DE102020202994A1 - System, test hall and method for measuring electromagnetic radiation behavior - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine Anlage 100 zur Durchführung von EMV-Messungen. Die Anlage umfasst eine Messeinrichtung 10 mit mindestens einer Antenne 11 zum Empfang von elektromagnetischer Strahlung, die durch einen jeweiligen Prüfling 1 ausgesandt und/oder reflektiert wird. Darüber hinaus umfasst die Anlage eine Trägereinrichtung 20 für den jeweiligen Prüfling. Die Trägereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Orientierung des jeweiligen Prüflings 1 relativ zur Messeinrichtung 10 in horizontaler und in vertikaler Richtung zu ändern.Offenbart sind ferner eine EMV-Prüfhalle und ein Verfahren zum Messen eines elektromagnetischen Abstrahlverhaltens eines Prüflings 1.A system 100 for performing EMC measurements is disclosed. The system comprises a measuring device 10 with at least one antenna 11 for receiving electromagnetic radiation which is emitted and / or reflected by a respective test object 1. In addition, the system comprises a carrier device 20 for the respective test object. The carrier device is set up to change the orientation of the respective test object 1 relative to the measuring device 10 in the horizontal and vertical direction. An EMC test hall and a method for measuring an electromagnetic radiation behavior of a test object 1 are also disclosed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Durchführung von EMV-Messungen, eine EMV-Prüfhalle mit einer solchen Anlage sowie ein Verfahren zum Messen eines elektromagnetischen Abstrahlverhaltens eines Prüflings.The present invention relates to a system for performing EMC measurements, an EMC test hall with such a system and a method for measuring an electromagnetic radiation behavior of a test object.
Elektrische Geräte müssen hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Einflüsse auf andere Einrichtungen gesetzlich vorgegebene Grenzwerte einhalten. Bevor sie in Verkehr gebracht werden, werden die Geräte oder jeweils darin enthaltene, elektromagnetische Wellen aussendende Module daher auf ihre elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) hin geprüft. So soll gewährleistet werden, dass der Betrieb eines jeweiligen Geräts keine Funktionsstörungen bei anderen Einrichtungen bewirkt.Electrical devices must comply with statutory limit values with regard to their electromagnetic influences on other equipment. Before they are placed on the market, the devices or the modules they contain, which emit electromagnetic waves, are therefore checked for their electromagnetic compatibility (EMC). This is to ensure that the operation of a particular device does not cause any malfunctions in other equipment.
Um beispielsweise für ein Hausgerät eine dreidimensionale Charakterisierung seines elektromagnetischen Abstrahlverhaltens zu ermitteln, kann ein geeigneter Roboter dazu eingesetzt werden, um das Hausgerät und/oder einen darin einzubauenden Funkmodul herumzufahren und aus den verschiedenen Winkeln jeweilige Messwerte zu erfassen. Die Messwerte können dann automatisch ausgewertet und/oder graphisch aufbereitet und einem Anwender angezeigt werden.In order to determine a three-dimensional characterization of its electromagnetic radiation behavior for a household appliance, for example, a suitable robot can be used to drive around the household appliance and / or a radio module to be installed in it and to record respective measured values from the various angles. The measured values can then be automatically evaluated and / or processed graphically and displayed to a user.
Abhängig von jeweiligen Frequenzen der abgestrahlten Wellen und von der Größe des jeweiligen Gerätes sind dabei bestimmte Mindestabstände zwischen Messsensor und Prüfling (Gerät) einzuhalten, beispielsweise bis zu 3,5m oder mehr. Damit der Messsensor in einem derartigen Abstand um das Gerät herumfahren kann, ist folglich eine entsprechend große Prüfhalle nötig. Solche Hallen sind üblicherweise aus Metall konstruiert und innen mit Absorbern ausgekleidet, die Reflexionen durch die Hallenwand abdämpfen. Herstellung, Aufstellung und Unterhalt derart großer Prüfhallen sowie der Roboter mit Messsensoren entsprechend großer Bewegungsradien sind aufwendig und teuer und erfordern einen hohen Materialverbrauch.Depending on the respective frequencies of the emitted waves and the size of the respective device, certain minimum distances must be maintained between the measuring sensor and the test object (device), for example up to 3.5 m or more. So that the measuring sensor can move around the device at such a distance, a correspondingly large test hall is necessary. Such halls are usually constructed of metal and lined with absorbers on the inside, which dampen reflections through the hall wall. The production, installation and maintenance of such large test halls and the robot with measuring sensors with correspondingly large movement radii are complex and expensive and require a high level of material consumption.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik bereitzustellen, die unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Durchführung zuverlässiger Prüfungen der elektromagnetischen Verträglichkeit von Geräten, insbesondere von Hausgeräten ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to provide a technique which, while avoiding the disadvantages mentioned, enables reliable tests to be carried out on the electromagnetic compatibility of appliances, in particular household appliances.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anlage gemäß Anspruch 1, eine EMV-Prüfkammer gemäß Anspruch 6 und ein Verfahren nach Anspruch 7. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Figur offenbart.The object is achieved by a system according to claim 1, an EMC test chamber according to
