독일 오토폰게릭케 대학 마그데부르크의 잔향실 내부 모습. 왼쪽에는 수직 모드 교반기(또는 튜너)가 있으며, 전자파 경계를 변경하여 (통계적으로) 균일한 필드 분포를 보장합니다. 전자기 잔향실 (RVC) 또는 모드 스티어드 챔버(MSC) 는 전자기 적합성 (EMC) 테스트 및 기타 전자기 조사를 위한 환경입니다.전자기 반향 챔버는 H.A.에 의해 처음 도입되었습니다. 1968년 멘데스.[1] 잔향실은 전자 에너지 흡수 가 최소인 차폐실 이다. 흡수가 낮기 때문에 적당한 입력 전력으로 매우 높은 전계 강도를 달성할 수 있습니다. 잔향실은 Q계수가 높은 캐비티 공진기 이다. 따라서, 전기장과 자기장 강도의 공간 분포는 매우 불균일하다(정체파 ). 이 불균일성을 줄이기 위해 하나 이상 의 튜너(스티러 )가 사용됩니다. 튜너는 다른 경계 조건 을 달성하기 위해 다른 방향으로 이동할 수 있는 큰 금속 반사체를 가진 구조입니다. 잔향 챔버의 최저 사용 주파수 (LUF)는 챔버의 크기와 튜너의 설계에 따라 달라집니다. 작은 챔버는 큰 챔버보다 LUF가 높습니다.
잔향실의 개념은 전자레인지 와 비슷하다.
용어집/주석 서문 표기법은 주로 IEC 표준 61000-4-21과 [2] 동일하다. 평균 및 최대값과 같은 통계량의 경우 사용된 영역을 강조하기 위해 보다 명확한 표기법이 사용됩니다. 여기서 공간 영역 (첨자 s\displaystyle s) 은 다양한 챔버 위치에 대해 수량이 측정됨을 의미하며 앙상블 영역(첨자 e\display e ) 은 다른 경계 또는 들뜸 조건(튜너 위치 등)을 나타냅니다.
일반 E → {\displaystyle {E}} : 전기장 의 벡터. H → {\displaystyle {H }} : 자기장 의 벡터. E T , H T \style E_{T} , H_{T } : 총 전기 또는 자기장 강도 , 즉 필드 벡터 의 크기 . ER , HR \style E_{R}, H_{R } : 전계 벡터 또는 자기장 벡터의 직사각형 성분 1개 의 전계 강도 (크기). Z 0 = E → H → 120 µ δ { display style Z_{0 } = flac { { vec { E }} } = 120 \ cdot \ pi 、 \ Omega } : 빈 공간의 특성 임피던스 ∙ T x \ displaystyle \eta _{\rm {Tx }} : 송신 안테나의 효율 § R x \ displaystyle \eta _{\rm {Rx }} : 수신 안테나 효율 P f w d , P b w d \ displaystyle P_{\rm {fwd} , , , P_{\rm {bwd}} : 전방 및 후방으로 흐르는 파형의 전력. Q (\displaystyle Q): 품질 계수 . 통계 정보 s x X n N { style { } _ { s } \ langle X \ rangle _ { N } : N { \ display style N }개 오브젝트에 대한 X { \ displaystyle X }의 공간 평균(공간 내 위치). e x X n N \ display { } _ { e } \ langle X \ rangle _ { N } : N \ display style N objects (경계, 튜너 위치)에 대한 X \ displaystyle X의 앙상블 평균. [ X ] ( { displaystyle \ langle X \ rangle } ) :[ X ] ententdisplay ( \ displaystyle \ langle X \ langle _ { \ infty } ) 。thist는 통계정보 에서 예상 되는 값입니다. s x X n N \ style { } _ { s } \ lceil X \ rceil _ { N } : N \ displaystyle N ( ( ( ( ( ( ( ( ((공간 내 위치)에 대한 공간 최대 X \ displaystyle X 。 e x X n N \ style { } _ { e } \ lceil X \ rceil _ { N } : N \ display style N objects (경계, 튜너 위치)에 대해 최대 X \ displaystyle X ) 。 [ X ] ( { displaystyle \lceil X \rceil } ) :[ X ] 에 상당합니다({ displaystyle \lceil X \rceil } ) 。 s ( ( X ) N \ style { } _ { s } \ ! \ dagger \ ! ( X ) _ { N } :공간 영역의 max to mean ratio. e ( ( X ) N \ style { } _ { e } \ ! \ dagger \ ! ( X ) _ { N } :앙상블 도메인에서의 max to mean ratio. 이론. 공동 공진기 잔향실은 공동 공진기 (일반적으로 차폐된 방)로, 과열된 영역에서 작동한다. 그것이 무엇을 의미하는지 이해하기 위해서는 우리는 공동 공진기를 간략히 조사해야 한다.
