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Jul 02, 2023

차폐에 관해 들어보지 못한 것들

케이블 쉴드의 효율성을 결정하는 요소는 무엇입니까? 그리고 쉴드 접지 여부 결정이 쉴드의 효율성에 어떤 영향을 미치나요? 다행스럽게도 잘 발달된 이론이 있다.

케이블 쉴드의 효율성을 결정하는 요소는 무엇입니까? 그리고 쉴드 접지 여부 결정이 쉴드의 효율성에 어떤 영향을 미치나요? 다행스럽게도 잘 발달된 차폐 이론이 있는데, 이는 차폐 성능에 대해 기대할 수 있는 것에 대한 일반적인 이해를 얻는 방법으로 논의될 것입니다. 하지만 그 이상의 것이 있습니다. 우리가 살펴보겠지만, 보호막이 종료되는 방식은 그 효과에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.

차폐 이론은 차폐의 물리적 환경 모델에서 시작됩니다. 이 모델에서는 케이블이 재킷으로 되어 있어 끝 부분을 제외한 어느 곳에서도 실드가 접지면과 접촉하지 않는다고 가정합니다. 따라서 전송선은 존재하는 접지면과 실드 외부에 의해 형성됩니다. 마찬가지로 실드 내부와 둘러싸인 도체도 전송선을 형성합니다. 따라서 우리가 가진 것은 차폐를 통한 누출에 의해 결합된 두 개의 전송 라인입니다(그림 1 참조).

그림 1: 물리적 환경의 기본 모델

내부 전송선과 외부 전송선의 결합은 표면 전달 임피던스 Zt라는 메커니즘을 특징으로 합니다. 대부분의 설치에서 실드와 외부 전송 라인은 그림 2에 개략적으로 표시된 것처럼 스위치 SW가 각각 닫히거나 열리면서 양쪽 끝 또는 한쪽 끝에서 접지로 단락됩니다.

그림 2: 종단을 포함한 물리적 환경 모델

내부 도체는 측정이 완료될 때 일반적으로 개방형, 단락형 또는 정합 부하인 일부 임피던스로 각 끝에서 종료됩니다.

실드가 양쪽 끝에서 종단되면 전류는 실드 외부를 따라 흐를 수 있습니다. 이 전류는 서로 다른 전위(Vd)에 있는 케이블 끝의 접지로 인해 발생하는 접지 루프 또는 외부 필드의 유도로 인해 발생하거나 둘 다로 인해 발생할 수 있습니다. 두 경우 모두 외부 실드 전류는 표면 전달 임피던스 Zt를 통해 내부 회로에 결합됩니다.

쉴드가 한쪽 끝에서만 종료되면 접지 루프가 끊어집니다. 전류는 실드 외부와 접지면 사이의 분산 정전 용량을 통해 흐르도록 유도되는 전류로 제한됩니다(그림 3 참조).

그림 3: 한쪽 끝만 종단 처리된 케이블 모델

유도 전류는 작을 수 있으며, 이 경우 중요한 양은 케이블을 따른 전압 분포입니다. 케이블이 종단된 곳에서는 전압이 0이지만 케이블이 파장의 1/10을 초과하는 주파수의 경우 개방형 끝에서는 높을 수 있습니다. 그 지점에서 매우 효율적인 안테나가 되기 때문입니다.

열린 끝에서는 프린징 정전 용량 Cf로 인해 차폐와 케이블 도체 사이에 정전 용량 결합이 발생합니다(그림 4 참조). 이 커패시턴스 양단의 전압이 높을 수 있으므로 프린징 커패시턴스를 통해 상당한 전류가 케이블 도체에 결합될 수 있습니다.

그림 4: 쉴드의 한쪽 끝이 개방 회로일 때 커플링의 기본 회로도

지금까지 우리는 실드의 물리적, 전기적 환경 모델을 고려했습니다. 이제 우리는 방패 구조의 특성과 그것이 방패 성능에 어떤 영향을 미치는지 고려해야 합니다.

우선, 양쪽 끝이 접지된 케이블을 생각해 보겠습니다. 이러한 방식으로 접지된 케이블이 어떻게 작동하는지 확인하려면 표면 전달 임피던스에 대해 논의해야 합니다. 간단히 말해서, 표면 전달 임피던스는 차폐 케이블 내부의 회로 전체에 발생하는 전압과 케이블 외부에 흐르는 전류와 관련이 있습니다. 따라서 스위치가 닫힌 그림 2에서 실드 외부의 전류 Ishield는 Zt를 통해 실드 내부 도체의 V1과 V2를 발생시킵니다.

그렇다면 Zt가 무엇인지 어떻게 결정합니까? 음, 우리는 그것을 측정할 수도 있고, 계산할 수도 있습니다. 측정 경로는 [3]에 설명되어 있으며 나중에 예를 보여줍니다. 계산 경로는 관련된 물리학에 대한 통찰력을 제공하므로 논의할 가치가 있습니다.