Blindage militaire

Jul 04, 2023

Le blindage pour contrôler les interférences électromagnétiques est un élément essentiel de l'électronique moderne, jouant un rôle majeur dans les applications militaires. Les pratiques de conception internes peuvent faire beaucoup pour contrôler les interférences électromagnétiques dans l'électronique commerciale et industrielle, mais il y a une limite à ce que vous pouvez faire. Les exigences EMI dans l’électronique militaire sont telles que les bonnes pratiques de conception interne sont inadéquates – un blindage est généralement nécessaire.

La théorie du blindage est bien couverte dans un certain nombre de bons livres et documents militaires. Mais notre expérience montre que la plupart des problèmes de blindage EMI ne sont pas résolus par l’analyse, mais plutôt par une attention méticuleuse portée aux principes fondamentaux. Nous aborderons ces principes fondamentaux et laisserons l’analyse détaillée aux références.

Les exigences en matière de blindage varient en fonction de la conception et de l'environnement, mais les besoins typiques en matière d'efficacité de blindage (SE) sont généralement d'environ 80 dB pour les conceptions militaires. Considérant que 80 dB est un facteur de 10 000, on voit qu'il faudra un très bon bouclier pour répondre aux besoins. La bonne nouvelle est qu’en suivant attentivement les bases, vous y arriverez sans problème.

La sélection des matériaux de blindage est certainement un facteur dans la conception mais, en fait, vous devez faire un très bon travail avec les ouvertures et les pénétrations de fils avant même que le SE du matériau n'entre en jeu. Nous rencontrons rarement des cas où le SE du matériau est inadéquat pour un blindage haute fréquence. Nous aborderons les matériaux, puis passerons au véritable nœud du blindage : les ouvertures et les pénétrations.

MATÉRIAUX DE BLINDAGE

Commençons par le matériel. L'ES du matériau dépend à la fois de la conductivité et de la perméabilité, mais pour le blindage haute fréquence, la conductivité domine. Évidemment, une conductivité élevée fournit un bon blindage, mais comment cela fonctionne-t-il ?

Nous allons essayer de rester simple.

Pour le blindage haute fréquence, la conductivité du matériau est le facteur dominant. Certains matériaux de blindage couramment utilisés sont indiqués dans le tableau 1.

Tableau 1 : Conductivité des matériaux de blindage

L'épaisseur du matériau de blindage joue un très petit rôle – cela est dû à « l'effet de peau » – à mesure que la fréquence augmente, le courant se concentre vers la surface.

La profondeur de la peau est donnée par :

δ = 1 ∕ √ π * f * μo * σ

C'est la profondeur à laquelle la densité de courant tombe à 1/e = 1/2,7182. La majeure partie du courant est regroupée dans une profondeur de peau de la surface, ce qui rend l'épaisseur supplémentaire de peu d'importance. Le tableau 2 montre la profondeur de peau de certains matériaux courants. Comme on peut le constater, la profondeur de la peau commence à devenir un facteur, même aux fréquences des lignes électriques. Une fois que la fréquence atteint 1 MHz, la profondeur de la peau est si fine qu'il est peu probable qu'une épaisseur supplémentaire de matériau soit un facteur.

Tableau 2 : Profondeur de peau de certains matériaux (pouces)

Comme on pouvait s’y attendre, le cuivre constitue un excellent bouclier, mais l’aluminium n’est pas loin derrière. En fait, l’efficacité du blindage de ces matériaux est si bonne que nous pouvons nous permettre de choisir des matériaux à faible conductivité. L'acier, par exemple, a une conductivité d'environ 1/6ème de celle du cuivre, tout en offrant un excellent blindage. Même l'acier inoxydable, aussi mauvais conducteur soit-il, reste suffisant dans la plupart des cas.con

En fin de compte, vous pouvez choisir votre matériau sans tenir compte des interférences électromagnétiques. Choisissez pour des raisons autres que les EMI : poids, durabilité, compatibilité des matériaux, corrosion, etc.

Lorsqu'une protection contre la corrosion est nécessaire, le revêtement sur les surfaces de contact au niveau du joint doit être conducteur – le placage métallique fonctionne très bien. Même les revêtements de conversion sont généralement acceptables à condition qu'il existe une surface de contact adéquate pour surmonter la résistivité de surface relativement élevée.

Tableau 3 : Finitions conductrices

Notez que même les revêtements conducteurs sur le plastique peuvent constituer des matériaux de blindage adéquats – la clé est d’obtenir une fermeture conductrice au niveau des coutures. De plus en plus de plastiques sont utilisés dans l’environnement militaire, en particulier pour les équipements portés à la main – le poids étant un facteur important. Même ici, l’efficacité du blindage du mince revêtement est adéquate pour la plupart des besoins de blindage militaires. La clé est de concevoir pour obtenir une zone de contact adéquate au niveau des surfaces de contact.