직사각형 공동의 경우 공진 주파수 (또는 고유 주파수 또는 고유 주파수) f mn p(\displaystyle f_ {mnp}) 는 다음과 같습니다.
f m n p = c 2 ( m l ) 2 + ( n w ) 2 + ( p h ) 2 , {\displaystyle f_{mnp}=flac {c}{2}{\right}{{l}}+\flac {n}{w}}\right}{2}+\flac {p}{right}}{flac {h}}}{{right}}}}}}
여기 서 c {\displaystyle c}는 빛 의 속도, l {\displaystyle l}, w {\displaystyle w} 및 h {\displaystyle h} 는 공동 길이, 폭 및 높이, m {\ displaystyle m}, n, p {displaystyle p} 는 음 이 아닌 정수입니다(최대 1개 ).
이 방정식을 사용하면 고유 주파수가 지정된 제한 f\displaystyle f\, N( f )\displaystyle N(f )} 보다 작은 모드의 수 를 셀 수 있습니다. 그러면 단계적 함수가 생성됩니다.기본적으로 각 고유 주파수에 대해 T E m n p 모드(횡단 전기 모드 TE_{mnp })와 T M m n p \ display style TM_{mnp }) 의 2가지 모드가 존재합니다.
챔버 위치(x , y , z ) 의 필드({displaystyle(x,y,z)} 는 다음과 같습니다.
TM 모드(H z = 0 { displaystyle H_{z }=0 }) 의 경우 E x = − 1 j ω ϵ k x k z 왜냐하면 k x x 죄 k y y 죄 k z z {\displaystyle E_{x}=-{\frac {1}{j\Omega\exilon}}k_{x}x\sin k_{y}y\sin k_{z}z} E y = − 1 j ω ϵ k y k z 죄 k x x 왜냐하면 k y y 죄 k z z {\displaystyle E_{y}=-{\frac {1}{j\Omega \silon }}k_{y}k_{z}\sin k_{x}x\cos k_{y}y\sin k_{z}z} E z = 1 j ω ϵ k x y 2 죄 k x x 죄 k y y 왜냐하면 k z z {\displaystyle E_{z}=snfrac {1}{j\Omega \silon }}k_{xy}^{2}\sin k_{y}y\cos k_{z}z} H x = k y 죄 k x x 왜냐하면 k y y 왜냐하면 k z z {\displaystyle H_{x}=k_{y}\sin k_{x}x\cos k_{y}y\cos k_{z}z} H y = − k x 왜냐하면 k x x 죄 k y y 왜냐하면 k z z {\displaystyle H_{y}=-k_{x}\cos k_{x}x\sin k_{y}y\cos k_{z}z} k r 2 = k x 2 + k y 2 + k z 2 , k x = m π l , k y = n π w , k z = p π h k x y 2 = k x 2 + k y 2 {{displaystyle k_{r}^{x}=k_{y}^2}+k_{z}^{2},,k_{x}=blac {m\pi}{l},,k_{y}=blac {n\pi},k_{x},k_{x}}}}:{k_pi}},k_pi}},k_pi}:{dispi} TE 모드(E z = 0 { displaystyle E_{z }=0 }) E x = k y 왜냐하면 k x x 죄 k y y 죄 k z z \displaystyle E_{x}=k_{y}\cos k_{x}x\sin k_{y}y\sin k_{z}z} E y = − k x 죄 k x x 왜냐하면 k y y 죄 k z z {\displaystyle E_{y}=-k_{x}\sin k_{x}x\cos k_{y}y\sin k_{z}z} H x = − 1 j ω μ k x k z 죄 k x x 