Экранирующее устройство средств отображения и обработки информации
SHIELDING DEVICE FOR MEANS OF DISPLAY AND INFORMATION PROCESSING

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к экранирующим устройствам средств отображения и обработки информации, и может найти применение в задачах обеспечения электромагнитной совместимости и защиты от электромагнитных помех радиоэлектронной аппаратуры, в комплексах автоматизированных рабочих мест оператора, а также в области энергоинформационной защиты средств обработки и отображения информации с высокой эффективностью электромагнитного экранирования в сверхшироком диапазоне частот от десятков герц и до нескольких 10 ГГц.
Эффективность экранирования средств отображения и обработки информации складывается из двух, представляющих единый конструктив, частей: эффективность экранирования просветного электромагнитного пакета; эффективность экранирования корпуса и разъемного соединения корпуса с съемной панелью.
Подавление электромагнитного излучения средства отображения информации (видеоустройств) осуществляется электромагнитными пакетами, состоящими из просветного электромагнитного экрана, выполненным из металлической сетки, установленного на оптически прозрачном защитном экране.
Просветный электромагнитный пакет должен отвечать требованиям: максимальная пропускная способность в видимом диапазоне света; минимальная световозвращающая способность от внешнего источника света (или эффект зеркала); минимальная переотражающая способность от матрицы излучателя (двоение изображения); минимальное геометрическое и цветное искажение изображения экрана; максимальная экранировка электрической и магнитной составляющей электромагнитного поля в радиочастотной области спектра, начиная от десятков герц и, как минимум, до 10 ГГц.
Одним из слабых звеньев, определяющих эффективность экранирования корпуса является установка и гальваническое соединение просветного электромагнитного пакета на корпус и контактное соединение разъемных соединений корпуса с съемной панелью, которые наибольшим образом подвержены механическим повреждениям, например, ленточных пружинных контактов, усталости металла ленточных пружинных контактов, возможной деформации корпуса, а также экранирующие свойства просветного электромагнитного экрана.
К электродинамическим факторам уменьшения эффективности экранирования, при наличии источника электромагнитного излучения в объеме корпуса, можно отнести стоячие волны, вызванные резонансными явлениями усиление поля особенно в углах и на острых краях внутри корпуса (экрана), имеющее место при высокой напряженности поля вблизи участков с резкой сменой направления металлической стенки (прямые углы в стыках стенок корпуса и в местах крепления съемной панели с корпусом, а также петель и ручка замыкающая корпус с крышкой), а также на элементах просветного электромагнитного пакета. Кроме того, на неровностях (неоднородностях) происходит усиление и завихрение электромагнитного поля внутри корпуса.
Номенклатура радиоэлектронной аппаратуры отображения и обработки информации, требующая электромагнитного экранирования собственного электромагнитного излучения, очень разнообразная, частотный диапазон электромагнитного излучения требующего экранировки лежит в очень широких пределах от 10 Гц до нескольких десятков ГГц. При этом регламент эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры может требовать возможность регулярного доступа внутрь корпуса (открывание и закрывания, как правило, задней съемной панели корпуса) при сохранении высокой эффективности экранирования.
При расположении источника излучения вне корпуса, то эффективность экранирования принимает совсем другие значения, поскольку электродинамическая теория взаимности не работает, т.к. в этом случае проявляются совсем другие электродинамические эффекты возникающие внутри корпуса. (Например: Резонансное рассеяние волн. Т. 1. Дифракционные решетки / Шестопалов В.П., Кириленко А.А., Масалов С.А., Сиренко Ю.К. - Киев: Наука думка, 1986. - 232 с.).
В качестве материала корпуса и съемной панели для эффективного экранирования используются стальные листы, например, сваренные сплошным швом, а толщина листа выбирается в пределах (0,8-2) мм, что само по себе обеспечивает высокий уровень экранирования до 100 и более дБ. (Экранирование технических средств и экранирующие экраны / Л.Н. Кечиев, Б.Б. Акбашев, П.В. Степанов. - 2010 г. - 470 с; ил. - (Библиотека ЭМС), Издается под ред. Журнала «Технологии ЭМС»).
Механическое контактное соединение «корпус - съемная панель», обеспечивается ленточными пружинными контактными прокладками, которые, как правило, выполняются из фосфористой бронзы или из сплава медь-бериллий.
Таким образом, просветный электромагнитный пакет, установленный на металлический корпус, и контактное соединение «корпус - съемная панель», формируют экранированное устройство отображения и обработки информации.
Известен защитный экран (патент РФ №2383962 МКП H01J 29/06. H05K 9/00), содержащий оптически прозрачную пластину, у которой на стороне, обращенной к источнику электромагнитного излучения, расположена сетка выполненная в виде ячеек, образованных при пересечении выступов с полуцилиндрическими поверхностями. На выступы нанесен слой в виде решетки из электропроводящей краски. Оптически прозрачная пластина и решетка соединены с покрытием-пленкой с образованием полостей, заполненным воздухом с относительной влажностью 80-100%. Решетка через кабель заземлена.
Недостатками данного технического решения являются: низкая эффективность экранирования электромагнитных полей; небольшой частотный диапазон экранирования (30 МГц - 3 ГГц); не технологичная конструкция; низкая эксплуатационная надежность.
Известен электромагнитный экран для приборов с электронно-лучевой трубкой (патент РФ №2054738 МКП H01J 29/06), содержащий экран с кабелем заземления и двумя решетками из токопроводящего материала, просветляющее покрытие, рамку из токопроводящего магнитного материала, кронштейны с выступами для крепления, экранирующий виток, токопроводящее покрытие с просветляющим покрытием установлены на оптически прозрачной пластине.
Недостатками данного технического решения являются: низкая эффективность экранирования электромагнитных полей; небольшой частотный диапазон экранирования, кроме того электромагнитный экран выполнен в виде самостоятельного конструктива, который устанавливается на устройства отображения информации для защиты оператора и не может использоваться в экранирующих устройствах средств отображения и обработки информации.
Известно экранированное устройство (патент США №4710591, МПК Н05К 9/00) содержащее металлический кожух, внутри которого установлена электронно-лучевая трубка. На металлическом кожухе с помощью специальных приспособлений и прокладок установлено фильтрующее окно, включающее стеклянный экран, выгнутый по форме электронно-лучевой трубки. Экран состоит из двух стеклянных пластин, между которыми заключена медная сетка. Экран при помощи винтов и зажимов специального профиля, снабженных выступами с кольцами, предотвращающими его смещение в ортогональной плоскости, закреплен на лицевой панели устройства, фильтрующее окно через упругую медно-бериллиевую прокладку соединено с металлическим кожухом.
Недостатками данного технического решения являются: небольшой частотный диапазон экранирования; низкая эффективность экранирования электромагнитных полей средства отображения информации (электронно-лучевая трубка). Кроме того, конструкция экранирующего устройства предназначена только для электронно-лучевых трубок.
Известно экранирующее устройство средств отображения информации (авторское свидетельство СССР №1840428, МКП Н05К 9/00), обеспечивающее защиту от ПЭМИН устройств отображения информации радиоэлектронной аппаратуры, содержащее основание, кожух, верхнюю крышку, переднюю панель состоящую из металлической сетки, рамки, электромагнитного уплотнения, уголков, маски, обрамления, электромагнитного уплотнения, амортизатора, натяжных винтов, крепежных шпилек.
Недостатками данного технического решения являются: небольшой частотный диапазон экранирования до 100 МГц; низкая эффективность экранирования электромагнитных полей средства отображения информации и низкая эффективность экранирования кожуха; низкая надежность соединения обрамления с кожухом и невозможность многократного вскрытия корпуса без потери эффективности экранирования.