Eine erfindungsgemäße Anlage dient der Durchführung von EMV-Messungen. Sie umfasst eine Messeinrichtung mit mindestens einer Antenne zum Empfang von elektromagnetischer Strahlung, die durch einen jeweiligen Prüfling ausgesandt und/oder reflektiert wird, sowie eine Trägereinrichtung für den jeweiligen Prüfling. Die Trägereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Orientierung des jeweiligen Prüflings relativ zur Messeinrichtung in horizontaler und in vertikaler Richtung zu ändern.A system according to the invention is used to carry out EMC measurements. It comprises a measuring device with at least one antenna for receiving electromagnetic radiation that is emitted and / or reflected by a respective test object, as well as a carrier device for the respective test object. The carrier device is set up to change an orientation of the respective test object relative to the measuring device in the horizontal and in the vertical direction.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient dem Messen eines elektromagnetischen Abstrahlverhaltens eines Prüflings. Der Prüfling wird dabei durch die Trägereinrichtung einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen in einer jeweiligen Orientierung gehalten. Das Verfahren umfasst ein Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, die vom Prüfling ausgesandt und/oder reflektiert wird, durch die mindestens eine Antenne der Anlage, ein Ändern einer Orientierung des Prüflings zumindest in vertikaler Richtung (also ein Kippen des Prüflings) und ein Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, die vom Prüfling in der geänderten Orientierung ausgesandt und/oder reflektiert wird, durch die mindestens eine Antenne der Anlage. Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zudem ein Ändern einer Orientierung des Prüflings in horizontaler Richtung.A method according to the invention is used to measure an electromagnetic radiation behavior of a test object. The test specimen is held in a respective orientation by the carrier device of a system according to the invention in accordance with one of the embodiments disclosed in this document. The method comprises receiving electromagnetic radiation that is emitted and / or reflected by the test object through the at least one antenna of the system, changing an orientation of the test object at least in the vertical direction (i.e. tilting the test object) and receiving electromagnetic radiation that is emitted and / or reflected by the test object in the changed orientation through the at least one antenna of the system. According to advantageous embodiments, a method according to the invention also includes changing an orientation of the test object in the horizontal direction.
Der in einer erfindungsgemäßen Anlage bzw. gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren jeweils untersuchte Prüfling kann also sowohl in einer horizontalen Ebene gedreht als auch in vertikaler Richtung gekippt werden, und zwar vorzugsweise unabhängig voneinander. In horizontaler Richtung kann dabei der Prüfling jeweils vollständig (360°) oder bis zu einem (jeweiligen) maximalen Drehwinkel (der bezogen auf eine vorgesehene Nullstellung z.B. 90° oder 180° betragen kann) drehbar sein, und dasselbe gilt für eine Drehbarkeit (also eine Kippbarkeit) in vertikaler Richtung. Die Drehungen können jeweils frei und/oder in vorfestgelegten oder durch einen Anwender einstellbaren Schritten möglich sein.The test specimen examined in a system according to the invention or according to a method according to the invention can therefore be rotated in a horizontal plane as well as tilted in the vertical direction, preferably independently of one another. In the horizontal direction, the test object can be rotated completely (360 °) or up to a (respective) maximum angle of rotation (which can be, for example, 90 ° or 180 ° in relation to a provided zero position), and the same applies to rotatability (i.e. a Tiltability) in the vertical direction. The rotations can each be possible freely and / or in predetermined steps or steps that can be set by a user.
Das Ändern der Orientierung des Prüflings ermöglicht ein Erfassen des elektromagnetischen Abstrahl- bzw. Reflexionsverhaltens des Prüflings zu dessen verschiedenen Seiten hin, aber von einer festen Position aus. Die Antenne muss für die Messung also nicht in dem jeweils erforderlichen Abstand um den Prüfling herumbewegt werden können, so dass die Messung in einer relativ kleinen Absorberkammer möglich ist. Dadurch können Material, Platz, Montageaufwand und Unterhaltsauwendungen für die Absorberkammer eingespart werden. Da zudem die Antenne bei der Messung nicht im für die jeweilige Messung erforderlichen Abstand über den jeweiligen Prüfling hinüber bewegt werden muss, können entsprechend lange Roboterarme zur Bewegung der Antenne entfallen, so dass die Anlage insgesamt relativ klein gehalten werden kann. Auch dies bedeutet gegenüber herkömmlichen Anlagen zur EMV-Messung eine Verminderung von Materialverbrauch und Aufwand hinsichtlich Herstellung, Wartung und Pflege.Changing the orientation of the test piece enables the electromagnetic radiation or reflection behavior of the test piece to be recorded on its various sides, but from a fixed position. For the measurement, the antenna does not have to be able to be moved around the test object at the required distance, so that the measurement is possible in a relatively small absorber chamber. This saves material, space, installation effort and maintenance costs for the absorber chamber. In addition, since the antenna does not have to be moved over the respective test object at the distance required for the respective measurement during the measurement, can correspondingly long robot arms for moving the antenna are omitted, so that the system can be kept relatively small overall. Compared to conventional systems for EMC measurement, this also means a reduction in material consumption and expenditure in terms of manufacture, maintenance and care.
