Atténuation des micro-ondes

[Bouli]

Bonjour à tous,

J'ai voulu isoler des appareils communiquant en micro-ondes (wifi, bluetooth à 2.4 GHz) de l'environnement extérieur. Pour cela j'ai tapissé une boite à chaussures de papier aluminium et j'ai placé les appareils dedans.
Le problème c'est qu'ils continuent à capter une partie des appareils à l'extérieur.

Comment pouvez-vous évaluer l'atténuation des ondes à 2.4 GHz par une feuille d'aluminium ? J'ai lu que dans le domaine optique l'atténuation se fait sur une épaisseur d'une centaine de nm mais je n'ai pas trouvé de nombre pour le domaine micro-ondes.

Merci pour votre aide

[calculair]

Bonjour à tous,

J'ai voulu isoler des appareils communiquant en micro-ondes (wifi, bluetooth à 2.4 GHz) de l'environnement extérieur. Pour cela j'ai tapissé une boite à chaussures de papier aluminium et j'ai placé les appareils dedans.
Le problème c'est qu'ils continuent à capter une partie des appareils à l'extérieur.

Comment pouvez-vous évaluer l'atténuation des ondes à 2.4 GHz par une feuille d'aluminium ? J'ai lu que dans le domaine optique l'atténuation se fait sur une épaisseur d'une centaine de nm mais je n'ai pas trouvé de nombre pour le domaine micro-ondes.

Merci pour votre aide

Normalement si le papier d'aluminium est bien conducteur et même avec une epaisseur faible l'attenuation devrait être suffisante. Les precautions à prendre est be bien filtrer les fils qui rentrent et qui sortent le la boite car ceux ci peuvent coupler l'interieur e la boite avec l'exterieur. Enfin il faut bien s'assurer de la continuité electrique entre le couvercle et la boite. IL faut pas laisser la moindre fente . Si ta boite est bien etanche ( pratiquement au sens que si elle etait pleine de liquide, il ne s'ecoulerait pas par les fentes existantes, alors ta cage de Faraday devrait bien isoler en Wifi l'interieur de l'exterieur.

[f6bes]

Bjr bouli,
Le probléme est de savoir:
A/de combien atténue ta "cage"
B/ La sensibilité du récepteur
C / la Puissance du champ reçu à proximité de la boite.

Supposition:
Pour un fonctionnement NORMAL le récepteur à besoin 1 dbm .
Le champ à proximité est de 60 dbm.
L'atténuation de la boite est 59 dbm.
IL en reste donc suffisamment pour un FONCTIONNEMENT de l'appareil (60-59=1)
Par contre si le champ reçu est de 50, celui de la boite ne changeant pas (60), alors là l'appareil est "sourd".
A+

[calculair]

Bonjour f6bes,

Ton raisonnement est exact, par contre les ordres de grandeur ne semblent pas corrects.

Le recepteur devrait avoir une sensibilité bien meilleur que le dBm. Cela va dependre de sa bande passante.

Quand au champ , je suppose que tu veux parker de la puissance reçue par l'antenne du recepteur, mais 60 dbm ,= 30 dbW, soit 1 kW c'est la puissance d'un micro onde.

Je suis etonné que l'on cherche à se proteger d'une telle puissance, a moins de mettre la boite à l'interieur du four.

Es tu au courant de ce que veux faire Bouli ? Peut être il voudra preciser ces intentions ?

[f6bes]

bjr calulair,
Je n'ai pas chercher à donner un exemple REEL, mais simplement à expliquer que l'on n'obtient pas "zéro", mais une ATTENUTATION.
Ce n'est qu'une question de "différence" .
Je n'ai nullement "regardé" si mes chiffres étaient dans la "réalité" des choses!
A+

[LPFR]

Bonjour.
Pour calculer la pénétration des ondes dans un métal on se réfère à "l'effet de peau", "effet pelliculaire" ou "skin effect".
Vous pouvez trouver ici des informations utiles.
Au revoir.

