polistirenului s-a aplicat cu gletiera cu dinţi, un strat de masă

de şpaclu din mortar adeziv. În stratul de masă de şpaclu proaspăt, a fost aplicată plasa metalică.

După aplicarea plasei metalice s-a aplicat, tot cu gletiera cu dinţi, un nou strat de masă de şpaclu

din mortar adeziv, care a înglobat total plasa metalică. Iar cel de-al doilea model experimental

are în structura sa un panou semiconductiv pe care s-a aplicat vată minerală de 100 mm grosime

şi pe care se ataşează o folie metalizata de aluminiu.

Capitolul 7 – Testarea proprietăţilor de ecranare electromagnetică ale modelelor

experimentale, în acest capitol sunt testate proprietăţile complexe de ecranare electromagnetică

ale modelelor experimentale de sisteme de ecranare, proprietăţile mecanice, proprietăţile termice

și proprietăţile de ecranare electromagnetică pentru cele 2 modele experimentale.

Teza de doctorat se încheie prin trasarea Concluziilor finale şi a contribuţiilor

personale.


10

CAPITOLUL 1. STANDARDE PRIVIND EXPUNEREA LA CÂMPURI

ELECTROMAGNETICE

Expunerea la câmpuri electromagnetice este condiționată de respectarea recomandărilor

1999/519/EC din 12 iulie 1999 privind reducerea expunerii publicului la câmpuri

electromagnetice (0 - 300 GHz) și a Directivei 2013/35/UE a Parlamentului European și a

Consiliului din 26 iunie 2013 privind cerințele minime de sănătate și securitate cu privire la

expunerea lucrătorilor la riscuri ce sunt generate de către câmpurile electromagnetice.

1. Recomandarea 1999/519/EC [1] definește termenul de câmpuri

electromagnetice care include cămpurile statice, câmpurile de foarte joasă

frecvenț ă (în engleza: Extremely Low Frequency ELF) ș i câmpurile de radio

frecvenț ă (RF) inclusiv microunde, din domeniul de frecvenț ă de la 0 Hz la

300 GHz.

În această recomandare nu se dau restricţii cantitative referitoare la

câmpurile electrostatice. Cu toate acestea se recomandă să se evite contactul

(perception) cu sarcinile electrice superficiale şi descărcările în scânteie

care produc stress şi discomfort.

2. Cea de-a doua directivă este Directiva 2013/35/UE[2] a Parlamentului European și a

Consiliului din 26 iunie 2013, aceasta stabilește cerințele minime obligatorii de sănătate și

securitate cu privire la expunerea indivizilor la riscurile generate de câmpurile electromagnetice.

Această directivă definește mărimile fizice la care se referă expunerea la câmpuri

electromagnetice pentru o mai bună înțelegere, și anume: intensitatea câmpului electric (E),

curentul în membre (IL), curentul de contact (IC), sarcina electrică (Q), intensitatea câmpului

magnetic (H), inducţia magnetică (B), iensitatea de putere (S), energia de absorbţie specifică

(SA) și rată specifică de absorbţie a energiei (SAR).


11

CAPITOLUL 2. PROIECTAREA ŞI REALIZAREA SISTEMELOR DE

ECRANARE CU CONFIGURAŢII PERSONALIZATE ŞI PROPRIETĂŢI

ELECTROMAGNETICE PREDEFINITE

2.1. Principii teoretice privind proiectarea de sisteme de ecranare cu configuraţii

personalizate şi proprietăţi electromagnetice predefinite

Sistemele de ecranare sunt folosite într-o gamă largă de aplicaţii pentru a elimina

radiaţiile parazite sau nedorite care ar putea afecta funcţionarea unui sistem. Aceste sisteme pot

fi folosite la exterior pentru a reduce reflexia de la anumite obiecte şi de asemenea pot fi folosite

la interior pentru a reduce oscilaţiile provocate de cavităţile rezonante. De asemenea, sistemele

de ecranare pot fi folosite pentru a realiza un spaţiu liber prin eliminarea reflexiilor dintr-o

cameră izolată fonic. [3]

Sistemele de ecranare pot avea diferite forme fizice, inclusiv elastomeri flexibili, spume,

materiale epoxidice rigide sau materiale termoplastice. Ele pot fi făcute pentru a rezista la

condiţii atmosferice extreme.

În general, sistemele de ecranare au în structura lor un material de umplere în interiorul

unei matrice de material. Materialele de umplere au unul sau mai mulţi constituenţi care

îndeplinesc proprietăţile de ecranare ale sistemelor şi materialul matricei, care este ales pentru

proprietăţile sale fizice (rezistenţă, temperatură, intemperii). Parametrii ce caracterizează

sistemele de ecranare sunt permitivitatea electrică şi permeabilitatea magnetică. Permitivitatea

este o măsură a efectului produs de material sub acţiunea câmpului electric, iar permeabilitatea

este o măsură a efectului materialului produs de componenta magnetică a undei

electromagnetice.

2.2 Parametrii anizotropici

Cele mai multe materiale de umplutură ale sistemelor de ecranare sunt de formă sferică

ceea ce determină parametrii izotropici, astfel propagarea şi atenuarea în material sunt

independente de direcţie. Pentru materialele de umplutură care nu sunt sferice parametrii sunt

anizotropici, caz în care valorile permitivităţii şi permeabilităţii trebuie să fie exprimate cu un

tensor 3x3 de forma următoare:


12

333231

232221

131211

(5)

2.3 Tipuri de sisteme de ecranare cu configuraţii personalizate şi proprietăţile lor

electromagnetice predefinite

a) Sistemele de ecranare pentru spaţiu liber pot fi împărţite în 2 categorii mari: sisteme

de ecranare absorbante pentru atenuarea reflexiilor şi sisteme de ecranare absorbante pentru

atenuarea pierderilor în inserţii.

b) Sisteme de ecranare pentru bandă îngustă de frecvenţe

Orice material omogen cu un singur strat va rezona atunci când grosimea acestuia este

egală cu 1/4 din valoarea lungimii de undă. Undele incidente sunt reflectate parţial de suprafaţa

frontală a materialului în timp ce o parte a undelor sunt transmise. Aceste unde care sunt

transmise se propagă apoi prin partea din spate a sistemelor de ecranare absorbante moment în

care se produce reflexia totală şi se propagă înapoi prin faţa frontală a sistemului de ecranare

absorbant.

Unda

Eliminarea reflexiei

Absorbant

Figura 1. Principiul sistemului de ecranare pentru bandă îngustă de frecvenţe

Cel mai utilizat tip de sistem de ecranare pentru bandă îngustă de frecvenţe este sistemul

de ecranare Salisbury.


13

c) Sisteme de ecranare pentru bandă largă de frecvenţe

Sunt sisteme de ecranare multistrat, cel mai utilizat fiind sistemul de ecranare Jaumann.

Un absorbant Jaumann extinde conceptul de ecran Salisbury cu mai multe straturi. Mai multe

plăci rezistive, separate prin dielectrici cu pierderi reduse, permit obţinerea performanţelor de

bandă largă. În general într-un sistem de ecranare Jaumann, rezistivitatea plăcilor scade din faţă

spre spate.

Unda

Eliminarea reflexiei

Absorbant

Figura 2. Principiul sistemului de ecranare pentru bandă largă de frecvenţe

2.4 Forma constructivă a sistemelor de ecranare cu configuraţii personalizate şi

proprietăţi electromagnetice predefinite

Sistemele de ecranare magnetice utilizează un material de umplere cu proprietăţi

feromagnetice. Acesta oferă sistemului de ecranare o permeabilitate ridicată şi pierderi

magnetice mari. Avantajele includ capacitatea de a comprima foarte mult lungimea de undă

datorită permeabilităţii ridicate. Dezavantajele sistemelor de ecranare magnetice includ greutatea

şi costul.[6]

Sistemele de ecranare magnetice pot avea mai multe forme, inclusiv elastomeri de silicon,

uretan, nitril şi neopren. Materialul matricei este în general ales pentru proprietăţile sale fizice.

Sistemele de ecranare magnetice sunt, de asemenea, disponibile într-o formă epoxi rigidă.

Acestea sunt uşor de prelucrat şi sunt în general utilizate în aplicaţii de încărcătură grea.

2.5 Eficacitatea ecranării (EE)

Eficacitatea ecranării descrie capacitatea de a preveni transmiterea undelor

electromagnetice de la exterior spre interior sau vice versa.


14

1010 /log20/log20 HHEEEE (6)

unde 0E şi 0H sunt intensitatea câmpului electric şi respectiv, a câmpului magnetic în orice

punct din spaţiu în care nu există materiale de ecranare. 1E şi 1H sunt intensitatea câmpului

electric şi respectiv, a câmpului magnetic în care există materiale de ecranare în acelaşi loc. În

primul rând, 0E , 0H , 1E şi 1H sunt măsurate. Apoi EE a materialului este calculată la o anumită

frecvenţă, utilizând formula 6.