Наиболее близким техническим решением - прототипом является экранирующее устройство средств отображения и обработки информации (патент РФ №2407251 С1, МКП7 H05K 9/00) содержащее корпус, состоящий из токопроводящего кожуха и токопроводящей передней панели выполненные из пластмассы, защитного стекла, просветного электромагнитного экрана, устройства управления и жидкокристаллическую панель. На пластмассовые детали корпуса - переднюю панель и кожух нанесено пленочное гальваническое покрытие никеля с подслоем меди. Просветный электромагнитный экран выполненный из бронзовой сетки с полотняным переплетением, который установлен с помощью пайки непосредственно на металлическом обрамлении, являющееся конструктивным элементом жидкокристаллической панели.
Недостатками данного технического решения являются: небольшой частотный диапазон экранирования (1 МГц - 1000 МГц); низкая эффективность экранирования электромагнитных полей просветным электромагнитным экраном; использование бронзовой сетки с полотняным переплетением не позволяет выполнять сетки с минимальным шагом, что резко снижает эффективность экранирования и ограничивает верхнюю границу частотного диапазона экранирования; ворсистость полотняного переплетения ухудшает пропускную способность просветного электромагнитного экрана; низкая эффективность экранирования кожуха, что не обеспечивает экранирование электромагнитного излучения с задней стороны жидкокристаллической панели; низкий уровень надежности соединения обрамления с кожухом и невозможность многократного вскрытия и закрытия корпуса без ухудшения эффективности экранирования; низкая эффективность экранирования соединения обрамления с кожухом из-за невозможности обеспечения плотного гальванического контакта по всему периметру соединения обрамления с кожухом; сложность изготовления и низкая технологическая воспроизводимость обрамления и кожуха определяется технологической операцией гальванического покрытия и технологической операцией пайки (возможность деформации) и при установке бронзовой сетки с полотняным переплетением на металлическое обрамление.
Технической задачей данного изобретения является создание устройства эффективного электромагнитного экранирования средств отображения и обработки информации в широком диапазоне частот от десятков герц и до нескольких десятков ГГц: с высокой эффективностью экранирования просветным электромагнитным экраном магнитных, электрических и электромагнитных полей; с просветным электромагнитным экраном обеспечивающим минимальные геометрические и цветовые искажением изображения, с максимальной пропускной способностью в видимом диапазоне света; с высокой надежностью и эффективностью экранирования электромагнитных полей в области соединения просветного электромагнитного пакета с корпусом; с высокой надежностью и эффективностью экранирования электромагнитных полей контактным соединением торцевой стенки корпуса с задней съемной панелью и сохранением эффективности экранирования контактного соединения при многократном демонтаже задней съемной панели с корпуса и последующей ее установки; высокой технологической воспроизводимостью конструкции и возможность работы в любых климатических условиях.
Технический результат достигается тем, что экранирующее устройство средств отображения и обработки информации, состоящее из токопроводящего корпуса и токопроводящей передней панели с окном, которая установлена на токопроводящем корпусе и по периметру гальванически с ним соединена, просветный электромагнитный пакет, содержащий оптически прозрачный защитный экран и просветный электромагнитный экран, выполненный из металлической сетки, при этом просветный электромагнитный экран одной поверхностью расположен на одной поверхности оптически прозрачного защитного экрана, со стороны жидкокристаллической активной матрицы и блок обработки информации, расположенные внутри корпуса, при этом токопроводящий корпус и токопроводящая передняя панель выполнены цельнометаллическими, причем корпус выполнен в виде объемного резонатора открытого типа прямоугольного поперечного сечения, передняя панель которого выполнена в виде фланца прямоугольной формы, продольный и поперечный размер прямоугольного окна передней панели меньше внешнего продольного и поперечного размера оптически прозрачного защитного экрана соответственно, при этом просветный электромагнитный экран выполнен из никелевой сетки, поверхность центральной площади которого, равная площади оптически прозрачного защитного экрана, покрыта антибликовым черным хромом, причем в просветный электромагнитный пакет введен дополнительный оптически прозрачный защитный экран, идентичный оптически прозрачному защитному экрану, который одной поверхностью установлен на другую поверхность просветного электромагнитного экрана, при этом введены два одинаковых демпфера, которые выполнены в форме прямоугольной рамки с прямоугольным окном, демпферы выполнены из вспененного диэлектрика с установленными на одну и другую поверхности липким токопроводящим покрытием, причем продольный и поперечный размеры прямоугольного окна демпферов больше продольного и поперечного размеров прямоугольного окно передней панели соответственно, при этом первый и второй демпферы установлены симметрично на другую поверхность оптически прозрачного защитного экрана и другую поверхность дополнительного оптически прозрачного защитного экрана соответственно, при этом просветный электромагнитный пакет и установленный на него дополнительный оптически прозрачный защитный экран с установленными демпферами образуют просветный электромагнитный модуль, причем введена контактная опора просветного электромагнитного модуля, выполненная в форме прямоугольной металлической рамки, продольный и поперечный размеры прямоугольного окна контактной опоры больше внешнего продольного и поперечного размеров оптически прозрачного защитного экрана, при этом одной поверхностью контактная опора установлена на поверхность передней панели и гальванически с ней соединена по всему периметру, причем введена контактная прокладка, выполненная в форме прямоугольной рамки из никелевой сетки, размер окна контактной прокладки меньше размера окна демпфера и больше размера окна передней панели, при этом внутренняя полоса контактной прокладки установлена между липким токопроводящим покрытием одного демпфера и передней панелью, а внешняя полоса контактной прокладки одной поверхностью установлена на другую поверхность контактной опоры, а на другую поверхность контактной прокладки установлена одна поверхность периферийной полосы просветного электромагнитного экрана, причем введена металлическая прижимная рамка, выполненная прямоугольной формы, продольный и поперечный размеры окна которой равны продольным и поперечным размерам окна контактной прокладки, а внешние продольный и поперечный размеры прижимной рамки равны внешним продольным и поперечным размерам контактной опоры, при этом одной поверхностью прижимная рамка установлена на поверхность липкого токопроводящего покрытия другого демпфера и симметрично окну контактной прокладки, а между прижимной рамкой и другой поверхностью просветного электромагнитного экрана установлена с гальваническим контактом установлена введенная металлическая дополнительная контактная опора, причем в задней стенке корпуса выполнено торцевое окно прямоугольной формы, продольный и поперечный размер которого меньше продольного и поперечного размера задней стенки корпуса соответственно, и введена металлическая задняя съемная панель выполненная прямоугольной формы, продольный и поперечный размер которой больше продольного и поперечного размера торцевого окна, при этом введены металлические прямоугольной формы первая опорная рамка и вторая опорная рамка, причем внутренний продольный и поперечный размер окна первой опорной рамки и окна второй опорной рамки равен или больше продольного и поперечного размера торцевого окна соответственно, а ширина первой и второй опорных рамок меньше или равна ширине области перекрытия задней съемной панели с задней стенкой корпуса, при этом первая и вторая опорные рамки, в области перекрытия задней съемной панели с задней стенкой корпуса, по всему периметру гальванически установлены на внутреннюю поверхность задней съемной панели и внешнюю поверхность задней стенки корпуса соответственно, причем введены металлические первый и второй объемные резонаторы открытого типа, выполненные в форме прямоугольного кольца, которые внешними задними стенками по всему периметру гальванически установлены на поверхность первой и второй опорной рамки соответственно, при этом введены одинаковые первая и вторая контактные ленты, выполненные из листового пружинного электропроводящего материала, каждая из контактных лент имеет посадочные участки зажимов с фиксаторами и разделенные поперечными пазами участки выпуклых пружинных лепестков, контактные ленты устанавливаются по всему периметру на боковые стенки первого или второго объемных резонаторов, причем в рабочем положении второй объемный резонатор установлен внутри первого объемного резонатора, при этом участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внешней стороны одной и другой поверхности одной и другой боковых стенок второго объемного резонатора, соответственно, и гальванически контактируют с внутренними поверхностями боковых стенок первого объемного резонатора соответственно, или первый объемный резонатор установлен внутри второго объемного резонатора, при этом участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внешней стороны одной и другой поверхности одной и другой боковых стенок первого объемного резонатора, соответственно, и гальванически контактируют с внутренними поверхностями боковых стенок второго объемного резонатора соответственно, при этом все металлические поверхности выполнены с коррозионно-стойким токопроводящим покрытием.
