CH680758A5 - - Google Patents

Description

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CH 680 758 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung definierter Feldstärken gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung der genannten Art wird vorzugsweise in der Qualitätssicherung eingesetzt. Dort dient sie beispielsweise zur EMV-Prüfung und/ oder EMP-Prüfung.

Aus EP-OS 0 246 544 ist eine Anordnung bekannt zur EMV- und EMP-Prüfung elektronischer Geräte mit sich pyramidenförmig aufweitenden Metallwänden zur Erzeugung von TEM-Wellen (transversal elektromagnetischen Wellen), bei der die Hochfrequenz-Absorber kugelkalottenförmig angebracht sind. Dafür ist ein spezielles, aus Holz oder Kunststoff bestehendes, tragendes kugelkalotten-förmiges Gerüst zur Halterung der Hochfrequenz-Absorber erforderlich. Dieses Gerüst ist bei der vorliegenden Erfindung nicht mehr notwendig, da die Hochfrequenz-Absorber unmittelbar auf die metallischen Innenwände geklebt oder in ein unmittelbar auf den metallischen Innenwänden befestigtes Holzlattengerüst befestigt sind, was sehr viel weniger aufwendig ist.

Ferner sind bei den vorgeschlagenen Lösungen vorzugsweise zusätzlich die schrägen Seitenwände mit Hochfreqi'enz-Absorbern belegt. Dies hat den Vorteil, dass nach dem Entfernen des Innenleiters eine mit Hochfreuenz-Absorbern ausgestattete geschirmte Absorberkammer unmittelbar für andere EMV-Messungen zur Verfügung steht.

Des weiteren wird bei der hier vorgeschlagenen Lösung kein quaderförmiger Metallraum hinter den Hochfrequenz-Absorbern angeordnet. Hierdurch erfolgen Kosteneinsparungen und Verringerung des üblichen Materialaufwandes. Mithin ergibt sich einerseits kein unnötiger Verlust an Innenraum für Messzwecke, andererseits erfolgt keine zusätzliche Fehlanpassungen des Innenleiters durch Zuleitungen zu den Abschlusswiderständen, die unnötige Belastungsinduktivitäten verursachen. Letztlich fehlt zwischen dem äussersten Strompfad der bereits in P 3 836 121.3 vorgeschlagene Phasen- und Laufzeitausgleich auf den Innenleiter für Frequenzen ab ca. 100 MHz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, sowohl EMV- als auch EMP-Prüfungen vom Niederfrequenzbereich bis zum SHF-Bereich durchzuführen. Die gefundene Lösung sollte leicht herstellbar, preiswert und materialsparend implementiert sein.

Die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 beschrieben. In den weiteren Ansprüchen sind vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sowie bevorzugte Verwendungen der Erfindung ausgeführt.

Der erfindungsgemässe Lösungsgedanke besteht darin, dass zwei trichterförmige symmetrische Aussenleiter miteinander verbunden sind bzw. ein symmetrischer Aussenleiter mit einem unsymmetrischen Aussenleiter verbunden ist. Beide Aussenleiter bilden zusammen mit einem Innenleiter eine

TEM-Zelle. In beiden Fällen weisen die Aussenleiter vorzugsweise Trichterform auf. In dieser TEM-Zelle befindet sich ein auf den Wellenwiderstand definierter und geformter Innenleiter. Der Innenleiter besteht vorzugsweise aus einer Metallplatte. Alternativ hierzu kann er aus parallel zur Längsachse der TEM-Zelle verlaufenden Drähten oder Maschendraht realisiert werden. In vorzugsweise einem der beiden Aussenleitern können Hochfre-quenz-Absorber ausgebildet sein.