Eine erfindungsgemäße Anlage kann mindestens eine weitere Antenne umfassen, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung auf den jeweiligen Prüfling (in dessen jeweils aktueller Orientierung) abzustrahlen (den Prüfling also mit der elektromagnetischen Strahlung zu bestrahlen); zur Unterscheidung dieser „weiteren Antenne“ von der mindestens einen Antenne (die zum Empfang von durch den Prüfling ausgesandter und/oder reflektierter Strahlung dient) wird die mindestens eine „weitere Antenne“ im Folgenden (ausschließlich) als „Sendeantenne“ bezeichnet.A system according to the invention can comprise at least one further antenna which is set up to emit electromagnetic radiation onto the respective test object (in its current orientation) (ie to irradiate the test object with the electromagnetic radiation); To distinguish this “further antenna” from the at least one antenna (which is used to receive radiation emitted and / or reflected by the test object), the at least one “further antenna” is hereinafter (exclusively) referred to as “transmitting antenna”.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann analog ein Bestrahlen des mindestens einen Prüflings mit von mindestens einer Sendeantenne abgestrahlter elektromagnetischer Strahlung (mindestens einer Frequenz) umfassen.A method according to the invention can analogously comprise irradiating the at least one test object with electromagnetic radiation (at least one frequency) emitted by at least one transmitting antenna.
Durch das Bestrahlen des jeweiligen Prüflings kann bewirkt werden, dass dieser in seiner jeweiligen Orientierung die von der mindestens einen Sendeantenne abgestrahlte elektromagnetische Strahlung reflektiert. Insbesondere können durch das Empfangen bzw. Messen der reflektierten Strahlung somit Informationen über die passive elektromagnetische Verträglichkeit des Prüflings gewonnen werden.By irradiating the respective test object, it can be effected that this reflects the electromagnetic radiation emitted by the at least one transmitting antenna in its respective orientation. In particular, information about the passive electromagnetic compatibility of the test object can be obtained by receiving or measuring the reflected radiation.
Gemäß vorteilhaften derartigen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Anlage bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist/wird mindestens eine jeweilige Frequenz der durch die mindestens eine Sendeantenne abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs (automatisch, teilautomatisch oder manuell) einstellbar/ eingestellt.According to advantageous such embodiments of a system according to the invention or a method according to the invention, at least one respective frequency of the electromagnetic radiation emitted by the at least one transmitting antenna is adjustable / set within a predetermined frequency range (automatically, partially automatically or manually).
Insbesondere kann ein erfindungsgemäßes Verfahren ein Bestrahlen des Prüflings mittels von der Sendeantenne abgestrahlter elektromagnetischer Strahlung einer ersten und einer zweiten (von der ersten verschiedenen) Frequenz (nacheinander oder gleichzeitig) umfassen; das vor und/oder das nach dem Ändern der Orientierung erfolgende Empfangen der reflektierten Strahlung kann dann jeweils ein Empfangen der reflektierten Strahlung der ersten und/oder der zweiten Frequenz sein. Insbesondere kann vorzugsweise das Ändern der Orientierung des Prüflings nach einem Bestrahlen des Prüflings mit elektromagnetischer Strahlung der ersten und der zweiten Frequenz sowie einem Empfangen der jeweils reflektierten Strahlung (der ersten und zweiten Frequenz) erfolgen.In particular, a method according to the invention can comprise irradiating the test object by means of electromagnetic radiation emitted by the transmitting antenna of a first and a second frequency (different from the first) (one after the other or simultaneously); receiving the reflected radiation before and / or after changing the orientation can then each be receiving the reflected radiation of the first and / or the second frequency. In particular, the change in the orientation of the test object can preferably take place after irradiating the test object with electromagnetic radiation of the first and the second frequency and after receiving the respectively reflected radiation (the first and second frequency).
Eine erfindungsgemäße EMV-Prüfhalle dient einer Durchführung von EMV-Messungen, beispielsweise an Hausgeräten, insbesondere Haushalts-Großgeräten wie z.B. Kühlschränken, Waschmaschinen, Herden und/oder Geschirrspülern. Die EMV-Prüfhalle umfasst eine Wandung, die eine Absorberkammer umschließt, sowie eine erfindungsgemäße Anlage gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen; als „Wandung“ werden in dieser Schrift Begrenzungsflächen der Absorberkammer in horizontaler und in vertikaler Richtung bezeichnet, insbesondere ist eine Deckenfläche ebenfalls unter diesen Begriff gefasst. Die Absorberkammer hat eine Innenhöhe, die höchstens 3,5m, höchstens 3m oder sogar höchstens 2m beträgt. Insbesondere sind in der Absorberkammer vorzugsweise die mindestens eine Antenne und mindestens ein Teil der Trägereinrichtung angeordnet oder anzuordnen. In Ausführungsformen, bei denen die Anlage wie oben erwähnt mindestens eine Sendeantenne umfasst, ist auch diese vorzugsweise in der Absorberkammer angeordnet oder anzuordnen.An EMC test hall according to the invention is used to carry out EMC measurements, for example on household appliances, in particular large household appliances such as refrigerators, washing machines, stoves and / or dishwashers. The EMC test hall comprises a wall that encloses an absorber chamber, as well as a system according to the invention according to one of the embodiments disclosed in this document; Boundary surfaces of the absorber chamber in the horizontal and in the vertical direction are referred to as “wall” in this document, in particular a ceiling surface is also included under this term. The absorber chamber has an internal height that is at most 3.5 m, at most 3 m or even at most 2 m. In particular, the at least one antenna and at least part of the carrier device are preferably arranged or are to be arranged in the absorber chamber. In embodiments in which the system comprises at least one transmitting antenna, as mentioned above, this is also preferably arranged or to be arranged in the absorber chamber.