В данном техническом решении корпус и передняя панель выполнены полностью металлическими, что обеспечивает высокую эффективность экранирования как всего корпуса в целом так и выполнение разъемных соединений и одновременно высокую надежность конструкции. (Экранирование технических средств и экранирующие экраны / Л.Н. Кечиев, Б.Б. Акбашев, П.В. Степанов. - 2010 г. - 470 с; ил. - (Библиотека ЭМС), Издается под ред. Журнала «Технологии ЭМС»).
Дополнительный оптически прозрачный защитный экран установленный на просветный электромагнитный пакет формирует просветный электромагнитный модуль, который установлен на диэлектрические демпферы, в результате этого сформирован функционально завершенный просветный электромагнитный конструктив.
Выполнение просветного электромагнитного экрана из никелевой сетки, за счет ее электрофизических свойств, кроме экранирования электрического и электромагнитного поля позволяет существенно повысить эффективность экранирования магнитного поля. (Например: [Электронный ресурс]: - Режим доступа: pnzzi.kpi.ua/4/04-p66.pdf). Покрытие антибликовым черным хромом центральной информационной поверхности никелевой сетки, равной площади оптически прозрачного защитного экрана, обеспечивает контрастность изображения и не дает геометрических и поляризационных искажений жидкокристаллической активной матрицей.
Установка просветного электромагнитного модуля на контактные опоры и через контактную прокладку из никелевой сетки на переднюю панель обеспечивает высокую эффективность экранирования по всему периметру области установки просветного электромагнитного модуля и одновременно высокую надежность конструкции.
В электродинамическом представлении корпус представляет из себя объемный резонатор открытого типа прямоугольного поперечного сечения в открытой части которого установлена передняя панель в виде фланца с установленным на нем просветным электромагнитным модулем.
Гальваническое соединение задней съемной панели с задней стенкой корпуса осуществляется двумя кольцевыми прямоугольной формы объемными резонаторами открытого типа, в собранном положении установленными один в другом, гальванический контакт между боковыми стенками которых осуществляется участками выпуклых пружинных лепестков двух контактных лент, расположенными на одной и другой боковых стенках одного из объемных резонаторов. Объемные резонаторы устанавливаются один на заднюю стенку корпуса, а другой на заднюю съемную панель через соответствующую металлическую опорную рамку. В электродинамическом представлении задняя съемная панель по отношению к задней стенки корпуса образует сверхширокополосный мода-импедансный фаза-инвертор. Амплитудно-частотные и фаза-частотные характеристики мода-импедансного фаза-инвертора определяются размерами окна в задней стенки корпуса и высотой металлических опор и высотой боковых стенок первого и второго объемных резонаторов. Подбирая высоту металлических опорных рамок можно формировать требуемые амплитудно-частотные и фаза-частотные характеристики мода-импедансного фаза-инвертора (Например: Левин. Л. Теория волноводов. Методы решения волноводных задач: Пер. с англ. / Под ред. В.И. Вольмана. - М.: Радио и связь, 1981. - 312 с.); [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.bourabai.kz/toe/radio07.htm), (Р. Миттра, С. Ли. Аналитические методы теории волноводов: Пер. с англ. / Под ред. Г.В. Воскресенского. - М.: «Мир», 1974 323 с.).
Таким образом, выбирая внутренние размеры корпуса (объемного резонатора), размеры окна в задней стенки корпуса и высоту металлической опорной рамки объемных резонаторов (мода-импедансного фаза-инвертора) можно формировать необходимые электродинамические характеристики внутреннего объема корпуса и тем самым обеспечить высокую эффективность экранирования. Такое конструктивное решение (резонатор в резонаторе) и гальванический контакт между резонаторами, осуществляемый двумя контактными лентами (два рубежа), позволяет обеспечить возможность многократного вскрытия/закрытия задней съемной панели корпуса при сохранении высокой эффективности экранирования.
Форма пружинных металлических контактных лент может быть разной и определяется конструкцией и расположением кольцевых объемных резонаторов. Например: FEUERHERDTEMI Shielding Products Specialist for Contact Springs. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.feuerherdt.de.
Экранирующее устройство средств отображения и обработки информации может быть выполнено с оптически прозрачным защитным экраном и дополнительным оптически прозрачным защитным экраном из обычного стекла или кварцевого стекла.
Стекло может быть выполнено с напылением ультратонким слоем оксидов титана и бария или с напылением слоем полимера с включением серебра на одну и/или другую поверхности стекла оптически прозрачного защитного экрана и/или дополнительного оптически прозрачного защитного экрана.
Напыление производится на молекулярном уровне, что придает экранирующие свойства стеклу без ухудшения оптических свойств и прозрачности защитного экрана.
Для обеспечения антипереотражающих свойств могут быть применены полимерные пленки, которые устанавливаются на одну поверхность стекла оптически прозрачного защитного экрана и/или дополнительного оптически прозрачного защитного экрана со стороны активной матрицы.
Полимерное покрытие, например, имеет толщину порядка 67 мкм и выполнено по тонкопленочной технологии. Основное отличие покрытия от прочих материалов обеспечения электромагнитной совместимости состоит в том, что покрытие не дает геометрических и поляризационных искажений изображения для наблюдения, а также малый коэффициент отражения (не более 8%). Удельное сопротивление варьируется от (7-8) Ом/квадрат или (13-15) Ом/квадрат. Прозрачность в видимом диапазоне спектра достигает 75% при небольшой серо-желтой окраске всей поверхности стекла.
Как один из вариантов в экранирующем устройстве средств отображения и обработки информации оптически прозрачный защитный экран и/или дополнительный оптически прозрачный защитный экран может быть выполнен из поликарбоната.
Проволочки никелевой сетки просветного электромагнитного экрана в экранирующем устройстве средств отображения и обработки информации могут быть выполнены расположенными под углом, относительно длинной стороны просветного электромагнитного экрана (уровень горизонта), в пределах от 32° до 36°, что позволяет устранить муар на экране жидкокристаллической матрицы.
Корпус, передняя панель, задняя съемная панель и другие металлические детали экранирующего устройства средств отображения и обработки информации могут быть выполнены из стали или из дюральаллюминия с обязательным коррозионно-стойким токопроводящим покрытием всей поверхности.
В экранирующем устройстве средств отображения и обработки информации просветный электромагнитный модуль установленный на контактную опору через контактную прокладку может быть установлен на передней панели или с внутренней стороны корпуса или с внешней стороны корпуса.
Расположение просветного электромагнитного модуля с внутренней стороны корпуса или с внешней стороны корпуса определяется конструкцией жидкокристаллической активной матрицы и конструкцией блока обработки информации. При расположение с внешней стороны корпуса можно использовать декоративную панель из металла или пластмассы.
