地下防護工程鋼筋混凝土結構對電磁波傳播效能分析

【摘要】：國內外的研究人員關于鋼筋混凝土的構件以及結構形式等對通信的信號衰減方面的相關研究，多數是通過一些數值計算的方法或者是模型的利用來對鋼筋混凝土的構件等進行相關研究，但是對于較大面積的或者是地下的整體結構的系統性的研究與分析卻很少進行。本篇論文將對鋼筋混泥土的各板、墻的參數對通信的信號衰減進行系統性的研究，對鋼筋混凝土等對通信的信號衰減所造成的影響進行深入的研究和分析。這對建筑的整體結構在通信的信號衰減所造成的影響的分析具有一定意義上的指導作用，而且對于可以滿足電磁防護的要求的相應的工程的設計也具有著比較高的工程應用方面的價值。

【關鍵詞】：鋼筋混凝土結構；地下防護工程；電磁脈沖；屏蔽

一、鋼筋網孔的大小在電磁波屏蔽方面的作用

隨著鋼筋混凝土的墻體當中的鋼筋網的網孔的逐漸增大，其透射系數的衰減的幅度是逐漸地減小的，而且曲線發生劇烈的震蕩頻率也會隨之降低。在f

二、鋼筋的半徑在電磁波衰減方面的影響

隨著鋼筋混凝土的墻體當中的鋼筋的半徑逐漸增大，在電磁波的衰減方面所產生的影響在整體上是比較小的，衰減的幅度值會有些許增大，但是透射系數的曲線所發生的諧振的頻率會逐漸增多而且朝著高頻方向的移動不是特別的明顯。透射系數曲線產生諧振的頻率主要與墻體所形成的這種諧振腔的厚度等有著密切的關系，隨著鋼筋的半徑的增大，所形成的墻體當中的諧振腔的個數也會隨之增多，接著就會造成更多透射系數曲線的諧振頻率的產生，這與我們所提出的等效模型是相符合的。在f

三、鋼筋混凝土的墻體厚度在電磁波衰減方面的影響

隨著鋼筋混凝土的墻體的厚度的逐漸增大，這種透射系數的曲線發生衰減的幅度是隨之逐漸地增大的，但是增加的幅度卻相對比較小，因此，鋼筋混凝土的墻體的厚度的變化在電磁波的衰減方面所造成的影響是比較小的。并且因為在墻體中所產生的諧振腔的厚度有所增加，但是產生諧振的頻率并沒有明顯的增多，僅僅是對應的透射系數當中的諧振的頻率朝著低頻的方向發生了移動。在 f

四、單雙層的鋼筋混凝土的墻體在電磁波衰減方面的影響

我們經過研究發現：雙層的鋼筋混凝土的墻體在整體上要比單層鋼筋混凝土的墻體在電磁波衰減方面所產生的影響較大，其中的原因主要是鋼筋網所產生的反射作用以及波導的效應造成在傳播的過程當中電磁波發生了兩次衰減。其中在低頻段所發生的衰減是比較明顯的，最高時達到了 20dB；但是隨著產生的頻率的逐漸增大，兩者所產生的電磁波的衰減差值就沒有那么明顯了，差值僅有2～5dB。在ff1的情況下，雙層的鋼筋混凝土的墻體在電磁波的衰減方面所產生的影響作用與單層的鋼筋混凝土的墻體的影響作用基本上是相同的。通常情況下選擇雙層的鋼筋混凝土的墻體主要用于增強墻體在抗震方面的特性，滿足相關的力學方面的要求，而在高頻通信等方面的影響和作用并不十分突出。因此在實際的地下防護工程的建設過程當中如果希望達到增強電磁屏蔽的效果的話，我認為在這種鋼筋混凝土的墻體當中再增加一層鋼筋半徑較小、鋼筋網的網孔較密的鋼筋網的話，所得到的電磁屏蔽的效果可能會比較好。

