Решение уравнений Максвелла для элементарного магнитного излучателя
Компоненты электромагнитного поля элементарного магнитного излучателя имеют следующий вид:
(1.10)
.
В полярной системе координат элементарный магнитный излучатель представлен на рис. 1.3.
Введем обозначения
,
,
.
Рис. 1.3. Элементарный магнитный излучатель
В экваториальной плоскости
(1.11)
.
Для
ближней зоны,
- это выражение магнитостатики.
Электрическое
поле Еα
незначительно
и имеет вихревый характер (обусловлено
членом уравнения
).
Для него
.
Волновое
сопротивление
-
поле
низкоомное (доли ома, либо единицы ом).
Если считать, что
,
то размер R2
по
H0
будет
намного больше, чем по Еα.
Поле
Н0
является
определяющим при оценке защищенности
при расчете R2.
Для
дальней зоны излучателя
,
.
Так
как отношение компонент поля нормированных
шумов в эфире составляет
= 377 Ом, следовательно, зона R2
будет
одинаковой как по магнитной, так и
электрической составляющей. Ниже
приводятся графики законов убывания
компонент поля для элементарного
магнитного излучателя (см. рис. 1.4).
Электрические излучатели электромагнитного поля
Физической моделью излучателя электрического поля СВТ для частот до 100 МГц является несимметричный излучатель с зарядом q. Этот переменный во времени заряд приподнят над проводящей поверхностью раздела электрических средств (пол, межэтажные перекрытия). Для решения задач вычисления электрического поля проводящая поверхность раздела электрических средств заменяется на зеркальное изображение этого заряда.
Физическая модель излучателя электрического поля представлена на рис.1.5.
10-1 100 101
Рис. 1.4. Составляющие поля элементарного магнитного излучателя
+q = Cизл Uс m
Uс
hизл hизл
= hпр
= h
-q
Рис. 1.5. Физическая модель излучателя электрического поля ~
Для этой модели в ближней зоне излучателя:
(1.12)
,
где x=r/h.
Полный вектор Ec электрического поля излучателя равен:
, (1.13)
где
;
.
Средневертикальная составляющая электрического поля СВТ (при измерении несимметричной электрической антенной):
(1.14)
Для частот свыше 100 МГц физической моделью излучателя электрического поля ТС является элементарный электрический диполь.
Магнитные излучатели электромагнитного поля
Физической моделью излучателя магнитного поля является рамка с площадью S, обтекаемой током I, изменяющимся по закону информационного сигнала (рис.1.6).
Рис.1.6. Физическая модель излучателя магнитного поля
Напряженность магнитного поля в непосредственной близости от излучателя определяется законами квазимагнитостатики.
В направлении оси рамки на расстоянии r (направление максимального поля Нт):
(1.15)
или
,
где а - радиус излучающей рамки, r- расстояние до точки т.
При r » а, что обычно выполняется при пробных замерах поля при испытаниях ТС (d = 1 м)
, т.е. магнитное поле убывает с расстоянием по закону (1/r)3.
Вихревые составляющие электрического поля излучающей рамки в ближней зоне равны
.
Оно не является определяющим при расчёте радиуса зоны радиоперехвата.
Ввиду того, что при работе технических средств вычислительной техники возникают электрические и магнитные излучения, причем их соотношение между собой, в общем виде, неизвестно, необходимо измерять вблизи излучателя отдельно электрическое и магнитное поля (диполь, рамка) и отдельно рассчитывать R2 по Е и по Н и выбрать из них максимальное значение.
При измерении электрического поля (штыревая антенна или диполь) необходимо учитывать потенциальный характер электрического поля, исключать возможную ошибку за счет конечного значения затухания асимметрии согласующего устройства симметричной антенны (диполя).