Экранирующее устройство средств отображения и обработки информации может быть выполнено с внутренним профилем первого и/или второго объемных резонаторов прямоугольного поперечного сечения или U-образного поперечного сечения. Возможны комбинации поперечных сечений первого и второго объемных резонаторов, например один прямоугольного сечения, а другой U-образного. Предпочтительным является U-образное поперечное сечение, т.к. во внутренней области объемного резонатора нет прямых углов.
Возможны два варианта установки первого и второго объемных резонаторов один в другом с соответствующим расположением участков выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент для обеспечения гальванического контакта между соответствующими боковыми стенками в экранирующем устройстве средств отображения и обработки информации.
Второй объемный резонатор расположен внутри первого объемного резонатора, при этом участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внешней стороны боковых стенок второго объемного резонатора и гальванически контактируют с внутренними поверхностями боковых стенок первого объемного резонатора соответственно, или участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внутренней стороны боковых стенок первого объемного резонатора и гальванически контактируют с внешними поверхностями боковых стенок второго объемного резонатора соответственно. Как вариант - второй объемный резонатор может быть выполнен с расстоянием между боковыми стенками равным нулю.
Первый объемный резонатор распложен внутри второго объемного резонатора, при этом участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внешней стороны боковых стенок первого объемного резонатора и гальванически контактируют с внутренними поверхностями боковых стенок второго объемного резонатора соответственно, или участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внешней стороны боковых стенок второго объемного резонатора и гальванически контактируют с внутренними поверхностями боковых стенок первого объемного резонатора соответственно. Как вариант - первый объемный резонатор может быть выполнен с расстоянием между боковыми стенками равным нулю.
В обоих вариантах, при установке контактных лент на первый или второй объемный резонатор выполненный с расстоянием между боковыми стенками равным нулю, посадочные участки зажимов первой и второй контактных лент выполнены плоской формы (пластин) и гальванически соединены между собой над торцами боковых стенок соответствующего резонатора.
2
2
2
2
2
2
4
2
Экранирующее устройство средств отображения и обработки информации может быть выполнено с металлическим контактным замыкателем, установленным по всему периметру области контактного соединения участков выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент первого объемного резонатора со вторым объемным резонатором, при этом в поперечном сечении контактный замыкатель выполнен в форме усеченного овала Кассини, форма овала которого описывается уравнением (х+у+а)-4ах=b, где: x и y - координаты точек овала Кассини в прямоугольной системе координат; а - половина расстояния между фокусами овала; b - величина произведения расстояний от точек овала к фокусам при условии а≤b, причем плоскость усечения овала Кассини расположена параллельно координате Y, при этом контактный замыкатель плоскостью усечения гальванически установлен на металлическую подставку, выполненную в форме прямоугольного кольца с формой поперечного сечения соответствующего резонатора, причем ширина овала Кассини в плоскости усечения равна или меньше ширины соответствующей металлической подставки. Например: (Электронный ресурс Режим доступа www.trinitas.ru/rus/doc/0232/004a/1109-sth.pdf)
Оптимальными формами усечения овала Кассини являются три формы контактного замыкателя, определяемые следующими граничными условиями для уравнения овала Кассини:
1. b=a√2 - овал Кассини представляет собой выпуклую фигуру подобную эллипсу с прямыми участками параллельными координате Y, при этом большая ось эллипса параллельна координате Y, плоскость усечения параллельна координате X;
2. b≥2а - овал Кассини представляет собой выпуклую фигуру подобную эллипсу, большая ось которого параллельна координате Y, плоскость усечения параллельна координате X;
3. а<b<2а - овал Кассини представляет собой выпуклую фигуру подобную эллипсу с вогнутой перемычкой по середине, при этом большая ось эллипса параллельна координате Y, плоскость усечения параллельна координате X.
Контактный замыкатель может быть выполнен цельнометаллическим или выполнен формовкой из листового электропроводящего материала с коррозионно-стойким токопроводящим покрытием.
Установка металлического контактного замыкателя в форме овала Кассини может быть осуществлена при следующих формах поперечного сечения первого и второго объемных резонаторов с соответствующей установкой участков выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент на боковых стенках резонатора.
Возможны следующие варианты.
Первый объемный резонатор выполнен прямоугольного поперечного сечения, второй объемный резонатор выполнен с поперечным сечением в форме равнобедренной трапеции, наименьшее основание которой является его торцевой стенкой, при этом первый объемный резонатор расположен внутри второго объемного резонатора. При таком расположении резонаторов, поперечное сечение и внешний и внутренний продольный и поперечный размеры металлической подставки идентичны поперечному сечению и внешнему и внутреннему продольным и поперечным размерам первого объемного резонатора, при этом металлическая подставка гальванически установлена в первый объемный резонатор и на металлическую подставку, плоскостью усечения, гальванически установлен металлический контактный замыкатель, причем участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внутренней стороны одной и другой боковых стенок второго объемного резонатора, соответственно, и гальванически контактируют по всему периметру с внешними поверхностями одного и другого скатов металлического контактного замыкателя, соответственно.
Второй объемный резонатор выполнен прямоугольного поперечного сечения, первый объемный резонатор выполнен с поперечным сечением в форме равнобедренной трапеции, наименьшее основание которой является его торцевой стенкой, при этом второй объемный резонатор расположен внутри первого объемного резонатора. При таком расположении резонаторов, поперечное сечение и внешний и внутренний продольный и поперечный размеры металлической подставки идентичны поперечному сечению и внешнему и внутреннему продольным и поперечным размерам второго объемного резонатора, при этом металлическая подставка гальванически установлена во второй объемный резонатор и на подставку плоскостью усечения гальванически установлен металлический контактный замыкатель, причем участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внутренней стороны одной и другой боковых стенок первого объемного резонатора, соответственно, и гальванически контактируют по всему периметру с внешними поверхностями одного и другого скатов металлического контактного замыкателя, соответственно.
Установка металлического контактного замыкателя, выполненного в форме овала Кассини, позволяет, в области гальванического соединения объемных резонаторов исключить в области двухконтурного гальванического контакта острые углы.
Первый и второй объемные резонаторы могут быть выполнены с поперечным сечением в форме равнобедренной трапеции, при этом возможны два варианта расположения одного объемного резонатора в другом:
- первый объемный резонатор расположен во втором объемном резонаторе, при этом наибольшее основание первого объемного резонатора является его торцевой стенкой, а наименьшее основание второго объемного резонатора является его торцевой стенкой, причем участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внешней стороны одной и другой боковых стенок первого объемного резонатора и гальванически контактируют с внешними поверхностями одной и другой боковых стенок второго объемного резонатора, соответственно, или участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внутренней стороны одной и другой боковых стенок второго объемного резонатора и гальванически контактируют с внешними поверхностями одной и другой боковых стенок первого объемного резонатора соответственно;
- второй объемный резонатор расположен в первом объемном резонаторе, при этом наименьшее основание первого объемного резонатора является его торцевой стенкой, а наибольшее основание второго объемного резонатора является его торцевой стенкой, при этом участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внутренней стороны одной и другой боковых стенок первого объемного резонатора и гальванически контактируют с внешними поверхностями одной и другой боковых стенок второго объемного резонатора, соответственно, или участки выпуклых пружинных лепестков первой и второй контактных лент расположены с внешней стороны одной и другой боковых стенок второго объемного резонатора и гальванически контактируют с внутренними поверхностями одной и другой боковых стенок первого объемного резонатора соответственно.
Для двух вариантов объемных резонаторов в форме равнобедренной трапеции, в объемный резонатор расположенный внутри другого может быть гальванически установлена металлическая вставка, поперечное сечение и продольный и поперечный размеры которой идентичны поперечному сечению и продольному и поперечному размерам этого объемного резонатора.
