DE1275167B

DE1275167B - Collapsible, shielded measuring room for measuring electromagnetic waves

Info

Publication number: DE1275167B
Application number: DE1963S0084525
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Herbert Simon; Dipl-Ing Guenter Vollhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-04-02
Filing date: 1963-04-02
Publication date: 1968-08-14

Description

Zusammenlegbarer, abgeschirmter Meßraum zur Messung von elektromagnetischen Wellen Die Erfindung betrifft einen zusammenlegbaren, abgeschirmten Meßraum zur Messung von elektromagnetischen Wellen, insbesondere bei Frequenzen im MHz- und GHz-Bereich, bestehend aus elektrisch gut leitfähigen Abschirmwänden.Collapsible, shielded measuring room for measuring electromagnetic Shafts The invention relates to a collapsible, shielded measuring room for Measurement of electromagnetic waves, especially at frequencies in the MHz and GHz range, consisting of shielding walls with good electrical conductivity.

Zu Messungen von Störstrahlungen elektrischer Maschinen od. dgl., zur Messung von Antennenstrahlungsdiagrammen und ähnlichen Messungen dienen Meßräume, deren Wände äußere elektromagnetische Fremdfelder von Meßobjekt und Meßplatz abschirmen. Derartige Abschirmungen bestehen z. B. aus elektrisch gut leitfähigen Abschirmwänden. Derartige Meßräume sind überdies in vielen Fällen zur Anpassung an den »freien Raum« an den Abschirmwänden mit Absorberkörpern versehen. Diese Absorberkörper, die beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1029 433 beschrieben sind, dienen zur möglichst reflexionsfreien Dämpfung der vom Meßobjekt ausgehenden elektromagnetischen Wellen, so daß am Meßplatz weitgehend nur die direkt vom Meßobjekt auftreffenden elektromagnetischen Wellen gemessen werden. Die Messung wird dann nicht durch Wandreflexionen verfälscht, da die an den Abschirmwänden im wesentlichen spiegelnd reflektierten Wellen genügend stark, insbesondere mehr als 90%, gedämpft werden.For measurements of interference radiation from electrical machines or the like, measuring rooms are used for measuring antenna radiation diagrams and similar measurements, the walls of which shield external electromagnetic fields from the test object and the test site. Such shields exist z. B. from electrically conductive shielding walls. Such measuring rooms are also in many cases for adaptation to the "free space" provided with absorber bodies on the shielding walls. This absorber body, for example are described in the German patent specification 1029 433, serve to be as reflection-free as possible Attenuation of the electromagnetic waves emanating from the measuring object, so that at the measuring station largely only the electromagnetic waves impinging directly from the test object be measured. The measurement is then not falsified by wall reflections, because the waves reflected essentially specularly at the shielding walls are sufficient strongly, in particular more than 90%, are attenuated.

Ein derartig in Anpassung an den »freien Raum« ausgestalteter abgeschirmter Meßraum ist außerordentlich teuer.A shielded one designed in this way to adapt to the "free space" The measuring room is extremely expensive.

In manchen Fällen wird verlangt, derartige Meßräume um standfest verankerte Geräte, Antennen od. dgl. anzubringen. Dabei soll z. B. das Reflexionsvermögen derartiger Körper festgestellt werden, die unter Umständen benachbarte Empfangsantennen als Störstrahler beeinflussen. Aus diesem Grund ist ein transportabler abgeschirmter Meßraum erwünscht, der möglichst rasch an dem gewünschten Meßort aufgebaut werden kann. Ein derartiger Meßraum ist aus der »Elektrotechnischen Zeitschrift«, 1962, H.23, S. 630 bis 633, bekannt.In some cases it is required that such measuring rooms are firmly anchored Devices, antennas or the like to be attached. It should z. B. the reflectivity of such Bodies are detected, which may be considered as neighboring receiving antennas Influence stray emitters. Because of this, a portable is shielded Measurement room desired, which can be set up as quickly as possible at the desired measurement location can. Such a measuring room is from the "Elektrotechnische Zeitschrift", 1962, H.23, pp. 630 to 633, known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines zusammenlegbaren abgeschirmten Meßraumes, der sich durch ein sehr geringes Gewicht auszeichnet. Derartige Meßräume können außerordentlich groß sein. Neben dem Gewicht soll auch der Raumbedarf der einzelnen Meßraumteile, insbesondere der Transportkosten wegen, gering sein.The object of the invention consists in the formation of a collapsible shielded measuring room, which is characterized by a very low weight. Such Measuring rooms can be extremely large. In addition to weight, space should also be required of the individual measuring room parts, in particular because of the transport costs, be low.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem eingangs beschriebenen Meßraum dadurch erreicht, daß die Raumwände, wie an sich bekannt, luftdicht ausgebildet sind und der Meßraum oder die doppelwandig ausgebildeten Raumwände unter einem derartigen atmosphärischen überdruck p1 stehen, daß der Meßraum im wesentlichen ohne zusätzliche Stützelemente selbsttragend in der gewünschten Raumform verbleibt und daß die Meßrauminnenwände mit elektromagnetische Wellen absorbierenden Körpern verkleidet sind.According to the invention, this is done in the case of a measuring room described at the outset achieved in that the room walls, as known per se, are airtight are and the measuring space or the double-walled room walls under such a atmospheric pressure p1 stand that the measuring space essentially without additional Support elements remain self-supporting in the desired spatial shape and that the measuring room interior walls are clad with bodies absorbing electromagnetic waves.