[LPFR]

Re.
Suite.
Mais il ne suffit pas de tapisser une boite avec des conducteurs. Il faut qu'il y ait un bon contact entre tous ces conducteurs. Et quand je parle de bon contact, je veux dire des bons contacts à la fréquence en question. El les bons contacts à 2,4 GHz c'est très, très, très difficiles à faire. Il ne suffit pas que deux conducteurs soient en contact ohmique à un endroit. Il faut que la séparation entre deux contacts ne soit à aucun endroit plus grande que lambda/4. Si c'est le cas, la boîte de Faraday laisse passer les ondes comme un panier percé.
Pour quoi croyez-vous que l'on peut téléphoner avec son portable à l'intérieur d'une cabine d'ascenseur? Parce que les contacts entre les plaques métalliques sont séparés par plusieurs centimètres.
A+

[caper]

Bonjour,

sur le même sujet de l'atténuation des micro-ondes, j'ai lu dans le ça m'intérresse de ce mois-ci une info qui m'a fait frémir:

Si un téléphone portable placé dans un four à micro-ondes fermé peut sonner, cela veut dire que ce four n'est pas "étanche" aux ondes de ces fréquences et est donc potentiellement dangereux.

après une rapide enquête de voisinage, il s'avère que tous les portables de mon entourage sonnent dans leur fours ( on s'amuse comme on peut un dimanche...). Sommes nous tous en danger ? Dois-je courir chez Darty dès demain matin en acheter un autre ou le journal a-t-il publié une info erronée ?

[Bouli]

L'idée c'est d'empêcher des appareils communiquant en wifi de "se voir" en plaçant l'un d'eux dans la boite. Les deux sont séparés de 3-4 m. En wifi l'émission ne dépasse pas 100mW normalement (20 dBm) et la réception se fait jusqu'à -60 dBm de mémoire.

La longueur d'onde est de 12.5 cm donc si je respecte la règle des ouvertures inférieures à lambda/4, ça me donne quand même une marge de 3 cm, les ouvertures de la boite font quelques millimètres au plus. Et comme caper le dit juste au dessus, les four à micro-ondes utilisent "simplement" une grille devant la fenêtre donc la qualité de la cage n'est pas si mauvaise à priori.

Est-ce que le fait que la boite (à chaussures) ait une taille de l'ordre de la longueur d'onde pose un problème ? Il n'y a que peu de modes qui peuvent exister dans la boite, ça joue peut-être un rôle, l'énergie émise par l'appareil dans la boite devant bien aller quelque part (chauffer les parois ? sortir de la boite ?)

Il n'y a pas d'onde évanescente lors de la réflexion sur un métal ?

[calculair]

L'idée c'est d'empêcher des appareils communiquant en wifi de "se voir" en plaçant l'un d'eux dans la boite. Les deux sont séparés de 3-4 m. En wifi l'émission ne dépasse pas 100mW normalement (20 dBm) et la réception se fait jusqu'à -60 dBm de mémoire.

La longueur d'onde est de 12.5 cm donc si je respecte la règle des ouvertures inférieures à lambda/4, ça me donne quand même une marge de 3 cm, les ouvertures de la boite font quelques millimètres au plus. Et comme caper le dit juste au dessus, les four à micro-ondes utilisent "simplement" une grille devant la fenêtre donc la qualité de la cage n'est pas si mauvaise à priori.

Est-ce que le fait que la boite (à chaussures) ait une taille de l'ordre de la longueur d'onde pose un problème ? Il n'y a que peu de modes qui peuvent exister dans la boite, ça joue peut-être un rôle, l'énergie émise par l'appareil dans la boite devant bien aller quelque part (chauffer les parois ? sortir de la boite ?)

Il n'y a pas d'onde évanescente lors de la réflexion sur un métal ?

Voila tu viens de fixer les ordres de grandeur

Niveau de reception minimal fixé = -60 dbm
Niveau d'emission maximal = + 20 dbm

Attenuation à réaliser 80 dm

Pour réaliser une telle attenuation il faut être rigoureux, le moindre trou radioelectrique empêchera d'obtenir cette attenuation.

Laisser une petite ouverture de temps en temps comme l'accepte LPFR ne te permettra pas d'obtenir le resultat en raison du couplage que tu laisses subsister

Il faut realiser une boite bien etanche au sens des liquides et de bons contacts radioelectriques au niveau des fermetures. Pour diminuer les fuites au niveau des contacts il faut que le couvercle viennent recouvrir les bords sur plusieurs centimetres . Enfin se mefier des fils qui rentrent et sortes de ta boites. Ce sont des "trous" radioelectriques qu'il faut filtrer soigneusement et parfois à l'exterieur de ta boite et dans une boite annexe accollée.