왜냐하면 k y y 왜냐하면 k z z {\displaystyle H_{x}=-{\frac {1}{j\obega \mu}}k_{x}x\cos k_{y}y\cos k_{z}z} H y = − 1 j ω μ k y k z 왜냐하면 k x x 죄 k y y 왜냐하면 k z z {\displaystyle H_{y}=-{\frac {1}{j\obega \mu}}k_{y}k_{z}\cos k_{x}x\sin k_{y}y\cos k_{z}z} H z = 1 j ω μ k x y 2 왜냐하면 k x x 왜냐하면 k y y 죄 k z z {\displaystyle H_{z}=syn frac {1}{j\obega \mu }}k_{xy}^{2}\cos k_{y}y\sin k_{z}z} E- 및 H 필드의 경계 조건으로 인해 일부 모드는 존재하지 않습니다. 제약사항은 다음과 같습니다.[3]
TM 모드의 경우 m과 n은 0일 수 없으며 p는 0일 수 있습니다. TE 모드의 경우 m 또는 n은 0일 수 있지만 둘 다 0일 수는 없습니다.p는 0일 수 없습니다. N ( f ) \ display style N ( f ) , N n ( f ) \ display style { N } ( f ) 。
N ¯ ( f ) = 8 π 3 l w h ( f c ) 3 − ( l + w + h ) f c + 1 2 . {\displaystyle {N}(f)=frac {8\pi }{3}-(l+w+h){c}+{\frac {1}{2}}.l+w+h){c}+{\frac {1}{2}. }
선행 항은 챔버 부피와 주파수 의 세 번째 거듭제곱에 비례 합니다. 이 용어는 Weyl 의 공식과 동일합니다.
Large Magdeburg 잔향 챔버의 정확한 모드 수와 평활된 모드 수 비교. N ( ( f ) { display style { N } ( f ) based density density n n n ( f )모드 밀도n ( f ) 。
n ¯ ( f ) = d N ¯ ( f ) d f = 8 π c l w h ( f c ) 2 − ( l + w + h ) 1 c . {{displaystyle {overline {n}(f)}={df}={8\pi}{c}}lwh\lefts\frac {f}{c}}-(l+w+h){\frac {c}}{c}}}. }
중요한 수량은 특정 주파수 간격 의 모드 수(\displaystyle \Delta f), N ¯ f ( f )(\displaystyle {N}_{\Delta f}(f )) 입니다.이 값은 다음과 같습니다.
N ¯ Δ f ( f ) = ∫ f − Δ f / 2 f + Δ f / 2 n ¯ ( f ) d f = N ¯ ( f + Δ f / 2 ) − N ¯ ( f − Δ f / 2 ) ≃ 8 π l w h c 3 ⋅ f 2 ⋅ Δ f {\displaystyle {\overline {N}_{\Delta f}(f)&=int _{f-\Delta f/2}{f+\Delta f/2}{\overline {n}{\df}(f)\={\overline {N}(f+\Delta f/2}) {overline} {N}
품질 계수 품질 계수(또는 Q 계수)는 모든 공진 시스템에 중요한 양입니다.일반적으로 Q 계수는 Q = ω m x i m u s t o r e n e r y a v e r g e p o w e r o s = p W s p l , { display style Q = \ frac { maximum \ } \ energy } }} q q = { \ average \ loss } 로 정의 됩니다. θ = 2 µ f {displaystyle \obega = 2\pi f }는 각 주파수 입니다.
TE 및 TM 모드의 계수 Q는 필드에서 계산할 수 있습니다. 저장된 에너지 Ws (\ displaystyle W_{s}) 는 다음과 같습니다.
