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Blindage électromagnétique HF



  1. #1
    FDBman

    Blindage électromagnétique HF


    ------

    Bonjour !!

    Je voudrais savoir quelques petites choses sur les ondes et sur le blindages électromagnétique.

    Je travailles à des fréquences autour de 1GHz et je me demandais comment faire un bouclier électromagnétique. A cette fréquence la un simple plan conducteur ou un grillage conducteur suffit? Suis-je obligé de le relier à la masse?

    Si je veux me blinder de champs émis à de lointaines distances je dois prendre en compte uniquement le champ électrique? ou aussi le magnétique vu qu'il décroit plus vite que l'electrique ? et y a t'il une influence de la polarisation de l'onde (si le champ E est perpendiculaire au plan conducteur par exemple)?

    j'ai vu qu'on pouvait blinder quelquechose juste avec une encre conductrice ça marcherai aussi si on créer une enceinte recouvert de feuilles recouvertes de cette encre conductrice pour blinder l'interieur de cette enceinte?

    ça fait beaucoup de questions pour un premier post lol mais je suis un peu perdu et je commence à me mélanger les pinceaux ^^ merci d'avance à tous ceux qui pourront me répondre

    -----

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  3. #2
    calculair

    Re : Blindage électromagnétique HF

    bonjour,

    une enveloppe conductrice constitue un blindage aux frequences voisines du GHz.

    La qualité de l'enveloppe ( continuité electrique, epaisseur,...) depend de l'affaiblissement que vous voulez obtenir.

    des blindages d'une attenuation superieure à 60 dB va demander des precautions particulières.

    pour obtenir des affaiblissements superieurs à 80 dB, va necessité beaucoup de soin.

    Pour specifier ce que vous devez faire, vous devez d'abord evaluer le niveau d'affaiblissement envisagé.

  4. #3
    FDBman

    Re : Blindage électromagnétique HF

    30ou 40 db sont déjà largement suffisant pour éviter par exemple de passer les ondes des portables je pense. mais dans ce cas je ne comprend pas pourquoi il n'est pas déjà sorti un papier recouvert de cette encre pour blinder tout ce qu'on veut?

    on peut meme en faire du papier peint ou je sais pas quoi pour blinder tout et nimporte quoi ^^ je ne comprend pas ou est l'astuce lol

    Merci pour ta réponse

  5. #4
    Jeanpaul

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Quand une onde arrive sur une plaque conductrice, le champ électrique induit des courants. A haute fréquence la pénétration est superficielle à cause de l'effet de peau. La profondeur de peau dépend de la fréquence et aussi de la conductivité.
    Pour la formule taper "effet de peau" sur Wikipedia.
    La moindre des choses serait que l'épaisseur de la plaque soit nettement supérieure à la profondeur de peau.

  6. #5
    calculair

    Re : Blindage électromagnétique HF

    bonjour,

    les portables sont des recepteurs sensibles, avec des attenuations de 30 dB à 40 dB, il reste beaucoup d'entroit ou la reception n'est pas coupée...

    Un four micro onde est une enceinte qui à une attenuation voisine de 60 dB porte fermée ( ne pas mettre le four en marche !!) si tu mets ton portable dedans si tu n'est pas trop loin d'un relais, si t'appelle ton potable il sonne...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    LPFR

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Bonjour.
    Pour les portables dans les micro-ondes, on a déjà beaucoup parlé. La porte des micro-ondes est un court-circuit uniquement pour la fréquence du four. Les autres passent avec très peu d'atténuation. Vous n'avez qu'à regarder la porte: il n'y a (presque) aucun contact électrique. C'est une astuce des "micro-ondiens": ils fabriquent un très bon court-circuit avec un circuit ouvert (et une petite distance lambda/4). Mais cela ne marche que pour une fréquence. Pas pour toutes. Ce n'est pas une cage de Faraday. La manip du téléphone portable n'est pas valable.

    En revenant à l'encre conductrice, je crois que vous n'en avez jamais acheté. Vous payez plus de 10 € pour moins d'un gramme.

    Mais les feuilles d'aluminium ménager font très bien l'affaire... sauf que vous n'avez pas la continuité électrique dont parlait Calculair. Sans elle, pas de blindage. Regardez les ascenseurs: ils sont tous métalliques et fermés mais la continuité entre les tôles n'est pas assurée tout le long des bords des tôles. Conséquence: on peut utiliser les GSM dans les ascenseurs.
    Au revoir.

