Диссертация (Метод расчёта эффективности экранирования для неоднородных электромагнитных экранов), страница 9

Проводящий экран представляет собойящик размерами 30 см (ширина) × 30 см (глубина) × 12 см (высота).Рассмотрены три конфигурации апертур. Единичная апертура размерами20 см × 3 см, единичная апертура размерами 10 см × 0.5 см и обе этиапертуры, расположенные на противоположных стенках (рис. 27).76рис. 27Исходные данные экспериментаПредставлен анализ вычислений эффективности экранирования спомощью FDTD метода в центре каждого из трех проводящих экранов.Когда использовалось возбуждение плоской волной, датчика в камере небыло. В этом случае эффективность экранирования вычислялась в центрекамеры для вертикально поляризованной волны, падающей на апертурупод углами и (рис. 28 а).

Соответственно, при использованиивозбужденияспомощьюдатчика,присутствовалмонополь,смонтированный на дне камеры. Датчик всегда находился в центрекамеры, и имел длину 3 см, что соответствует измеряемой конфигурации.В этом случае датчик создает возбуждение в камере, и в отдаленной зоне77рассчитывается вертикальный компонент электрического поля при углахнаблюдения 0 и 0 (рис.

28 b).рис. 28Такжезаметим,чтовсимуляцияхспомощьюFDTD,присутствующих в этой статье, использовалась ячейка размером 2.5 мм(или λ⁄80 при 1.5 ГГц), за исключением исследований с применениемскользящего окна. [9].ПроцессизмеренияэффективностиэкранированиявэкспериментеПроводящий экран, описанный выше, сделан из латунных пластин. Вместах соединения пластины были спаяны и снаружи покрыты меднойлентой.Посколькупланировалосьиспользоватьболее,чемоднуконфигурацию с апертурами, фронтальная и задняя стенки былисконструированы как заменяемые панели с апертурами. Панели былисделаны с подгоняемыми выступами и монтировались так, чтобы в местахстыков устанавливались внахлест на переднюю и заднюю стенки.Схематически это показано ниже (рис.

29).78рис. 29ЭкранПленка из не отверждённой, содержащей серебро эпоксидной смолыиспользовалась на поверхности контактов между стенками и панелью сапертурой как гибкий RF-уплотнитель. Панель помещалась на место иопечатывалась медной лентой по наружным швам.Были сконструированы 4 апертурных панели. Одна из сплошныхпанелей использовалась как задняя стенка в случаях, когда требоваласьтолько одна апертура.

Вторая сплошная панель использовалась вместе спервой для проверки точности экрана. Если улавливался значимый сигнал,когда были установлены обе сплошные панели, это указывало на неполноеопечатывание экрана. В исследованном диапазоне частот электрическоеполе, обнаруживаемое внутри экрана со сплошными пластинами, былоедва ощутимо выше минимального уровня шума, и экран оценивался каклишённый значимых протечек.

Одна из апертурных панелей имеетапертуру размерами 20 см шириной и 3 см высотой (рис. 27 a и c). Другаяпанель - апертуру размерами 10 см шириной и 0.5 см высотой (рис. 27 b иc).Проволочный датчик (монополь) диаметром 0.021 дюйма (0.5334 мм)был смонтирован на дне для измерения электрического поля внутриящика. Длина датчика первоначально составляла чуть больше половинывысоты ящика (приблизительно 7 см).

Однако измеренная перваярезонансная частота в камере оказалась отличной от теоретическойприблизительно на 30 МГц. Измеренная первая резонансная частота79возрастала по мере уменьшения высоты датчика до половины высотыкамеры (3 см). При изменении высоты датчика около этой границыизмеренная первая резонансная частота менялась очень мало и хорошосоответствовала первой теоретической резонансной частоте.Процедура измерения эффективности экранирования производиласьследующим образом. Дно экрана с датчиком электрического полямонтировалось на расширенную подставку из полистирола внутрибезэховой камеры.

Дополнительная антенна монтировалась на другуюполистироловую подставку на расстоянии приблизительно 2.5 м от экрана.Дополнительнаяантеннавыравниваласьповысоте,азимутуиполяризации. Поле, получаемое датчиком, измерялось как функция отчастоты. Это измерение характеризует поле в месте предполагаемогорасположения ящика (падающее поле).

Любые эффекты горизонтальногоотражающего элемента, создающиеся дном ящика, игнорировались.Оставшиеся части ящика (конструкция, состоящая из крышки и стенок)пристраивались к дну. Затем измерялось поле, проникающее в ящик.Отношение падающих полей к проникающим полям и есть эффективностьэкранирования. Дно экрана с датчиком показано на рисунке (рис. 30), гдена переднем плане видна дополнительная антенна.рис. 30Дно экрана с датчиком80Произведены замеры в 801 точке в диапазоне частот от 250 МГц до1.5. ГГц.

