Anechoic ChamberTechnology

بهمن محمدي

دکترقبادي: استاد

1391 -اردیبهشت

دانشگاه ارومیه

1

فهرست

انواع اتاق هاي ضد انعکاس. 2

مقدمه . 1

اتاق هاي آنتن. 5

) EMC(اتاق هاي سازگاري الکترومغناطیسی . 4

انواع مواد جاذب. 3

اتاق هاي سطح مقطع راداري . 6

نتیجه گیري. 7

منابع. 8

2

محافظت شده بـا دیـواره هـاي یک اتاق "ضد انعکاساتاق "رادیویی در فرکانس •

از انـرژي تابشـی که پراکنده ساز یا جاذب قسـمت زیـادي با یک ماده پوشیده شده

.در نظرگرفتفضاي آزاد به عنوان شبیه سازي آن را است که می توان

اتاق هاي ضد انعکاس داراي انواع مختلفی بسته به کاربرد و شکل اتاق است کـه از •

از جمله این اتاق ها، اتاق هاي سازگاري . مواد جاذب مختلف در آن استفاده شده است

.الکترومغناطیسی، اتاق آنتن و اتاق سطح مقطع راداري است

مقدمه. 1

3

انواع اتاق هاي ضد انعکاس . 2

Top (or side view)

Pyramid

Pyramid

PyramidQz

2�

Wedge

Wedge

Wedge

Pyramid

Tapered Anechoic ChamberRectangular ChamberTop (or side view)

Pyramid

Pyramid

A

B

Pyramid

Qz

2�

Path length

شایع ترین نوع اتاق .استضد انعکاس

مخروطی اتاق ضد انعکاس حـــذف بازتـــاب از بـــراي

. استدیوار ها مفید

4

Near Field test Chamber

Top (or side view)

Pyramid

Wedge

Wedge

Pyramid

Pyramid

A/3A

B

Pyramid

Compact Range Chamber

ــري ــدازه گی ــراي ان بنزدیک و تبدیل میدان

دورمیدان نزدیک به

مسیر مورد نیاز بـراي طول صــفحه ي ایجــاد امــواج

.کاهش می یابد

5

.جاذب مالیم داراي کربن براي اتالف امواج الکترومغناطیسی استفاده می شود•

سطح شیء به شکل هرمی با مواد جاذب پوشانده مـی شـود کـه سـیگنال هـاي •

بازتاب هـاي مختلـف ، تضعیف نتایج این هندسه. می دهدمنعکس شده را کاهش

.در جهت رأس هرم است

:دو خانواده عمده از مواد جاذب

)ترکیبیجاذب هاي فریت و کاشی هاي (یک گیگا هرتز <فرکانس•

)هرمیاسفنج هاي جامد، جاذب هاي (یک گیگا هرتز >فرکانس•

انواع مواد جاذب. 3

که جاذب هرمی مایکروویوي •داراي تلفات الکتریکی اسـت،

باال ترجیح براي فرکانس هاي .داده می شوند

براي فرکانس هاي پایین نیـز •افزایش هرم ) طول(اگر اندازه

.قابل استفاده استیابد

Pyramidal absorber

6

1مواد جاذب نوع

داراي تلفات که کاشی هاي فریتی •بــــراي . مغناطیســــی هســــتند

تا حدود یـک (پایین فرکانس هاي .ترجیح داده می شود) گیگا هرتز

براي فرکانس هاي باال نمـی توانـد •.مورد استفاده قرار گیرد

Ferrite Tile

7

2مواد جاذب نوع

ــاذب • ــد، داراي ج ــات هیبری تلف. الکتریکــی و مغناطیســی اســت

تـرجیح EMCبراي کاربردهـاي .داده می شود

در فرکانس هاي باال عملکـردي •به خوبی هرم هاي با همان اندازه

ــد ــت . ندارن ــث ســطح تخ باعبازتاب هاي ناخواسته در محدوده

.مایکروویو می شود

Hybrid Absorber

8

3مواد جاذب نوع

ورقه ورقه مسطح، داراي تلفات •بــــراي .اســــتالکتریکــــی

ــگاهی ــاي آزمایش ــه ه مجموع.ترجیح داده می شود

ســاندویچی از اســفنج هــاي •.استمختلف

Flat laminate

9

4مواد جاذب نوع

Wedge and pyramid

گـوه و هـرم کـه داراي تلفـات •. الکتریکی است

گوه هاي جاذب هرمی متغییـر، •ــورد ــی از برخ ــدگی ناش پراکن.امواج را از خود نشان نمی دهند