80 dB c'est l'ordre de grandeur de l'attenuation d'un cable coaxial de qualité mediocre entre son interieur et l'exterieur

Un four à micro onde a des fuites radiolectriques , mais je ne connais pas son coefficient d'attenuation au pifomètre cela doit faire 60 dB

D'ailleurs tu peux faire un essai en mettant tes equipements dans le four, mais je te conseille de ne pas mettre ton four sur " ON "

[f6bes]

Bjr Bouli,
"..ça me donne quand même une marge de 3 cm,.."
Et penses tu que RIEN ne passera dans ces 3 cms !!

Une expérience que j'ai faite il y a fort longtemps:
Un cocote minute en Alu, son couvercle , un joint de tresse métallique à l aplace du joint caoutchouc, un oscillateur alimenter par pile.
On enferme l'oscillateur et je ......................l'entend s MALGRE tout sur un récepteur profressionnel.
Certe c'était une mouche au fond d'un bocal !!

A+

[LPFR]

Si un téléphone portable placé dans un four à micro-ondes fermé peut sonner, cela veut dire que ce four n'est pas "étanche" aux ondes de ces fréquences et est donc potentiellement dangereux.

La longueur d'onde est de 12.5 cm donc si je respecte la règle des ouvertures inférieures à lambda/4, ça me donne quand même une marge de 3 cm, les ouvertures de la boite font quelques millimètres au plus. Et comme caper le dit juste au dessus, les four à micro-ondes utilisent "simplement" une grille devant la fenêtre donc la qualité de la cage n'est pas si mauvaise à priori.

Est-ce que le fait que la boite (à chaussures) ait une taille de l'ordre de la longueur d'onde pose un problème ? Il n'y a que peu de modes qui peuvent exister dans la boite, ça joue peut-être un rôle, l'énergie émise par l'appareil dans la boite devant bien aller quelque part (chauffer les parois ? sortir de la boite ?)

Il n'y a pas d'onde évanescente lors de la réflexion sur un métal ?

Bonjour.
Non.
Cela veut dire que le four n'est pas étanche aux fréquences des téléphones portables, qui elles, ne sont pas les mêmes que celles des fours.
Le monde de micro-ondes est un monde étrange peuplé de bizarreries pour ceux qui n'y vivent pas. Des micro-ondes je ne connais pas grand chose mais je sais me méfier de l'extrapolation des affirmations qui sont vraies en basse fréquence (disons jusqu'à 100 MHz) et qui s'avèrent totalement fausses pour des fréquences plus élevées.
Par exemple, je vous ai déjà dit que faire des bons contacts (des vrais courts-circuits) était très difficile. Par contre faire un circuit ouvert c'est plus facile. Bien, le gens des micro-ondes utilisent des circuits ouverts pour faire de bons courts-circuits. Pour cela on place un circuit ouvert à lambda/4 de l'endroit où on veut avoir un vrai court-circuit.
Vous êtes-vous demandé pour quoi les portes des fours à micro-ondes étaient si épaisses alors qu'elles n'ont pas à être isolantes thermiquement? Si c'étaient des simple grilles, la seule épaisseur requisse serait celle pour leur donner une solidité mécanique. Maintenant comparez l'épaisseur des portes avec lambda/4. Le circuit ouvert des bords de la porte à l'extérieur transforme en court-circuit le circuit ouvert du bord intérieur de la porte.
Bien sur, les portes ne sont pas des parfaits isolants pour les micro-ondes et il y a toujours des fuites. Vous pouvez acheter chez Conrad ou similaire, un détecteur de fuites (une simple diode connectée à un galvanomètre) pour quelques euros. Elle vous indiquera si le niveau est plus ou moins grand que les normes admises.

Ceci dit, et sans vouloir rentrer dans des polémiques, je ne crois pas du tout à la dangerosité des ondes, autres qu'à des niveaux au elles chauffent. Si cette dangerosité était avérée, il faudrait revoir un peu la physique en ce qui concerne l'interaction entre les ondes électromagnétiques et la matière.

