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Kastenförmiger abgeschirmter Messraum zur Messung von elektromagnetischen oder akustischen Wellen
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kastenförmigen Messraumken od. dgl., ist die vollständige Verkleidung der Wände nicht immer gewährleistet, oder es sind aufwen- dige Sonderkonstruktionen erforderlich. Der dem "freien" Raum nachgebildete Messraum erfüllt deshalb trotz nahezu vollständiger Verkleidung mit Absorbern oder schallschluckenden Stoffen in vielen Fällen nicht die gewünschten Anforderungen. Ein verhältnismässig grosser Anteil von Störstrahlungen wird am Messempfangsort mitgemessen.
Die Absorber sind verhältnismässig teuer und ihre Anbringung an den Wänden ist mitunter recht kompliziert und aufwendig. Überdies geht relativ viel Nutzraum verloren, wenn die Absorber entsprechend dem zu absorbierenden Frequenzgebiet eine beträchtlich grosse Bautiefe auf- weisen müssen. Diese Bautiefe kann etwa in der Grössenordnung von 1 m liegen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung. ohne wesentliche Verschlechterung der Nachbildung des"freien" Raumes, d. h. ohne wesentliche Verschlechterung der Störstrahlungsfreiheit am Messempfangsort. den Bedarf an Absorbern bzw. bei Schallmessungen an schallschluckenden Stoffen stark zu vermindern.
Es hat sich gezeigt, dass es bei der Verkleidung der Wände im wesentlichen nur darauf anzukommen hat, dass diejenigen Wandteile mit einer wellenabsorbierenden Verkleidung versehen werden, an denen die von der Strahlungsquelle zum Strahlungsmessort gelangenden Strahlen nicht mehr als zweimal reflektieren. Bei mehreren Reflexionen an verschiedenen Wandteilen werden diese Strahlen jeweils derart gedämpft, dass nur noch ein sehr geringer Störstrahlungsanteil am Strahlungsmessort eintrifft.
Die Erfindung besteht deshalb darin, dass die Messraumwandungen nur an denjenigen Wandteilen mit Absorbern verkleidet sind, an denen die einfach und zweifach reflektierten Strahlen, die von der Strahlungsquelle zum Strahlungsmessort laufen, reflektiert werden. Da die Einfallswinkel ebenfalls zu berücksichtigen sind und die Absorberverkleidung im allgemeinen nicht eben ausgebildet ist, ist dieser Bereich der nur zweimal reflektierten Strahlen immerhin relativ breit.
Die Erfindung gestattet in überraschender Weise eine erhebliche Einsparung an relativ teurem Absorbennaterial und dessen kostspieligen Einbau, ohne dass die Nachbildung des "freien" Raumes gegenüber einem vollständig mit Absorbern verkleideten Messraum bemerkenswert verschlechtert wird.
So wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, bei einem kastenförmigen Messraum mit rechteckiger Basis die Rückwand - wie bereits bekannt-vollständig mit Absorbern zu verkleiden. Die
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der übrigen Strecke dagegen über die gesamte Höhe mit Absorbern verkleidet. Die Strahlungsquelle wird im Abstand r vom Strahlungsmessort, beide etwa symmetrisch zur Raummitte, angeordnet. Die Rück- wand, d. h. die Schmalseite des kastenförmigen Raumes hat eine Länge a, die Seitenwände, die Breitseiten des Messraumes, die Länge b.
Die Türen, Fenster u. ähnl. Öffnungen, können an den nicht mit Absorbern verkleideten Wandteilen angeordnet werden, ohne dass wesentliche Verstärkungen der Störstrah- lungseinflüsse auftreten. Dadurch ist es möglich, auf teure bewegbare Absorberwandteile der konventionellen Bauart zu verzichten. Die Kastenform ist allerdings nicht auf eine rechteckige Basis beschränkt.
In weitererAusbildung der Erfindung wird die Absorberverkleidung auch an der Decke wesentlich, bis zu 25%, reduziert. Nur die in der Mitte der Decke befindlichen Teile sind mit Absorbern verkleidet. Auch dadurch wird eine wesentliche Einsparung an Absorberfläche ohne erhebliche Messverfälschung erzielt.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Fig. 1 - 4 näher erläutert.
In Fig. 1 ist die rechteckige Grundfläche eines bereits bekannten Störstrahlungsmessraumes schematisch dargestellt. Die die Wandungen darstellenden Randlinien sind als mit Absorbern verkleidete Wände aufzufassen. Der Messraum hat Seitenwände mit einer Länge b und Rückwände mit einer Länge a.
