CH680758A5

CH680758A5 -

Info

Publication number: CH680758A5
Application number: CH243190A
Authority: CH
Inventors: Joachim Nedtwig
Original assignee: Telefunken Systemtechnik
Priority date: 1989-07-29
Filing date: 1990-07-23
Publication date: 1992-10-30
Also published as: DE3925247C2; DE3925247A1; ATA52190A

Description

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CH 680 758 A5 CH 680 758 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung definierter Feldstärken gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to an arrangement for generating defined field strengths according to the preamble of patent claim 1.

Die Erfindung der genannten Art wird vorzugsweise in der Qualitätssicherung eingesetzt. Dort dient sie beispielsweise zur EMV-Prüfung und/ oder EMP-Prüfung. The invention of the type mentioned is preferably used in quality assurance. There it is used, for example, for EMC testing and / or EMP testing.

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. From EP-OS 0 246 544 an arrangement is known for EMC and EMP testing of electronic devices with pyramid-widening metal walls for generating TEM waves (transverse electromagnetic waves), in which the high-frequency absorbers are attached in the form of spherical caps. For this purpose, a special, spherical-cap-shaped framework made of wood or plastic is required to hold the high-frequency absorbers. This scaffold is no longer necessary in the present invention, since the high-frequency absorbers are glued directly to the metallic inner walls or are attached to a wooden slatted scaffold directly attached to the metallic inner walls, which is much less expensive.

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. Furthermore, in the proposed solutions, the inclined side walls are preferably additionally covered with high-frequency absorbers. This has the advantage that after removal of the inner conductor, a shielded absorber chamber equipped with high-frequency absorbers is immediately available for other EMC measurements.

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. Furthermore, in the solution proposed here, no cuboid metal space is arranged behind the high-frequency absorbers. This results in cost savings and a reduction in the usual cost of materials. Thus, on the one hand there is no unnecessary loss of interior space for measurement purposes, on the other hand there are no additional mismatches of the inner conductor by leads to the terminating resistors, which cause unnecessary load inductances. Ultimately, between the outermost current path, the phase and transit time compensation on the inner conductor already proposed in P 3 836 121.3 is missing for frequencies from approximately 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. The invention has for its object to provide an arrangement of the type mentioned, which makes it possible to carry out both EMC and EMP tests from the low frequency range to the SHF range. The solution found should be easy to manufacture, inexpensive and material-saving.

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. The inventive solution to the problem is described in claim 1. In the further claims, advantageous training and further developments and preferred uses of the invention are set out.

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 The inventive solution is that two funnel-shaped symmetrical outer conductors are connected to one another or a symmetrical outer conductor is connected to an asymmetrical outer conductor. Both outer conductors form one together with an inner conductor

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. TEM cell. In both cases, the outer conductors are preferably funnel-shaped. In this TEM cell there is an inner conductor that is defined and shaped for the characteristic impedance. The inner conductor preferably consists of a metal plate. Alternatively, it can be realized from wires or wire mesh running parallel to the longitudinal axis of the TEM cell. High-frequency absorbers can be formed in preferably one of the two outer conductors.

Ist der Innenleiter in der TEM-Zelle nicht implementiert, so ist sie als Absorberkammer verwendbar. If the inner conductor is not implemented in the TEM cell, it can be used as an absorber chamber.

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. The present invention is characterized by its low-reflection transmission behavior in the range from 0 Hz to about 18 GHz, on the part of its simple field generation even up to the highest frequencies compared to conventional TEM cells, by its very simple and economical construction with flat sides, ability of its much lower expenditure on high-frequency absorbers in comparison to conventional cuboidal absorber rooms and through their bivalent use (sending and receiving), whereby a simple switchover from pulse operation to continuous CW operation can be carried out.

Im folgenden wird die Erfindung anhand Fig. 1-6 näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1-6. Show it:

Fig. 1: Die Draufsicht auf eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung. Fig. 1: The top view of an advantageous embodiment of the arrangement according to the invention.

Fig. 2: Die Seitenansicht einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung. 2: The side view of an advantageous embodiment of the arrangement according to the invention.

Fig. 3: Die Seitenansicht einer erfindungsgemässen Weiterbildung der erfindungsgemässen Anordnung. 3: The side view of a development according to the invention of the arrangement according to the invention.

Fig. 4: Die Seitenansicht der TEM-Zelle nach Fig. 1 mit integriertem Hochfrequenz-Absorbern. Fig. 4: The side view of the TEM cell according to Fig. 1 with integrated high-frequency absorbers.

Fig. 5: Eine Weiterbildung der TEM-Zelle nach Fig. 1 mit integriertem Hochfrequenz-Absorbern. 5: A further development of the TEM cell according to FIG. 1 with integrated high-frequency absorbers.

