Реальное радиочастотное экранирование зависит от частоты, размера отверстий, швов и проводимости.
Клетка Фарадея — проводящая оболочка, которая уменьшает электрическое поле или радиосигнал внутри защищаемого объёма. Она может выглядеть как сплошной металлический корпус, сетка или экранирующая оплётка кабеля. Но фраза «блокирует электромагнитные волны» слишком широка: результат зависит от типа поля, частоты и качества конструкции.
Что происходит со статическим электрическим полем
В металле есть заряды, способные перемещаться. Если снаружи приложить электрическое поле, они перераспределятся по поверхности и создадут встречное поле. В состоянии электростатического равновесия поле внутри проводящего материала равно нулю. В замкнутой полости без собственного заряда внешнее статическое электрическое поле также практически отсутствует.
Именно поверхность выполняет основную работу: оболочка не должна быть массивным металлическим блоком. Поэтому возможна сетка.
Почему радиосигнал может просочиться
Переменное электромагнитное поле вызывает токи в оболочке, и значительная часть энергии отражается или поглощается. Щель в двери или кабель без фильтра могут стать антенной и разрушить хорошее экранирование.
Для сетки важен размер ячейки по сравнению с длиной волны. Металлическая сетка в дверце микроволновой печи имеет отверстия намного меньше длины волны рабочего излучения, поэтому свет проходит к глазам, а микроволны сильно ослабляются. Телефонный сигнал другой частоты может вести себя иначе.
Знакомые примеры
Экранирующая оплётка коаксиального кабеля защищает слабый сигнал от помех. Радиочастотно изолированные помещения нужны для точных измерений и некоторых медицинских установок. Проводящий кузов автомобиля или корпус самолёта распределяет ток молнии по внешней поверхности, хотя безопасность зависит также от конструкции, проводящих соединений и защиты оборудования.
Неплотно закрытый чехол может почти не помогать. Домашняя «клетка» поэтому требует проверки измерением, а не доверия к названию товара.
Опыт Фарадея
Пакет для банковской карты или ключа с бесконтактной связью работает только если образует непрерывный экран для нужного диапазона. Эффективность зависит от проводимости и толщины материала, частоты сигнала, электрического контакта между деталями и отверстий. Однако утверждение относится к электрическому полю; обычный тонкий проводник почти не остановит постоянное магнитное поле.
Майкл Фарадей в XIX веке исследовал электростатическую индукцию и показывал, что заряд проводника располагается на внешней поверхности. Его знаменитые опыты с проводящей ёмкостью и большой экранированной комнатой сделали принцип наглядным. Современная клетка использует ту же физику, но практическое радиочастотное экранирование учитывает резонансы, швы, вводы и конкретный диапазон частот.