Die Strahlungsquelle A ist im Abstand r. vom Strahlungsmessort B, beide etwa symmetrisch zur Mitte des Messraumes angeordnet. Die Erfindung ist nicht auf eine derartige symmetrische Anordnung beschränkt. Die Aufstellung der Strahlungsquelle A. und des Strahlungsmessortes B kann auch aus der Mitte verschoben sein. Der direkte Strahl 1 trifft von der Strahlungsquelle A, beispielsweise einer Sendeantenne, in Richtung der Koordinate y am Strahlungsmessort B, beispielsweise einer Empfangsantenne, auf. Darüber hinaus erreichen den Strahlungsmessort B einmal reflektierte Wellen 2a und 2b über die Seitenwand und 3a und 3b über die Rückwand. Zum andern wird die Messung am Strahlungsmessort B durch mehrfach, z.
B. zweifach reflektierte Wellen 4a-4f beeinflusst. Der Einfallswinkel
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mit < P )-bezeichnet. Es hat sich nun gezeigt, dass diejenigen Wellen die Messung am störendsten beein- flussen. die nur einmal an den Absorberwänden reflektiert werden. Da der Reflexionsfaktor dieser Absorberwände etwa den Wert von 100/0 hat. sind die mehrfach, z. B. zweifach reflektierten Wellen, die am Messort, ankommen, bereits so abgeschwächt, dass sie das Messergebnis nur unwesentlich beeinflussen. Es wird deshalb erfindungsgemäss vorgeschlagen, die Auskleidung mit Absorbern an denjenigen Wandteilen
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nicht durchzuführen, an denen nur mehr als zweifach reflektierte Wellen auftreffen.
Dagegen hat sich gezeigt, dass die Höhe der Absorberwände nicht verkleinert werden darf, da in den oberen und unteren
Ecken kritische Reflexionen auftreten.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemässeVerteilung der Absorber in der Abwicklung des Messraumes darge- ! stellt. Der Boden 5 des Messraumes, auf dem die Sendeantenne SA und die Empfangsantenne EA im Abstand r1 aufgestellt sind, ist in diesem Beispiel, wie bei Störstrahlungsmessungen üblich, nicht absorberverkleidet. Die Rückwände 6 sind auf der gesamten Länge a und über die gesamte Höhe h vollständig mitAbsorbern verkleidet. Die Seitenwände 7 mit einer Länge b sind nur auf ihrem mitt-
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Seite für etwa So der Länge der Rückwand die Wandverkleidungen fortgelassen werden, ohne dass dabei die Bewertungszahl des Raumes ungünstiger wird. Es erscheint jedoch nicht zweckmässig, diesen freien Raum voll auszunutzen.
Man kann dagegen, wenn bei der Wandverkleidung die Menge der Absorberbau-
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ten Raum die Messergebnisse nur sehr unwesentlich verschlechtert werden.
In Fig. 4 ist im Aufriss ein Beispiel für einen erfindungsgemässen abgeschirmten Messraum dargestellt.
Dieser Messraum entspricht der in Fig. 2 in der Abwicklung angegebenen Darstellung. Die seitlichen Wand- teile 7 sind nur unvollständig, die Rückwände dagegen vollständig mit Absorbern 6 verkleidet.
Sämtliche Wände, die Decke 8 und der Boden 5 sind mit elektrisch gut leitfähigem Material
12, z.B.Aluminiumblechen,fugendicht verkleidet, damit äussere elektromagnetische Störfelder von aussen nichtindemMessraumeindringenkönnen. DieTüren9aund9bsindebenfallsmitderartigemelektrisch gut leitfähigem Material verkleidet. An den Fugen zwischen diesen Türen 9a, 9b und den Wandteilen
7 sind elektromagnetische Wellen abschirmende Einrichtungen angeordnet. Derartige Einrichtungen sind z. B. in den dänischen Patentschriften Nr. 93577 und Nr. 93744 sowie in der Schweizer Patentschrift Nr. 353775 beschrieben. Es können auch andere abschirmende Einrichtungen Verwendung finden.