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  10. #7
    calculair

    Re : Blindage électromagnétique HF

    bonjour LPFR,

    Je n'avais pas percuté que que les fours à grande porte, il fallait baisser la frequence du magnetron !!

  11. #8
    FDBman

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Merci beaucoup pour vos réponses j'y vois un peu plus clair ^^

    En gros pour empecher de faire communiquer els portables 30 ou 40 dB d'atténuation peuvent suffire mais encore faut il que ce soit bien à la bonne fréquence.
    Et pour les encres on peut faire des boucliers EM avec mais à des prix exorbitants.

    Et concernant la reponse de jeanpaul ou tu dis que c'est le champ électrique qui fait réagir les électrons...le champ magnétique n'a donc aucune influence la dessus? peu importe le champ magnétique concernant le blindage?
    Et une derniere chose que le champ electrique soit perpendiculaire au blindage ou parallèle ça change quelquechose?

    Merci d'avance

  12. #9
    f6bes

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Citation Envoyé par FDBman Voir le message
    30ou 40 db sont déjà largement suffisant pour éviter par exemple de passer les ondes des portables je pense. mais dans ce cas je ne comprend pas pourquoi il n'est pas déjà sorti un papier recouvert de cette encre pour blinder tout ce qu'on veut?

    on peut meme en faire du papier peint ou je sais pas quoi pour blinder tout et nimporte quoi ^^ je ne comprend pas ou est l'astuce lol

    Merci pour ta réponse
    Bjr à toi,
    L'on blinde lorsqu'il y a NECESSITE de blinder (merci Mr Lapalisse !)
    Un portable est conçu pour RECEVOIR et pour TRANSMETTRE, pourquoi veux tu le "blinder" ??
    Certaine partie sont "blindées" vis à vis des parties voisines DANS le portable.

    Donc ne RIEN blindée en "interne" et ne blinder QUE l'ensemble n'est pas forcément une BONNE solution (par OU passeraient les ondes).?

    A+

  13. #10
    Valval007

    Smile Re : Blindage électromagnétique HF

    Bonjour à tous!

    Il ne faut pas oublier de distinguer les deux types de blindage dont on parle; à savoir, le blindage électrique et le blindage magnétique.

    Le blindage électrique se fait par une 'cage de Faraday', comprenez une enveloppe conductrice mise sous tension référencée ou simplement laissée à un potentiel flottant.

    Le blindage magnétique se fait lui grâce à des matériaux de très haute perméabilité magnétique (supermalloy, mumétaux) qui vont guider les champs magnétiques par un chemin alternatif autour de l'objet blindé. A haute fréquence l'utilisation de ces matériaux hautement perméables devient précaire. Heureusement, l'utilisation d'un simple conducteur ( comme pour le blindage électrique) conviendra parfaitement grâce aux courants induits de Foucault ( encore faut il que l'épaisseur de peau soit inférieur à l'épaisseur du blindage) mais vous en avez déjà parlé.

    J'ai justement réalisé une petite vidéo avec des amies ingés qui vous sera certainement utile ;

    http://www.youtube.com/watch?v=rqU1PP6pX4g

    Dans l'espoir de vous avoir aidé,

    Val

  14. #11
    tagada59

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Bonsoir,

    Peut-on augmenter le blindage d'une porte de four à micro-ondes en fixant dessus (à l'extérieur) une feuille de papier d’aluminium ?

    Merci

  15. #12
    calculair

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Citation Envoyé par tagada59 Voir le message
    Bonsoir,

    Peut-on augmenter le blindage d'une porte de four à micro-ondes en fixant dessus (à l'extérieur) une feuille de papier d’aluminium ?

    Merci
    Fait comme cela cela ne sera pas efficace. Il faut assurer de très bons contacts avec les paroies metalliques de la cavité du four.

    Le moindre défaut fera perdre la quasi totalité de l'effet de protection recherchée
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

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  17. #13
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Bonjour,
    Inutile d'assurer un très bon contact, il suffit que la bande d'alu collée présente une largeur de 2,5 cm entre la fente et l'extérieur, c'est à dire finalement une bande bien collée, sans contact, de largeur 5 cm, centrée sur la fente.

