ケーブルをシールドキャビネットに接続した後の放射線放出の分析

ケーブルをシールドキャビネットに接続した後の放射線放出
1. 現場のシールドキャビネットのシールド効果が低下する理由
ケーブルは、システム内で電磁両立性の問題を引き起こす主な要因です。 電磁両立性試験では、機器をいくら改善しても電磁両立性試験に合格しないことがよくありますが、機器の外部ケーブルを取り外すと、機器はスムーズに試験に合格します。 電子機器を実際に使用していると、機器が正常に機能しなくなったり、頻繁にクラッシュしたりするが、接続ケーブルを外すと正常に動作するという状況に遭遇することもよくあります。 実際、私たちが実際に遭遇する電磁両立性の問題のほとんどはケーブルが原因です。
シールドキャビネットは、実験室でケーブルに接続していない場合は規格の厳しい要件を満たすことができますが、多くの場合、シールド効率は約 50dB しかなく、現場での使用ではまったく効果がありません。 これは、現場でケーブルがキャビネットに誤って接続され、接続ケーブルを抜くとキャビネットのシールド効果が正常に戻ったためです。 これは、ケーブルがシステムのシールド効果を低下させる直接の原因であることを示しています。 実際、ケーブルは効率的な送受信アンテナであり、接続が不適切な場合、キャビネットからの電磁漏洩信号を直接送信する可能性があります。 非シールドツイストペアをシールドキャビネットに直接接続した場合、送信アンテナをシールドキャビネットに直接接続したことと等価となり、シールドキャビネットのシールド効果が完全に失われてしまいます。 したがって、実際の使用ではこの誤差を避ける必要があります。
2. シールドキャビネット接続ケーブルの放射モデル
ディファレンシャルモード電流回路はケーブル内の信号電流回路であり、コモンモード電流回路はケーブルとグランドによって形成されます。
このモデルの数学的分析は、多くの EMC 書籍に記載されています。 ここではこの部分の作業は行わず、その結論だけを使用します。 このモデルは 2 つの電流ループ アンテナに相当し、その伝送容量はループ面積とループ内の電流の大きさに比例します。 実際、シールド付きツイストペアは秘密関連のネットワークで使用されています。 ケーブルには信号線と信号アース線が含まれています。 2 つの間の距離は非常に小さく、2 つによって形成される差動モード電流ループの面積も非常に小さいため、その差動モード放射は強くありません。 さらに、隣接するヒンジの電流の方向が逆であるため、それらによって生成される磁界も逆方向となり、空間内では相殺されます。 したがって、実際に発生する放射線は主にコモンモード放射線から生じます。
コモンモード放射はコモンモード電流によって発生し、ケーブルとアースによってコモンモード電流のループが形成され、ループ面積が大きく、放射が強くなります。 コモンモード電流は、ケーブルとグランド間の電圧であるコモンモード電圧によって生成されます。 この電圧には多くの理由があります。 シールドキャビネットを使用する場合、コモンモード電圧の発生は主に、キャビネット内の機器のケーブル上の電磁漏洩放射と、回路内の容量結合および誘導結合によって発生します。