Для сглаживания углов объемного резонатора на металлическую вставку плоским основанием гальванически установлена металлическая накладка выполненная в форме прямоугольной шайбы с поперечным сечением в форме сегмента, а внешние и внутренние продольный и поперечный размер накладки идентичны внешним и внутренним продольным и поперечным размерам соответствующего объемного резонатора.
Посадочный участок зажимов контактных лент может быть выполнен плоской формы и устанавливается плоскостью на боковую стенку объемного резонатора, или посадочный участок зажимов контактных лент может быть выполнен -образного поперечного сечения и устанавливаться на торец боковой стенки объемного резонатора. Контактные ленты закрепляются на боковых стенках объемного резонатора фиксаторами, выполненными, например, в виде лепестков.
Использование плоской формы или -образной формы посадочных участков зажимов контактных лент определяется формами поперечного сечения, размерами и расположением в рабочем положении одного объемного резонатора в другом.
Экранирующее устройство средств отображения и обработки информации может быть выполнено с установкой металлической оплетки в первом и втором демпферах между вспененным диэлектриком и липким токопроводящим покрытием, при этом оплетка выполнена из скрученной проволочной металлической сетки вязаного типа.
В качестве материала оплетки, например, может быть использована скрученная стальная проволочная оплетка с покрытием коррозионно-стойким токопроводящим материалом или, например, никелевая сетка, скрученная в форме оплетки.
Возможны различные варианты выполнения и сборки корпуса экранирующего устройства средств отображения и обработки информации.
Внутренние углы корпуса, образованные соединением боковой стенки корпуса с задней стенкой, могут быть выполнены прямыми или скругленными. То или иное выполнение углов определяется технологией производства.
Падение эффективности экранирования контактного соединения просветного электромагнитного модуля с передней панелью и корпуса с задней съемной крышкой в экранирующем устройстве средств отображения и обработки информации происходит из-за стоячих волн, вызванных резонансными явлениями усиления электромагнитного поля в углах и на острых краях металлических соединений, имеющее место при высоком уровне поля вблизи участков с резкой сменой направления металлических соединений. Усиление происходит за счет скачка электрического тока на ребрах и завихрения поля в неровностях. Например: (Р. Митра, С. Ли. Аналитические методы теории волноводов. - М.: Мир, 1974. - 323 с.); (Вайнштейн Л.А., Вакман Д.Е. Разделение частот в теории колебаний и волн. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. - 288 с.).
Устранение всех этих конструктивных элементов в данном техническом решении обеспечивается установкой металлических наплывов на внутренние прямые углы, а острые углы выполнять скругленной формы, что позволяет не зависимо от расположения источника электромагнитного излучения внутри корпуса или вне корпуса: устранить резонансные явления усиления электромагнитного поля в углах и на острых металлических краях; устранить возбуждение высших типов волн внутри замкнутого объема корпуса; уменьшить завихрения электромагнитного поля в неровностях; уменьшить уровень стоячих электромагнитных полей вблизи участков конструкции с резкой сменой направления металлических конструктивов. Например: (Барыбин А.А. Электродинамика волноведущих структур. Теория возбуждения и связи волн. - М.: Физматлит. 2007. - 512 с.).
Одним из способов увеличения эффективности экранирования являются возможные варианты выполнения корпуса и установки передней панели на корпус.
Внутренние углы корпуса, образованные соединением боковой стенки корпуса с задней стенкой, могут быть выполнены прямыми или скругленными. То или иное выполнение углов определяется технологией изготовления и соответственно технологической подготовленностью производства.
Токопроводящая передняя панель может быть установлена, например, на торец боковых стенок корпуса, образуя внутренний прямой угол.
Боковые стенки корпуса, со стороны установки передней панели, могут быть выполнены с 90° отбортовкой по радиусу так, что поверхность отбортовки боковых стенок параллельна задней стенки корпуса. В данной конструкции токопроводящая передняя панель может быть установлена торцевой стенкой на торец отбортовки боковой стенки корпуса, или установкой передней панели на отбортованный участок боковой стенки корпуса при условии, что внешние продольный и поперечный размеры передней панели больше окна отбортовки.
Другой путь увеличения эффективности экранирования заключается в устранении углов за счет установки металлических наплывов во внутренние углы, а также скругление или выполнение фоски на острых углах.
Металлические наплывы в экранирующем устройстве средств отображения и обработки информации могут быть установлены:
- на внутренние углы первого и второго объемных резонаторов;
- на внутренний угол, образованный боковой стенкой первой опорной рамки с внутренней поверхностью задней съемной стенки;
- на внутренний угол корпуса, образованный соединением боковой стенки с задней стенкой корпуса;
- на внутренний угол, образованный соединением токопроводящей передней панелью и боковой стенкой корпуса;
- на внутренние углы, образованные соединением контактной опоры внутренней и внешней боковыми стенками с передней панелью;
- на внутренние углы, образованные соединением внутренней и внешней боковыми стенками контактной опоры с передней панелью;
- на два внутренних угла, расположенных со стороны дополнительного оптически прозрачного защитного экрана, один внутренний угол образован соединением дополнительной контактной опоры с поверхностью прижимной рамки и второй внутренний угол со стороны просветного электромагнитного экрана.
Скругления могут быть выполнены на:
- торцевой стороне окна токопроводящей передней панели;
- торцевой стороне окна прижимной рамки;
- внешней торцевой стороне дополнительной контактной опоры совместно с внешней торцевой стороной прижимной рамки;
- торцевой стороне окна задней съемной стенки корпуса.
Для уменьшения уровня стоячих волн электромагнитного поля внутри корпуса могут использоваться радиопоглощающие материалы, что позволяет повысить эффективность экранирующих свойств соединения по электромагнитному полю в среднечастотной и высокочастотной части СВЧ диапазона.
Сверхвысокочастотные радиопоглощающие материалы могут быть установлены на металлическую поверхность задней съемной панели, и/или поверхность корпуса, и/или свободные поверхности передней панели, и/или на внешнюю поверхность прижимной рамки, и/или внешние торцевые поверхности контактной опоры и дополнительной контактной опоры. (Например: радиопоглощающие материалы фирмы «Cum-ing Microwave Corporation»).
Для уменьшения уровня магнитной составляющей и электромагнитной составляющей поля стоячих электромагнитных волн внутри корпуса могут использоваться листовые феррит и/или пермаллой.
Экранирующее устройство средств отображения и обработки информации может быть выполнено с установкой, по меньшей мере, одного слоя ферритовой пленки и/или ленты аморфного сплава с начальной магнитной проницаемостью на внутреннюю поверхность задней съемной крышки, и/или на внутреннюю поверхность корпуса, и/или на внешнюю поверхность прижимной рамки, и/или на свободные внутренние поверхности передней панели, и/или на внешние и внутренние торцевые поверхности контактной опоры и дополнительной контактной опоры, и/или на поверхности просветного электромагнитного экрана, и/или на поверхности оптически прозрачного защитного экрана, расположенные между демпферами и контактной опорой и дополнительной контактной опорой, соответственно.
Использование ферритовой пленки позволяет увеличить эффективность экранирования по магнитному и электромагнитному полю в низкочастотной части диапазона. Для расширения диапазона частот можно использовать многослойное покрытие состоящее из ферритовой пленки с различной магнитной проницаемостью по слоям установки. Например: (Я. Смит, X. Вейн. Ферриты. Физические свойства и практическое применение. Пер. с англ. - М.: Иностранная литература, 1962. - 504 с.); ([Электронный ресурс]. - Режим доступа: katalog.we-online.com/de/pbs/we-FSFS Flexible Ferritfo-lie.)