  18. #14
    LPFR

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Citation Envoyé par gwgidaz Voir le message
    Bonjour,
    Inutile d'assurer un très bon contact, il suffit que la bande d'alu collée présente une largeur de 2,5 cm entre la fente et l'extérieur, c'est à dire finalement une bande bien collée, sans contact, de largeur 5 cm, centrée sur la fente.
    Bonjour.
    Non.
    Calculair a raison. Si le contact n’est pas très bon, la bande conductrice ne servira pas à grand-chose.
    Vous confondez avec un blindage électrostatique.
    Si un contact électrique de temps en temps (géométriquement parlant) suffisait, vous ne pourriez pas utiliser votre téléphone depuis une cabine d’ascenseur métallique.
    Les courants induits créent des différences de potentiel entre les plaques de la cabine aux endroits plus loin de λ/4 d’un contact. Ces différences de potentiel, permettent aux plaques d’émettre de l’autre côté de la cabine.
    Au revoir.

  19. #15
    calculair

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    Non.
    Calculair a raison. Si le contact n’est pas très bon, la bande conductrice ne servira pas à grand-chose.
    Vous confondez avec un blindage électrostatique.
    Si un contact électrique de temps en temps (géométriquement parlant) suffisait, vous ne pourriez pas utiliser votre téléphone depuis une cabine d’ascenseur métallique.
    Les courants induits créent des différences de potentiel entre les plaques de la cabine aux endroits plus loin de λ/4 d’un contact. Ces différences de potentiel, permettent aux plaques d’émettre de l’autre côté de la cabine.
    Au revoir.

    Merci LPFR , en effet sur le blidage circule des courants induits et ceci n'exicitent pas la cavite protegée en raison de l'effet de peau. Par contre au niveau de la fente, les courants induits la font fonctionner comme une antenne à fente et cele-ci rayonne dans la cavite que l'on tente de protéger. Alors il existe un couplage entre l'intérieur et l'extérieur et la protection de fonctionne pas......
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  20. #16
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    Non.
    Calculair a raison. Si le contact n’est pas très bon, la bande conductrice ne servira pas à grand-chose.
    Vous confondez avec un blindage électrostatique.
    Si un contact électrique de temps en temps (géométriquement parlant) suffisait, vous ne pourriez pas utiliser votre téléphone depuis une cabine d’ascenseur métallique.
    Les courants induits créent des différences de potentiel entre les plaques de la cabine aux endroits plus loin de λ/4 d’un contact. Ces différences de potentiel, permettent aux plaques d’émettre de l’autre côté de la cabine.
    Au revoir.
    Bonjour,

    LPFR, nous nous sommes mal compris, il ne s'agit pas d'assurer des contacts de temps en temps, mais pas de contact du tout. Une bande métallique collée , sans contact, et présentant un quart d'onde entre son bord extérieur et la fente assure un excellente atténuation. Et de plus, la largeur n'a pas besoin d'être précise , car cette bande quart d'onde est à très faible impédance caractéristique, du fait de l'épaisseur du diélectrique ( colle plus peinture) . La largeur optimale est inférieure au quart d'onde, du fait du coefficient de raccourcissement ( 1/rac( epsilon) ) En général, on prend 0,6 à 0,75 fois lambda/4 .
    Par contre, un autre problème qui se posera ( ça dépend pourquoi il veut blinder) , ce sont les éventuels câbles électriques qui entrent dans l'espace ainsi confiné....problèmes de mode commun en vue !)

  21. #17
    calculair

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Bonjour

    J'avoue ne pas comprendre comment ta bande 1/4 d'onde protège son environnement ......
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  22. #18
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Bonjour,

    La bande lambda/4 est "ouverte" vers l'extérieur. Donc pour tous les modes TEM se propageant normalement à la fente, on retrouve un court-circuit en pénétrant d'une distance de lambda/4 vers l'intérieur, donc au niveau de la fente. D''ailleurs, LPFR a expliqué la même chose pour la porte des micro-ondes: on n'a pas besoin de contact...