Conform teoriei de ecranare a Schelkunoff, atunci când placa de ecranare este infinită şi

direcţia de undă incidentă este verticală, EE este definită ca:

RBAEE (7)

2.6 Modelarea matematică a sistemelor de ecranare cu configuraţii personalizate şi

proprietăţi electromagnetice predefinite

Parametrii S echivalenţi pentru structuri cu straturi multiple pot fi determinaţi cu ajutorul

unei matrici cu parametrii ABCD.

Determinarea parametrilor ABCD ai matricei se poate face din parametrii S folosind

următoarele ecuaţii:

21

21122211

2)1(1

SSSSSA

(8)

21

211222110 2

)1)(1(S

SSSSZB (9)

21

21122211

0 2)1)(1(1

SSSSS

ZC (10)

21

21122211

0 2)1)(1(1

SSSSS

ZD (11)

Se pot calcula matrici cu parametri ABCD pentru o structura multistrat compusă din două

sau mai multe straturi individuale. Parametrii ABCD pot fi convertiţi în parametrii S, astfel

putându-se determina parametrii S ai structurii multistrat.

DCZZBADCZZBA

S

00

0011 /

/(12)


15

DCZZBAS

0021 /

2 (13)

DCZZBADCZZBA

S

00

0022 /

/ (14)

DCZZBABCADS

0012 /

)(2 (15)


16

CAPITOLUL 3. MODELAREA STRUCTURILOR SISTEMELOR DE

ECRANARE CU AJUTORUL SOFWARE-ULUI PROFESIONAL DE

PROIECTARE GRAFICĂ SOLIDWORKS

3.1 Prezentarea programului SolidWorks

Programul SolidWorks este o platformă completă de proiectare 3D care permite

generarea, validarea, transferul și managementul produselor și integrează instrumente puternice

în care se includ modelarea pieselor, ansamblurilor și desenelor de execuție, simularea

comportării sub acțiunea unor diverse încărcări (mecanice, termice ș.a.), predicția costurilor,

randarea imaginilor, animația și managementul datelor de produs.

Această platformă asigură următoarele avantaje;

- modelarea solidelor 3D: crearea și editarea pieselor 3D; desenelor de execuție și

ansamblurilor; acestea se vor actualiza rapid în concordanță cu modificările pieselor.

- posibilități pentru proiectarea ansamblurilor mari: generarea și managementul

proiectelor ce au dimensiuni foarte mari, lucrând fie în modul detaliat, fie în varianta

simplificată.

- modelarea suprafețelor avansate: crearea și editarea geometriilor complexe pentru solide

sau suprafețe care includ suprafețe cu curbură continuă (C2) sau stilizate.

- modelarea de repere din tablă: generarea de la zero sau conversia unei piese 3D la o

carcasă de metal cu desfășurarea obținută automat.

- modelarea pieselor sudate: proiectarea rapidă a structurilor sudate care conțin gusee,

plăci, elemente structurale standardizate, capace, inclusiv o bibliotecă predefinită de elemente

structurale.

- proiectarea matrițelor: proiectarea pieselor componente ale sculelor și a matrițelor

necesare producerii acestora, chiar și miezuri și cavități, înclinări a suprafețelor de separare;

- proiectarea traseelor de conducte/țevi: generarea sistemelor în format 3D, chiar și trasee

de țevi și conducte utilizand tabele de componență (BOM) complete.

- proiectarea unor trasee electrice, importarea informatiilor referitoare la conexiunile electrice,

generarea traseelor electrice obținand tabele de componență (BOM) complete.

Programul oferă o bibliotecă cu o gamă largă de materiale și proprități ale acestora.


17

CAPITOLUL 4. OPTIMIZAREA PROPRIETĂŢILOR DE ECRANARE

ELECTROMAGNETICĂ PRIN ADAPTAREA DIMENSIUNILOR ȘI A

ARHITECTURII SISTEMELOR DE ECRANARE

4.1 Optimizarea proprietăţilor mecanice

Pornind de la serviciile de cercetare privind proiectarea cu software specializat a

structurii sistemelor de ecranare cu configuraţii personalizate am instalat pe un calculator

sofware-ul profesional de proiectare SolidWorks şi am simulat optimizarea pentru o serie de

proprietăţi.

Figura 1. Utilizare software specializat de optimizare a structurii sistemelor de ecranare

A.1 Descrierea modelelor

Placa 1

Pe baza modelelor experimentale de sisteme de ecranare cu configuraţii personalizate şi

proprietăţi electromagnetice predefinite prezentate în detaliu în etapa anterioară s-a modelat

Placa 1, placă ce are în structura sa: un panou semiconductiv, placă de polistiren, un strat de

ciment, plasă metalică, strat de ciment de fixare, finisaje glet.


18

Figura 2. Model Placa 1

Model Information

Solid Bodies

Document Name and Reference Treated

As Volumetric Properties Document Path

Boss-Extrude1

Solid

Body

Mass:0.0345 kg

Volume:1.5e-005 m^3

Density:2300 kg/m^3

Weight:0.3381 N

C:\Desktop\Placi\Placa

1\Glet.SLDPRT

Split Line1

Solid

Body

Mass:0.0364 kg

Volume:3.5e-005 m^3

Density:1040 kg/m^3

Weight:0.35672 N

C:\Desktop\Placi\Placa 1\Panou

semiconductiv (negru).SLDPRT

LPattern5

Solid

Body

Mass:0.0354514 kg

Volume:4.54505e-006

m^3

Density:7800 kg/m^3

Weight:0.347423 N

C:\Desktop\Placi\Placa 1\Plasa

metalica.SLDPRT

Boss-Extrude1

Solid

Body

Mass:0.045 kg

Volume:4.5e-005 m^3

Density:1000 kg/m^3

Weight:0.441 N


1\Polistiren.SLDPRT


19

Boss-Extrude1

Solid

Body

Mass:0.023 kg

Volume:1e-005 m^3

Density:2300 kg/m^3

Weight:0.2254 N

C:\Desktop\Placi\Placa 1\Strat

ciment 1.SLDPRT

Split Line1

Solid

Body

Mass:0.023 kg

Volume:1e-005 m^3

Density:2300 kg/m^3

Weight:0.2254 N

C:\Desktop\Placi\Placa 1\Strat

ciment 2.SLDPRT

Placa 2

Pe baza modelelor experimentale de sisteme de ecranare cu configuraţii personalizate şi

proprietăţi electromagnetice predefinite s-a modelat Placa 2, placă ce are în structura sa: un

panou semiconductiv, vată de sticlă cu folie metalizată de Al.

Figura 3. Model Placa 2


20

Model Information

Solid Bodies

Document Name and

Reference Treated As Volumetric Properties

Document Path/Date

Modified

Split Line1

Solid Body

Mass:0.0027 kg

Volume:1e-006 m^3

Density:2700 kg/m^3

Weight:0.02646 N


2\Aluminiu.SLDPRT

Split Line1

Solid Body

Mass:0.0364 kg

Volume:3.5e-005 m^3

Density:1040 kg/m^3

Weight:0.35672 N


2\Panou semiconductiv

(negru).SLDPRT

Boss-Extrude1

Solid Body

Mass:0.1 kg

Volume:0.0001 m^3

Density:1000 kg/m^3

Weight:0.98 N


2\Vata de

sticla.SLDPRT

A.2 Încovoiere cu reazem pe două laturi opuse Placa 1 Date: 16 aprilie 2016

Designer: Solidworks

Study name: Incovoiere cu reazeme

Analysis type: Static


21

Figura 4. Încovoiere cu reazem pe două laturi opuse-placa 1

Study Properties

Study name Incovoiere cu reazeme

Analysis type Static

Mesh type Solid Mesh

Thermal Effect: On

Thermal option Include temperature loads

Zero strain temperature 298 Kelvin

Include fluid pressure effects from SolidWorks Flow

Simulation Off

Solver type FFEPlus

Inplane Effect: Off

Soft Spring: Off

Inertial Relief: Off

Incompatible bonding options Automatic

Large displacement Off

Compute free body forces On

Friction Off

Use Adaptive Method: Off

Result folder SolidWorks document

(C:\Desktop\Placi\Placa 1)


22

Units

Unit system: SI (MKS)