Die Absorberkammer einer erfindungsgemäßen EMV-Prüfhalle kann zudem eine Innenabmessung in einer horizontalen Richtung (im Falle einer Absorberkammer mit rechteckiger Grundfläche beispielsweise deren Breite (als kürzere von zwei zueinander senkrechten Seitenlängen)) haben, die höchstens 5m, höchstens als 3m oder sogar höchstens 2m beträgt.The absorber chamber of an EMC test hall according to the invention can also have an internal dimension in a horizontal direction (in the case of an absorber chamber with a rectangular base, for example its width (as a shorter of two mutually perpendicular side lengths)) that is at most 5m, at most 3m or even at most 2m .
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen weist die Wandung an ihrer der Absorberkammer zugewandten Wandungsfläche eine Mehrzahl an Absorbern auf.According to advantageous embodiments, the wall has a plurality of absorbers on its wall surface facing the absorber chamber.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann vorzugsweise in einer Absorberkammer mit derartigen Abmessungen durchgeführt werden. Analog ist eine erfindungsgemäße Anlage bevorzugt dazu eingerichtet, mindestens mit ihrer Antenne und zumindest einem (den jeweiligen Prüfling haltenden) Teil der Trägereinrichtung in einer Absorberkammer angeordnet zu werden, die eine solchen (Innen-) Höhe und/oder (Innen-) Abmessung in einer horizontalen Richtung aufweist.A method according to the invention can preferably be carried out in an absorber chamber with such dimensions. Similarly, a system according to the invention is preferably set up to be arranged at least with its antenna and at least one part of the carrier device (holding the respective test object) in an absorber chamber which has such an (internal) height and / or (internal) dimension in a having horizontal direction.
Die Trägereinrichtung einer erfindungsgemäßen Anlage umfasst vorzugsweise Fixiermittel zum Fixieren des jeweiligen Prüflings, so dass dieser also auch bei einer Drehung in vertikaler Richtung (also bei einem Kippen) von der Trägereinrichtung gehalten wird. Die Fixiermittel können beispielsweise mindestens einen Gurt und/oder mindestens eine Klemme umfassen.The carrier device of a system according to the invention preferably comprises fixing means for fixing the respective test specimen, so that it is also held by the carrier device when it is rotated in the vertical direction (that is, when it is tilted). The fixing means can for example comprise at least one belt and / or at least one clamp.
Zum Ändern der Orientierung des jeweiligen Prüflings relativ zur Messeinrichtung kann die Trägereinrichtung manuell und/oder maschinell verstellbar sein. Dabei kann in mindestens eine Richtung (z.B. eine horizontale und/oder vertikale Richtung) eine kontinuierliche Änderung einer jeweiligen Orientierung des Prüflings jeweils zum Durchführen einer Messung möglich sein, und/oder es können Orientierungsänderungen in mindestens eine (ggf. andere) Richtung lediglich in vorgegebenen Schritten (also gestuft) einstellbar sein; zwischen derartigen Schritten kann dann die Trägereinrichtung (zum Durchführen mindestens einer Messung) vorzugsweise jeweils einrasten.To change the orientation of the respective test object relative to the measuring device, the carrier device can be carried out manually and / or mechanically be adjustable. In this case, a continuous change of a respective orientation of the test object can be possible in at least one direction (e.g. a horizontal and / or vertical direction) to carry out a measurement, and / or orientation changes in at least one (possibly other) direction can only be predetermined Steps (i.e. staggered) can be set; The carrier device can then preferably lock in between such steps (for performing at least one measurement).
Insbesondere kann der jeweilige Prüfling mittels der Trägereinrichtung beispielsweise in horizontaler Richtung kontinuierlich (um einen beliebigen Winkel zumindest innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs) oder in mehreren Schritten (z.B. um insgesamt 180° oder insgesamt 360°) drehbar sein. Analog kann der jeweilige Prüfling in vertikaler Richtung mittels der Trägereinrichtung kontinuierlich oder in mehreren Schritten (z.B. um zwei mal 45°, um sechs mal 15° oder um neun mal 10°) drehbar sein. Relativ große Drehwinkel ermöglichen eine Zeitersparnis bei der jeweiligen Messung. Relativ kleine Drehwinkel hingegen sind insbesondere bei relativ hohen Frequenzen vorteilhaft, weil die Strahlung dann stark gebündelt sein kann, so dass sie nur erfasst wird, wenn eine jeweilige Strahlenquelle am Prüfling in ihrer jeweils aktuellen Orientierung in einer Hauptachse der mindestens einen Antenne liegt.In particular, the respective test specimen can be rotated in a horizontal direction, for example, continuously (by any angle at least within a predetermined angular range) or in several steps (e.g. by a total of 180 ° or a total of 360 °) by means of the carrier device. Similarly, the respective test item can be rotated in the vertical direction continuously or in several steps (e.g. by two times 45 °, six
Im Falle einer maschinellen Verstellbarkeit der Trägereinrichtung umfasst die Anlage vorzugsweise eine (beispielsweise elektrische) Antriebseinrichtung für die Trägereinrichtung.In the case of machine adjustability of the carrier device, the system preferably comprises a (for example electrical) drive device for the carrier device.