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  24. #19
    calculair

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Citation Envoyé par gwgidaz Voir le message
    Bonjour,

    La bande lambda/4 est "ouverte" vers l'extérieur. Donc pour tous les modes TEM se propageant normalement à la fente, on retrouve un court-circuit en pénétrant d'une distance de lambda/4 vers l'intérieur, donc au niveau de la fente. D''ailleurs, LPFR a expliqué la même chose pour la porte des micro-ondes: on n'a pas besoin de contact...
    Je comprend bien pour toute la surface de la porte, mais une petite bande 1/4 d'onde , je ne vois pas comment elle bloque le rayonnement de par et d'autre de la bande. Peut être il faut faire un dessin pour comprendre ...
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  25. #20
    LPFR

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Citation Envoyé par gwgidaz Voir le message
    Bonjour,

    La bande lambda/4 est "ouverte" vers l'extérieur. Donc pour tous les modes TEM se propageant normalement à la fente, on retrouve un court-circuit en pénétrant d'une distance de lambda/4 vers l'intérieur, donc au niveau de la fente. D''ailleurs, LPFR a expliqué la même chose pour la porte des micro-ondes: on n'a pas besoin de contact...
    Re.
    J’ai quelques problèmes pour « faire fonctionner » votre dispositif.
    - D’abord l’orientation du champ électrique qui en arrivant à la fente se trouve parallèle au ruban conducteur.
    Ça sème la pagaille. Car ce qui était un circuit ouvert pour ces ondes, se transforme en un circuit fermé, et du coup l’effet court-circuit (côte interne de la porte) ne fonctionne plus pour la fente de la porte.
    -Pour considérer la partie bande conductrice, colle isolante façade du µ-ondes comme une guide d’ondes, il faudrait que le champ électrique soit perpendiculaire aux surfaces métalliques. Mais ce qui lui arrive est parallèle aux surfaces.
    - la largeur de la bande doit être λ/4 de chaque côté de la fente en longueurs d’onde dans le diélectrique.
    - tout défaut de largeur transforme les bords de la bande en émetteur à fentes.
    A+

  26. #21
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Bonjour,
    d'abord réponse à Calculair sur la dispositif:

    Soit une fente fine sur la face d'une boîte en métal. Pour empêcher les courants et rayonnements de passer à l'intérieur de la boite, je peux boucher la fente avec de la soudure, c'est à dire faire des court-circuits tout le long de cette fente.
    Maintenant, comment créer des court- circuits entre les deux bords de la fente, sans souder ?

    Supposons que je colle un rectangle de papier métallique 5 cm X 1cm, perpendiculairement à la fente ( 2,5 cm dépassant de chaque côté): les deux bords de la fente sont réunis à cet endroit par un condensateur ( il y a en fait deux condensateurs en série) . J'ai donc fait un pont , à cet endroit, de l'ordre d'une dizaine de PF entre les bords de la fente. Pas un court-circuit parfait... Eh bien, si ! En effet, on montre qu'en réalité, une bande de longueur 2,5 cm présente une impédance beaucoup plus faible ( à 2,5 GHz) que la capacité statique calculée. En effet, c'est une ligne quart d'onde ouverte à son autre extrémité , et son impédance est nulle, au niveau de la fente. J'ai donc réalisé un court circuit entre les bords de la fente, à cet endroit.
    Il me suffit donc de répéter l'opération tout le long de la fente, en collant une bande de largeur 5cm, tout le long de la fente...
    En réalité, le quart d'onde est inférieur au quart d'onde dans le vide car une ligne subit un coefficient de raccourcissement du à la constante diélectrique de l'isolant du condensateur ( peinture et colle).
    La largeur de la bande n'a pas besoin d'être précise, car l'impédance caractéristique de ces lignes quart d'onde sont très faible.

  27. #22
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    J’ai quelques problèmes pour « faire fonctionner » votre dispositif.
    - D’abord l’orientation du champ électrique qui en arrivant à la fente se trouve parallèle au ruban conducteur.
    Ça sème la pagaille. Car ce qui était un circuit ouvert pour ces ondes, se transforme en un circuit fermé, et du coup l’effet court-circuit (côte interne de la porte) ne fonctionne plus pour la fente de la porte.
    -Pour considérer la partie bande conductrice, colle isolante façade du µ-ondes comme une guide d’ondes, il faudrait que le champ électrique soit perpendiculaire aux surfaces métalliques. Mais ce qui lui arrive est parallèle aux surfaces.
    - la largeur de la bande doit être λ/4 de chaque côté de la fente en longueurs d’onde dans le diélectrique.
    - tout défaut de largeur transforme les bords de la bande en émetteur à fentes.
    A+
    Bonjour,
    Concerrnant le champ électrique; Au fur et à mesure qu'on se rapproche du métal, la composante parallèle de E disparait. Les fuites d'une fente fine sont dues au courant le long de la fente, et au champ E normal aux bords de la fente. ( ce sont les champs d'une antenne fente, une antenne fente rayonne une polarisation normale à la fente ) Ces directions des champs correspondent donc à la propagation TEM normale à la fente...

