地下防护工程钢筋混凝土结构对电磁波传播效能分析

【摘要】：国内外的研究人员关于钢筋混凝土的构件以及结构形式等对通信的信号衰减方面的相关研究，多数是通过一些数值计算的方法或者是模型的利用来对钢筋混凝土的构件等进行相关研究，但是对于较大面积的或者是地下的整体结构的系统性的研究与分析却很少进行。本篇论文将对钢筋混泥土的各板、墙的参数对通信的信号衰减进行系统性的研究，对钢筋混凝土等对通信的信号衰减所造成的影响进行深入的研究和分析。这对建筑的整体结构在通信的信号衰减所造成的影响的分析具有一定意义上的指导作用，而且对于可以满足电磁防护的要求的相应的工程的设计也具有着比较高的工程应用方面的价值。

【关键词】：钢筋混凝土结构；地下防护工程；电磁脉冲；屏蔽

一、钢筋网孔的大小在电磁波屏蔽方面的作用

随着钢筋混凝土的墙体当中的钢筋网的网孔的逐渐增大，其透射系数的衰减的幅度是逐渐地减小的，而且曲线发生剧烈的震荡频率也会随之降低。在f

二、钢筋的半径在电磁波衰减方面的影响

随着钢筋混凝土的墙体当中的钢筋的半径逐渐增大，在电磁波的衰减方面所产生的影响在整体上是比较小的，衰减的幅度值会有些许增大，但是透射系数的曲线所发生的谐振的频率会逐渐增多而且朝着高频方向的移动不是特别的明显。透射系数曲线产生谐振的频率主要与墙体所形成的这种谐振腔的厚度等有着密切的关系，随着钢筋的半径的增大，所形成的墙体当中的谐振腔的个数也会随之增多，接着就会造成更多透射系数曲线的谐振频率的产生，这与我们所提出的等效模型是相符合的。在f

三、钢筋混凝土的墙体厚度在电磁波衰减方面的影响

随着钢筋混凝土的墙体的厚度的逐渐增大，这种透射系数的曲线发生衰减的幅度是随之逐渐地增大的，但是增加的幅度却相对比较小，因此，钢筋混凝土的墙体的厚度的变化在电磁波的衰减方面所造成的影响是比较小的。并且因为在墙体中所产生的谐振腔的厚度有所增加，但是产生谐振的频率并没有明显的增多，仅仅是对应的透射系数当中的谐振的频率朝着低频的方向发生了移动。在 f

四、单双层的钢筋混凝土的墙体在电磁波衰减方面的影响

我们经过研究发现：双层的钢筋混凝土的墙体在整体上要比单层钢筋混凝土的墙体在电磁波衰减方面所产生的影响较大，其中的原因主要是钢筋网所产生的反射作用以及波导的效应造成在传播的过程当中电磁波发生了两次衰减。其中在低频段所发生的衰减是比较明显的，最高时达到了 20dB；但是随着产生的频率的逐渐增大，两者所产生的电磁波的衰减差值就没有那么明显了，差值仅有2～5dB。在ff1的情况下，双层的钢筋混凝土的墙体在电磁波的衰减方面所产生的影响作用与单层的钢筋混凝土的墙体的影响作用基本上是相同的。通常情况下选择双层的钢筋混凝土的墙体主要用于增强墙体在抗震方面的特性，满足相关的力学方面的要求，而在高频通信等方面的影响和作用并不十分突出。因此在实际的地下防护工程的建设过程当中如果希望达到增强电磁屏蔽的效果的话，我认为在这种钢筋混凝土的墙体当中再增加一层钢筋半径较小、钢筋网的网孔较密的钢筋网的话，所得到的电磁屏蔽的效果可能会比较好。

五、钢筋混凝土的墙体的谐振频率仿真的研究

我们将钢筋混凝土的墙体经过等效转化，变成左、右各一个的素混凝土的墙体以及在二者中间的一个矩形的波导级联所构成的一个等效的模型，就能够总结出墙体产生谐振的频率与墙体的厚度所对应的关系，我们也就能够计算得出在透射系数曲线当中的发生的谐振的大致的频率了。那么在实际的地下防护工程的建设过程当中，为保证无线通信的良好的信号质量，在进行钢筋混凝土的墙体的设计的时候，就可以通过选择适宜的钢筋网网孔的大小、钢筋的半径以及钢筋混凝土的墙体的厚度，使得无线通信的频段得以避开对电磁波的幅值的衰减比较大的一些墙体内发生谐振的区域。

六、屏蔽措施

（1）整体屏蔽

整体屏蔽指的是利用导电材料或者是导磁材料而制作的可以将地下防护工程整体包裹的一种电磁屏蔽体，能够对电磁能量进行限制，使他们在一定空间的区域范围之内。这样一来，在电磁能量的传播从电磁屏蔽体一端到另外一端的过程中就会受到极大削弱。在实际的地下防护工程整个的建设过程当中，在钢筋混凝土的墙体里的钢筋网需要相互之间紧密连接，并构成比较完善的一种笼状的结构，使电连续得以保持。在穿透复层的内衬里可以镀上一层锌铁皮的电磁屏蔽体，这样可以对电磁脉冲所带来的巨大能量起到一定有效的衰减的作用。另外在口部还要安装含有金属材料的想关的伪装网或者是林地伪装网等来对电磁脉冲所带来的能量起到衰减的作用。

（2）口部防护

地下防护工程的口部是整个防护工程当中电磁防护的能力最为薄弱的一个部分，同时还是电磁脉冲能够进入到地下防护工程的内部的一个最容易的通道。因此在设计以及对地下防护工程进行施工的时候，最好可以运用宽带屏蔽的材料以及先进的孔口隔离、管线隔离的技术等，加强对电磁脉冲等的防护。出入这一地下防护工程的所有的强弱电线全部都要设置瞬态滤波器或者是进行穿钢管敷设等等。防护工程的门的电磁防护所采用的则是外壳是钢板的密闭门、防护门或者是防护密闭门等，尽管它本身就有电磁屏蔽的功能，但是电控门在进行对电磁脉冲的防护的情况下，所配置的电箱以及穿线的钢管等仍旧需要对电磁脉冲进行相应的防护处理。

七、结论

本篇论文对地下防护工程建设中的电磁防护等方面的问题进行深入而系统的探讨和研究，从地下防护工程中与电磁防护相关的一些对策以及措施的研究作为出发点，以与电磁防护的钢筋混凝土结构的研究作为本篇论文的中心内容，并根据相关的科研的一些基本的规律，从相关的理论研究作为出发点、理论结合实践，立足于实际的应用，进行思维的创新，并且取得重大的、突破性的、实质性的研究成果。对今后电磁防护工程的建设以及相关技术的推广应用具有重要的影响，对相关领域的问题研究也有着一定的指导和借鉴的意义与作用。

不过，在本篇论文中提到的地下防护工程所应用的这种钢筋混凝土结构在对低频段的磁场进行屏蔽的效能还需要进一步的研究和提高。

参考文献：

[1]何典章.防护工程科研现状及发展趋势.第九次防护工程年会论文集.2004，8

[2]丁世敬，冯进技，葛德彪，等.对工程电磁脉冲屏蔽存在问题的认识与看法.人防科研，2006 1.P 28

[3]李德拒，苏晓晨，刘锋戈等对防电磁脉冲屏蔽室与隔震地板关系的看法.防护工程，2006 .28 （5）

作者简介：魏坤（1986—）男，汉族，安徽阜阳人，现为郑州大学信息工程学院硕士研究生，研究方向：防护工程。

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