Fig. 6: Die Seitenansicht einer vorteilhaften Ausführung nach Fig. 5. FIG. 6: The side view of an advantageous embodiment according to 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- The arrangement according to the invention for generating defined field strengths according to FIGS. 1-6 consists of a combination of symmetrical and / or asymmetrical outer conductors with a defined inner conductor. Both outer conductors are flanged together via a third flange 22 and a fourth flange 31. An inner conductor 5 dimensioned to the characteristic impedance is formed within the respective outer conductor 2 or 3. It consists of a metal plate or of wires or wire mesh running parallel to the longitudinal axis of the TEM cell. The wires are preferably spaced W12 apart. X is the smallest possible microwave length of the waves propagating in the TEM cell. The inner conductor 5 is terminated at one end (e.g. load side) by a broadband high-power resistor 1 and at its other end (e.g. generator side) by a feed adapter 4. The preferably funnel-shaped first outer conductor 2 is connected via its second flange 21 to the first flange 11 of the high-performance resistor.

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standes 1 angeflanscht. An einen fünften Flansch 32 des zweiten vorzugsweise trichterförmigen Aus-senleiters 3 ist der Einspeiseadapter 4 angeflanscht. Stand 1 flanged. The feed adapter 4 is flanged to a fifth flange 32 of the second preferably funnel-shaped outer conductor 3.

Der Innenleiter nach Fig. 2 ist axial zur Längsachse des jeweiligen Aussenleiters 2 bzw. 3 ausgerichtet. 2 is aligned axially to the longitudinal axis of the respective outer conductor 2 or 3.

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. 3 shows a further development of the invention, which consists in that the first outer conductor 2 is constructed asymmetrically and is flanged to the second (symmetrically constructed) outer conductor 3. The inner conductor 5 runs in the shortest way in both outer conductors and connects the high-power resistor 1 with the feed adapter 4 in the shortest way.

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. 4 shows the TEM cell with high-frequency absorbers on the walls of the respective outer conductor. Exceptions are the floor 7 and the funnel tip 27 for feeding in the energy. The drawn inner conductor 5 generates a vertically polarized field. If a further inner conductor (not shown) is arranged vertically instead of the inner conductor 5, a horizontal polarization is generated. The other inner conductor is identical in construction to the inner conductor 5, except for the dimensions that correspond to the respective wave resistance. About 50-70% of the height under the further inner conductor can be used as a test volume. The same applies to inner liter 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. FIG. 5 shows the TEM cell according to FIG. 1 in which the high-frequency absorber 6 is arranged parallel to the first flange 11 in the space between the first outer conductor 2 and the second outer conductor 3. As an alternative to this, the first outer conductor 2 can be lined with absorbers on its walls.

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. As shown in FIG. 6, the inner conductor 5 can be aligned axially to the longitudinal axis of the respective outer conductor. Alternatively, the inner conductor 5 can have the shape shown in FIGS. 2 to 4.

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 Transverse waves (TEM waves) are fed in via the feed adapter 4. A defined electromagnetic field then forms between the inner conductor 5 and the respective outer conductor. The value of the electric field strength E results as the quotient of the generator voltage U applied and the respective height of the inner conductor. When adjusting the internal generator resistance and the line impedance of the TEM cells, the quotient of the electric field strength E and the magnetic field strength H results in the field wave resistance of the free space. At the end of the line there is a reflection-free termination of the inner conductor 5 with one or more high-power resistors 1. The electromagnetic energy in the field-filled space of the second outer conductor 3 is - insofar as high-frequency absorbers are implemented - from the walls of the first outer conductor 2 from a frequency of 100 MHz is no longer reflected in the field-filled space of the second outer conductor 3. For the frequency range below, high-performance resistors 1 to 0 Hz take on this task alone. In the frequency range below 100 MHz, the energy fed into the inner conductor is both conducted (e.g. in the resistors mentioned) and in the

Feld (in den genannten Hochfrequenz-Absorbern) absorbiert. Field (in the high-frequency absorbers mentioned) absorbed.

Durch die Ausbildung der Erfindung gemäss obiger Beschreibung, stellen sich die im Lösungsgedanke bereits genannten Vorteile ein. By designing the invention according to the above description, the advantages already mentioned in the solution concept arise.

Claims

1. Arrangement for the generation and reception of defined field strengths from DC voltage to the SHF range, characterized in that

- two symmetrical or two asymmetrical or one symmetrical and one asymmetrical outer conductor are connected to each other;

- An inner conductor defined to a characteristic impedance is arranged within the respective outer conductor;

- The arrangement according to the invention acts like a TEM cell and / or as an absorber chamber.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the inner conductor (5) is preferably implemented from a metal plate or from wires running parallel to the longitudinal axis of the TEM cell or from wire mesh.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the inner conductor (5) by one or more broadband high-performance resistors (1) at one end and at the other end is completed by a feed adapter (4).

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the TEM cell is preferably constructed from a first funnel-shaped outer conductor (2), on the second flange (21) of which a first flange (11) of the high-performance resistor (1) is flanged and on the latter third flange (22) a second funnel-shaped outer conductor (3) is flanged.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that a feed adapter (4) is flanged to a fifth flange (32) of the second funnel-shaped outer conductor (3).

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that high-frequency absorbers are arranged parallel to the first flange (11) in the space between the first outer conductor (2) and the second outer conductor (3).

7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first outer conductor (2) is lined on its walls with high-frequency absorbers.

8. Use of the arrangement acting as a TEM cell according to one of the preceding claims for EMC and EMP tests.

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