Insbesondere kann die Anlage vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, automatisch oder teilautomatisch (also unter Einbeziehung mindestens einer Eingabe eines Anwenders) einen jeweiligen Drehwinkel (in horizontaler und/oder vertikaler Richtung) zum Ändern der Orientierung des Prüflings abhängig von einer zu erfassenden Frequenz auszuwählen. In den genannten Ausführungsformen mit Antriebseinrichtung für die Trägereinrichtung kann eine derartige Steuerung in die Antriebseinrichtung integriert sein oder in eine Rechnereinheit, die eine Kommunikationsverbindung mit der Antriebseinrichtung hat; über die Kommunikationsverbindung kann dann der jeweils ausgewählte Drehwinkel an die Antriebseinrichtung übermittelt und somit eingestellt werden.In particular, the system can preferably include a control device which is set up to automatically or semi-automatically (i.e. including at least one input from a user) a respective angle of rotation (in the horizontal and / or vertical direction) for changing the orientation of the test object depending on the one to be detected Frequency. In the aforementioned embodiments with a drive device for the carrier device, such a control can be integrated in the drive device or in a computer unit which has a communication link with the drive device; The selected angle of rotation can then be transmitted to the drive device via the communication connection and thus set.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren kann entsprechend dem Obigen das Ändern der Orientierung des Prüflings in vertikaler Richtung in entsprechenden Schritten erfolgen. Das Verfahren kann insbesondere ein Auswählen eines jeweiligen Drehwinkels abhängig von einer zu erfassenden Frequenz umfassen.In a method according to the invention, the orientation of the test specimen can be changed in the vertical direction in corresponding steps in accordance with the above. The method can in particular include selecting a respective angle of rotation as a function of a frequency to be detected.
Der Prüfling, also die jeweils zu prüfende Vorrichtung, kann insbesondere ein Funkmodul zum Einbau in ein Gerät oder ein Endprodukt wie insbesondere ein Haushaltsgerät mit Funkmodul sein, mittels dessen das Haushaltsgerät vernetzt werden kann. Ein derartiges Funkmodul kann beispielsweise dazu dienen, Kontroll- und/oder Aktionsdaten zu übermitteln, mit denen ein Anwender informiert bzw. ein Dienstleister in einer vorbestimmten Weise automatisch zu einer Leistung beauftragt werden kann.The test item, that is to say the device to be tested in each case, can in particular be a radio module for installation in a device or an end product such as in particular a household appliance with a radio module, by means of which the household appliance can be networked. Such a radio module can be used, for example, to transmit control and / or action data with which a user can be informed or a service provider can be automatically commissioned to perform a service in a predetermined manner.
Der Prüfling kann vorzugsweise ein Hausgerät, insbesondere ein Haushaltsgroßgerät wie beispielsweise eine Geschirrspülmaschine, eine Waschmaschine, ein Küchenherd, ein Kühlschrank oder ein Gefriergerät sein; vorzugsweise umfasst der Prüfling in diesen Fällen ein Funkmodul.The test item can preferably be a household appliance, in particular a large household appliance such as a dishwasher, washing machine, kitchen stove, refrigerator or freezer; In these cases, the test item preferably comprises a radio module.
Die mindestens eine Antenne ist vorzugsweise dazu eingerichtet, wenigstens eine Frequenz zu empfangen. Eine derartige Frequenz kann beispielsweise mindestens 1,5GHz, mindestens 2 GHz oder sogar mindestens 2,5GHz betragen.The at least one antenna is preferably set up to receive at least one frequency. Such a frequency can be, for example, at least 1.5 GHz, at least 2 GHz or even at least 2.5 GHz.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Messeinrichtung dazu eingerichtet, für wenigstens eine Frequenz und mindestens eine Polarisation der vom jeweiligen Prüfling ausgesandten und/oder reflektierten elektromagnetischen Strahlung einen Betrag und/oder eine Richtung einer elektrischen und/oder einer magnetischen Feldstärke zu erfassen.According to advantageous embodiments of the present invention, the measuring device is set up to detect an amount and / or a direction of an electrical and / or a magnetic field strength for at least one frequency and at least one polarization of the electromagnetic radiation emitted and / or reflected by the respective test object.
Alternativ oder zusätzlich kann die Messeinrichtung einer erfindungsgemäßen Anlage vorzugsweise dazu eingerichtet sein, für vom jeweiligen Prüfling ausgesandte und/oder reflektierte elektromagnetische Strahlung wenigstens einer Frequenz mindestens eine (elektrische und/oder magnetische) Polarisation zu erfassen; die mindestens eine Antenne kann dazu manuell und/oder maschinell jeweils mittels einer Verstelleinrichtung, z.B. eines Polarisationsstellers verstellbar sein. Im Falle der maschinellen Verstellbarkeit kann die Anlage eine (vorzugsweise elektrische) Antriebseinheit für die Verstelleinrichtung umfassen.Alternatively or additionally, the measuring device of a system according to the invention can preferably be set up to detect at least one (electrical and / or magnetic) polarization for at least one (electrical and / or magnetic) polarization for electromagnetic radiation emitted and / or reflected by the respective test object; the at least one antenna can be adjusted manually and / or automatically by means of an adjustment device, e.g. a polarization adjuster. In the case of machine adjustability, the system can comprise a (preferably electric) drive unit for the adjustment device.
Insbesondere kann die mindestens eine Antenne zum Erfassen von zwei oder mehr (verschiedenen) Polarisationen (z.B. insbesondere von einer horizontalen und einer vertikalen Polarisation) einer jeweiligen Strahlung einstellbar sein, beispielsweise durch Verschwenkung der mindestens einen Antenne.In particular, the at least one antenna can be set to detect two or more (different) polarizations (e.g., in particular, a horizontal and a vertical polarization) of a respective radiation, for example by pivoting the at least one antenna.
