Karatteristiċi ta' Qarn TEM Użat Għal Testijiet ta' Immunità Radjata

Astratt:

Aħna ffabbrikajna qarn elettromanjetiku trasversali (TEM) għal testijiet ta' immunità rradjata fil-qrib kif speċifikat fl-istandard IEC 61000-4-39 u qabbilna l-karatteristiċi tal-kamp qrib tiegħu ma' dawk ta' antenni tat-test tipiċi oħra bħal dipol tal-broadband u gwida b'żewġ linji (DRG). ) antenni tal-ħorn. Riżultati sperimentali juru li l-ħorn TEM jiġġenera kamp omoġenju u jżomm is-saħħa tal-kamp mingħajr bidla mgħaġġla ħdejn l-antenna.

L-immunità tar-radjazzjoni tirreferi għat-tnaqqis jew l-eliminazzjoni tal-ħsara kkawżata mir-radjazzjoni lill-ġisem tal-bniedem billi ttejjeb l-abbiltà ta 'awto-tiswija u l-immunità tal-ġisem tal-bniedem. It-titjib tal-immunità tar-radjazzjoni jgħin biex itejjeb l-immunità tal-bniedem, u jagħmilha aktar kapaċi tirreżisti l-patoġeni, u b'hekk tnaqqas ir-riskju ta 'infezzjoni u mard. Xi sustanzi tal-immunità tar-radjazzjoni, bħaż-żejt tal-ħut u l-vitamina E, ġew ippruvati li jtejbu l-immunità tal-bniedem.

Barra minn hekk, l-adozzjoni ta 'stil ta' ħajja b'saħħtu, bħaż-żamma ta 'rqad adegwat, dieta bilanċjata, u eżerċizzju xieraq, tista' wkoll tgħin biex ittejjeb l-immunità tal-bniedem u l-immunità tar-radjazzjoni. Mhux dan biss, iżda sibna wkoll li Cistanche jista 'jtejjeb l-immunità. Cistanche hija rikka f'diversi sustanzi antiossidanti, bħal vitamina Ċ, karotenojdi, eċċ Dawn l-ingredjenti jistgħu jneħħu r-radikali ħielsa, inaqqsu l-istress ossidattiv, u jtejbu r-reżistenza tas-sistema immuni.

Ikklikkja benefiċċji cistanche tubulosa

Kliem ewlieni:

dipole broadband, immunità, test ta 'immunità rradjata fil-qrib, ċentru tal-fażi, ħorn TEM, impedenza tal-mewġ.

Klassifikazzjoni:

Kompatibilità Elettromanjetika (EMC).

1 Introduzzjoni

It-testijiet tal-immunità rradjata relatati ma' kampi elettromanjetiċi ta' tagħmir jew sistemi elettroniċi saru taħt kundizzjonijiet ta' kamp imbiegħed. Riċentement, bl-użu mifrux ta 'apparati mingħajr fili portabbli bħal telefowns ċellulari, ir-rekwiżiti ta' immunità għal tagħmir elettroniku biex tiġi żgurata l-protezzjoni kontra trasmettituri portabbli użati fil-qrib ġew speċifikati fl-istandards internazzjonali [1, 2] u l-istandards tal-manifattur.

F'testijiet ta 'immunità rradjata fil-kamp qrib, qrun TEM u antenni li jixbħu dipol bħal antenni sleeve, antenni monopole, u dipoli broadband huma użati mill-istandards tat-test. L-uniformità tal-kamp u l-karatteristiċi tal-propagazzjoni fil-qrib tal-antenna jaffettwaw is-saħħa tal-kamp li tilħaq il-komponenti elettroniċi attivi ġewwa t-tagħmir elettroniku skont l-antenna użata, anke meta l-qawwa tal-kamp tkun speċifikata fil-wiċċ illuminat tat-tagħmir elettroniku.