Length/Displacement mm

Temperature Kelvin

Angular velocity Rad/sec

Pressure/Stress N/m^2

Study Results

Name Type Min Max Stress1 VON: von Mises Stress 346.42 N/m^2

Node: 17950

9.27572e+006 N/m^2

Node: 21662

Figura 6. Placa 1-Incovoiere cu reazeme-Stress-Stress1

Name Type Min Max

Displacement1 URES: Resultant Displacement 0 mm Node: 6386

0.0230483 mm Node: 19092

Figura 7. Placa 1-Incovoiere cu reazeme-Displacement-Displacement1


23

Name Type Min Max Strain1 ESTRN: Equivalent Strain 1.04986e-007

Element: 2175

0.00429769

Element: 9105

Figura 8. Placa 1-Incovoiere cu reazeme-Strain-Strain1

Placa 2 Date: 16 aprilie 2016


Study name: Incovoiere cu reazeme


Figura 9. Încovoiere cu reazem pe două laturi opuse-placa 2


24

Study Properties

Study name Incovoiere cu reazeme



Thermal Effect: On



Include fluid pressure effects from SolidWorks

Flow Simulation Off

Solver type FFEPlus

Inplane Effect: Off

Soft Spring: Off





Friction Off


Result folder SolidWorks document (C:\Desktop\Placi\Placa 2)

Units



Temperature Celsius




25

Study Results


Node: 69450

1.46682e+008 N/m^2

Node: 3358

Figura 11. Placa 2-Incovoiere cu reazeme-Stress-Stress1

Name Type Min Max Displacement1 URES: Resultant Displacement 0 mm

Node: 1

0.728938 mm

Node: 25633

Figura 12. Placa 2-Incovoiere cu reazeme-Displacement-Displacement1


26


Element: 4364

0.0198283

Element: 44002

Figura 13. Placa 2-Incovoiere cu reazeme-Strain-Strain1

A.3 Încovoiere cu reazem pe întreaga suprafață



Study name: Incovoiere


Figura 14. Încovoiere cu reazem pe întreaga suprafață Placa 1


27

Study Properties

Study name Incovoiere



Thermal Effect: On



Include fluid pressure effects from

SolidWorks Flow Simulation

Off

Solver type FFEPlus

Inplane Effect: Off

Soft Spring: Off





Friction Off



Units



Temperature Kelvin




28

Results


Node: 182474

3.85242e+006 N/m^2

Node: 165784

Figura 16. Placa 1-Incovoiere-Stress-Stress1

Name Type Min Max Displacement1 URES: Resultant Displacement 0 mm

Node: 34744

0.00677984 mm

Node: 128796

Figura 17. Placa 1-Incovoiere-Displacement-Displacement1


29


Element: 115812

0.00245856

Element: 67914

Figura 18. Placa 1-Incovoiere-Strain-Strain1



Study name: Incovoiere


Figura 19. Încovoiere cu reazem pe întreaga suprafață Placa 2


30

Study Properties

Study name Incovoiere



Thermal Effect: On



Include fluid pressure effects from

SolidWorks Flow Simulation Off

Solver type FFEPlus

Inplane Effect: Off

Soft Spring: Off





Friction Off



Units



Temperature Celsius




31

Study Results


Node: 26477

1.92685e+006 N/m^2

Node: 55936

Figura 21. Placa 2-Incovoiere-Stress-Stress1

Name Type Min Max

Displacement1 URES: Resultant Displacement 0 mm

Node: 1

0.0393065 mm

Node: 56151

Figura 22. Placa 2-Incovoiere-Displacement-Displacement1


Element: 4562

0.00742346

Element: 56236


32

Name Type Min Max

Figura 23. Placa 2-Incovoiere-Strain-Strain1

4.2 Optimizarea proprietăţilor termice

S-au testat proprietăţilor termice pentru plăcile simulate cu ajutorul software-ului

specializat (placa 1 şi placa 2), iar ulterior am instalat sofware-ul profesional de proiectare şi am

simulat optimizarea proprietăţilor termice pentru placa 1 şi placa 2.

Proiectare Placa 1 Date: 4 noiembrie 2015


Study name: Influenta termica

Analysis type: Thermal(Steady state)

Study Properties

Study name Influenta termica

Analysis type Thermal(Steady state)


Solver type FFEPlus

Solution type Steady state

Contact resistance defined? No

Result folder SolidWorks document

(C:\Users\User\Desktop\Placi\Placa 1)


33

Units



Temperature Celsius



Study Results

Name Type Min Max Thermal TEMP: Temperature 35.83 Celsius

Node: 6420

70.029 Celsius

Node: 18230

Figura 24. Placa 1-Influenta termica-Thermal-Thermal



Study name: Influenta termica

Analysis type: Thermal(Steady state)


34

Figura 25. Placa 2-Influența termică

Model Information

Solid Bodies

Document Name and

Reference Treated

As Volumetric

Properties Document Path/Date Modified

Split Line1

Solid

Body

Mass:0.0027 kg

Volume:1e-006

m^3

Density:2700

kg/m^3

Weight:0.02646 N


2\Aluminiu.SLDPRT

Dec 01 15:01:29 2014

Split Line1

Solid

Body

Mass:0.0364 kg

Volume:3.5e-005

m^3

Density:1040

kg/m^3

Weight:0.35672 N

C:\Desktop\Placi\Placa 2\Panou

semiconductiv (negru).SLDPRT

Dec 01 15:01:29 2014


35

Boss-Extrude1

Solid

Body

Mass:0.1 kg

Volume:0.0001

m^3

Density:1000

kg/m^3

Weight:0.98 N

C:\Desktop\Placi\Placa 2\Vata de

sticla.SLDPRT

Dec 01 15:01:29 2014

Study Properties

Study name Influenta termica

Analysis type Thermal(Steady state)


Solver type FFEPlus

Solution type Steady state

Contact resistance defined? No


Units



Temperature Celsius




36

Study Results

Name Type Min Max Thermal1 TEMP: Temperature 19.9841 Celsius

Node: 2930

70 Celsius

Node: 26327

Figura 27. Placa 2-Influenta termica-Thermal-Thermal 1

4.3 Concluzii

Optimizarea rezistenței la încovoiere cu rezemare pe două laturi opuse

Modelul a fost creat prin blocarea deplasărilor a două muchii opuse ale plăcii și aplicarea

pe mijlocul feței opuse a unei încărcări uniform repartizate de 200 N.

Rezultatele modelului sunt exprimate prin starea de tensiuni (criteriul von Mises) și

deformații. Sunt redate deformația maxima (în centrul plăcii), reacțiunile (pe muchiile blocate) și

tensiunea maxima (conform criteriului von Mises). Rezultatele sunt redate în tabelul de mai jos:

Tabel 1 Valori obţinute la încovoiere cu rezemare pe două laturi opuse

Varianta Tensiunea echivalentă maximă (von

Mises), MPa

Deplasarea maximă, mm

Placa 1 9,27 0,023 Placa 2 146,7 0,729


37

Din analiza rezultatelor obținute se constată că tensiunea maximă cea mai redusă este

pentru Placa 1, urmată de varianta 2 (cu valori comparabile). Deformația maxima cea mai redusă

se obține la placa 1.

Optimizarea rezistenței la încovoiere cu rezemare pe întreaga suprafață

Simularea a fost creată prin blocarea deplasărilor tuturor nodurilor (rezultate din

discretizarea modelului) unei fețe a plăcii și aplicarea pe mijlocul feței opuse a unei încărcări

uniform repartizate de 200 N.

Ca și la testul anterior, rezultatele modelului sunt exprimate prin starea de tensiuni (criteriul von

Mises) și deformații. Sunt redate deformația maxima (în centrul plăcii), reacțiunile (pe muchiile

blocate) și tensiunea maximă (conform criteriului von Mises). Rezultatele sunt redate în tabelul

de mai jos:

Tabel 2 Valori obţinute la încovoiere cu rezemare pe întreaga suprafață

Varianta Tensiunea echivalentă

maximă (von Mises), MPa

Deplasarea maximă, mm

Placa 1 3,85 0,007 Placa 2 1,93 0,04

Comportarea la încovoiere a plăcilor când sunt rezemate pe întreaga suprafață este mult

mai bună, iar dispersia valorilor atât în cazul tensiunilor maxime cât și pentru deformații este

mult mai redusă. Dacă tensiunile sunt comparabile (minima este 1,93 MPa, iar maxima este 3,85

MPa), deformațiile sunt sensibil diferite (minima este 2,4 m, iar maxima este 40 m). Placa 1

are comportamentul cel mai bun după acest criteriu.

Optimizarea rezistenței la solicitarea termică, cu încălzirea unei fețe.

Simularea a fost creată prin încărcarea uniformă a unei fețe a plăcii la temperatura

uniformă de 70 ºC, temperatura mediului considerându-se 15 ºC. S-a urmărit repartizarea

temperaturii în placă, în special temperatura pe fața opusă încărcării termice.

Pentru modelarea și verificarea la solicitări mecanice și termice a celor cinci variante de

plăci a fost utilizată platforma software SolidWorks. Verificarea prin analiză cu element finit s-a

realizat cu instrumentul SolidWorks Simulation.