五、鋼筋混凝土的墻體的諧振頻率仿真的研究

我們將鋼筋混凝土的墻體經過等效轉化，變成左、右各一個的素混凝土的墻體以及在二者中間的一個矩形的波導級聯所構成的一個等效的模型，就能夠總結出墻體產生諧振的頻率與墻體的厚度所對應的關系，我們也就能夠計算得出在透射系數曲線當中的發生的諧振的大致的頻率了。那么在實際的地下防護工程的建設過程當中，為保證無線通信的良好的信號質量，在進行鋼筋混凝土的墻體的設計的時候，就可以通過選擇適宜的鋼筋網網孔的大小、鋼筋的半徑以及鋼筋混凝土的墻體的厚度，使得無線通信的頻段得以避開對電磁波的幅值的衰減比較大的一些墻體內發生諧振的區域。

六、屏蔽措施

（1）整體屏蔽

整體屏蔽指的是利用導電材料或者是導磁材料而制作的可以將地下防護工程整體包裹的一種電磁屏蔽體，能夠對電磁能量進行限制，使他們在一定空間的區域范圍之內。這樣一來，在電磁能量的傳播從電磁屏蔽體一端到另外一端的過程中就會受到極大削弱。在實際的地下防護工程整個的建設過程當中，在鋼筋混凝土的墻體里的鋼筋網需要相互之間緊密連接，并構成比較完善的一種籠狀的結構，使電連續得以保持。在穿透復層的內襯里可以鍍上一層鋅鐵皮的電磁屏蔽體，這樣可以對電磁脈沖所帶來的巨大能量起到一定有效的衰減的作用。另外在口部還要安裝含有金屬材料的想關的偽裝網或者是林地偽裝網等來對電磁脈沖所帶來的能量起到衰減的作用。

（2）口部防護

地下防護工程的口部是整個防護工程當中電磁防護的能力最為薄弱的一個部分，同時還是電磁脈沖能夠進入到地下防護工程的內部的一個最容易的通道。因此在設計以及對地下防護工程進行施工的時候，最好可以運用寬帶屏蔽的材料以及先進的孔口隔離、管線隔離的技術等，加強對電磁脈沖等的防護。出入這一地下防護工程的所有的強弱電線全部都要設置瞬態濾波器或者是進行穿鋼管敷設等等。防護工程的門的電磁防護所采用的則是外殼是鋼板的密閉門、防護門或者是防護密閉門等，盡管它本身就有電磁屏蔽的功能，但是電控門在進行對電磁脈沖的防護的情況下，所配置的電箱以及穿線的鋼管等仍舊需要對電磁脈沖進行相應的防護處理。

七、結論

本篇論文對地下防護工程建設中的電磁防護等方面的問題進行深入而系統的探討和研究，從地下防護工程中與電磁防護相關的一些對策以及措施的研究作為出發點，以與電磁防護的鋼筋混凝土結構的研究作為本篇論文的中心內容，并根據相關的科研的一些基本的規律，從相關的理論研究作為出發點、理論結合實踐，立足于實際的應用，進行思維的創新，并且取得重大的、突破性的、實質性的研究成果。對今后電磁防護工程的建設以及相關技術的推廣應用具有重要的影響，對相關領域的問題研究也有著一定的指導和借鑒的意義與作用。

不過，在本篇論文中提到的地下防護工程所應用的這種鋼筋混凝土結構在對低頻段的磁場進行屏蔽的效能還需要進一步的研究和提高。

參考文獻：

[1]何典章.防護工程科研現狀及發展趨勢.第九次防護工程年會論文集.2004，8

[2]丁世敬，馮進技，葛德彪，等.對工程電磁脈沖屏蔽存在問題的認識與看法.人防科研，2006 1.P 28

[3]李德拒，蘇曉晨，劉鋒戈等對防電磁脈沖屏蔽室與隔震地板關系的看法.防護工程，2006 .28 （5）

作者簡介：魏坤（1986—）男，漢族，安徽阜陽人，現為鄭州大學信息工程學院碩士研究生，研究方向：防護工程。