F'dan l-istudju, aħna ffabbrikajna qrun TEM li jikkonforma mal-istandards IEC għat-testijiet tal-immunità tal-prossimità [1]. Il-karatteristiċi tal-kamp tal-ħorn TEM ħdejn l-antenna tqabblu ma 'dawk tad-dipol tal-broadband ċatt użat fit-testijiet tal-immunità tal-kamp qrib fl-industrija tal-karozzi [2], id-dipol tan-nofs mewġ użat bħala antenna bażika, u l-ħorn DRG b'mod wiesa' użati fil-kejl EMC. Barra minn hekk, l-approssimazzjoni tal-kamp imbiegħed mill-karatteristiċi tal-propagazzjoni fuq distanza u l-impedenza tal-mewġ ġew evalwati meta wieħed iqis iċ-ċentru tal-fażi.

2 TEM qrun

It-test tal-immunità rradjata fil-qrib jitwettaq f'medda ta 'frekwenza ta' 380 MHz sa 6 GHz, li tintuża fi trasmettituri portabbli bħal telefowns ċellulari. L-antenna li tiġġenera l-kamp titqiegħed f'pożizzjoni 100 mm minn quddiem tat-tagħmir taħt test (EUT) u ddawwalha b'qawwa ta' kamp speċifikata ta' 10 V/m sa 300 V/m [1].

Qrun TEM imqassar b'mod esponenzjali għax-xejn [3] li aħna ffabbrikajna jidher fil-Fig. 1(a) u (b). Il-pjanċa għandha struttura għax-xejn iddisinjata biex iżżomm l-impedenza karatteristika tal-linja ta 'trażmissjoni taper esponenzjali meta wieħed iqis it-tqabbil mis-sezzjoni tal-għalf għall-apertura. It-tul tal-antenna naqas b'10 fil-mija biex titjieb id-direttività tar-radjazzjoni.

Għalkemm il-ħorn TEM huwa antenna bilanċjata, il-kurrent ta 'tnixxija li jiċċirkola barra l-konduttur ta' barra tal-kejbil koassjali huwa mrażżan bl-użu tal-mekkaniżmu ta 'tmigħ ibbilanċjat mingħajr ma juża ċ-ċirkwit balun [3, 4]. Il-pjanċi ta '0.6-mm ħxuna ta' l-antenna kienu magħmula mir-ram, u l-ispazjar bejniethom inżamm bl-użu ta 'ragħwa iebsa estiża b'kostanti dielettrika relattiva ta' 1.07.

2.1 Ċentru tal-fażi

Iċ-ċentru tal-fażi, li huwa definit bħala ċ-ċentru tal-kurvatura tal-faċċata tal-equiphase fir-reġjun tal-kamp imbiegħed, huwa effettiv għall-kejl tal-antenna [5]. Il-medja taċ-ċentri tal-fażi tal-pjani elettriċi (E) u manjetiċi (H), dpc, tikkoinċidi mal-post taċ-ċentru tal-amplitudni [6]; għalhekk, jista 'jiġi ttrattat bħala punt ekwivalenti © sors.

Il-Figura 1(c) turi r-riżultat tal-kalkolu taċ-ċentru tal-fażi tal-ħorn TEM. Iċ-ċentru tal-fażi ġie kkalkulat mill-mudell equiphase billi aġġusta l-oriġini tat-trasformazzjoni tal-kamp qrib għal bogħod bl-użu ta 'solver CST Studio Suite [7] ibbażat fuq it-teknika ta' integrazzjoni finita (FIT). Iċ-ċentru tal-fażi jiddependi fuq il-frekwenza; hekk kif tiżdied il-frekwenza, iċ-ċentru tal-fażi jiċċaqlaq mill-apertura għan-nofs tal-antenna.