38

La încovoiere, așa cum era și de așteptat, la rezemarea plăcilor pe întreaga suprafață

rezultatele (tensiuni și deformații maxime) au fost mult mai bune decât în cazul rezemării pe

muchiile opuse. Comportamentul cel mai bun s-a observant la Placa 1.

Comportarea termică a celor 2 plăci a fost realizată prin supunerea la o temperatură de 70

ºC a unei fețe, și asigurarea unei temperaturi exterioare de 15 ºC.

În urma analizei comportamentului celor 2 plăci la testele de simulare se constată că cele

mai bune rezultate au fost obținute la Placa 1.


39

CAPITOLUL 5. REALIZAREA MODELELOR EXPERIMENTALE DE

SISTEME DE ECRANARE CU CONFIGURAŢII PERSONALIZATE ŞI

PROPRIETĂŢI ELECTROMAGNETICE PREDEFINITE, UTILIZÂND

STRUCTURI COMPOZITE NANOCONDUCTIVE SUB FORMĂ DE

FILME DE DIFERITE GROSIMI DE PÂNĂ LA 4 MM

5.1 Alegerea straturilor absorbante în sistemele de ecranare cu configuraţii

personalizate

În alegerea unui strat absorbant corespunzător trebuie avut în vedere reducerea grosimii

necesare pentru materialele de tranziţie. Acest strat absorbant se refera la un strat absorbant de

tranziţie între mediul de incidență și mediul de absorbţie. Stratul de tranziţie are valori ale

grosimii şi impedanţei, care sunt între cele două impedanţe alese (de exemplu, mediul de

absorbţie şi de incidenţă). Ideea este ca, impedanţa de la primul şi al doilea strat să fie egală cu

impedanţa mediului de incidenţă. Acest lucru se realizează atunci când grosimea stratului ales

este un sfert din lungimea de undă, iar , 312 ZZZ (1)

5.2 Transmisia și reflexia undelor la frontiera unui material

În continuare se prezintă o procedură simplă de calcul a reflectivităţii suprafeţei unui

material multistrat. Fiecare strat este definit de trei parametrii: grosime, permitivitate complexă şi

permeabilitate, figura 2. O relaţie recursivă este folosită pentru a calcula gradul de reflexie la aer

/ interfaţa absorbantă. Straturile sunt numerotate de la 1 la n începând cu primul strat de lângă

stratul perfect conductor, iar interfeţele sunt numerotate de la 0 la n începând de la stratul perfect

conductor / prima interfaţă a stratului. Formula recursivă, exprimată mai jos, începe prin

calcularea reflectivităţii interfeţei i = 1, 2, 3, ... .n, unde, la interfaţa n se obţine coeficientul de

reflexie din întregul absorbant.

11

11

21

21~1

~

ii

ii

tjkii

tjkii

i ee

pentru 0i (1)

Unde ik este componenta vectorului de undă normal la interfaţă,

iiii fk 2sin2 (2)


40

i~ este coeficientul de reflexive de la interfaţa i, și depinde de polarizare astfel încât:

11

11~

iiii

iiiiTEi kk

kk

pentru 0i (3)

iiii

iiiiTMi kk

kk

11

11~

pentru 0i (4)

Pentru stratul perfect conductor/interfaţa primului strat,

1~ / TMTEi pentru 0i (5)

Absorbanţii sunt utilizaţi pentru a elimina energia electromagnetică nedorită. În spaţiul

liber acest lucru se obţine prin prezența unei impedanţe a undei de intrare egală cu impedanţa

spaţiului liber (377 Ω). La interfaţa materialului, undele incidente, reflectate şi refractate trebuie

să se supună condiţiei de frontieră pentru ca suma câmpurilor E şi H a undelor să fie continuă.

Necesitatea continuităţii amplitudinilor conduce la ecuaţiile lui Fresnel. Continuitatea de fază

conduce la Legea lui Snell. Reflexia de la o interfaţă dielectrică depinde de polarizare. Există

două stări de polarizare definite. Polarizarea paralelă apare atunci când vectorul câmpului

electric este paralel cu planul de incidenţă. Planul de incidenţă este definit de vectorul

perpendicular pe material şi de direcţia de propagare a undei incidente. Polarizarea

perpendiculară se produce atunci când vectorul câmpului electric este perpendicular pe planul de

incidenţă.

5.3 Propagarea undelor în absorbanţi

Pentru undele care se propagă într-un material pot fi scrise două ecuaţii, astfel:

tEH

* legea lui Amper(26)

tHE

* legea lui Faraday(27)

Diferenţierea fiecărei ecuaţie în funcţie de t se obţine:

2

2**

2

2

tE

xE

(28)

2

2**

2

2

tH

xH

(29)

Dacă se presupune că E şi H sunt funcţii de x şi t:


41

xtjeEE 0 (30)

xtjeHH 0 (31)

unde

jj ** (32)

și

frecventa*2*2 (33)

Extinderea dă:

)2

(2

0

xtjxeeEE (34)

Un α diferit de zero determină o atenuare exponenţială a undei. Complexul exponenţial

duce la o perioadă de timp de:

1T (35)

şi o perioadă de spaţiu (lungime de undă)

2 (36)

Pentru toate materialele cu β > 1 lungimea de undă va fi comprimată în interiorul

dielectricului faţă de spaţiul liber cu un factor β. Pentru un material cu pierderi mici, o

aproximare foarte bună pentru β este:

** (37)

5.4 Reducerea reflexiei

În încercarea de a minimiza reflexia de la o suprafaţă este util să se ia în considerare

ecuaţii fizice care să reprezinte procesul de reflexie. Există trei condiţii care au ca rezultat o

reflexie minimă.

Prima ecuaţie este aceea care descrie coeficientul de reflexie la o interfaţă.

0

0

0

0

ZZZZ

rM

M

M

M

(38)

unde r este coeficientul de reflexie şi η admitanţa mediului de propagare (indicele 0 este pentru

spaţiul liber şi M pentru substrat). Admitanţa în această ecuaţie poate fi înlocuită cu impedanţa


42

intrinsecă (Z = 1/η). Coeficientul de reflexie scade la zero când 0 M . Impedanţa intrinsecă a

spaţiului liber este dată de relaţia:

ohmHEZ 377

0

00

(39)

unde E şi H sunt vectorii electrici şi magnetici de câmp şi μo respectiv εo sunt permeabilitatea şi

permitivitatea spaţiului liber. Astfel, un material cu o impedanţă de 377 ohmi nu va reflecta

microunde în cazul în care mediul de incidență este spaţiul liber.

Impedanţa intrinsecă poate fi, de asemenea, obţinută în cazul în care permitivitatea

electrică şi permeabilitatea magnetică sunt egale. Acest lucru dă a doua condiţie care duce la un

minim a coeficientului de reflexie. În acest caz, se poate scrie ecuaţia:

1

1

0

0

ZZZZ

rM

M

(40)

Impedanţa intrinsecă normalizată este:

*

*

0 r

rM

ZZ

(41)

Unde 0

*

ir si

0

*

ir

Exponenţii principali reprezintă componentele reale, respectiv componentele imaginare

ale numerelor complexe. Dacă mediul incident este spaţiul liber şi gradul de reflexie este zero,

atunci rezultă că **rr . În cazul în care ambele părţi reale şi imaginare ale permitivităţii şi

permeabilităţii sunt egale, coeficientul de reflexie este zero.

A treia condiţie este că atenuarea undei să se propage în mediul de absorbţie. Puterea

undei se dezintegrează exponenţial cu distanţa, x, având factorul e-αx. α este constanta de

atenuare a materialului şi poate fi exprimată ca:

baba 14

12200 tan

21sin (42)

unde **rrrra si


43

rrrrb **

Pentru a obţine o atenuare mare într-o grosime mică, α trebuie să fie mare, ceea ce

implică faptul că r , *r , r ,

*r trebuie să fie mari. Se observă aici că această condiţie trebuie

să fie în concordanță cu prima condiţie (ecuaţia 38), caz în care valorile mari ale permitivităţii şi

permeabilităţii duc la un coeficient de reflexie mare.

5.5 Tipuri de sisteme de ecranare cu configuraţii personalizate

5.5.1 Ecranul Salisbury

Ecranul Salisbury este, un absorbant rezonant, cu toate acestea, spre deosebire de alte

sisteme absorbante rezonante acesta nu se bazează pe permitivitatea şi permeabilitatea stratului

principal. Ecranul Salisbury constă dintr-o folie rezistivă plasată la o distanță de un multiplu

impar dintr-un sfert din lungimea de undă în faţa unui suport metalic (conductiv), de obicei,

separate printr-un strat de aer.