W s = ϵ 2 ∭ V E → 2 d V = μ 2 ∭ V H → 2 d V . {\displaystyle W_{s}={\frac{\epsilon}{2}}\iiint _{V}{\vec{E}}^{2}dV={\frac{\mu}{2}}\iiint _{V}{\vec{H}}^{2}dV. }
그 손실이 금속 벽에서 발생합니다. 만약 벽이의 전기 전도율은σ{\displaystyle \sigma}과 그 투과성은μ{\displaystyle \mu}, 표면 저항 Rs{\displaystyle R_{s}}은.
R s = 1 σ δ s = π μ f σ , {\displaystyle R_{s}={\frac{1}{\sigma \delta_{s}}}={\sqrt{\frac{\pi \mu f}{\sigma}}},}.
그 벽 물질의 어디 δ의 1/π μ σ f{\displaystyle \delta_{s}=1{\sqrt{\pi\mu \sigma f}}}은 피부 깊이.
그 손실 P나는{\displaystyle P_{나는}}에 따라 계산됩니다.
P l = R s 2 ∬ S H → 2 d S . {\displaystyle P_{나는}={\frac{R_{s}}{2}}\iint _{S}{\vec{H}}^{2}dS. }
직사각형의 구멍 follows[4].
Q T E m n p = Z 0 l w h 4 R s k x y 2 k r 3 ζ l h ( k x y 4 + k x 2 k z 2 ) + ξ w h ( k x y 4 + k y 2 k z 2 ) + l w k x y 2 k z 2 {\displaystyle Q_{\rm{TE_{mnp}}}={\frac{Z_{0}lwh}{4 R_{s}}}{\frac{k_{xy}^{2}k_{r}^{3}}{\zeta lh\left(k_{xy}^{4}+k_{x}^{2}k_{z}^{2}\right)+\xi wh\left(k_{xy}^{4}+k_{y}^{2}k_{z}^{2}\right)+lwk_{xy}^{2}k_{z}^{2}}}} ζ = { 1 한다면 n ≠ 0 1 / 2 한다면 n = 0 , ξ = { 1 한다면 m ≠ 0 1 / 2 한다면 m = 0 {\displaystyle \zeta){\begin{경우}1&,{\mbox{만약}}n\neq 0\\1/2&,{\mbox{만약}}n=0\end{경우}},\quad\xi ={\begin{경우}1&,{\mbox{만약}}m\neq 0\\1/2&,{\mbox{만약}}m=0\end{경우}}}. Q T M m n p = Z 0 l w h 4 R s k x y 2 k r w ( γ l + h ) k x 2 + l ( γ w + h ) k y 2 {\displaystyle Q_{\rm {TM_{mnp}}}=snfrac {Z_{0}lwh}{4 R_{s}}{\frac {k_{xy}^2}k_{r}{w(\gamma l+h)k_{x}+l(\gamma w+h)k_{y}^2}}}}} γ = { 1 한다면 p ≠ 0 1 / 2 한다면 p = 0 {\displaystyle\case}1&{\mbox{if}}p\1/2&{\mbox{if}}p=0\end{case}}} 개별 모드의 Q값 사용해서, 평균 합성 품질 요인 Qs~{\displaystyle{\tilde{Q_{s}}}}:[5]1Qs~)파생될 수 있⟨ 1Qmnp⟩ k≤ kr≤ kr+Δ k{\displaystyle{\frac{1}{\tilde{Q_{s}}}}=\langle{\frac{1}{Q_{mnp}}}\rangle _{k\leq k_{r}\leq k_{r}+\Delta k.}} Q s ~ = 3 2 V S δ s 1 1 + 3 c 16 f ( 1 / l + 1 / w + 1 / h ) { display style { tilde { Q _ { s } = scrac { 3 } { \ frac { V } { \ delta _ { 1 + 16 fc } } }}}
Q s ~ {\displaystyle {Q_{s}}}} 은 챔버 벽의 전도율이 한정되어 있기 때문에 상한이 됩니다.기타 손실은 예를 들어 안테나 지지대 구조에서의 유전 손실, 벽면 코팅에 의한 손실 및 누출 손실이다. 낮은 주파수 범위의 경우, 주된 손실은 실내에 에너지를 결합하고(송신 안테나, Tx), 챔버 내의 필드(수신 안테나, Rx)를 모니터링하는 데 사용되는 안테나 때문입니다. 이 안테나 손실 Qa ({ displaystyle Q_{a}) 는 Qa = 16 † 2 V f 3 c 3 N a , {\displaystyle Q_{a }= scfrac {16\pi ^{2}Vf^{3}} {c^{3 }에 의해 발생합니다. }N_{ a }}}, 여기 서 N a {displaystyle N_{ a }는 챔버 내의 안테나 수입니다.
