Blindagem Militar

Jul 04, 2023

A blindagem para controlar EMI é um elemento básico na eletrônica moderna, desempenhando um papel importante em aplicações militares. As práticas de design interno podem fazer muito para controlar a EMI na eletrônica comercial e industrial, mas há um limite para o que você pode fazer. As exigências de EMI na electrónica militar são tais que as boas práticas de design interno são inadequadas – normalmente é necessária blindagem.

A teoria da blindagem é bem abordada em vários bons livros e documentos militares. Mas a nossa experiência mostra que a maioria dos problemas de blindagem EMI não são resolvidos pela análise, mas sim pela atenção meticulosa aos fundamentos. Abordaremos esses fundamentos e deixaremos a análise detalhada para as referências.

As demandas de blindagem variam de acordo com o projeto e o ambiente, mas as necessidades típicas de Eficácia de Blindagem (SE) normalmente giram em torno de 80 dB para projetos militares. Considerando que 80 dB é um fator de 10.000, vemos que será necessária uma blindagem muito boa para atender às necessidades. A boa notícia é que seguindo cuidadosamente o básico, você chegará lá com o mínimo de barulho.

A seleção dos materiais de blindagem é certamente um fator no projeto, mas, na verdade, é preciso fazer um trabalho muito bom com as aberturas e penetrações dos fios antes mesmo que o SE do material entre em ação. Raramente experimentamos casos em que o SE do material é inadequado para blindagem de alta frequência. Abordaremos os materiais e depois passaremos ao verdadeiro ponto crucial da blindagem – aberturas e penetrações.

MATERIAIS DE PROTEÇÃO

Vamos começar com o material. SE do material é uma função tanto da condutividade quanto da permeabilidade, mas para blindagem de alta frequência, a condutividade domina. Obviamente, a alta condutividade proporciona uma boa blindagem, mas como isso funciona?

Tentaremos manter as coisas simples.

Para blindagem de alta frequência, a condutividade do material é o fator dominante. Alguns materiais de blindagem comumente usados ​​são fornecidos na Tabela 1.

Tabela 1: Condutividade dos materiais de blindagem

A espessura do material de blindagem desempenha um papel muito pequeno – isto é devido ao “efeito de pele” – à medida que a frequência aumenta, a corrente é aglomerada na superfície.

A profundidade da pele é dada por:

δ = 1 ∕ √ π * f * μo * σ

Esta é a profundidade onde a densidade de corrente cai para 1/e = 1/2,7182. A maior parte da corrente é agrupada dentro de uma profundidade superficial da superfície, tornando a espessura adicional de pouca importância. A Tabela 2 mostra a profundidade da pele de alguns materiais comuns. Como pode ser visto, a profundidade da pele começa a se tornar um fator importante mesmo nas frequências da linha de energia. Quando a frequência chega a um MHz, a profundidade da película é tão fina que é improvável que a espessura adicional do material seja um fator.

Tabela 2: Profundidade de revestimento de alguns materiais (polegadas)

Como seria de esperar, o cobre é uma excelente blindagem, mas o alumínio não fica muito atrás. Na verdade, a eficácia da blindagem desses materiais é tão boa que podemos escolher materiais de menor condutividade. O aço, por exemplo, tem cerca de 1/6 da condutividade do cobre, ainda proporcionando excelente blindagem. Mesmo o aço inoxidável, por pior condutor que seja, ainda é adequado para a maioria dos casos.

O resultado final é que você pode escolher seu material sem levar em conta o EMI. Escolha por outros motivos além de EMI – peso, durabilidade, compatibilidade de materiais, corrosão, etc.

Onde a proteção contra corrosão é necessária, o revestimento nas superfícies de contato na costura precisa ser condutor – o revestimento de metal funciona perfeitamente. Mesmo os revestimentos de conversão são geralmente aceitáveis, desde que haja uma área de superfície correspondente adequada para superar a resistividade superficial relativamente alta.

Tabela 3: Acabamentos condutores

Observe que mesmo revestimentos condutivos sobre plástico podem produzir materiais de blindagem adequados – a chave é obter fechamento condutivo nas costuras. Cada vez mais, vemos plásticos sendo usados ​​no ambiente militar, especialmente com equipamentos transportados manualmente – sendo o peso um fator significativo. Mesmo aqui, a eficácia da blindagem do revestimento fino é adequada para a maioria das necessidades de blindagem militar. A chave é projetar para obter uma área de contato adequada nas superfícies de contato.