Eine Verschwenkung der mindestens einen Antenne kann dabei jeweils kontinuierlich oder stufenweise möglich sein, beispielsweise können genau zwei Stufen (z.B. entsprechend einer Verschwenkung um 0° und 90°), genau drei Stufen (z.B. entsprechend einer Verschwenkung um 0°, um 45° und um 90°), genau vier Stufen (z.B. jeweils um 30° versetzt), genau sieben Stufen (z.B. jeweils um 15° versetzt), genau 10 Stufen (z.B. jeweils um 10° versetzt) oder genau 19 Stufen (jeweils um 5° versetzt) einstellbar sein. Die Antenne bzw. ein zugehöriger Polarisationssteller kann jeweils dazu eingerichtet sein, in den einzelnen Stufen lösbar einzurasten. Kleinere Drehwinkel ermöglichen dabei insbesondere ein Erfassen des Abstrahlverhaltens auch aus kleinen bzw. schmalen Öffnungen des jeweiligen Prüflings, die also relativ kleine Öffnungswinkel aufweisen.A pivoting of the at least one antenna can be possible continuously or in steps, for example exactly two steps (e.g. corresponding to a pivoting by 0 ° and 90 °), exactly three steps (e.g. corresponding to a pivoting of 0 °, 45 ° and 90 °), exactly four steps (e.g. each offset by 30 °), exactly seven steps (e.g. each offset by 15 °), exactly 10 steps (e.g. each offset by 10 ° ) or exactly 19 steps (each offset by 5 °) can be set. The antenna or an associated polarization controller can each be set up to releasably lock into place in the individual stages. Smaller angles of rotation make it possible, in particular, to detect the radiation behavior even from small or narrow openings of the respective test object, which therefore have relatively small opening angles.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen ist eine erfindungsgemäße Anlage dazu eingerichtet, einen jeweiligen Verschwenkungswinkel automatisch oder teilautomatisch zu bestimmen, beispielsweise abhängig von einer jeweils zu erfassenden Frequenz. In den oben genannten Ausführungsvarianten mit Verstelleinrichtung für die mindestens eine Antenne ist die Anlage vorzugsweise dazu eingerichtet, einen jeweils derart bestimmten Verschwenkungswinkel (bezogen auf einen vorbestimmten Nullwinkel) mittels der Verstelleinrichtung zu bewirken.According to advantageous embodiments, a system according to the invention is set up to determine a respective swivel angle automatically or partially automatically, for example as a function of a frequency to be detected in each case. In the above-mentioned embodiment variants with an adjustment device for the at least one antenna, the system is preferably set up to produce a pivot angle determined in each case in this way (based on a predetermined zero angle) by means of the adjustment device.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann analog ein derartiges Erfassen bzw. Verstellen der mindestens einen Antenne umfassen. Dabei kann ein jeweiliger Verschwenkungswinkel der Antenne in Abhängigkeit von einer jeweils zu erfassenden Frequenz bestimmt (und ggf. bewirkt) werden.A method according to the invention can analogously include such a detection or adjustment of the at least one antenna. A respective pivot angle of the antenna can be determined (and possibly caused) as a function of a frequency to be detected in each case.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Messeinrichtung dazu eingerichtet, für vom jeweiligen Prüfling ausgesandte und/oder reflektierte elektromagnetische Strahlung wenigstens einer Frequenz verschiedene Polarisationen zu erfassen, zu den verschiedenen erfassten Polarisationen jeweils eine elektrische (und/oder magnetische) Feldstärke (bzgl. deren Betrag und/oder Richtung) zu messen sowie die so gemessenen elektrischen (bzw. magnetischen) Feldstärken vektoriell miteinander zu verrechnen. Auf diese Weise können besonders präzise Informationen über das Abstrahlverhalten des jeweiligen Prüflings gewonnen werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann analog ein derartiges vektorielles Verrechnen von zu verschiedenen erfassten Polarisationen gemessenen elektrischen (und/oder magnetischen) Feldstärken umfassen.According to advantageous embodiments of the present invention, the measuring device is set up to detect different polarizations for at least one frequency emitted and / or reflected electromagnetic radiation from the respective test object, an electric (and / or magnetic) field strength (with respect to the different polarizations detected) Amount and / or direction) as well as vectorially offset the electrical (or magnetic) field strengths measured in this way. In this way, particularly precise information about the emission behavior of the respective test object can be obtained. A method according to the invention can analogously include such a vectorial calculation of electrical (and / or magnetic) field strengths measured for different detected polarizations.