Также, используя ионно-плазменную технологию напыления, можно на внутренние металлические поверхности корпуса и конструктивных элементов экранирующего устройства средств отображения и обработки информации может быть нанесено диффузное покрытие из сплава пермаллоя.
Диффузное покрытие позволяет повысить эффективность экранирующих свойств корпуса по магнитному полю в низкочастотной и среднечастотной части СВЧ диапазона Для расширения диапазона частот можно использовать многослойное покрытие сплавом пермаллоя с различной магнитной проницаемостью по слоям.
Для поддержания рабочей температуры внутри корпуса экранирующее устройство средств отображения и обработки информации может быть выполнено с установкой вентиляционной панели с вентилятором. Вентиляционная панель установлена в отверстие на корпусе, при этом фланец вентиляционной панели гальванически соединен с корпусом, причем отверстия вентиляционной панели выполнены на запредельных волноводах.
Конструкция вентиляционной панели определяется конструктивом корпуса, размеры и форма запредельных волноводов определяется частотным диапазоном частот экранирования электромагнитного поля, количество запредельных определяется тепловым режимом внутри корпуса. (Например: Экранирование технических средств и экранирующие экраны / Л.Н. Кечиев, Б.Б. Акбашев, П.В. Степанов. - 2010 г. - 470 с; ил. - (Библиотека ЭМС), Издается под ред. Журнала «Технологии ЭМС»).
Внутренние поверхности запредельных волноводов могут быть выполнены с диффузным покрытием слоем пермаллоя, выполненное по технологии ионно-плазменного напыления, что позволит существенно улучшить эффективность экранирования магнитного поля.
Экранирующее устройство средств отображения и обработки информации может быть выполнено с установкой внутри корпуса блока подключением внешних устройств накопления информации и обмена информацией, лицевая панель которого установлена гальванически в отверстии на корпусе, при этом лицевая панель блока подключения внешних устройств, с внешней стороны корпуса, закрывается экранирующей крышкой с ручкой фиксатором положения закрытия, причем экранирующая крышка установлена на петлевом соединении на корпусе, при этом продольный и поперечный размеры экранирующей крышки больше продольного и поперечного размеров лицевой панели блока подключения внешних устройств, причем на экранирующей крышке, со стороны корпуса, по периметру установлены металлические выпуклые пружинные лепестки, которые при закрытой экранирующей крышки гальванически контактируют с корпусом. Форма металлических выпуклых пружинных лепестков может быть разной и определяется конструкцией и размерами лицевой панели блока подключения внешних устройств. (Например: FEUERHERDTEMI Shielding Products Specialist for Contact Springs. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.feuerherdt.de.)
Блок подключения внешних устройств накопления информации и обмена информацией может быть выполнен как для подключения внешних устройств в штатном исполнении, так и выполненных в экранированном корпусе, которой расположен внутри корпуса экранирующего устройства средств отображения и обработки информации. Внешними устройствами накопления информации и обмена информацией могут быть, например, жесткий диск, флеш память.
Гальваническое соединение металлических деталей в экранирующем устройстве средств отображения и обработки информации может быть выполнено различными техническими способами, например, или сваркой (сплошной шов или точечной с определенным шагом), или пайкой, или стальными винтами с коррозионно-стойким токопроводящим покрытием, причем шаг точечной сварки и шаг расположения винтов определяется верхней граничной частотой экранирования. (Например: Экранирование технических средств и экранирующие экраны / Л.Н. Кечиев, Б.Б. Акбашев, П.В. Степанов. - 2010 г. - 470 с; ил. - (Библиотека ЭМС), Издается под ред. Журнала «Технологии ЭМС»).
Покрытие коррозионно-стойким токопроводящим материалом всех элементов конструкции, как внутри корпуса так с наружи, позволяет обеспечить коррозионную стойкость соединения и всей конструкции в целом, устранить окисление контактов и возможность формирования гальванических пар и тем самым повысить надежность электрического контакта соединений и возможность длительной эксплуатации в жестких климатических условиях.
Изобретение поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде, где, например, просветный электромагнитный модуль расположен на поверхности передней панели с внутренней стороны корпуса, второй объемный резонатор выполнен с расстоянием между внутренними боковыми стенками равным нулю и расположен внутри первого объемного резонатора прямоугольного поперечного сечения, посадочные участки зажимов первой и второй контактных лент закреплены зажимами на внешних боковых стеках второго объемного резонатора, а посадочные участки, выполненные плоскими, гальванически соединены между собой над торцами боковых стенок второго объемного резонатора, передняя панель установлена на торец боковых стенок корпуса; на фиг. 2 схематически представлен стихий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде (фиг. 1), где просветный электромагнитный модуль расположен на поверхности передней панели с внешней стороны корпуса, первый объемный резонатор расположен внутри второго объемного резонатора, посадочные участки контактных лент выполнены -образной формы и установлены на торцы боковых стенок первого объемного резонатора и закреплены зажимами, передняя панель установлена на торец боковых стенок корпуса; на фиг. 3 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде (фиг. 1), где боковые стенки корпуса выполнены с 90° отбортовкой по радиусу, передняя панель установлена на отбортованный участок боковой стенки корпуса, первый и второй объемные резонаторы выполнены по внутреннему профилю U-образного поперечного сечения; на фиг. 4 схематически представлены варианты выполнения поперечного сечения первого и второго объемных резонаторов, первый объемный резонатор выполнен прямоугольного поперечного сечения с установленной металлической подставкой, а второй объемный резонатор выполнен в форме равнобедренной трапеции, с контактными лентами и варианты расположения выпуклых пружинных лепестков с вариантами контактных замыкателей в форме овала Кассини: на: фиг. 4а - подобный эллипсу с прямыми участками параллельными координате Y и с плоскостью усечения параллельной координате X; на фиг. 4б - подобный эллипсу с плоскостью усечения параллельной координате X; на фиг. 4в - подобный эллипсу с вогнутой перемычкой по середине и плоскостью усечения параллельной координате X; на фиг. 5 схематически представлено поперечное сечение первого и второго объемных резонаторов с расположением в зеркальном отображении вариантов фиг. 4: на фиг. 5а - подобный эллипсу с прямыми участками параллельными координате Y и с плоскостью усечения, параллельной координате X; на фиг. 5б - подобный эллипсу с плоскостью усечения, параллельной координате X; на фиг. 5в - подобный эллипсу с вогнутой перемычкой по середине и плоскостью усечения, параллельной координате X; на фиг. 6а, 6б, 6в, 6г схематически представлены варианты поперечного сечения первого и второго объемных резонаторов, выполненных в форме равнобедренной трапеции, с вариантами установки контактных лент и расположением выпуклых пружинных лепестков; на фиг. 7а и 7б схематически представлено поперечное сечение первого и второго объемных резонаторов, выполненных в форме равнобедренной трапеции фиг. 6а и 6г, с вариантами расположения металлической вставки в объемном резонаторе и установкой на вставку накладки в форме сегмента; на фиг. 8 схематически представлены варианты выполнения и расположения первого и второго объемных резонаторов прямоугольного поперечного сечения: на фиг. 8а - второй объемный резонатор выполнен с расстоянием между боковыми стенками равным нулю и расположен внутри первого объемного резонатора, на внутренних боковых стенках которого установлены выпуклые пружинные лепестки; на фиг. 8б - первый объемный резонатор выполнен с расстоянием между боковыми стенками равным нулю и расположен внутри второго объемного резонатора, на внутренних боковых стенках которого установлены выпуклые пружинные лепестки; на фиг. 9 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде, где, например, просветный электромагнитный модуль расположен на поверхности передней панели с внутренней стороны корпуса, с установкой металлических наплывов в углах и выполнением скругления углов конструктивных элементов внутри корпуса, и установкой вентиляционной панели с внутренней стороны корпуса на боковую стенку, фланец лицевой панели гальванически установлен на корпусе с внешней стороны; на фиг. 10 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде, где, например, корпус выполнен с отбортовкой боковой стенки, на которую установлена передняя панель, просветный электромагнитный модуль расположен на поверхности передней панели с внутренней стороны корпуса, с установкой металлических наплывов во внутренних прямых углах и выполнением скругления внешних прямых углов конструктивных элементов внутри корпуса, и установкой блока подключения внешних устройств накопления информации и обмена информацией, например, внутри корпуса на боковую стенку корпуса, фланец лицевой панели гальванически установлен на корпусе и установленной на корпусе экранирующей крышкой с ручкой фиксатором положения закрытия, при этом по периметру крышки установлены выпуклые пружинные лепестки, которые при закрытой крышки гальванически контактируют с корпусом; на фиг. 11 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде, где, например, корпус выполнен с отбортовкой боковой стенки, на которую установлена передняя панель, просветный электромагнитный модуль расположен на поверхности передней панели с внешней стороны корпуса, с установкой металлических наплывов в углах, выполнения скругленных форм углов и установкой защитного декоративного экрана на просветный электромагнитный модуль.