ــع • ــطح مقط ــاي س ــاق ه در ات

.راداري کاربرد دارند

10

5مواد جاذب نوع

ــاذب در نـــوک جـامپدانس موج برابر

.امپدانس هوا است

هرمپایه امپدانس موج در

oZ 0377��

o

jZ 3.13252

12

377��

��

در طــول هــرم امپــدانس موج بـین دو مقـدار قـرار

.کاهش می یابد

12

1

jr

r

���

��

پارامترهاي متداول انواع جاذبمواد تشکیل دهنده

مواد غیر مغناطیسی

گذردهی کم با تلفات

11

مثالی از مواد جاذب هرمی

.استبرابر با بازتاب کم امپدانس موج نبود تغییر ناگهانی در

12

)EMC(الکترومغناطیسی سازگاري

با گسترش استفاده از دستگاه هـاي الکترونیکـی در خانـه، اداره، و کارخانـه هـا، •

انتشار و راه اندازي استانداردهاي ایمنی براي همه نوع تجهیـزات الکترونیکـی

توسط سازمان هاي مختلف دولتی، موجـب توسـعه و طراحـی مجموعـه اي از

.اتاق هاي بدون انعکاس مخصوص براي این منظور شده است

:گیري عبارتند از اندازهطراحی شده براي اتاق هاي رایج ترین •

متري 10تا 3میدان در فاصله ي اندازه گیري ) الف(

متري 3اندازه گیري ایمنی در فاصله ) ب(

4m

1m1,3,5,10m

13

)EMC(اتاق هاي سازگاري الکترومغناطیسی . 4

اندازه اتـاق توسـط فاصـله، انـدازه •

دستگاه مورد آزمایش و ارتفاع آنتن

ــکن ــت اس ــر 4(دریاف ــدود ) مت مح

. می شود

اتاق باید مانند یک صـفحه زمـین •

بی نهایت در فضاي بـاز بـی نهایـت

.باشد

EMC Chamber

14

EMC Chamber

شرایط الزم

1بازه فرکانسی

2میدان دور

3آرام اندازه ناحیه

به طور مستقیم به طـول مـوج پـایین تـرین .فرکانس بستگی دارد

فاصله دور میدان بـراي تعیـین طـول اتـاق

.استفاده می شود

freq.lowest

22�

dS �d

اتاق هاي آنتن. 5

.هدف از این اتاق اندازه گیري پترن تشعشعی و ویژگی هاي دیگر آنتن است

15

3 اندازه ناحیه آرام

4 آنتن منبعانتخاب

منطقه تست که در آن سطح انرژي منعکس .استمعین شده، برابر یا کوچکتر از مقداري

همچنین براي تعیین اندازه اتاق، قاعده کلی 3این است که عرض و ارتفاع اتاق حـداقل

.ناحیه آرام استبرابر قطر شرایط الزم

شرایط الزم براي اتاق هاي آنتن

16

4 آنتن منبعانتخاب

5برگشت ازدیوارها

منطقه آرام را روشـن منبع، کل باید الگوی آنتن : مستطیلیاتاق

.حالی که از دیواره های جانبی اجتناب داشته باشددر . کند

.استبهتر 15dB بهرهآنتن کوچک با حداقل : اتاق مخروطی

میزان جذب در حالت عادی باید حداقل برابر سطح منطقه

)و مثلثیدو اتاق متطیلی برای هر . (آرام باشد

شرایط الزم

شرایط الزم براي اتاق هاي آنتن

17

Rectangular

Tapered

اتاق آنتن

18

Pyramid

Top (or side view)

Pyramid

Pyramid

A

B

Pyramid

Qz

2�

Path length

� �

� �depthabsorber 24

y accuratell moreor 3

depthabsorber 2

freq.lowest

2freq.lowest

2

�������

�

����

�

�

QzB

QzB

PL

QzPLAd

اتاق آنتن مستطیلی

19

20

مفهــوم اتــاق هــای مخروطــی بــرای اجتانــب از عیــب اتــاق هــای مســتطیلی در •