Die Messeinrichtung kann als die mindestens eine Antenne eine Dipolantenne und/oder eine logarithmisch-periodische Antenne (also eine sogenannte „LogPer-Antenne“) umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Antenne eine zirkular polarisierte Antenne (z.B. eine Helixantenne) und/oder eine elektrische Feldsonde umfassen; derartige Ausführungsformen ermöglichen eine vereinfachte und/oder beschleunigte dreidimensionale Messung, bei der lediglich ein Betrag einer Feldstärke (und nicht deren Richtung) erfasst wird.The measuring device can comprise, as the at least one antenna, a dipole antenna and / or a logarithmic-periodic antenna (that is to say a so-called “LogPer antenna”). Alternatively or additionally, the antenna can comprise a circularly polarized antenna (e.g. a helix antenna) and / or an electric field probe; Such embodiments enable a simplified and / or accelerated three-dimensional measurement in which only an amount of a field strength (and not its direction) is recorded.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Anlage umfasst die Messeinrichtung eine (elektronische) Rechnereinheit, die dazu eingerichtet, auf Grundlage von mittels der mindestens Antenne erfasster elektromagnetischer Strahlung (insbesondere z.B. deren elektrischer und/oder magnetischer Feldstärke/n) mindestens eine graphisch (als wenigstens ein Diagramm) darstellbare Datei zu erzeugen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann analog ein derartiges Erzeugen einer solchen Datei umfassen. Die Datei kann jeweils dazu eingerichtet sein, bei ihrer graphischen Darstellung ein Abstrahlverhalten (insbesondere einen jeweiligen elektrischen oder magnetischen Feldstärkewert) des jeweiligen Prüflings aus verschiedenen Richtungen, bezüglich verschiedener Frequenzen und/oder Polarisationen visuell durch mehreren Ansichten und/oder Farben anzuzeigen. Auf diese Weise können einem Anwender die Strahlungseigenschaften des jeweiligen Prüflings unmittelbar visuell kenntlich gemacht werden.According to advantageous embodiments of a system according to the invention, the measuring device comprises an (electronic) computer unit which is set up to generate at least one graphical (as at least one diagram) based on electromagnetic radiation detected by means of the at least antenna (in particular, for example, its electrical and / or magnetic field strength (s)) ) to generate a displayable file. A method according to the invention can analogously include such a generation of such a file. The file can each be set up to visually display a radiation behavior (in particular a respective electrical or magnetic field strength value) of the respective test object from different directions, with regard to different frequencies and / or polarizations, by means of several views and / or colors. In this way, the radiation properties of the respective test specimen can be made immediately and visually recognizable to a user.
Die Messeinrichtung kann dann dazu eingerichtet sein, die Datei (z.B. auf einem Wechseldatenträger) zu speichern, so dass diese auf einer (separaten) Anzeigevorrichtung dargestellt werden kann, und/oder die Messeinrichtung kann eine (drahtlos oder kabelgebunden operierende) Sendevorrichtung zum Übermitteln der Datei an eine Anzeigevorrichtung umfassen.The measuring device can then be set up to save the file (e.g. on a removable storage medium) so that it can be displayed on a (separate) display device, and / or the measuring device can be a (wireless or wired) transmitting device for transmitting the file to include a display device.
Insbesondere kann eine erfindungsgemäße Anlage eine solche Anzeigevorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, die Datei graphisch darzustellen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann analog ein solches Speichern, Übermitteln und/oder Darstellen der Datei umfassen.In particular, a system according to the invention can include such a display device which is set up to graphically display the file. A method according to the invention can analogously include such a storage, transmission and / or display of the file.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen EMV-Prüfhalle ist eine (gemäß vorteilhaften Ausführungsformen von der Anlage umfasste, vorzugsweise elektrische) Antriebseinrichtung für die Trägereinrichtung, mit der die Orientierung des jeweiligen Prüflings maschinell zu ändern ist, mindestens teilweise außerhalb der Absorberkammer angeordnet. Entsprechendes gilt (alternativ oder zusätzlich) für eine ggf. umfasste (vorzugsweise elektrische) Antriebseinrichtung für eine Verstelleinrichtung für die mindestens eine Antenne, für eine ggf. umfasste (elektronische) Rechnereinheit der Messeinrichtung (insbesondere zum Erzeugen einer graphisch darstellbaren Datei) und/oder für eine ggf. umfasste Anzeigevorrichtung der Anlage. Durch eine derartige Anordnung von elektrischen Einheiten außerhalb der Absorberkammer können Störeinflüsse auf die von der mindestens einen Antenne jeweils empfangene Strahlung verhindert werden.According to advantageous embodiments of an EMC test hall according to the invention, a drive device (preferably electric) for the carrier device (which is included in the system according to advantageous embodiments), with which the orientation of the respective test object can be changed mechanically, is arranged at least partially outside the absorber chamber. The same applies (alternatively or additionally) to a possibly included (preferably electrical) drive device for an adjustment device for the at least one antenna, for a possibly included (electronic) computer unit of the measuring device (in particular for generating a graphically displayable file) and / or for a possibly included display device of the system. Such an arrangement of electrical units outside the absorber chamber can prevent interfering influences on the radiation received by the at least one antenna.