Un material cu permitivitate mare poate înlocui stratul de aer. Aceasta scade grosimea

golului necesar în detrimentul lăţimii de bandă. În cazul în care rezistenţa foliei este de 377 ohmi

/ unitatea de suprafaţa, apare adaptarea de impedanţa. Dacă în locul unui ecran electric este

plasat un strat magnetic pe suprafaţa metalică, rezultă un dispozitiv mai subţire. Lăţimea de

bandă a ecranului Salisbury de -20 dB la frecvenţa de rezonanţă este de aproximativ 25%. [7]

Grosimea optimă a ecranului Salisbury se poate calcula atunci când rezistenţa foliei este

egală cu impedanţa spaţiului liber (Z0). Grosimea stratului absorbant este dată de relaţia

următoare:

0

1Z

d (43)

Unde este conductivitatea foliei rezistive. Două aproximări sunt făcute în ceea ce

priveşte stratul rezistiv: Prima este atunci când stratul este subţire ( *01 dk , unde 0k este

0/2 şi d este grosimea stratului rezistiv, iar a doua aproximare este atunci când pierderea în

strat provine de la conductivitate şi . Pentru dispozitivele practice aceste aproximări ar

putea să nu fie realiste deoarece pot apărea schimbări ale valorii frecvenţei de rezonanţă la valori

mai mici decât grosimea foliei rezistive, sau valoarea este crescută.


44

Acest lucru poate fi demonstrat cu ajutorul unui model al liniei de transmisie cu un circuit

RLC reprezentând ecranul Salisbury. Grosimea foliei rezistive pentru o absorbţie optimă are o

relaţie inversă conductivităţii foliei.[9]

Lăţimea de bandă a ecranelor Salisbury poate fi maximizată printr-o reflexie maximă

acceptabilă. Rezistenţa optimă a foliei poate fi calculată la 377 ohmi / mp pentru cel mai mic

grad de reflexie, în timp ce rezistenţa optimă, Rsopt, pentru o anumită limită de reflexie este dată

de relaţia:

cutoff

cutoffsopt ZR

11

0 (44)

în cazul în care cutoff este reflexia maxima acceptata. Analitic se poate demonstra că lăţimea de

bandă scade cu creşterea permitivităţii stratului de spaţiere.

5.5.2 Straturile Jaumann

Straturile Jaumann reprezintă o soluţie de a creşte lăţimea de bandă a ecranului Salisbury,

cea mai simplă formă a unui dispozitiv Jaumann. Din punct de vedere matematic se poate dovedi

faptul ca un dispozitiv format din două folii rezistive echidistante în faţa planului conductiv

produce două minime de reflexie, sporind astfel lăţimea de bandă.

Straturile rezistive pot fi realizate din carbon sub formă de praf (25%) într-un fenol-

formaldehidă, celuloză sau polivinil cu spumă de polietilenă ca element de distanţiere. Straturile

rezistive produc un control mai bun al grosimii şi rezistenţei. Un dispozitiv cu şase straturi poate

fi capabil să determine o scădere de aproximativ 30 dB a gradului de reflexie cuprinsă între 7-15

GHz.[8,11]

Optimizarea absorbanţilor Jaumann este complexă datorită numărului de parametri

implicaţi, care creşte pe măsură ce creşte numărul de straturi. Pentru proiectarea absorbanţilor

Jaumann se folosesc proceduri empirice şi tehnici de optimizare numerice.

Două tehnici analitice pot fi utilizate pentru optimizarea straturilor absorbante Jaumann

până la o structură de trei straturi rezistive. Aceste tehnici sunt numite proiectarea planului

maxim sau creşterea binomială, şi proiectarea Chebyshev (cu riplu-egal) după forma curbei

reflexiei.


45

5.6 Circuit echivalent pentru sistemele de ecranare absorbante

Îmbunătăţirea lăţimii de bandă şi atenuarea absorbanţilor rezonanţi (structurile Jaumann

şi Salisbury) se realizează prin utilizarea de materiale adecvate. Ecranul Salisbury şi straturile

Jaumann au fost inițial proiectate folosind folii pur rezistive. Înlocuirea foliilor rezistive cu

materiale care conţin, de asemenea, capacitanţa şi inductanţa oferă avantaje pentru absorbanţii de

bandă largă. Materialele rezistiv-capacitive pot fi realizate sub formă de polimeri conductivi

acoperiţi cu fibre şi materialele rezistiv-inductive obţinute cu ajutorul unor bobine metalice

elicoidale turnate într-un strat dielectric. Cu toate acestea, domeniul circuitului analogic

absorbant, în general, se referă la materialele în care folia rezistivă a fost înlocuită cu materiale

cu pierderi mici depuse în modele geometrice pe o folie subţire fără pierderi.

Grosimea materialului cu pierderi determină rezistenţa efectivă şi forma, geometria şi

spaţierea dintre modelele care controlează efectiv inductanţa şi capacitanța. Aceste materiale

arată îmbunătăţiri ale reflectivităţii şi performanţa lăţimii de bandă, şi au tendinţa de a determina

realizarea de absorbanţi cât mai subţiri.


46

CAPITOLUL 6. REALIZAREA STANDULUI PENTRU TESTAREA

EFICACITĂŢII DE ECRANARE ELECTROMAGNETICĂ ÎN SECTORUL

DE CONSTRUCŢII

6.1 Proceduri de testare a eficacităţii de ecranare electromagnetică

Ecranarea este o metodă foarte des utilizată pentru a asigura compatibilitatea

electromagnetică, protecția echipamentelor electronice și a oamenilor împotriva emisiilor

electromagnetice. Scăderea nivelului emisiilor electromagnetice și creșterea imunității la

câmpurile electromagnetice se obține prin folosirea ecranelor. Ecranul este folosit pentru a izola

unele locuri de o sursă externă de interferențe electromagnetice sau pentru a preveni perturbațiile

electromagnetice de la sursa internă. Pot fi folosite materiale metalice cu calităţi

electromagnetice bine cunoscute pentru ecranare. De asemenea există multe materiale plastice

care pot fi utilizate pentru ecranare în combinaţie cu un strat conductor sau cu conductori

încorporaţi care asigură ecranare. În ultima perioadă se urmăreşte realizarea de panouri de

ecranare ce au în structura lor materiale obţinute în urma reciclării adecvate a deşeurilor și care

sunt mai ușoare și mai flexibile, acoperite cu folii sau straturi de absorbție. Aceste materiale

datorită flexibilității lor și a prețului de cost scăzut sunt ideale pentru protecția împotriva

efectelor nedorite ale radiațiilor electromagnetice asupra instrumentelor și a oamenilor. Pentru

măsurarea ecranării și a proprietăţilor de absorbție s-au dezvoltat mai multe metode de măsurare

care sunt utilizate pentru diverse domenii. Fiecare metodă este folosită în funcţie de durata de

timp de desfăşurare și fiabilitatea de a măsura panouri de ecranare și de absorbție care operează

într-o gamă largă de frecvențe.[40,41]

Atenuarea energiei electromagnetice poate fi caracterizată prin eficacitatea ecranării (EE)

și pierderea de inserție (PI). Capacitatea unui panou de a reduce câmpurile electromagnetice

poate fi definită cantitativ ca o atenuare sau un raport E0/E1 (exprimat în dB) dintre intensitatea

câmpului electromagnetic măsurat fără și cu materialul de încercat plasat între sursa de câmp și

receptor:

][log201

0 dBEEEEdB

unde E0 și E1 sunt intensitatea câmpului electric fără și cu materialul de încercat plasat între

sursa de câmp și receptor.


47

6.1.1 Testarea gradului de absorbție (eficacitatea ecranării) - Principii

Măsurarea eficienței de ecranare la nivelul unui panou este foarte importantă, deoarece

complexitatea structurii și diversitatea de materiale folosite în structura unui panou pot determina

cerințe excesive de resurse informatice.

În cazul testării proprietăților de ecranare, măsurătorile pentru materiale se pot face:

- În medii de testare controlate,

- În spaţiu liber

- În domeniul frecvenţă,

- În domeniul timp.

Metodele de testare și câteva indicații pentru realizarea unor panouri sunt prezentate în

continuare.

6.2.2 Procedura de măsurare pentru înaltă frecvență

Procedura de măsurare presupune utilizarea unei antene de transmisie poziționată de o

parte a panoului de ecranare și o antenă de recepție poziționată de cealaltă parte a panoului, și

măsurarea intensităţii semnalului recepționat. Procedurile detaliate sunt aceleași pentru antenele

dipol și antenele horn.

A. Configurare antenei de transmisie

Este necesară polarizarea orizontală și polarizarea verticală.

Distanța orizontală dintre pozițiile antenei de transmisie nu trebuie să fie mai mare de 2,6

m. Dacă măsurarea de referință a fost realizată la o distanță mai mică de 2 m, apoi spațierea

orizontală maximă trebuie să fie mai mică de 1,3 m. Centrul antenei trebuie să fie poziționat la o

jumătate din înălțimea peretelui, pentru pereţi cu o înălţime mai mică sau egală cu 3 m. Dacă

înălțimea unui perete este mai mare de 3 m, atunci se folosesc mai multe poziții verticale pentru

antena de transmisie.