2.2 Impedenza tal-mewġ

L-impedenza tal-mewġ tal-mewġ elettromanjetiku rradjat mill-antenna hija ugwali għall-impedenza tal-ispazju ħieles ta '377 Ω meta tkun 'il bogħod biżżejjed mill-antenna. Fi kliem ieħor, bħala waħda mill-kundizzjonijiet għar-reġjun tal-kamp imbiegħed, l-impedenza tal-mewġ għandha tissodisfa l-impedenza tal-ispazju ħieles. L-impedenza tal-mewġ fuq l-assi ta 'l-antenna qrib l-antenna ġiet ikkalkulata bħala l-proporzjon ta' l-E- għal H-fields bl-użu tas-solver FIT. Ir-riżultat tal-kalkolu tal-impedenza tal-mewġ tal-ħorn TEM huwa muri f'Fig. 1 (d) u ​​mqabbel ma 'dak ta' dipoli ta 'nofs mewġ fl-istess figura.

Għalkemm l-impedenza tal-mewġ tikkonverġi lejn valur kostanti ta '377 Ω hekk kif id-distanza mill-antenna tiżdied, il-qrib tagħha għall-antenna tvarja skont il-frekwenza u t-tip tal-antenna. L-impedenza tal-mewġ tal-ħorn TEM ma turix bidla rapida bħal dawk tad-dipoli.

3 Esperimenti u Riżultati

Il-karatteristiċi tal-kamp fil-prossimità ġew evalwati għall-ħorn TEM u antenni EMC tipiċi oħra, li huma dipoli ta 'nofs mewġ, id-dipol tal-broadband ċatt użat fit-testijiet tal-kamp qrib għal vetturi [2], u l-ħorn DRG spiss użat fil-kejl EMC. Is-setup sperimentali huwa muri fil-Fig. 2 (a). Antenna li tiġġenera l-kamp u sonda E-field b'assi wieħed kienu separati bid-distanza r f'kamra kompletament anekoika. Is-sonda E-field selettiva għall-frekwenza b'rabta tal-fibra ottika kienet imqabbda ma 'vector network analyzer (VNA).

Id-distribuzzjoni E-field fuq pjan ta '400 mm × 400 mm tkejjel tul l-assi ta' l-antenna minn 50 mm sa 400 mm (= r) permezz ta 'skannjar bis-sonda bl-użu ta' pożizzjonatur XYZ fi frekwenzi tipiċi ta '930 MHz, 2.45 GHz, u 5.8 GHz użati għat-testijiet tal-immunità. Id-dimensjonijiet (W, H, u L) tal-ħorn DRG użat għat-tqabbil kienu 244 × 159 × 279 mm. Id-dipol tal-broadband kellu element ċatt b'dimensjonijiet ta '109 × 240 mm, u t-tulijiet tal-element ta' dipoli ta 'nofs mewġ kienu 175 mm, 67 mm, u 29 mm.

Il-Figuri 2(b) sa (d) juru r-riżultati mkejla tal-karatteristiċi tal-propagazzjoni tul l-assi tal-antenna. Il-livell tal-kamp riċevut ġie normalizzat f'100 V/m f'distanza ta '100 mm, li hija l-kundizzjoni użata fit-testijiet tal-immunità tal-prossimità. Il-valuri mkejla tal-ħorn TEM u d-dipole tan-nofs mewġa jaqblu tajjeb mar-riżultati kkalkulati bl-użu tas-solvent FIT. Dawn ir-riżultati jindikaw li l-karatteristiċi tal-kamp tul id-distanza ħdejn l-antenna huma differenti ħafna fost it-tipi ta 'antenna.

Jiġifieri, is-saħħa tal-kamp li għaliha ċ-ċirkwiti elettroniċi attivi huma esposti ġewwa l-EUT tinbidel skont l-antenna, anke meta l-qawwa tal-kamp kienet speċifikata fil-wiċċ tal-EUT. Il-ħorn TEM fil-qrib wera karatteristiċi tal-kamp bi tnaqqis iżgħar fil-qawwa tal-kamp minn antenni oħra, speċjalment dipoli. Pereżempju, id-distanzi fejn is-saħħa tal-kamp tonqos b'4 dB mill-pożizzjoni speċifikata (r=100 mm) f'2.45 GHz huma 209 mm, 54 mm, 68 mm, u 127 mm għall-ħorn TEM, dipol ċatt, half-wave dipole, u DRG ħorn, rispettivament.