Die an den Längsseiten 7 des Messraumes angeordneten Absorber 6 sind erfindungsgemäss nur etwa an den der Sendeantenne SA und der Empfangsantenne EA direkt gegenüberliegenden Flächen angeordnet, so dass die unverkleideten Wandteile der Wände 7 zum Einbau der Türen 9a und 9b sowie eines Fensters 10 zur Verfügung stehen, ohne dass die Reflexionsfreiheit des erfindungsgemässen Messraumes erheblich vermindert wird. Ein derartiges Fenster 10, das keine elektromagnetische Wellen desjenigen Frequenzgebietes, das für die Messung wesentlich erscheint, z. B. Frequenzen bis in das GHzGebiet, hindurchlässt, besteht z. B. aus wabenartig 11 angeordneten, elektrisch gut leitenden Materialien. Diese"Wabenkamine"sind gemäss den zu dämpfenden und aus dem Messraum fernzuhaltenden Wellen z.
B. mehrere Dezimeter lang ausgebildet. Diese"Wabenkamine"lassen die sehr kurzwelligen Lichtstrahlen hindurchtreten, während sie die niederfrequenteren elektromagnetischen Wellen abschirmen.
An den Schmalseiten des Messraumes sind über die gesamte Breite a die Absorber 6 angeordnet. Sie bestehen beispielsweise aus wabenartig angeordneten Platten aus elektromagnetische Wellen dämpfendem Material 13, z. B. Hartpapier mit Graphitaufstrich, und sind gegebenenfalls mit Schaumstoffen 14 ausgefüllt. Besitzt der Schaumstoff eine Dielektrizitätskonstante von mehr als Eo und gegebenenfalls eine Permeabilität von mehr als go, dann kann durch diese dielektrische undpermeable Ausfüllung derWabenzwischenräume die Bautiefe derAbsorberwände 6, beispielsweise gemäss der franz.
Pa tentschrift Nr. 1. 287. 228 verkürzt werden. Die wabenartig angeordneten Dämpfungsschichten 13 kön- nen z. B. nach Art der in der schwedischen Patentschrift Nr. 180 996 angegebenen Anordnung aufgebaut sein.
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In Fig. 4 ist der Deutlichkeit halber die Decke 8 von den Wänden abgehoben dargestellt. Sie ist ebenfalls mit elektrisch gut leitfähigem Material 12 versehen oder besteht aus derartigem Material, z. B. Aluminiumblech. Über der Sendeantenne SA und der Empfangsantenne EA auf dem mittleren
Teil der Decke 8 sind gemäss Fig. 2 ebenfalls Absorber 6 angeordnet. Auch hier bestehen die Absorber aus wabenartig angeordneten, elektromagnetische Wellen dämpfenden Schichten 13 aus beispielsweise Graphit mit Füllstoffen 14.
Es ist unter Umständen für eine weitere Verbesserung der Reflexionsfreiheit vorteilhaft, in weiterer Ausbildung der Erfindung die Sende-und Empfangsantenne nicht genau in der Mitte des Messraumes aufzu- stellen, sondern etwas aus dieser Mitte zu verschieben. Dabei sollen sich die nur einmal reflektierten Wellen durch Interferenzen im wesentlichen auslöschen. Die Länge des Strahles 2a ist gegenüber der Länge des Strahles 2b vergrössert. Hiedurch kommt eine Phasenverschiebung dieser beiden Strahlen ge- geneinander zustande.
Der erfindungsgemässe Aufbau des abgeschirmten Messraumes macht es möglich, dass ohne wesentliche Verschlechterung der Reflexionsfreiheit die Wandverkleidungen mit Absorberwänden 6 bis zu etwa 50% vermindert und damit die sehr teueren Absorberwände weilgehend eingespart werden können. Ausserdem ist es ohne bedeutende Verschlechterung der Reflexionsfreiheit möglich, in einfacher Weise Türen, Fenster u. ähnl. notwendige Ein-und Austrittsöffnungen in diesem Messraum vorzusehen, ohne dass auch diese mit Absorberstoffen, die unter Umständen eine grosse Bautiefe von mehreren Dezimetern besitzen, verkleidet werden müssen. Bei einer derartigen Verkleidung von Türen ist es im allgemeinen nicht möglich, diese Türen in Scharnieren schwenkbar zu lagern.
Man war seither gezwungen, die Türen verschiebbar zu lagern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kastenförmiger, abgeschirmter Messraum zur Messung von elektromagnetischen oder akustischen Wellen mit einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsmessort, dessen im wesentlichen spiegelnd reflektierende Wandungen teilweise mit wellenabsorbierenden Stoffen verkleidet sind, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Messraumwandungen nur an denjenigen Wandteilen mit Absorbern verkleidet sind, an denen die ein-und zweifach reflektierten Strahlen, die von der Strahlungsquelle zum Strahlungsmessort laufen, reflektiert werden.