Distanța verticală nu trebuie să fie mai mare de 2,0 m, iar antena să fie centrată în cadrul

fiecărui segment vertical. Dacă măsurarea de referință a fost realizată la o distanță mai mică de 2

m, separarea verticală maximă trebuie să fie mai mare de 1 m. Antena de transmisie se

poziționează la cel puțin 1,7 m, mai puțin grosimea scutului, de la suprafața de măsurare, și se

menține o distanţă de cel puțin 0,3 m faţă de podea. În cazul în care limitările de spațiu fizice au

dus la o măsurare de referință la mai puțin de 2 m, antena de transmisie trebuie poziționată la

distanța de referință de minus 0,3 m.[36]


48

B. Stabilirea locaţiei antenei de recepţie și prelevarea datelor

Antena de recepţie va acoperi prin poziționare toate direcțiile posibile de recepţie și

polarizare, pentru a obține cel mai bun răspuns receptat. Cel mai mare răspuns al antenei de

recepţie se înregistrează pentru determinarea eficacităţii de ecranare. Trebuie să fie menținută o

distanţă minimă de 0,3 m de la suprafața de ecranare la cel mai apropiat punct al antenei.

C. Echipamentele în procedura de testare în spaţiu liber a eficacităţii de ecranare

electromagnetică pentru sectorul de construcţii sunt:

Generator de semnal 8257 PSG, domeniul de frecvenţă: de la 250 kHz până la 40 GHz

Analizor de spectru E7405A, domeniu de frecvenţe: de la 9 kHz până la 26.5 GHz, de la

1 Hz până la 5 MHz (inclusiv 200 Hz, 9 kHz, 120 kHz, 1 MHz), +12.5 dBm TOI, interval

dinamic: -150 dBm to +30 dBm.

Antene Horn, domeniul de frecvenţă: 1GHz - 18GHz; putere maximă: 300 W; VSWR <

1.5 : 1; impedanţă: 50 Ω, conector N.

6.2.3 Efectuarea de măsurători preliminare

Măsurătorile preliminar au fost efectuate pentru diferite niveluri de putere la ieșirea

generatorului (0dBm, -10dBm, -20dBm), într-un domeniu de frecvență de la 1 GHz până la 10

GHz, pentru ambele feţe ale panourilor de ecranare.

6.2.4 Sisteme de măsurare a eficacităţii ecranării electromagnetice

A. La nivel de microstructura

Sistem de măsurare cu antene şi analizor de spectru. Proba se aşează între cele două

antene.

Figura 14. Măsurarea reflexiei şi transmisiei unui material tip ecran.


49

B. Standul pentru testarea eficacităţii de ecranare electromagnetică în sectorul de

construcţii

Figura 15. Imagine ansamblu stand de testare

6.3 Modele experimentale pentru ecranarea electromagnetică în sectorul de

construcţii

S-au realizat 2 modele experimentale.

Model experimental 1

Acest model experimental are în structura sa un panou semiconductiv de pe care s-a

aplicat o placă de polistiren cu grosimea de 50 mm lipită cu adeziv poliuretanic aplicat sub formă

de cordoane şi puncte. Peste suprafaţa exterioară a polistirenului s-a aplicat cu gletiera cu dinţi,

un strat de masă de şpaclu din mortar adeziv. În stratul de masă de şpaclu proaspăt, a fost

aplicată plasa metalică. După aplicarea plasei metalice s-a aplicat, tot cu gletiera cu dinţi, un nou

strat de masă de şpaclu din mortar adeziv, care a înglobat total plasa metalică.


50

Figura 16. Panou semiconductiv Figura 17. Aplicare adeziv poliuretanic pe placa de

polistiren

Figura 18. Aplicarea adezivului poliuretanic Figura 19. Aplicare plăcii de polistiren pe panoul

semiconductiv

Figura 20. Aplicare stratului de mortar Figura 21. Finalizarea procesului de aplicare a stratului

adeziv de protecţie de mortar adeziv de protecţie cu gletiera cu dinţi


51

Figura 22. Aplicare sita metalica pe stratul de Figura 23. Aplicare stratului de mortar adeziv de

mortar adeziv finisare

Figura 24. Model experimental 1 - Aplicare glet finisaj

Model experimental 2

În acest caz modelul experimental are în structura sa un panou semiconductiv pe care s-a

aplicat vată minerală de 100 mm grosime şi pe care se ataşează o folie metalizata de aluminiu.


52

Figura 25. Panou semiconductiv Figura 26. Aplicare plăci vată minerală

Figura 27. Aplicare adeziv poliuretanic sub forma de Figura 28. Folie aluminiu aplicată peste vata

cordoane minerală

Figura 29. Modelul experimental cu folie aluminiu aplicată peste vata minerală


53

CAPITOLUL 7. TESTAREA PROPRIETĂŢILOR DE ECRANARE

ELECTROMAGNETICĂ ALE MODELELOR EXPERIMENTALE

7.1 Testarea proprietăţilor complexe ale modelelor experimentale de sisteme de

ecranare utilizate pentru ecranarea electromagnetică

Testarea proprietăţilor de ecranare electromagnetică presupune efectuarea mai multor

categorii de teste:

- teste de anduranţă mecanică,

- teste de anduranţă termică,

- teste de atenuare a câmpurilor electromagnetice.

Testele au fost efectuate pentru:

- Modelul experimental 1 - acest model experimental are in structura sa un panou

semiconductiv pe care s-a aplicat o placa de polistiren cu grosimea de 50 mm lipită cu adeziv

poliuretanic aplicat sub formă de cordoane şi puncte. Peste suprafaţa exterioară a polistirenului s-

a aplicat cu gletiera cu dinţi, un strat de masă de şpaclu din mortar adeziv. În stratul de masă de

şpaclu proaspăt, a fost aplicată plasa metalică. După aplicarea plasei metalice s-a aplicat, tot cu

gletiera cu dinţi, un nou strat de masă de şpaclu din mortar adeziv, care a înglobat total plasa

metalică.

- Modelul experimental 2 - în acest caz modelul experimental are in structura sa un panou

semiconductiv pe care s-a aplicat vată minerală de 100 mm grosime şi pe care se ataşează o folie

metalizata de aluminiu.

7.1.1 Testarea proprietăţilor mecanice

Testarea proprietăţilor mecanice a presupus determinarea rezistenţei la penetrare şi a

rezistenţei la impact. Aceste teste au fost efectuate după consultarea standardelor SR EN 13498 –

Determinarea rezistenţei la penetrare a sistemelor compozite de izolare termică la exterior

(ETICS), respectiv SR EN 13497 – Determinarea rezistenţei la impact a sistemelor compozite de

izolare termică la exterior (ETICS).


54

Rezistenţa la penetrare

Figura 1. Standul de testare a rezistentei la penetrare

Figura 2. Testarea rezistentei la penetrare

Figura 3. Testarea rezistentei la penetrare Figura 4. Testarea rezistentei la penetrare


55

Rezistenţa la impact

Figura 5. Testarea rezistentei la impact cu greutăţi Figura 6. Testarea rezistentei la impact

de 0,5kg şi 1kg

Figura 7. Model experimental 2 - Testarea rezistentei la impact

7.1.2 Testarea proprietăţilor termice

Pentru materialele termoizolante utilizate la realizarea modelelor experimentale 1 şi 2,

placă polistiren celular şi respectiv placă termoizolantă rigidă din vată minerală bazaltică,

determinarea conductivității termice şi a rezistenţei termice s-a efectuat în condiţii de laborator,

cu echipamentul tip HLC A 90 – aparat cu o singură probă cu configuraţie simetrică.

Metoda de încercare utilizată este conform standardului SR EN 12667:2002 “Performanţa

termică a materialelor şi produselor de construcţie. Determinarea rezistenţei termice prin metoda


56

plăcii calde gardate şi prin metoda cu termofluxmetru. Produse cu rezistenţă termică medie şi

mare” .

Încercarea a presupus:

- aducerea epruvetelor de încercat la masă constantă;

- poziţionarea epruvetelor în aparatul de încercat şi pornirea aparatului;

- înregistrarea automată a grosimii, rezistenţei termice şi a conductivităţii termice a

materialului testat.

După determinarea conductivităţii termice şi a rezistenţei termice a plăcilor termoizolante

din alcătuirea modelelor experimentale nr. 1 şi nr. 2, s-a evaluat conductivitatea termică şi

rezistenţa termică a acestor alcătuiri, în mod indirect, prin calcul. Calculul s-a efectuat în

conformitate cu metoda de calcul din standardul armonizat SR EN ISO 6946:2008 “Părţi şi

elemente de construcţie. Rezistenţă termică şi coeficient de transmisie termică. Metodă de

calcul”. Această metodă de calcul este normată în România prin Normativul C107/3 – Partea a

3–a “Normativ privind calculul performanţelor termotehnice ale elementelor de construcţie ale

clădirilor”.

