2、交通防電磁聲屏障體設(shè)計(jì)

    2.1交通電磁的特點(diǎn)

    交通電磁干擾源主要包括交通車輛本身、車載無(wú)線通信設(shè)備以及交通相關(guān)的其它電磁源。據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，電磁波能量水平方向才有較高的傳播水平，電磁波會(huì)隨著距離增加而快速衰減。建筑物及樹木等對(duì)電磁波有一定的阻擋作用，電磁波的垂直方向傳播相對(duì)較窄，所以我們?cè)谶M(jìn)行交通電磁屏蔽體設(shè)計(jì)時(shí)也就與常規(guī)的聲屏障設(shè)計(jì)有了共同的防護(hù)思路——重點(diǎn)防護(hù)水平方向的電磁能量傳播。

    2.2交通防電磁聲屏障的設(shè)計(jì)原則

    一般情況下，大部分金屬材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。但在實(shí)際工程中，要達(dá)到80dB以上的屏蔽效能是十分困難的，一般都保持在30~60dB的中等屏蔽數(shù)值之間。這是因?yàn)?，屏蔽體的屏蔽效能不僅取決于構(gòu)成屏蔽體的材料，而且取決于屏蔽體的結(jié)構(gòu)形式。通常防電磁聲屏障結(jié)構(gòu)在電磁防護(hù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)情況下，噪聲防治水平也能達(dá)到10-15dB之間，符合國(guó)家相關(guān)防護(hù)要求。所以，我們?cè)谶M(jìn)行電磁聲屏障屏蔽體設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮滿足電磁屏蔽的基本要求，基本的設(shè)計(jì)原則如下：

    （1）屏蔽體的導(dǎo)電連續(xù)性

    整個(gè)屏蔽體必須是一個(gè)完整的、連續(xù)的導(dǎo)電體。這一點(diǎn)在實(shí)現(xiàn)起來(lái)十分困難。因?yàn)橐粋€(gè)完全封閉的屏蔽體是沒(méi)有任何實(shí)用價(jià)值。一個(gè)實(shí)用的屏蔽體必然會(huì)有很多孔縫，如顯示口、安裝各種調(diào)節(jié)桿的開口、不同部分結(jié)合的縫隙等，由于這些導(dǎo)致導(dǎo)電不連續(xù)的因素存在，如果設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮如何處理，屏蔽體的屏蔽效能往往很低，甚至沒(méi)有屏蔽效能。

    （2）不能有直接穿過(guò)屏蔽體的導(dǎo)體

    一個(gè)屏蔽效能再高的屏蔽體，一旦有導(dǎo)線直接穿過(guò)屏蔽體，其屏蔽效能就會(huì)損失99.9% (60dB)以上，但是，實(shí)際屏蔽體總是會(huì)有導(dǎo)線穿過(guò)，如果沒(méi)有對(duì)這些導(dǎo)線進(jìn)行妥善的處理(屏蔽和濾波)，這些導(dǎo)線會(huì)極大的降低屏蔽體屏蔽效能，妥善處理導(dǎo)線是屏蔽設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。

    （3）屏蔽體材料選擇兼顧導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性

    材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性越好，屏蔽效能越高。但實(shí)際的金屬材料不可能兼顧這兩方面。例如：銅的導(dǎo)電性很好，但是導(dǎo)磁性很差；鐵的導(dǎo)磁性很好，但導(dǎo)電性較差。應(yīng)該使用什么材料，根據(jù)具體屏蔽主要依賴反射損耗，還是吸收損耗來(lái)決定是側(cè)重導(dǎo)電性還是導(dǎo)磁性。頻率較低的時(shí)候，吸收損耗很小，反射損耗是屏蔽效能的主要機(jī)理，要盡量提高反射損耗。反射損耗與輻射源的特性有關(guān)，對(duì)于電場(chǎng)輻射源，反射損耗很大；對(duì)于磁場(chǎng)輻射源，反射損耗很小。因此，對(duì)于磁場(chǎng)輻射源的屏蔽主要依靠材料的吸收損耗，應(yīng)該選用導(dǎo)磁率較高的材料做屏蔽材料。反射損耗還與屏蔽體到輻射源的距離有關(guān)，對(duì)于電場(chǎng)輻射源，距離越近，則反射損耗越大，對(duì)于磁場(chǎng)輻射源，距離越近，則反射損耗越小。正確判斷輻射源的性質(zhì)，決定它應(yīng)該靠近屏蔽體還是遠(yuǎn)離屏蔽體是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的又一個(gè)重要內(nèi)容。但頻率較高時(shí)，吸收損耗是主要的屏蔽機(jī)理，這時(shí)與輻射源是電場(chǎng)輻射源還是磁場(chǎng)輻射源關(guān)系不大。電場(chǎng)波是最容易屏蔽的，平面波其次，磁場(chǎng)波是最難屏蔽的。尤其是低頻(1kHz以下)磁場(chǎng)，很難屏蔽。對(duì)于低頻磁場(chǎng)，要采用高導(dǎo)磁性材料，甚至采用高導(dǎo)電性材料和高導(dǎo)磁性材料復(fù)合起來(lái)的材料。

    2.3交通防電磁聲屏障設(shè)計(jì)案例說(shuō)明

    結(jié)合以上交通電磁的特點(diǎn)和防電磁聲屏障設(shè)計(jì)原則的綜合分析，并結(jié)合防護(hù)所在地的交通環(huán)境和防護(hù)目標(biāo)的特殊性（軍隊(duì)衛(wèi)星地球接受站），根據(jù)GB 13615-92《地球站電磁環(huán)境保護(hù)要求》及GB3096-93《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》4類標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)限制要求，我們?cè)诒本╅T頭溝區(qū)新南城西北環(huán)線道路工程防電磁聲屏障工程中選用的屏蔽材料為具有較高導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性的金屬銅絲網(wǎng)附著在吸隔聲金屬板上制作而成。金屬銅絲網(wǎng)可以進(jìn)行粘接、縫制，易于制成不同的幾何形狀對(duì)輻射源進(jìn)行屏蔽，屏障整體采用上折角結(jié)構(gòu)形式，用于消除交通對(duì)保護(hù)目標(biāo)電磁和聲環(huán)境的不利影響。表1為單層銅絲網(wǎng)在不同頻率下的屏蔽效能，從表中可看出網(wǎng)孔越小、線徑越粗，電磁屏蔽越好。還可以看出，當(dāng)頻率高于100MHz時(shí)，屏蔽效能開始下降，這是因?yàn)殂~絲網(wǎng)反射信號(hào)的能力減弱。本次設(shè)計(jì)選用的是直徑為型號(hào)2的銅絲網(wǎng)，工程實(shí)踐表明，這類屏蔽材料組合基本合理、安裝結(jié)構(gòu)形式可操作性強(qiáng)、實(shí)用價(jià)值高，而且電磁和噪聲屏蔽效果比較明顯。其中交通干擾電磁綜合屏蔽效能在30dB以上，降噪效果10dB以上，能夠達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值要求。

表1 單層銅絲網(wǎng)不同頻率下的屏蔽效能