Per dare una risposta alla domanda bisognerebbe conoscere alcuni parametri del sistema, in primis la frequenza: in condizioni di "campo vicino" è ben difficile parlare di schermo elettromagnetico, questo entrerebbe a far parte dell’antenna. Poniamoci quindi in condizioni per cui la lunghezza d’onda sia abbastanza minore della distanza antenna-schermo.
Per avere un’idea della complessità della tematica della schermatura delle onde elettromagnetiche leggete anche queste risposte di VIalattea:
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=7855
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=7859
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=3428
Gli schermi per onde elettromagnetiche (alle frequenze tipiche delle telecomunicazioni) sono di solito di materiale conduttore, perché riflettono praticamente tutta l’energia incidente: una parte dell’onda penetra nel metallo, ma viene assorbita a profondità dell’ordine dei micron a queste frequenze.
A seconda dell’applicazione e della frequenza, invece di uno schermo pieno si possono usare delle reti con distanza tra le maglie sufficientemente più piccola della lunghezza d’onda, in questo modo infatti per l’onda la rete è come un piano conduttore; questo è utile per alleggerire la struttura del piano riflettente, per farla resistere meglio al vento come avviene spesso per le antenne a riflettore di alcuni radar, o per vedere al di là dello schermo come ad esempio nei forni a microonde: la frequenza dei forni a microonde è circa 2.4 GHz, che corrisponde ad una lunghezza d’onda di 12.5 cm, quindi una rete con buchi di qualche millimetro blocca completamente la fuoriuscita delle onde e permette di controllare la cottura dei cibi.
L’efficacia di uno schermo elettromagnetico dipende molto dalla frequenza delle onde che vogliamo schermare. All’aumentare della frequenza (e quindi al diminuire della lunghezza d’onda rispetto alle dimensioni dello schermo) il fenomeno si avvicina all’ottica geometrica, in cui lo schermo produce un’ombra ben definita (fig 1).
In realtà ai bordi dello schermo, per lunghezza d’onda finite, si ha un effetto di diffrazione, che riduce il cono d’ombra. Per di più in un ambiente reale gli oggetti circostanti riflettono le onde della sorgente. (fig 2)
Figura 2
L’effetto della diffrazione sull’attenuazione introdotta da uno schermo a "lama di coltello" si può valutare con gli ellissoidi di Fresnel. Dato un trasmettitore e un ricevitore, si chiama cammino diretto il percorso rettilineo che li congiunge; il primo ellissoide di Fresnel è il luogo dei punti sui quali una riflessione allunga il percorso di mezza lunghezza d’onda rispetto al cammino diretto. (fig 3)
Figura 3 (da Wikipedia)
Quando il primo ellissoide di Fresnel è libero da ostacoli la trasmissione è praticamente come nello spazio libero; se invece un ostacolo penetra nell’ellissoide di Fresnel si ha un’attenuazione tanto più alta quanto più l’ostacolo supera il cammino diretto.
Chiamando v l’altezza dell’ostacolo rispetto al cammino diretto rapportato all’ellissoide, l’attenuazione si può valutare dal grafico di fig.4
Figura 4
Quando l’ostacolo sfiora la linea di vista (v = 0) si ha un’attenuazione di 6 dB, quando invece copre tutto il primo ellissoide (v = 1), si ha un’attenuazione di 14dB. Il parametro v si calcola come
Figura 5
Senza ostacoli, a circa 100 m di distanza, considerando un’antenna trasmittente omnidirezionale, si avrebbe una densità di potenza pari a 0.1 mW/m2 (-40 dBm/m2).
Se l’ostacolo è alto 10 m sfiora esattamente la linea di vista, quindi si ha un’attenuazione di 6 dB (un fattore 4), cioè si avrebbe una densità di potenza pari a 0.025 mW/m2 (-46dBm/m2). L’ostacolo copre l’intero primo ellissoide di Fresnel per h1=2.7 m quindi lo schermo deve essere alto 12.7 m in totale per avere 14 dB di attenuazione, cioè una potenza ricevuta di -54 dBm/m2 (4μW/m2). Per avere la stessa attenuazione con uno schermo di 10 m mi devo avvicinare orizzontalmente allo schermo di circa 20m.