Valorile conductivităţii termice de calcul ale materialelor din alcătuirile probelor sunt

conform valorilor termice tabelare din standardul armonizat SR EN ISO 10456:2008 “Materiale

şi produse pentru construcţii. Proprietăţi higrotermice. Valori tabelare de proiectare şi proceduri

pentru determinarea valorilor termice declarate şi de proiectare”, cu excepţia valorilor

conductivităţii termice pentru produsele termoizolante din polistiren celular şi vată minerală

bazaltică, pentru care s-au utilizat valorile obţinute în urma determinărilor de laborator, cu

echipamentul tip HLC A 90.

Valorile obţinute sunt prezentate în tabelul următor:

Tabelul 1 Proba Model exp. 1 Model exp. 2

Conductivitatea

termică [W/mK] 0,041* 0,037**

*pentru placă de polistiren cu o grosime de 50 mm

**pentru vată minerala cu o grosime de 100 mm


57

7.1.3 Testarea proprietăţilor de ecranare electromagnetică

Măsurători 1 GHz

Măsurătorile au fost efectuate la frecvența de 1 GHz. Distanța de la antena de emisie la

probă a fost de 1 m, și de la probă la antena de recepţie a fost tot de 1 m. Înălţimea de la planul

de bază la antene a fost de 100 cm.

NOTAŢII

E – Panou semiconductiv orientat spre emitor

R - Panou semiconductiv orientat spre receptor

REF – Referinţă

Figura 9. Poziţionarea antenelor fără probă la 1GHz

Figura 10. Proba 1 – panou către emisie


58

Figura 11. Proba 1 – panou către recepţie

Figura 12. Proba 2 – panou către emisie

Figura 13. Proba 2 – panou către recepţie


59

Măsurători 10 GHz

Măsurătorile au fost efectuate la frecventa de 10 GHz. Distanta de la antena de emisie la

proba a fost de 1 m, si de la proba la antena de recepţie a fost tot de 1 m. Înălţimea de la planul

de bază la antene a fost de 100 cm.

NOTAŢII

E – Panou semiconductiv orientat spre emitor

R - Panou semiconductiv orientat spre receptor

REF – Referinţă

Figura 20. Antene la 10 GHz Figura 21 Proba 1 – panou către emisie

Figura 22. Proba 1 – panou către recepţie Figura 23. Proba 2- panou către emisie


60

Figura 24. Panou către receptor – proba 2

Tabelul 2. Atenuarea maximă pentru măsurătorile efectuate la 1 GHz

Panou spre

emisie

Panou spre

recepţie

Panou spre

emisie

Panou spre

recepţie

Proba 1 Proba 1 Proba 2 Proba 2

-22,1626 -24,6612 -21,2408 -22,1364

Tabelul 3. Atenuarea maximă pentru măsurătorile efectuate la 10 GHz

Panou spre

emisie

Panou spre

recepţie

Panou spre

emisie

Panou spre

recepţie

Proba 1 Proba 1 Proba 2 Proba 2

-48,2755 -35,7046 -36,6856 -42,7678

CONCLUZII FINALE ŞI CONTRIBUȚII PERSONALE Unul din principalele obiective ale lucrarii, care constitue principala contribuție a

autorului, este dezvoltarea de strategii, metode și instrumente, cu scopul de a preveni și de a

reduce riscurile asociate expunerii la câmpurile electromagnetice.

Pe baza rezultatelor obţinute în cadrul cercetărilor întreprinse pentru pregătirea tezei de

doctorat, se pot evidenţia mai multe contribuţii punctuale originale ale autorului, sintetizate în

cele ce urmează:

1. S-au efectuat măsurători comparative pentru 2 tipuri de modele experimentale

definitive proiectate a simula ecrane electromagnetice în configuraţie Salisbury. Măsurătorile s-


61

au efectuat cu 2 tipuri de orientări, cu panoul semiconductiv orientat către emiţător sau către

receptor.

2. Materialele care prezintă o ecranare efectivă mai mare de 50 dB sunt încadrate în

categoria “Foarte bune”, şi asigură o performanţă de ecranare de min. 99,999%, iar materialele

care prezintă o ecranare efectivă între 40 și 50 dB sunt încadrate în categoria “Bune” şi asigura o

performanta de ecranare de min. 99,99%.

Astfel în categoria “Bune” s-au încadrat modelele experimentale 1 şi 2. Rezultate bune au

fost obţinute pentru:

- modelul experimental 1 care are în structura sa un panou semiconductiv pe care s-a aplicat o

placă de polistiren cu grosimea de 50 mm lipită cu adeziv poliuretanic aplicat sub formă de

cordoane şi puncte. Peste suprafaţa exterioară a polistirenului s-a aplicat cu gletiera cu dinţi, un

strat de masă de şpaclu din mortar adeziv. În stratul de masă de şpaclu proaspăt, a fost aplicată

plasa metalică. După aplicarea plasei metalice s-a aplicat, tot cu gletiera cu dinţi, un nou strat de

masă de şpaclu din mortar adeziv, care a înglobat total plasa metalică.

Performanţele bune au fost obţinute în cazul în care panoul semiconductiv a fost

orientat spre emitor.

- modelul experimental 2 care are in structura sa un panou semiconductiv pe care s-a aplicat vată

minerală de 100 mm grosime şi pe care s-a ataşat o folie metalizata de aluminiu.

Performanţele bune au fost obţinute în cazul în care panoul semiconductiv a fost

orientat spre receptor.

3. Prin urmare se poate constata că atenuări bune au fost obţinute în cazul măsurătorilor

efectuate cu antenele horn la frecvenţa de 10 GHz, şi anume -48,2755dB pentru modelul

experimental 1 când panoul semiconductiv este orientat spre emisie, respectiv -42,7678 pentru

modelul experimental 2 când panoul semiconductiv este orientat spre recepţie.

4. Pentru modelul experimental 2 nu s-au obţinut rezultate satisfăcătoare pentru o

utilizare individuala, dar se are în vedere combinarea modelul experimental 2 cu modelul

experimental 1, pentru a simula ecrane electromagnetice în configuraţie Jaumann. În acest fel se

aşteaptă rezultate superioare celor de la modelul experimental 1, care au fost realizat în

configuraţie Salisbury. Aceste variante se vor reanaliza în etapa următoare, când se va face şi

design-ul definitiv al configuraţiilor Salisbury şi Jaumann, respectiv optimizarea proprietăţilor de

ecranare electromagnetică prin adaptarea dimensiunilor şi a arhitecturii sistemelor de ecranare.


62

Bibliografie 1. https://ec.europa.eu/health/sites/health/files/electromagnetic_fields/docs/emf_rec519_en.

pdf

2. http://www.justice.gov.md/file/Centrul%20de%20armonizare%20a%20legislatiei/Baza%

20de%20date/Materiale%202015/Legislatie/32013L0035.pdf

3. Henry W. Ott, "Electromagnetic Compatibility Engineering", John Wiley & Sons, 2009,

ISBN 978-0-470-18930-6

4. L. C. Wrobel; M. H. Aliabadi (2002). “The Boundary Element Method”. New Jersey:

Wiley.

5. Paul Saville; Trisha Huber; Darren Makeiff, "Fabrication of Organic Radar Absorbing

Materials" Defence R&D Canada – Atlantic, Technical Report DRDC Atlantic TR 2005-

124

6. Rozanov, K. N., Ultimate thickness to bandwidth ratio of radar absorbers," IEEE

Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 48, No. 8, 1230{1234, 2000.

7. Chambers, B., Optimum design of a Salisbury screen screen radar absorber," Electronics

Letters, Vol. 30, No. 16, 1353-1354, 1994.

8. Munk, B. A., P. Munk, and J. Pryor, On designing jaumann and circuit analog absorbers

(CA absorbers) for oblique angle of incidence," IEEE Transactions on Antennas and

Propagation, Vol. 55, No. 1, 186-193, 2007.

9. Seman, F. C. and R. Cahill, Performance enhancement of Salisbury screen absorber using

resistively loaded spiral FSS," Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 53, No.

7, 1538-1541, 2011.

10. Costa, F., A. Monorchio, and G. Manara, Analysis and design of ultra thin

electromagnetic absorbers comprising resistively loaded high impedance surfaces," IEEE

Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 58, No. 5, 1551-1558, 2010.