Экранирующее устройство средств отображения и обработки информации (фиг. 1) состоит из цельнометаллического корпуса 1 и металлической передней панели 2 с окном 3, передняя панель 2 установлена на металлическом корпусе 1 и по периметру гальванически с ним соединена, просветный электромагнитный пакет 4, содержащий оптически прозрачный защитный экран 5 и просветный электромагнитный экран 6, выполненный из металлической сетки, при этом оптически прозрачный защитный экран 5 установлен на перед ней панели 2, а просветный электромагнитный экран 6 одной поверхностью 7 расположен на одной поверхности оптически прозрачного защитного экрана 5, со стороны падающей электромагнитной волны от жидкокристаллической активной матрицы 8 и блок обработки информации 9, расположенные внутри корпуса 1, корпус 1 выполнен в виде объемного резонатора открытого типа прямоугольного поперечного сечения, передняя панель 2 выполнена в виде фланца прямоугольной формы, продольный и поперечный размер прямоугольного окна 3 которого меньше внешнего продольного и поперечного размера оптически прозрачного защитного экрана 5 соответственно, при этом в просветный электромагнитный пакет 4 введен дополнительный оптически прозрачный защитный экран 10, идентичный оптически прозрачному защитному экрану 5, который одной поверхностью 11 установлен на другую поверхность просветного электромагнитного экрана 6.
Два одинаковых демпфера 12 и 13 выполнены в форме прямоугольной рамки с прямоугольным окном 14 из вспененного диэлектрика, на одну и другую поверхности каждого демпфера установлено липкое токопроводящее покрытие, при этом продольный и поперечный размеры прямоугольного окна 14 демпфера 12 и 13 больше продольного и поперечного размеров прямоугольного окно 3 передней панели 2 соответственно, и первый 12 и второй 13 демпферы установлены симметрично на другую поверхность 15 оптически прозрачного защитного экрана 5 и другую поверхность 16 дополнительного оптически прозрачного защитного экрана 10 соответственно.
Просветный электромагнитный пакет 4, с установленными на него дополнительным оптически прозрачным защитным экраном 10 и первым 12 и вторым 13 демпферами, образуют просветный электромагнитный модуль.
Просветный электромагнитный экран 6 просветного электромагнитного модуля выполнен из никелевой сетки, поверхность центральной площади 17 которого, равная площади оптически прозрачного защитного экрана 5, покрыта антибликовым черным хромом, а поверхность периферийной площади 18 просветного электромагнитного экрана 6 установлена на поверхность внешней части 19 контактной прокладки 20, расположенной на контактной опоре 21.
Контактная опора 21 выполнена в форме металлической прямоугольной рамки, продольный и поперечный размеры прямоугольного окна которой больше внешнего продольного и поперечного размеров оптически прозрачного защитного экрана 5, причем одной поверхностью 22 контактная опора 21 установлена, например, на внутреннюю поверхность передней панели 2 и гальванически с ней соединена по всему периметру, при этом контактная прокладка 20 выполнена в форме прямоугольной рамки из никелевой сетки, размер окна 23 контактной прокладки 20 меньше размера окна первого демпфера 12 и больше размера окна передней панели 2, причем внутренняя полоса 24 контактной прокладки 20 установлена между липким токопроводящим покрытием первого демпфера 12 и передней панелью 2, а поверхность внешней полосы 19 контактной прокладки 20 установлена на другую поверхность 25 контактной опоры 21.
Металлическая прижимная рамка 26 выполнена прямоугольной формы, продольный и поперечный размеры окна 25 которой равны продольным и поперечным размерам окна 23 контактной прокладки 20, а внешние продольный и поперечный размеры прижимной рамки 26 равны внешним продольным и поперечным размерам контактной опоры 21, при этом одной поверхностью прижимная рамка 26 установлена на липкое токопроводящие покрытие второго демпфера 13 симметрично окну 23 контактной прокладки 20, а между прижимной рамкой 26 и одной поверхностью 11 просветного электромагнитного экрана 6 установлена с гальваническим контактом металлическая дополнительная контактная опора 28.
В задней стенке 29 корпуса 1 выполнено торцевое окно 30 прямоугольной формы, продольный и поперечный размер которого меньше продольного и поперечного размера задней стенки 29 соответственно, металлическая задняя съемная панель 31 прямоугольной формы, продольный и поперечный размер которой больше продольного и поперечного размера торцевого окна 30, соответственно.
Металлические, прямоугольной формы, первая опорная рамка 32 и вторая опорная рамка 33, внутренний продольный и поперечный размер окна первой опорной рамки 32 и окна второй опорной рамки 33 равен или больше продольного и поперечного размера торцевого окна 30 соответственно, а ширина первой 32 и второй 33 опорных рамок меньше или равна ширине области перекрытия задней съемной панели 31 с задней стенкой 29 корпуса 1.
Первая 32 и вторая 33 опорные рамки, в области перекрытия задней съемной панели 31 с задней стенкой 29 корпуса 1, по всему периметру гальванически установлены на внутреннюю поверхность задней съемной панели 31 и внешнюю поверхность задней стенки 29 корпуса 1 соответственно.
Первая 32 и вторая 33 опорные рамки могут выполнены из конечной толщины или из никелевой сетки. Использование никелевой сетки позволяет исключить технологическую операцию пайки или сварки, компенсировать технологические погрешности изготовления и обеспечить тем самым качественный гальванический контакт по всему периметру.
Поскольку задняя съемная панель 31 по отношению к корпусу 1 формирует мода-импедансный фаза-инвертор, поэтому первая 32 и вторая 33 опорные рамки могут быть выполнены конечной высоты, при этом высота рамки определяется формой и высотой боковых стенок первого 34 и второго 35 объемных резонаторов и конструкцией установки задней съемной панели 31 на корпус 1.
Например (фиг. 1), первый металлический резонатор 34 выполненные в форме прямоугольного кольца открытого типа прямоугольного поперечного сечения, второй металлический 35 объемные резонаторы выполнен в форме прямоугольного кольца открытого типа с расстоянием между боковыми стенками равным нулю, и внешними задними стенками по всему периметру первый 34 и второй 35 резонаторы гальванически установлены на поверхность первой опорной рамки 32 и второй опорной рамки 33 соответственно, при этом второй резонатор расположен внутри первого резонатора.