Ist der Innenleiter in der TEM-Zelle nicht implementiert, so ist sie als Absorberkammer verwendbar.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch ihr reflexionsarmes Übertragungsverhalten im Bereich von 0 Hz bis zu etwa 18 GHz, seitens ihrer einfachen Felderzeugung auch bishin zu höchsten Frequenzen im Vergleich zu herkömmlichen TEM-Zellen, durch ihre sehr einfache und ökonomische Bauweise mit ebenflächigen Seiten, Vermögens ihres sehr viel geringeren Aufwandes an Hochfrequenz-Absorbern im Vergleich zu herkömmlichen quaderförmigen Absorberräumen und durch ihre bivalente Nutzung (Senden und Empfangen) aus, wodurch eine einfache Umschaltung von Impulsbetrieb in den CW-Dauerbetrieb durchführbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand Fig. 1-6 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Die Draufsicht auf eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung.

Fig. 2: Die Seitenansicht einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung.

Fig. 3: Die Seitenansicht einer erfindungsgemässen Weiterbildung der erfindungsgemässen Anordnung.

Fig. 4: Die Seitenansicht der TEM-Zelle nach Fig. 1 mit integriertem Hochfrequenz-Absorbern.

Fig. 5: Eine Weiterbildung der TEM-Zelle nach Fig. 1 mit integriertem Hochfrequenz-Absorbern.

Fig. 6: Die Seitenansicht einer vorteilhaften Ausführung nach Fig. 5.

Die erfindungsgemässe Anordnung zur Erzeugung definierter Feldstärken nach Fig. 1-6 besteht aus einer Kombination von symmetrischen und/oder unsymmetrischen Aussenleitern mit definiertem Innenleiter. Beide Aussenleiter sind miteinander über einen dritten Flansch 22 und einen vierten Flansch 31 aneinander angeflanscht. Innerhalb des jeweiligen Aussenleiters 2 bzw. 3 ist ein auf den Wellenwiderstand dimensionierter Innenleiter 5 ausgebildet. Er besteht aus einer Metallpiatte oder aus parallel zur Längsachse der TEM-Zelle verlaufenden Drähten oder Maschendraht. Die Drähte haben vorzugsweise einen gegenseitigen Abstand von W12. X ist die kleinstmögliche Mikrowellenlänge, der sich in der TEM-Zelle ausbreitenden Wellen. Der Innenleiter 5 ist an seinem einen Ende (z.B. Belastungsseite) durch einen breitbandigen Hochleistungswiderstand 1 und an seinem anderen Ende (z.B. Generatorseite) durch einen Einspeiseadapter 4 abgeschlossen. Der vorzugsweise trichterförmige erste Aussenleiter 2 ist über seinen zweiten Flansch 21 an den ersten Flansch 11 des Hochleistungswider-

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standes 1 angeflanscht. An einen fünften Flansch 32 des zweiten vorzugsweise trichterförmigen Aus-senleiters 3 ist der Einspeiseadapter 4 angeflanscht.

Der Innenleiter nach Fig. 2 ist axial zur Längsachse des jeweiligen Aussenleiters 2 bzw. 3 ausgerichtet.

Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung, die darin besteht, dass der erste Aussenleiter 2 unsymmetrisch aufgebaut ist und an den zweiten (symmetrisch aufgebauten) Aussenleiter 3 angeflanscht ist. Der Innenleiter 5 verläuft auf kürzestem Wege in beiden Aussenleitern und verbindet den Hochleistungswiderstand 1 auf kürzestem Wege mit dem Einspeiseadapter 4.

Fig. 4 zeigt die TEM-Zelle mit Hochfrequenz-Absorbern an den Wandungen des jeweiligen Aussenleiters. Ausgenommen sind der Fussboden 7 und die Trichterspitze 27 für die Einspeisung der Energie. Der eingezeichnete Innenleiter 5 erzeugt ein vertikal polarisiertes Feld. Bei senkrechter Anordnung eines weiteren (nicht gezeigten) Innenleiters anstelle des Innenleiters 5 wird eine horizontale Polarisation erzeugt. Der weitere Innenleiter ist bis auf die Abmessungen, die dem jeweiligen Wellenwiderstand entsprechen, baugleich mit dem Innenleiter 5. Etwa 50-70% der Höhe unter dem weiteren Innenleiter lassen sich als Prüfvolumen nutzen. Analoges gilt für den Innenlriter 5.