11. Paul Saville "Review of Radar Absorbing Materials" Defence R&D Canada – Atlantic,

Technical Memorandum DRDC Atlantic TM 2005-003

12. http://www.solidworks.com/

13. R. Ciobanu, R.F. Damian, I. Casian Botez, Electromagnetic Characterization of chiral

auxetic metamaterials for EMC applications, Computer Standards & Interfaces, Volume

32, Issue 3, March 2010, Pages 101-109


63

14. Y. K. Hong, C. Y. Lee, C. K. Jeong, D. E. Lee, K. Kim, J. Joo, "Method and apparatus to

measure electromagnetic interference shielding efficiency and its shielding characteristics

in broadband frequency ranges", Review of Scientific Instruments, Volume 74, Issue 2,

February 2003, pp. 1098-1102

15. IEEE Std C95.1™-2005, "IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human

Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3 kHz to 300 GHz", 2005

16. Federal Communications Commission, "Evaluating Compliance with FCC Guidelines for

Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Fields", OET Bulletin 65 (Edition

97-01). Supplement C (Edition 01-01), 2001

17. CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, Boca Raton, USA, 2005

18. Rhim HC., Büyükoztürk O., "Electromagnetic properties of concrete at microwave

frequency range." ACI Mater J 1998;95-M25:262–71.

19. L. Ramajo, A. Cristóbal, P. Botta, J. Porto López, M. Reboredo, M. Castro, ”Dielectric

and magnetic response of Fe3O4/epoxy composites”, Composites: Part A 40 (2009) 388–

393

20. Maria Sabrina Sarto, Alessio Tamburrano, “Innovative Test Method for the Shielding

Effectiveness Measurement of Conductive Thin Films in a Wide Frequency Range”,

IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 48, pp. 331-340, 2006.

21. J. A. Catrysse, M. de Goeije, W. Steenbakkers, L. Anaf, “Corelation Between Shielding

Effectiveness Measurements and Alternative Methods for the Characterization of

Shielding Materials”, IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol.35, pp.

440-444, 1993.

22. K. Takizawa, O. Hashimoto, “Transparent Wave Absorber Using Resistive Thin Film at

V-Band Frequency”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol.47,

pp. 1137-1141,1999.

23. D. R. J. White, Electromagnetic Shielding Materials and Performance, Don White

Consultants, Inc, 1980.

24. P. F. Wilson, M. T. Ma, J. W. Adams, “Techniques for Measuring the Electromagnetic

Shielding Effectiveness of Materials”, IEEE Transactions on Electromagnetic

Compatibility, vol.30, pp. 239- 259, 1988.


64

25. C. L. Holloway, D. A. Hill, J. Ladbury, G. Koepke, R. Garzia, “Shielding Effectiveness

Measurements of Materials Using Nested Reverberation Chambers”, IEEE Transactions

on Electromagnetic Compatibility, vol.45, pp. 350-356, 2003.

26. R. T. Johnk, A. Ondrejka, S. Tofani, M. Kanda, “Time Domain Measurements of the

Electromagnetic Backscatter of Pyramidal Absorber and Metallic Plates”, IEEE

Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol.35, pp. 429-433, 1993.

27. Standard Test Method for Measuring the Electromagnetic Shielding Effectiveness of

Planar Materials, ASTM D-4935-99.

28. I. K. Hong, C. Y. Lee, C. K. Jeong, D. E. Lee, K. Kim, and J. Joo, “Method and

apparatus to measure electromagnetic interference shielding efficiency and its shielding

characteristics in broadband frequency ranges”, Rev. Sci. Instrum., vol.74, pp. 1098-

1102, 2003.

29. Subedi, P. and I. Chatterjee, "Dielectric mixture model for asphalt-aggregate mixtures"

Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy, Vol. 28, No. 2, 1993

30. Wilson, P. F. and M. T. Ma, Techniques for measuring the electromagnetic shielding

effectiveness of materials: Part 11-Neareld source simulation, IEEE Transactions on

Electromagnetic Compatibility, 251-259, Vol. 30, No. 3, Part 2, Aug. 1988.

31. Szabo, Z. and P. Fiala, “Characterisation and testing shielding fabrics," PIERS Online,

Vol. 5, No. 7, 609-612, 2009.

32. Z. Szabo, Comparison of Diferent Methods for Measurement of Shielding Fabrics

Properties, PIERS Proceedings, Marrakesh, MOROCCO, March 20-23, 2011.

33. Adrien Deline, Denis Labrousse, Olivier Fabrègue, Christian Vollaire, Jérôme Grando,

Gérald André, Characterization of Shielding Efficiency for Power Electronics Frequency

Domain, Journal of Electromagnetic Analysis and Applications, 4, 85-95, 2012.

34. Dvurechenskaya, N., Zielinski, R. J., Advantages and disadvantages of the free-space

arch method used for investigation of shielding materials at low gigahertz frequencies. In

Proc. EMC Europe 2011, York, UK. 2011.

35. Marvin, A.C., Dawson, L., Flintoft, I.D., Dawson, J.F., A method for the measurement of

shielding effectiveness of planar samples requiring no sample edge preparation or

contact. IEEE Trans. Electromag. Compatib., vol. 51, no. 2, pp. 255-262, 2009.


65

36. Bury, M., Yashchyshyn, Y., Pulse Response of UWB Antenna: Meaning and Simple

Measurement Procedure. In Proc. Antennas and Propagation, 2007. EuCAP 2007. The

Second European Conference on, pp.1-6, 2007.

37. Nadezhda Dvurechenskaya, Paweł R. Bajurko, Ryszard J. Zieliński, Yevhen

Yashchyshyn, Measurements of shielding effectiveness of textile materials containing

metal by the free-space transmission technique with data processing in the time domain,

Metrol. Meas. Syst., Vol. XX, No. 2, pp. 217–228, 2013.

38. Hong, Y. K. et al.: ‘Method and apparatus to measure electromagnetic interference

shielding efficiency and its shielding characteristics in the broadband frequency ranges’,

Rev. Sci. Instrum., vol. 74, no. 2, pp. 1098–1102, Feb. 2003.

39. Devrim D. Soyaslan, Investigation of Test Instruments for EM Shielding Effectiveness of

Conductive Fabrics and Their Composites, Journal of Safety Engineering, 2(2): 39-44.

2013

40. Kim, M.S., Kim, H.K., Byun, S.W., Jeong, S.H., Hong, Y.K., Joo, J.S., Song, K.T., Kim,

J.K., Lee, C.J., Lee, J.Y., “PET Fabric/Polypyrrole Composite With High Electrical

Conductivity for EMI Shielding”, Synth. Metals, Vol. 126, pp. 233-239, 2002.

41. Cheng, K.B., Ramakrishna, S., Lee, K.C., “Development of conductive knitted fabric

reinforced thermoplastic composites for electromagnetic shielding applications”, J

Thermoplast Compos Mater, Volume. 13, Issue. 5, pp. 378-389, 2000.

42. Rui, W., Fang H., Yizao W., Yu Q.i., “Preparation and Characterization of A Kind of

Magnetic Carbon Fibers Used As Electromagnetic Shielding Materials’’, Journal of

Alloys and Compounds, Vol. 514, pp. 35-39, 2012.

43. Christopher, J. K., Denver, M., “Composite Electromagnetic Interference Shielding

Materials for Aerospace Applications’’, Composite Structures, Vol. 91, pp. 467–472,

2009.

44. Davide, M., Carmelo, A., Roberto, P., Ramon, B.M., Susanna, L., Mario, M.,

“Nanostructured Composite Materials for Electromagnetic Interference Shielding

Applications’’, Acta Astronautica, Vol. 69, pp. 747–757, 2011.

45. J. A. Catrysse, M. de Goeije, W. Steenbakkers, L. Anaf, “Corelation Between Shielding

Effectiveness Measurements and Alternative Methods for the Characterization of


66

Shielding Materials”, IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol.35, pp.

440-444, 1993.

46. K. Takizawa, O. Hashimoto, “Transparent Wave Absorber Using Resistive Thin Film at

V-Band Frequency”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 47,

pp. 1137-1141, 1999.

47. R. T. Johnk, A. Ondrejka, S. Tofani, M. Kanda, “Time Domain Measurements of the

Electromagnetic Backscatter of Pyramidal Absorber and Metallic Plates”, IEEE

Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol.35, pp. 429-433, 1993.

48. Standard Test Method for Measuring the Electromagnetic Shielding Effectiveness of

Planar Materials, ASTM D-4935-99.

49. I. K. Hong, C. Y. Lee, C. K. Jeong, D. E. Lee, K. Kim, and J. Joo, “Method and

apparatus to measure electromagnetic interference shielding efficiency and its shielding

characteristics in broadband frequency ranges”, Rev. Sci. Instrum., vol.74, pp. 1098-

1102, 2003.

universitatea tehnică gheorghe asachi din iaşi … · polistiren cu grosimea de 50 mm lipită cu...

Documents