"...ça me donne quand même une marge de 3 cm, les ouvertures de la boite font quelques millimètres au plus..."

Il ne s'agit pas de la largeur des ouvertures. Il s'agit de la longueur. Une fente de longueur négligeable (mais sans contact électrique) se comporte pratiquement de la même manière qu'une fente de quelques millimètres. Il ne faut pas voir les micro-ondes comme un fluide qui se répandrait par les fentes. Non, les deux lèvres de la fente se retrouvent à des différences de potentiel plus ou moins importants et vus de l'extérieur la fente se comporte comme un dipôle et émet (et reçoit) en conséquence.
Vous devriez aller voir les produits que l'on vend pour assurer l'étanchéité aux micro-ondes chez des fournisseurs spécialisés (pour une fois, pas chez Conrad) pour vous appercevoir combien il est difficile de rendre une boîte étanche.

L'énergie émisse chauffe bien surtout ce qui se trouve dans la boite.
L'onde évanescente existe bien à l'intérieur du métal mais elle "évanesce" très vite. Vous pouvez calculer la longueur de pénétration avec la référence que j'ai donnée.
Au revoir.

[calculair]

Bjr Bouli,
"..ça me donne quand même une marge de 3 cm,.."
Et penses tu que RIEN ne passera dans ces 3 cms !!

Une expérience que j'ai faite il y a fort longtemps:
Un cocote minute en Alu, son couvercle , un joint de tresse métallique à l aplace du joint caoutchouc, un oscillateur alimenter par pile.
On enferme l'oscillateur et je ......................l'entend s MALGRE tout sur un récepteur profressionnel.
Certe c'était une mouche au fond d'un bocal !!

A+

C'etait une bonne idée, mais ça demontre que cela n'est pas si facile que cela d'obtenir des attenuations superieures à 70 / 80 dB.

Sans doute tu aurais du améliorer la qualité du contact avec le joint et te mefier de la couche d'alumine qui recouvre l'aluminium. L'alumine est un trés mauvais conducteur.....Il y a ce piège avec le papier chocolat, tu as bien fait de rappeler ton experience.

[calculair]

LPFR vient de m'apprendre une astuce pour faire des portes etanches radioelectriques. En mesurant l'epaisseur de la porte du four on determine la frequence du magnetron...!

Oui tu as raison les circuits ouverts peuvent être de bon court circuit a une fréquence donnée.

Le problème de Bouli s'il est au voisinage de 2,5 GHz doit couvrir une bonne 100 taine de MHz.

Comme tu le dis ce n'est pas évident de faire des attenuations importantes. Cependant le respect de fermeture en lambda sur 4 doit contribuée avec d'autre dispositif à obtenir les attenuations recherchées

Si l'aluminium s'avère difficile d'emploi en raison de l'oxydation ( Al2 O3 ) qui se comporte comme un isolant et la difficulté à souder, je conseille l'utilisation de feuillard de cuivre et plus facile à souder.

80 dB qui semble être l'objectif recherché ici , va demander beaucoup de soin dans la réalisation et peut être la mise en oeuvre d'astuce de savoir faire, un peu comme LPFR l'a montré, surtout si tu cherches à faire resortir des données de ta boite et y injecter un peu d'energie pour faire fonctionner tes equipements. Toutes ces connections sont à traiter du point du vue radio electrique et à 2,5 GHz les selfs snt parfos des condensateurs, les circuits ouvets des courts circuits et le contraire est vrai aussi.....

Je conseille de faire une opération de prés filtrage dans une boite etanche annexe collée à la principale pour toutes les connections eventuelles

[f6bes]

Bjr LPFR,
"..je ne crois pas du tout à la dangerosité des ondes, autres qu'à des niveaux au elles chauffent. ."

Dans la dangerosité des ondes il y plusieurs facteurs à prendre en COMPTE:
Pour commencer :
la gamme de fréquences
Le champ recu
La durée

Je ne te conseille pas de rester dans le champ d'une parabole d'émission à 10 GHz meme avec 1 watt d'alimentation !
Tu ne ressentiras rien, mais si tu insistes commande une "canne blanche !"
A+