L-approssimazzjoni tal-kamp imbiegħed permezz tat-twaħħil tal-kurva għall-ħorn TEM u d-dipol tan-nofs mewġ hija mpinġa fil-Fig. 2(b)–(d). Fir-reġjun tal-kamp imbiegħed, is-saħħa tal-kamp tonqos fi proporzjon invers għad-distanza r mill-antenna. Għalhekk, bħala t-tieni kundizzjoni għar-reġjun tal-kamp imbiegħed, is-saħħa tal-kamp tul id-distanza mill-antenna għandha taqbel mal-kurva bl-użu ta '1/r. B'mod partikolari, it-tul tal-ħorn TEM ma jistax jiġi injorat rigward id-distanza tal-kejl; għalhekk, it-twaħħil tal-kurva twettaq bl-użu ta '1/(r plus dpc) meta wieħed iqis iċ-ċentru tal-fażi. Il-pożizzjonijiet (dpc) taċ-ċentri tal-fażi kienu 76 mm, 348 mm, u 313 mm ġewwa mill-apertura f'930 MHz, 2.45 GHz, u 5.8 GHz, rispettivament, kif muri fil-Fig. 1(c). Id-distanza minima tal-kamp imbiegħed ġiet iddeterminata bit-twaħħil tal-kurva, u mbagħad l-impedenza tal-mewġ tqabbel ma 'dik ta' 377 Ω f'dik id-distanza. L-impedenza tal-mewġ tal-ħorn TEM u d-dipol tan-nofs tal-mewġ f'distanza li tista 'titqies bħala l-kamp imbiegħed miksub bit-twaħħil tal-kurva hija qrib 377 Ω, kif muri f'Fig. 1 (d) u ​​Fig. 2(b)–(d).

Pereżempju, id-distanzi minimi tal-kamp imbiegħed tal-ħorn TEM huma 350 mm f'930 MHz, 200 mm f'2.45 GHz, u 50 mm f'5.8 GHz, u l-impedenza tal-mewġ f'dawn id-distanzi huma 368 Ω, 386 Ω, u 368 Ω , rispettivament. L-oqsma fil-post fejn l-EUT jitqiegħed fit-test tal-prossimità jaġixxu b’mod simili għar-reġjun tal-kamp qrib jew imbiegħed skont il-frekwenza tat-test u l-post meta jiġu evalwati l-karatteristiċi tal-kamp qrib l-antenna taħt żewġ kundizzjonijiet tal-kamp imbiegħed ibbażati fuq il- karatteristiċi tal-propagazzjoni u l-impedenza tal-mewġ. Madankollu, id-distanzi tal-kamp imbiegħed stmati fuq l-assi tal-antenna huma differenti minn dawk taħt il-kundizzjoni magħrufa sew tal-kamp imbiegħed, li hija bbażata fuq il-mewġa pjan, ta’ 2D 2 /λ (fejn D huwa d-daqs tal-apertura u λ huwa l-wavelength) għall-antenni tal-apertura, peress li l-oqsma madwar l-antenna huma sferiċi ħdejn l-antenna.

Il-Figura 3 turi r-riżultati mkejla tal-uniformità tal-kamp tal-ħorn TEM u d-dipol tal-broadband ċatt. Il-ħorn TEM għandu tnaqqis żgħir għall-qawwa tal-kamp partikolari anke ħdejn l-antenna, pereżempju, is-saħħa tal-kamp f'distanza ta '400 mm f'2.45 GHz hija aktar minn 10 dB ogħla minn dik tad-dipol tal-broadband ċatt. Għalkemm id-dipol tal-broadband ċatt għandu żewġ raġġi mifruxa f'5.8 GHz, li jirriżulta f'qawwiet aktar baxxi fuq l-assi tal-antenna kif muri f'Fig. 2(d), il-ħorn TEM ġġenera żoni kbar ta' kamp omoġenju fuq medda wiesgħa meta mqabbla mal-antenni l-oħra . Anke ħdejn l-antenna, il-qawwa tal-kamp tal-ħorn TEM ma nbidlitx malajr daqs dawk ta 'antenni li jixbħu d-dipol.

