Klatki RF: Podstawy ekranowania RF dla komunikacji bezprzewodowej

Rozpowszechnienie urządzeń komunikacji mobilnej doprowadziło do równoczesnego wzrostu częstotliwości występowania zakłóceń pochodzących od innych urządzeń sieci bezprzewodowej, a także sprzętu przemysłowego i medycznego działającego w tym samym paśmie częstotliwości. Sieci bezprzewodowe są narażone na szczególne problemy z zakłóceniami RF, częściowo dlatego, że nadajnik i odbiornik są tak blisko siebie; wszelkie zakłócenia zewnętrzne są zatem wzmacniane, zanim zostaną odfiltrowane. W odpowiedzi na ten problem RF przeprowadzono szeroko zakrojone badania nad metodami redukcji lub ekranowania sygnałów o częstotliwości radiowej (RF) wewnątrz danego budynku lub pomieszczenia. Metody te znane są jako klatka RF - ekranowanie częstotliwości radiowych (RF) lub "powstrzymywanie RF".

Co to jest klatka RF?

Ekran to każdy materiał, który blokuje lub redukuje pola elektromagnetyczne lub energię "RF". Istnieje wiele różnych typów osłon, w zależności od częstotliwości blokowanych sygnałów elektromagnetycznych. RF jest skrótem od częstotliwości radiowej, czyli energii elektromagnetycznej o częstotliwości od 30 kiloherców do 300 gigaherców (GHz). Izolacja RF to zapobieganie przenoszeniu energii RF z jednego obwodu do drugiego. W odniesieniu do sprzętu elektronicznego, izolacja jest praktyką zapobiegania przepływowi energii RF z jednego urządzenia do drugiego poprzez wspólny ekran lub połączenie z masą.

Osiąga się to poprzez zastosowanie materiałów o niskiej przewodności, takich jak tworzywa sztuczne, ceramika i powietrze, w celu oddzielenia przewodników metalicznych. Z drugiej strony, ekranowanie RF jest praktyką zapobiegania zewnętrznej energii RF od wejścia do urządzenia, przy jednoczesnym zachowaniu przepływu sygnałów wewnętrznych.

Samodzielne pomieszczenia do przechowywania RF

Pomieszczenia izolacyjne RF są wysoce wyspecjalizowanymi pomieszczeniami ekranowanymi, które są używane do ekranowania wrażliwego sprzętu RF, takiego jak anteny stacji bazowych i sprzęt wież komórkowych. Pomieszczenia te są zaprojektowane tak, aby chronić inne urządzenia znajdujące się poza pomieszczeniem przed energią RF generowaną przez urządzenia znajdujące się wewnątrz pomieszczenia.

Pomieszczenia do przechowywania RF muszą mieć ścieżkę o niskiej impedancji (kilka omów lub mniej) do ziemi. Ekran jest następnie podłączony do pręta uziemiającego na zewnątrz budynku za pomocą miedzianego drutu lub do krótkiego kawałka rury miedzianej, która jest przyspawana do podstawy pomieszczenia izolacyjnego. Ścieżka musi być niska impedancja, aby pola elektromagnetyczne były zmuszone do przepływu przez przewód uziemiający zamiast przez ściany budynku.

Pomieszczenia metalowe z wewnętrznymi pasami miedzianymi

Wariacja na temat pomieszczeń powstrzymujących RF, która wykorzystuje metalowe ściany i miedziane paski zamiast miedzianej siatki, jest znana jako pomieszczenie na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI), klatka Faradaya lub pomieszczenie ekranowane. Pomieszczenia te mogą być skuteczne w blokowaniu sygnałów z telefonów komórkowych i innych źródeł RF wewnątrz pomieszczenia. Jednak skuteczność tych pomieszczeń zależy od grubości i przewodności metalowych ścian.

Aby pokój EMI był skuteczny, ściany muszą być wykonane z dobrego przewodnika, takiego jak miedź lub aluminium. Ściany pomieszczenia muszą być uziemione i muszą sięgać poniżej powierzchni ziemi lub muszą być połączone z prętem uziemiającym znajdującym się poniżej powierzchni ziemi. Dodatkowo ściany muszą być na tyle grube, aby sygnał nie przenikał przez ściany.