모든 손실을 포함하는 품질 계수는 모든 단일 손실 프로세스에 대한 계수의 조화 합입니다.
1 Q = ∑ i 1 Q i ({displaystyle {1}{Q}}=\sum _{i}{\frac {1}{Q_{i}}})
유한품질계수에 의해 고유모드는 주파수가 넓어진다.즉, 동작 주파수가 고유 주파수와 정확하게 일치하지 않더라도 모드를 들뜨게 할 수 있다. 따라서 특정 주파수에 대해 동시에 더 많은 고유모드가 종료됩니다.
Q대역폭 B W Q (\displaystyle\rm {BW}}_{ Q })는 잔향 챔버 내의 모드가 서로 관련되어 있는 주파수 대역폭의 측정값입니다.잔향 챔버의 B W Q (\ style {BW}}_{Q}) 는 다음 을 사용하여 계산할 수 있습니다.
B W Q = f Q {\displaystyle {BW}}_{Q}=black {f}{Q}}
Using the formula N ¯ Δ f ( f ) {\displaystyle {\overline {N}}_{\Delta f}(f)} the number of modes excited within B W Q {\displaystyle {\rm {BW}}_{Q}} results to
M ( f ) = 8 π V f 3 c 3 Q . ({displaystyle M(f)=syslogfrac {8\pi Vf^{3}}){c^{3}Q}}). }
챔버 품질계수와 관련된 것은 챔버 시간 상수 †(\displaystyle \tau) 입니다 .
τ = Q 2 π f . (\displaystyle \displaystyle = displayfrac {Q}{2\pi f}). }
입력 전원이 꺼진 경우 챔버 필드의 자유 에너지 완화 (지수적 붕괴)의 시간 상수입니다.
「 」를 참조해 주세요. 메모들 ^ 멘데스, H.A: 차폐 된 인클로저의 전자기장 강도 측정 에 대한 새로운 접근법, 웨스콘 테크놀로지 신문사, 로스앤젤레스, 캘리포니아, 1968년 8월 ^ IEC 61000-4-21: 전자파 적합성 (EMC) - Part 4-21: 시험 및 측정 기법 - 잔향실 시험 방법, Ed. 2.0, 2011년 1월 ([1 ) ^ 쳉, D.K: 필드 및 파동 전자학, 애디슨 웨슬리 출판사, 1998년판. ISBN 0-201-52820-7 ^ Chang, K: 전자레인지 및 광학부품 핸드북 , 제1권, John Willey & Sons Inc, 1989.ISBN 0-471-61366-5 . ^ Liu, B.H., Chang, D.C., Ma, M.T. 잔향 챔버의 고유모드와 복합 품질 계수 , NBS 기술 공지 1066, 미국 표준국, 볼더, 1983년 8월.
레퍼런스 크로포드, M.L.; 코프키, G.H.: 전자파 감수성/취약성 측정을 수행 하기 위한 잔향 챔버의 설계, 평가 및 사용 , NBS 기술 공지 1092, National Bureau od Standards, Boulder, CO, 1986년 4월 래드베리, J.M.; 코프키, G.H.: 잔향실 관계: 수정과 개선 또는 세 가지 잘못은 올바른(거의) 것 이 될 수 있다, 전자파 적합성, 1999년 IEEE 국제 심포지엄 on, Volume 1, 1-6, 2-6 1999년 8월 6일.