Были рассмотрены три апертурные конфигурации, показанные нарис. 1. SE была замерена для каждой из трех апертурных конфигурацийдля ряда углов падения. Результаты, полученные при измеренияхапертурных конфигураций, в двух случаях оказались идентичнымиполученным Robinson et al. , [4]. К ним относятся случаи с одиночнымиапертурами размерами 10 см × 0.5 см и 20 см × 3 см. В связи сограничениями их оборудования эти измерения демонстрируют нулевоеполе и колебания в 5 дБ.

Измерения в Аризонском ГосударственномУниверситете демонстрируют значимое увеличение качества, о чемсвидетельствуют заметное снижение разброса и более низкая нулеваязона[9].Результаты измерений экспериментаВ этом разделе исследована эффективность экранирования трехкамер, представленная на рис. 27.Для камер #1 (рис. 27 a) и #2 (рис. 27 b) использована нормальнопадающая на апертуру плоская волна в целях возбуждения камеры(0 = 0˚ и 0 = 90˚) или эквивалентно использована точка наблюдения вотдаленном вдоль нормали наружу к апертуре поле(0 = 0˚ и 0 = 0˚).Предсказания сравнивались с измерениями для камеры №1 на рис.31.81рис.

31Эффективность экранирования для камеры №1Сходные сравнения для камеры №2 показаны на рис. 32.рис. 32Эффективность экранирования для камеры №2Наконец,длякамеры№3,эффективностьэкранированиярассчитывалась для углов падения, , определяемым по различнымазимутам и для угла подъема = 90˚ (описывающего плоскость x y-координат). На рис. 33 показаны расчеты с помощью FDTD в сравнении сизмерениями для различных углов .82рис. 33Эффективность экранирования для камеры №3Теперь, после того, как я рассмотрел, как проходил эксперимент впредставленнойстатье,сравнимзначения,полученныевданномэксперименте, с полученными значениями в программе SE Calculator.Исходными данными для камеры №1 были следующие:• Материал экрана – алюминиевый сплав,• 1 отверстие,• Ширина отверстия 200 мм,• Высота отверстия 30 мм• Измерения проходили в дальней зонеИсходными данными для камеры №2 были следующие:• Материал экрана – алюминиевый сплав,• 1 отверстие,• Ширина отверстия 100 мм,83• Высота отверстия 5 мм• Измерения проходили в дальней зонеИсходными данными для камеры №3 были следующие:• Материал экрана – алюминиевый сплав,• 2 отверстия,• Ширина отверстия 100 мм,• Высота отверстия 5 мм• Измерения проходили в дальней зонеДля камеры №1 (Таблица 4.2-1):Таблица 4.2-1Частота125 МГц250 МГц375 МГц500 МГц1000 МГцЭксперимент 4035251510SE Calculator 5751474539Полученный график зависимости эффективности экранирования отчастоты в программном комплексе SE Calculator выглядит следующемобразом (рис.

34)рис. 34Зависимость эффективности экранирования от частоты84Для камеры №2 (Таблица 4.2-2):Таблица 4.2-2Частота125 МГц250 МГц375 МГц500 МГц1000 МГцЭксперимент 6053484430SE Calculator 6256535044Полученный график зависимости эффективности экранирования отчастоты в программном комплексе SE Calculator выглядит следующемобразом (рис. 35):рис. 35Зависимость эффективности экранирования от частотыДля камеры №3 (Таблица 4.2-3):Таблица 4.2-3Частота125 МГц250 МГц375 МГц500 МГц1000 МГцЭксперимент 4943403530SE Calculator 6357535145Полученный график зависимости эффективности экранирования отчастоты в программном комплексе SE Calculator выглядит следующемобразом (рис.

36):85рис. 36Зависимость эффективности экранирования от частотыТакже были взяты измерения из другой статьи [116].Былаисследованаэффективностьэкранированияэкранасгеометрическими параметрами 300 х 120 х 300 мм.На данном экране находилось одно отверстие шириной 150 мм ивысотой 50 мм.Толщина экрана 1,5 мм.Материал экрана был алюминиевый сплав.Полученные экспериментальные значения отображены на графике(рис. 37):86рис. 37Зависимость эффективности экранирования от частотыПолученныезначенияэффективностиэкранированиявэксперименте, со значениями, полученными с помощью программногокомплекса SE Calculator, отображены в таблице (Таблица 4.2-4):Таблица 4.2-4Частота100 МГц200 МГц300 МГц500 МГц1000 МГцЭксперимент 4035342515SE Calculator 6357534943Полученный график зависимости эффективности экранирования отчастоты в программном комплексе SE Calculator выглядит следующемобразом (рис.