Die mindestens eine Antenne einer erfindungsgemäßen Anlage kann eine feste Position relativ zur Trägereinrichtung haben oder in ihrer Position relativ zur Trägereinrichtung veränderlich sein. Analog kann die Antenne bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine feste Position beibehalten, oder das Verfahren kann ein Ändern einer Position der Antenne umfassen.The at least one antenna of a system according to the invention can have a fixed position relative to the carrier device or can be variable in its position relative to the carrier device. Analogously, the antenna can maintain a fixed position when carrying out a method according to the invention, or the method can include changing a position of the antenna.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen ist ein Abstand der mindestens einen Antenne vom Prüfling veränderbar. Insbesondere ist dabei vorzugsweise ein Abstand von mindestens 2,5m, mindestens 3m oder mindestens 4m zur mindestens einen Antenne einstellbar. Auf diese Weise kann ein Fernfeld des Prüflings geeignet erfasst werden.According to advantageous embodiments, a distance between the at least one antenna and the test object can be changed. In particular, a distance of at least 2.5 m, at least 3 m or at least 4 m from the at least one antenna can preferably be set. In this way, a far field of the test object can be appropriately detected.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Anlage dazu eingerichtet, die vom jeweiligen Prüfling ausgesandte und/oder reflektierte elektromagnetische Strahlung in dessen Fernfeld zu erfassen sowie auf Grundlage dieser im Fernfeld empfangenen elektromagnetischen Strahlung automatisch oder teilautomatisch (also ggf. unter Einbeziehung einer oder mehrerer Eingaben eines Anwenders) eine oder mehrere Abstrahl- bzw. Reflexionseigenschaft/en des Prüflings in dessen Nahfeld zu bestimmen. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren kann analog das Empfangen der elektromagnetischen Strahlung im Fernfeld des Prüflings erfolgen, und das Verfahren kann dann ferner ein Bestimmen einer oder mehrerer Abstrahl- bzw. Reflexionseigenschaften des Prüflings in dessen Nahfeld auf Grundlage der im Fernfeld empfangenen elektromagnetischen Strahlung umfassen. Die auf diese Weise gewonnenen Informationen können beispielsweise für die Entwicklung von Konstruktionsänderungen für einen Typ, zu dem der jeweilige Prüfling gehört, genutzt werden, indem beispielsweise bestimmte geometrische Ausbildungen und Formen des Prüfers anhand des bestimmten Nahfeldes als nachteilig erkannt werden.According to advantageous embodiments of the present invention, the system is set up to detect the electromagnetic radiation emitted and / or reflected by the respective test object in its far field and, on the basis of this electromagnetic radiation received in the far field, automatically or semi-automatically (i.e. possibly including one or more inputs of a user) to determine one or more radiation or reflection properties of the test object in its near field. In a method according to the invention, the electromagnetic radiation can be received in the far field of the test object, and the method can then further include determining one or more radiation or reflection properties of the test object in its near field on the basis of the electromagnetic radiation received in the far field. The information obtained in this way can be used, for example, to develop design changes for a type to which the respective test object belongs, for example by recognizing certain geometric configurations and shapes of the tester as disadvantageous based on the determined near field.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es versteht sich, dass einzelne Elemente und Komponenten auch anders kombiniert werden können als dargestellt.In the following, preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to a drawing. It goes without saying that individual elements and components can also be combined differently than shown.
Es zeigt schematisch:
-
1 : eine exemplarischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage bei einer EMV-Messung.
-
1 : an exemplary embodiment of a system according to the invention during an EMC measurement.
In der
Die Anlage
Die Messeinrichtung
Die Anlage
Wie in der
Die Antriebseinheit
Alternativ oder zusätzlich zu einer maschinellen Verstellbarkeit der Trägereinrichtung
Im von der Trägereinrichtung
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Anlage
Die Messeinrichtung
In vielen Anwendungsfällen genügt die Erfassung lediglich des jeweiligen Betrages der elektrischen und/oder magnetischen Feldstärke, ohne eine Richtung des jeweiligen Feldvektors. Dies vereinfacht die Messung und ermöglicht eine schnelle Untersuchung des Prüflings. Als die mindestens eine Antenne kann die Messeinrichtung dann beispielsweise eine Helixantenne und/oder eine elektrische Feldsonde umfassen, die dann jeweils unverstellbar (fixiert) sein können.In many applications, it is sufficient to record only the respective amount of the electric and / or magnetic field strength, without a direction of the respective field vector. This simplifies the measurement and enables the test item to be examined quickly. As the at least one antenna, the measuring device can then comprise, for example, a helix antenna and / or an electric field probe, which can then each be non-adjustable (fixed).
Bei dem in der
Jeweils von der Messeinrichtung erfasste Werte (z.B. elektrische und/oder magnetische Feldstärken und/oder Polarisationen), die das durch die Antenne
In der in der
Offenbart ist eine Anlage
Offenbart sind ferner eine EMV-Prüfhalle und ein Verfahren zum Messen eines elektromagnetischen Abstrahlverhaltens eines Prüflings
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Prüfling Test item
- 1010
- MesseinrichtungMeasuring device
- 1111
- Antenneantenna
- 1212th
- PolarisationsstellerPolarization controller
- 1313th
- elektronische Rechnereinheitelectronic computing unit
- 1414th
- EingabemittelInput means
- 1515th
- AntriebseinheitDrive unit
- 1616
- Steckverbindung Connector
- 2020th
- TrägereinrichtungCarrier device
- 2121
- DrehtellerTurntable
- 2222nd
- DrehstellerTurntable
- 2323
- KippmechanismusTilt mechanism
- 2424
- AntriebseinrichtungDrive device
- 2525th
- Steckerverbindung Plug connection
- 3030th
- Anzeigevorrichtung Display device
- 100100
- Anlage system
- aa
-
Abstand
a des Prüflings1 von der Antenne11 distancea of the test item1 from theantenna 11
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020202994.6A DE102020202994A1 (en) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | System, test hall and method for measuring electromagnetic radiation behavior |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020202994.6A DE102020202994A1 (en) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | System, test hall and method for measuring electromagnetic radiation behavior |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020202994A1 true DE102020202994A1 (en) | 2021-09-16 |
Family
ID=77456888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020202994.6A Pending DE102020202994A1 (en) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | System, test hall and method for measuring electromagnetic radiation behavior |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020202994A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140256373A1 (en) | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Apple, Inc. | Test System Having Test Stations With Adjustable Antennas |
-
2020
- 2020-03-10 DE DE102020202994.6A patent/DE102020202994A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140256373A1 (en) | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Apple, Inc. | Test System Having Test Stations With Adjustable Antennas |
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