    Oui, il faut une largeur de lambda /4 de chaque côté . Mais peu critique.

    "- tout défaut de largeur transforme les bords de la bande en émetteur à fentes." Pourquoi?

    En fait, c'est une technique souvent employée ...

  28. #23
    PIXEL

    Re : Blindage électromagnétique HF

    à ces fréquences , l'effet de peau est incontournable....

    il n'est pas rare de voir des équipements ( cavités , guides d'onde) dont la surface est traitée
    pour en améliorer la conductibilité

  29. #24
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : Blindage électromagnétique HF

    Citation Envoyé par FDBman Voir le message
    Bonjour !!

    Je voudrais savoir quelques petites choses sur les ondes et sur le blindages électromagnétique.

    Je travailles à des fréquences autour de 1GHz et je me demandais comment faire un bouclier électromagnétique. A cette fréquence la un simple plan conducteur ou un grillage conducteur suffit? Suis-je obligé de le relier à la masse?

    Si je veux me blinder de champs émis à de lointaines distances je dois prendre en compte uniquement le champ électrique? ou aussi le magnétique vu qu'il décroit plus vite que l'electrique ? et y a t'il une influence de la polarisation de l'onde (si le champ E est perpendiculaire au plan conducteur par exemple)?

    j'ai vu qu'on pouvait blinder quelquechose juste avec une encre conductrice ça marcherai aussi si on créer une enceinte recouvert de feuilles recouvertes de cette encre conductrice pour blinder l'interieur de cette enceinte?

    ça fait beaucoup de questions pour un premier post lol mais je suis un peu perdu et je commence à me mélanger les pinceaux ^^ merci d'avance à tous ceux qui pourront me répondre
    Bonjour, pour revenir aux questions de départ,
    A ces fréquences, un blindage est constitué uniquement d'une paroi conductrice. il n'y a aucune considération supplémentaire à propose du champ H . On calcule l'épaisseur de peau delta, et on s'assure que le blindage a une épaisseur de plusieurs épaisseurs de peau, ce qui se chiffre en microns à ces fréquences. Donc une feuille d'alu est très suffisante. On peut peindre l'enceinte avec de l'encre conductrice, mais c'est cher.
    On peut aussi mettre du grillage, à condition que la maille soit très inférieure à la longueur d'onde. Cela dépend de l'atténuation qu'on cherche ( je souscris tout à fait à ce qui a été dit, souvent 40 dB ne sont pas suffisants)
    La question "suis-je obligé de la relier à la masse " n'a pas de sens à ces fréquences. Une masse métallique soumise à un champ 1 GHz n'est pas équipotentielle ! Et pour "relier", ça n'a pas de sens non plus : un fil de longueur 3 cm ( quart d'onde) est équivalent à "pas de fil" du tout.

    On a parlé des fentes...Oui, il faut se méfier: Une fréquence passera par la fente, particulièrement si la longueur de la fente comprend un nombre entier de demi-ondes. Ainsi, le 2,5 GHz, de longueur d'onde 12 cm, passera à travers une fente de longueur 6cm, de 12cm, etc...la bande passante de cette "transmission" est d'autant plus grande que la fente est large: les fentes fines sont donc "sélectives"... Un pis aller consiste à placer des contacts entre les deux bords de la fente distants d'un quart d'onde de la fréquence la plus élevée à éliminer. Cela veut dire que les fréquences plus élevées passeront...

    Mais il y a une autre cause, aussi importante , voire pire, que les fentes: Ce sont les câbles qui peuvent entrer dans l'enceinte à blinder. En CEM ce problème, est dit "de fuites par mode commun". Les rayonnements extérieurs induisent des courants dans les câbles , et ces courants entrent ainsi dans l'enceinte à protéger, où ils rayonnent. Pour cette raison, tous les câbles qui entrent dans une enceinte à protéger doivent être traités , on dit "découplés" . C''est souvent un problème plus difficile que le blindage lui même...
    Dernière modification par gwgidaz ; 03/04/2015 à 14h12.

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