Две одинаковые контактные ленты 37, участками выпуклых пружинных лепестков 38 и посадочными участками 39, выполненными, например, в форме пластин установлены на внешние поверхности боковых стенок второго объемного резонатора 35 и гальванически соединены между собой, при этом фиксируются зажимами 40 на боковых стенках, а участки выпуклых пружинных лепестков 38 контактных лент гальванически контактируют с внутренними поверхностями боковых стенок первого объемного резонатора 32.
На фиг. 2 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде (фиг. 1), где просветный электромагнитный модуль расположен на поверхности передней панели 2 с внешней стороны корпуса 1, первый объемный резонатор 34 расположен внутри второго объемного резонатора 35, посадочные участки 39, например, выполнены -образной формы и установлены на торцы боковых стенок первого объемного резонатора 34 и фиксируются зажимами 40, передняя панель 2 установлена на торец боковых стенок корпуса 1.
На фиг. 3 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде (фиг. 1), где боковые стенки корпуса 1 выполнены с 90° отбортовкой по радиусу, передняя панель 2 установлена на отбортованный участок боковой стенки корпуса 1, первый 34 и второй 35 объемные резонаторы выполнены с внутренним профилем U-образного поперечного сечения.
На фиг. 4 схематически представлен первый объемного резонатора 34 выполненный прямоугольного поперечного сечения с установленной внутрь металлической подставкой 41 и второй объемный резонатор 35 выполненный в форме равнобедренной трапеции, выпуклые пружинные лепестки 38 контактных лент 37 расположены на боковых стенках второго объемного резонатора 35, с вариантами форм контактных замыкателей 42 овала Кассини: на рис. 4а - подобный эллипсу с прямыми участками параллельными координате Y и с плоскостью усечения параллельной координате X; на фиг. 4б - подобный эллипсу с плоскостью усечения параллельной координате X; на фиг. 4в - подобный эллипсу с вогнутой перемычкой по середине и плоскостью усечения параллельной координате X.
На фиг. 5 схематически представлено поперечное сечение первого 34 и второго 35 объемных резонаторов идентичного выполнения с расположением в зеркальном отображении установки на корпус 1 и задней съемной панели 31 фиг. 4: фиг. 5а - идентична фиг. 4а; фиг. 5б - идентична фиг. 4б; фиг. 5в - идентична фиг. 4в.
На фиг. 6 схематически представлены варианты выполнения первого 34 и второго 35 объемных резонаторов с поперечным сечением в форме равнобедренной трапеции и расположением выпуклых пружинных лепестков 38: на фиг. 6а, 6б - первый объемный резонатор 34 расположен внутри второго объемного резонатора 35; на фиг. 6в, 6г - второй объемный резонатор 35 расположен внутри первого объемного резонатора 34, с вариантами установки контактных лент 37 и расположением выпуклых пружинных лепестков 38.
На фиг. 7а и 7б схематически представлено поперечное сечение первого 34 и второго 35 объемных резонаторов фиг. 6а и 6г с установленными металлическими ставками 43 и металлической накладки 44 в форме сегмента.
На фиг. 8 схематически представлено поперечное сечение первого 34 и второго 35 объемных резонаторов прямоугольного поперечного сечения и расположением контактных лент 37 и выпуклых пружинных лепестков 38: на фиг. 8а - второй объемный резонатор 35 выполнен с расстоянием между боковыми стенками равным нулю и расположен внутри первого объемного резонатора 34, на внутренних боковых стенках которого установлены выпуклые пружинные лепестки 38; на фиг. 8б - первый объемный резонатор 34 выполнен с расстоянием между боковыми стенками равным нулю и расположен внутри второго объемного резонатора 35, на внутренних боковых стенках которого установлены выпуклые пружинные лепестки 38.
На фиг. 9 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде фиг. 1, где например, установлены металлические наплывы 45 во внутренних углах корпуса 1 и выполнения скругленных форм внешних углов, например, передней панели 2 и прижимной рамки 26, и установкой вентиляционной панели 46, например на боковую стенку с внутренней стороны корпуса 1, фланец 47 которой гальванически установлен в отверстие на корпусе 1.
На фиг. 10 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде фиг. 9, где, например, передняя панель 2 установлена на отбортовку боковых стенок корпуса 1 и установкой блока подключения внешних устройств 48 накопления информации и обмена информации, например, внутрь корпуса 1 на боковую стенку, фланец лицевой панели 49 гальванически установлен в отверстие на корпусе 1, и установленной на корпусе 1 экранирующей крышкой 50 с ручкой фиксатором 51 положения закрытия, при этом по периметру экранирующей крышки 50 установлены контактные пружинные лепестки 52, которые при закрытой экранирующей крышки 50 гальванически контактируют с корпусом 1.
на фиг. 11 схематически представлен общий вид экранирующего устройства средств отображения и обработки информации в собранном виде фиг. 2, где, например, с установкой металлических наплывов 45 во внутренних углах корпуса 1 и скругленных форм внешних углов, и установкой защитного декоративного экрана 53 на просветный электромагнитный модуль.
Экранирующее устройство средств отображения и обработки информации работает следующим образом.
В реальных условиях эксплуатации экранирующее устройство средств отображения и обработки информации, по отношению к источнику электромагнитного излучения, может быть в двух различных режимах.
Источник электромагнитного излучения находится внутри корпуса 1 (побочные электромагнитные излучения) - это блок обработки информации 9 и блок отображения информации 8 (жидкокристаллическая активная матрица). В этом случае функция экранирующего устройства заключается в экранировании электромагнитные излучения источников от проникновения во внешнее пространство.
Источник электромагнитного излучения находится вне корпуса 1. В этом случае функция экранирующего устройства заключается в экранировании блока обработки информации 9 и блока отображения информации 8 от внешнего источника электромагнитного излучения, воздействие которого может носить деструктивный характер.
В обоих этих режимах решается одна и та же задача - эффективное экранирование электромагнитного излучения.
В данном техническом решении высокая эффективность экранирования обеспечивается при любом расположении источника электромагнитного излучения во всем сверхшироком диапазоне частот и при технологических операциях сборки/разборки задней съемной панели.
Это достигается двухрубежной системой: - первый рубеж конструктивный, который состоит из двух электрически замкнутый контуров, сформированных первым 34 вторым 35 объемными резонаторами с двумя системами контактных лент 37; - второй рубеж электродинамической, который состоит из объемного резонатора прямоугольного поперечного сечения (корпуса 1) и сверхширокополосного мода-импедансного фаза-инвертора (объем образованный задней съемной панелью), а также конструкцией просветного электромагнитного модуля. Например: (Прикладная электродинамика Г.Д. Богомолов 2014. [Электронный ресурс]: - Режим доступа. (drop-dоc.ru/doc/389039/prikladnaya-e-lektrodinamika); (Исследование объемного резонатора [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.bsur.by/m/12_100229_1_85503.pdf.)
Данное техническое решение обеспечивает эффективность экранирования по магнитному, электрическому и электромагнитному полю в диапазоне частот от единиц Гц до нескольких десятков ГГц при расположении источника излучения внутри корпуса составляет не менее 60 дБ, а при расположении источника излучения вне корпуса составляет не менее 85дБ.
Использование ферритовых пленок, пермаллоевых пленок, установка металлических наплывов и скругление углов позволяет убрать внутренние резонансы и тем самым обеспечить во всем частотном диапазоне равномерную характеристику экранирования.
Установка вентиляционной панели 46 позволяет обеспечить необходимый температурный режим внутри корпуса, а установка блока подключения внешних устройств 48 обеспечивает многофункциональность, при этом не ухудшается эффективность экранирования экранирующего устройства средств отображения и обработки информации.