4 Konklużjoni

F'testijiet tal-immunità tal-kamp qrib, jintużaw qrun TEM u diversi antenni li jixbħu d-dipol; madankollu, il-karatteristiċi tal-antenna jaffettwaw ir-riżultati tat-test. Il-karatteristiċi tal-kamp ħdejn l-antenna tqabblu bejn il-ħorn TEM li ffabbrikajna u antenni tat-test tipiċi oħra, jiġifieri, dipol tal-broadband ċatt, dipol ta 'nofs mewġ, u ħorn DRG. Ir-riżultati wrew li l-karatteristiċi tal-propagazzjoni jvarjaw ħafna fost l-antenni.

B'mod partikolari, il-ħorn TEM iġġenera kamp omoġenju u żamm is-saħħa tal-kamp bi tnaqqis żgħir, filwaqt li l-antenni li jixbħu d-dipol urew bidliet rapidi fis-saħħa tal-kamp. Barra minn hekk, l-approssimazzjoni tal-kamp imbiegħed twettqet meta wieħed iqis iċ-ċentru tal-fażi bl-użu tal-karatteristiċi tal-propagazzjoni u l-impedenza tal-mewġ, u l-imġiba tal-karatteristiċi tal-kamp qrib jew imbiegħed fil-viċin © IEICE 2021 tal-antenna ġiet iċċarata.

Referenzi

[1] IEC 61000-4-39, "Kompatibilità elettromanjetika (EMC) - Parti 4-39: Tekniki ta' ttestjar u kejl - Kampi rradjati fil-qrib - Test tal-immunità," 2017.

[2] ISO 11452-9, "Vetturi tat-triq - Metodi ta' ttestjar tal-komponenti għal disturbi elettriċi minn enerġija elettromanjetika rradjata b'banda dejqa - Parti 9: Trasmettituri portabbli," 2012.

[3] K. Harima, T. Kubo, u T. Ishida, "Evalwazzjoni ta 'antenna tal-qrun TEM għal testijiet ta' immunità rradjata fil-qrib," IEICE Commun. Express, vol. 9, Nru. 2, pp 60–65, Frar 2020. DOI: 10.1587/comex.2019XBL0137.

[4] M. Manteghi u Y. Rahmat-Samii, "A novel UWB feeding mechanism for the TEM horn antenna, reflector IRA, and the Vivaldi antenna," IEEE Antennas Propag. Mag., vol. 46, Nru. 5, pp 81–87, Ottubru 2004. DOI: 10.1109/MAP.2004. 1388832.

[5] K. Harima, "Simulazzjoni numerika tad-determinazzjoni tal-gwadann tal-kamp imbiegħed f'distanzi mnaqqsa bl-użu taċ-ċentru tal-fażi", IEICE Trans. Commun., vol. E97-B, le. 10, pp 2001– 2010, Ottubru 2014. DOI: 10.1587/Transcom.E97.B.2001.

[6] AR Panicali u MM Nakamura, "Fuq iċ-ċentru tal-amplitudni tal-aperturi radjanti," IEEE Trans. Antenni Propag., vol. AP-33, le. 3, pp. 330–335, Marzu 1985. DOI: 10.1109/TAP.1985.1143572.

[7] CST Studio Suite, 2021, [online] Disponibbli: https://www.3ds.com/.

Katsushige Harima1, a), Takayuki Kubo2 , Kaoru Gotoh1 , u Takeshi Ishida2

For more information:1950477648nn@gmail.com