Fig. 5 zeigt die TEM-Zelle nach Fig. 1 in der Hochfrequenz-Absorber 6 parallel zum ersten Flansch 11 im Raum zwischen dem ersten Aussenleiter 2 und dem zweiten Aussenleiter 3 angeordnet sind. Alternativ hierzu kann der erste Aussenleiter 2 an seinen Wandungen mit Absorbern ausgekleidet sein.

Der Innenleiter 5 kann wie in Fig. 6 gezeigt, axial zur Längsachse der jeweiligen Aussenleiter ausgerichtet sein. Alternativ hierzu kann der Innenleiter 5 die in Fig. 2 bis 4 gezeigte Form aufweisen.

Über den Einspeiseadapter 4 werden Transversalwellen (TEM-Wellen) eingespeist. Zwischen dem Innenleiter 5 und dem jeweiligen Aussenleiter bildet sich daraufhin ein definiertes elektromagnetisches Feld aus. Der Wert der elektrischen Feldstärke E ergibt sich als Quotient aus der angelegten Generatorspannung U und der jeweiligen Höhe des Innenleiters. Bei Anpassung von Generator-Innenwider-stand und Leitungswellenwiderstand der TEM-Zel-len ergibt der Quotient aus elektrischer Feldstärke E und magnetischer Feldstärke H gerade den Feldwellenwiderstand des freien Raums. Am Ende der Leitung erfolgt ein reflexionsfreier Abschluss des Innenleiters 5 mit einem oder mit mehreren Hochleistungswiderständen 1. Die elektromagnetische Energie im felderfüllten Raum des zweiten Aussenleiters 3 wird - insofern Hochfrequenz-Absorber implementiert sind - von den Wandungen des ersten Aussenleiters 2 ab einer Frequenz von 100 MHz nicht mehr in den felderfüllten Raum des zweiten Aussenleiters 3 reflektiert. Für den Frequenzbereich darunter übernehmen Hochleistungswiderstände 1 bis 0 Hz diese Aufgabe allein. Im Frequenzbereich unterhalb 100 MHz wird die in den Innenleiter eingespeiste Energie sowohl leitungsgebunden (z.B. in den genannten Widerständen) als auch im

Feld (in den genannten Hochfrequenz-Absorbern) absorbiert.

Durch die Ausbildung der Erfindung gemäss obiger Beschreibung, stellen sich die im Lösungsgedanke bereits genannten Vorteile ein.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Anordnung zur Erzeugung und Empfang definierter Feldstärken von Gleichspannung bis zum SHF-Bereich, dadurch gekennzeichnet, dass

- zwei symmetrische oder zwei unsymmetrische oder ein symmetrischer und ein unsymmetrischer Aussenleiter miteinander verbunden sind;

- ein auf einen Wellenwiderstand definiert geformter Innenleiter innerhalb des jeweiligen Aussenleiters angeordnet ist;

- die erfindungsgemässe Anordnung wie eine TEM-Zelle und/oder als Absorberkammer wirkt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (5) vorzugsweise aus einer Metallplatte oder aus parallel zur Längsachse der TEM-Zelle verlaufenden Drähten oder aus Maschendraht implementiert ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (5) durch einen oder mehrere breitbandige Hochleistungswiderstände (1) an seinem einen Ende und an seinem anderen Ende durch einen Einspeiseadapter (4) abgeschlossen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die TEM-Zelle vorzugsweise aus einem ersten trichterförmigen Aussenleiter (2) aufgebaut ist, an dessen zweitem Flansch (21) ein erster Flansch (11) des Hochleistungswiderstandes (1) angeflanscht ist und an dessen dritten Flansch (22) ein zweiter trichterförmiger Aussenleiter (3) angeflanscht ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einen fünften Flansch (32) des zweiten trichterförmigen Aussenleiter (3) ein Einspeiseadapter (4) angeflanscht ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum ersten Flansch (11) im Raum zwischen erstem Aussenleiter (2) und zweitem Aussenleiter (3) Hochfrequenz-Absorber angeordnet sind.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aussenleiter (2) an seinen Wandungen mit Hochfrequenz-Absorbern ausgekleidet ist.

8. Verwendung der als TEM-Zelle wirkenden Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche zu EMV- und EMP-Prüfungen.

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