.مگاهرتز گسترش یافت 500فرکانس های پایین، فرکانس های زیر

یک اتاق ضد انعکاس مخروطی معموال کمتر از یـک اتـاق ضـد انعکـاس هزینه •

.شکل استمستطیلی

. اسـت اتاق ضد انعکاس مخروطی در واقع برای حذف بازتـاب از دیـوار هـا مفیـد •

تقریبـاً بـرای آنـتن پهـن بـیم فرکـانس پـایین کـه حذف بازتاب اثبات شده که

.پذیر استبود امکان غیرممکن

اتاق آنتن مخروطی

Top (or side view)

Pyramid

Pyramid

Pyramid

Qz

2�

آنتن ھورن

Wedge

Wedge

Wedge

Pyramid

21

ناحيه جذب بحرانی

اتاق آنتن مخروطی

22

اندازه جاذب ها و اتاق

�D.اندازه ي جاذب ها باید از طول موج بزرگتر باشد• �

اتاق آنتن باید داراي عمق کافی باشد به طوري که آنتن تحت تست در میدان دور قرار گرفته •.باشد

R �2D 2

�

2R L R�� � �

D

D بزرگترین بعد آنتنR فاصله از آنتن هورن

طوري که امواج باشد به است که زاویه برخورد به دیواره ها و کف به اندازه کافی کم الزم •/.تضعیف شده دچار پرش نشوند 2W L�

برابر 3همچنین براي تعیین اندازه اتاق، قاعده کلی این است که عرض و ارتفاع اتاق حداقل • 40dBمقدار در باید ناحیه آرام ناحیه ي است که سیگنال هاي تصادفی . باشدقطر ناحیه آرام

.اختالف فاز این سیگنال ها مقداري مینیمم باشدو لوب اصلی قرار داشته زیر

23

Pyramid

Pyramid

Top (or side view)

Wedge

Wedge

Pyramid

Pyramid

A/3A

B

اتاق هاي سطح مقطع راداري . 6

.را داشته باشیماز هدف اندازه گیري سطح مقطع راداري ما می خواهیم فقط امواج برگشتی براي •

بخش صـاف هـرم هـا انعکاسات از گوه ها بر روي بخشی از دیواره ها، کف و سقف براي کاهش •

.استفاده می شود

.مکانیزم روشن سازي هدف بسته به فرکانس و نوع رادار متغییر است•

.می کندانعکاس از دیواره پشتی مقدار سطح مقطع راداري قابل اندازه گیري در اتاق را محدود •

Top (or side view)

Pyramid

Wedge

Wedge

Pyramid

Pyramid

A/3A

B

Pyramid

Top (or side view)

Pyramid

Wedge

Wedge

Pyramid

Pyramid

A/3A

B

Pyramid

Top (or side view)

Pyramid

Wedge

Wedge

Pyramid

Pyramid

A/3A

B

Pyramid

24

سطح مقطع راداري اتاق هاي

ها را برگشتی از دیوارهانرژي همیشه سعی می کنیم :دهیم، با استفاده ازکاهش

)یکی گیرنده و دیگري فرستنده(دو آنتن •)فرستندهو گیرنده (یک آنتن •منعکس کننده بازه فشرده•

25

نتیجه گیري . 7

اتاق ضد انعکاس یک اتاق محافظت شده با دیواره هاي پوشیده شده با یک ماده •

که پراکنده ساز یا جاذب قسمت زیادي از انرژي تابشی است که می توان آن را به

.عنوان شبیه سازي فضاي آزاد در نظرگرفت

دو خانواده عمده از مواد جاذب براي فرکانس هاي پایین تـر از یـک گیگـا هرتـز •

و جاذب هاي ترکیبی و براي فرکانس هـاي بـاالي یـک گیگـا فریتی کاشی هاي

. هرتز اسفنج هاي جامد و جاذب هاي هرمی می باشند

اتاق هاي آنتن داراي انواع مختلفی مانند مستطیلی، مخروطی، میدان نزدیـک، و •

در آنـتن، سـازگاري ... که بسته به بـازه فرکانسـی، هزینـه و . بازه فشرده هستند

.الکترومغناطیسی، و سطح مقطع راداري کاربرد دارند

• 26

[3] W. H. Emerson, “Electromagnetic Wave Absorbers and Anechoic Chambers Through the Years, ” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP- 21, No. 4, p. 484, July 1973.

[2] Technical Data Sheet, EMC Test Systems

[1] L. H. HEMMING, “ Electromagnetic Anechoic Chambers: A Fundamental Design and Specification Guide, ” A John Wiley & Sons, 2002.

منابع. 8

27

28

29

30

31

32

Thanks for your attention.

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������