亜鉛メッキのゴミ箱をEMPに対するファラデーケージとしてテストする

亜鉛メッキのゴミ箱は、蓋と本体の間の隙間を密封すれば、ファラデーケージとして電磁パルス（EMP）に対して大きな保護を提供できます。一連のテストでは、ノイズ発生装置と無線レシーバーを使用して信号の減衰を測定し、標準的な蓋でもかなりの遮蔽効果がある一方で、継ぎ目をテープで塞ぐことで広範囲の周波数において検出可能な漏洩を排除できることが明らかになりました。

EMPの脆弱性のメカニズム

電磁パルス（EMP）は、電力網のような長い導体を持つ電子機器を破壊する可能性のあるエネルギーのバーストです。多くの現代的なデバイスは遮蔽性能が向上していますが、リチウムイオンバッテリーや管理システムを内蔵しており、完全に電源がオフにならないため、より脆弱なものもあります。

ファラデーケージは、物体を導電性材料で囲むことでこれらのパルスから保護します。金属構造に隙間がない限り、電磁場は容器の外側に留まり、内部のコンポーネントが高電圧の誘導を受けるのを防ぎます。

「継ぎ目をテープで塞ぐことで漏洩を修正しました。全体をテープで巻いた後は、問題の周波数を含むどの周波数でもソースを検出できませんでした。」

— Testing a Trash Can Faraday Cage

実験のセットアップと手法

一般的な亜鉛メッキのゴミ箱の有効性をテストするために、広帯域高周波ノイズ発生装置を29インチの伸縮式アンテナと組み合わせました。セットアップはポータブル電源によって駆動され、ノイズ源が壁のコンセントから隔離されることを保証しました。

この画像は、遮蔽を適用する前の実験で使用されたノイズ源のベースライン構成を示しています。

Nooelec NESDR SMArt v5レシーバーを使用して、24 MHzから1.7 GHzの範囲にわたるノイズ源の電力を測定しました。実験では、ケージなしのソース、蓋を開けた状態のゴミ箱内のソース、蓋を閉めた状態のゴミ箱内のソース、および蓋を閉めて継ぎ目をテープで塞った状態のゴミ箱内のソースの4つの構成を比較しました。

この視覚資料は、信号減衰を測定するためにテストされた4つの構成のうちの1つを示しています。

HN Digestによる図表（jefftk.comの報告数値に基づく）。数値はソースの表記通り。

遮蔽結果と周波数漏洩

データは、ゴミ箱の蓋が大きな減衰を提供しているものの、継ぎ目から漏洩していることを示しました。最高周波数である1.2～1.7 GHzでは、蓋単体で約29 dBの低減（電力で10分の1の減少）を提供しました。

このチャートは、結果セクションで議論されている遮蔽結果の定量的なデータを提供します。

継ぎ目を金属テープで塞ぐことで、これらの漏洩を正常に閉鎖しました。テープを貼った後は、レシーバーの範囲内のどの周波数でもソースを検出できなくなり、高いレベルの遮蔽効果が示されました。

この画像は、最高の遮蔽効果を達成した最終的な構成を説明しています。

物理学的には、鋼鉄の壁は低周波数において効果的に不透明です。テストは100 MHz以下で最も弱かったものの、推定では、この重要な範囲において、蓋だけの状態でもゴミ箱は30～60 dBの減衰を提供でき、テープを貼った場合は50～80 dBを提供できる可能性があります。

制限事項と実用的な考慮事項

このテストの主な制限は、100 MHz以下の低周波信号を測定することの難しさです。短いアンテナはこれらの周波数ではうまく機能せず、強力な背景の放送信号があるため、環境からノイズ源を区別することが困難になります。

さらに、アンテナ間の距離のため、このテストでは磁場遮蔽よりも電界遮蔽を測定しました。結果は、テープを貼ったゴミ箱がDIYのファラデーケージとして実行可能であることを示唆していますが、最も信頼できる保護は、電子機器の電源を切り、プラグを抜いたままにしておくことです。