Zum Schutz gegen Witterungseinflüsse ist es aus der USA.-Patentschrift 2 913 726 bekannt, Radarantennen mit ballonartigen, aufblasbaren Körpern aus Kunststoff, welche für elektromagnetische Strahlung durchlässig sind, zu umgeben. Desgleichen sind aus den französischen Patentschriften 1170 877, 1303 902 aufblasbare Antennen, welche mit reflektierenden Metallschichten belegt sind, bekannt. Weiterhin ist aus dem »Kunststoffberater«, 1960, S. 489 und 490, ein aufgeblasener Ballonsatellit aus metallisiertem Kunststoff bekannt, welcher zur Reflexion einfallender elektromagnetischer Strahlung dient. Die bekannten Anordnungen dienen anderen Zweckbestimmungen als die Erfindung. Des weiteren ist die Erfindung gegenüber dem Bekannten dahingehend weiter ausgebildet, daß die Innenwände des abgeschirmten Meßraumes mit Absorbern belegt sind.It is from the USA patent specification for protection against the effects of the weather 2 913 726 known, radar antennas with balloon-like, inflatable bodies made of plastic, which are transparent to electromagnetic radiation. Likewise are from French patents 1170 877, 1303 902 inflatable antennas, which are covered with reflective metal layers are known. It is still off dem »Kunststoffberater«, 1960, pp. 489 and 490, an inflated balloon satellite known from metallized plastic, which is used to reflect incident electromagnetic Radiation is used. The known arrangements serve other purposes than The invention. Furthermore, the invention is related to the known further developed that the inner walls of the shielded measuring room with absorbers are occupied.

Nach einer anderen Ausbildung der Erfindung sind die Meßraumwände doppelwandig luftdicht ausgebildet und stehen unter einem derartigen atmosphärischen überdruck p1, daß der Meßraum insbesondere ohne zusätzliche Stützelemente selbsttragend in der gewünschten Raumform verbleibt. Der atmosphärische überdruck kann also entweder im gesamten Meßraum vorhanden sein, oder dieser Überdruck ist nur in den doppelwandig ausgebildeten Raumwänden vorhanden, so daß diese etwa in der Art einer Luftmatratze selbsttragend die nötige Stabilität aufweisen. Nach Druckausgleich mit der Außenatmosphäre kann der Meßraum z. B. zusammengerollt werden. Die Innenwände des Meßraumes sind in einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung mit elektromagnetische Wellen absorbierenden Körpern, sogenannten Absorbern, verkleidet. Diese Körper können derart gestaltet und mit den Raumwänden mechanisch verbunden sein, daß sie ebenfalls entsprechende Hohlräume aufweisen und durch einen atmosphärischen Überdruck die notwendige Stabilität erhalten. Derartige absorbierende Körper bestehen z. B. aus kegel- oder pyramidenförmigen Elementen die mit der Basis an den Raumwänden angrenzen und mit den Spitzen in das Rauminnere weisen. Diese Elemente sind mit elektrischen Widerstandsschichten überzogen. Diese Schichten dienen der Absorption der einfallenden elektromagnetischen Wellen. Die Raumwände sind beispielsweise aus Kunststoffolien ausgebildet. Zur Abschirmung der äußeren Fremdfelder sind diese mit elektrisch gut leitfähigem Material überzogen.According to another embodiment of the invention, the measuring space walls double-walled airtight and stand under such an atmospheric overpressure p1 that the measuring space is self-supporting in particular without additional support elements remains in the desired spatial shape. The atmospheric pressure can either be present in the entire measuring room, or this overpressure is only in the double-walled trained room walls available, so that they are roughly in the manner of an air mattress self-supporting have the necessary stability. After pressure equalization with the outside atmosphere can the measuring room z. B. be rolled up. The inner walls of the Measuring room are in a particularly advantageous embodiment of the invention with electromagnetic Waves absorbing bodies, so-called absorbers, disguised. These bodies can designed in such a way and mechanically connected to the walls of the room that they also have corresponding cavities and by an atmospheric pressure obtain the necessary stability. Such absorbent bodies consist, for. B. off conical or pyramid-shaped elements that border the base of the room walls and point with the tips into the interior of the room. These items come with electrical Coated resistive layers. These layers serve to absorb the incident electromagnetic waves. The walls of the room are made of plastic sheeting, for example educated. For shielding the external external fields, these are electrically good coated with conductive material.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß bei einer im wesentlichen rechteckigen Grundfläche des Meßraumes die Seiten- und gegebenenfalls Rückwände neben bzw. hinter dem Meßöbjekt MO und Meßplatz MP derart von den Rechteckparallelen abweichend verlaufen, daß die vom Meßobjekt zum Meßplatz gelangenden, an den Abschirmwänden im wesentlichen spiegelnd reflektierten Wellen mehr als einmal reflektiert werden. Diese Seiten- bzw. Rückwände werden z. B. mit Einbuchtungen nach dem Rauminneren versehen, so daß die vom Meßobjekt ausgehenden elektromagnetischen Wellen mehrmals reflektiert werden, ehe sie zum Meßplatz gelangen. In diesem Fall ist es möglich, die Verkleidung der Abschirmwände mit Absorberelementen weitgehend zu vermindern. Es werden dann z. B. nicht mehr als 90%, sondern beispielsweise nur mehr als 50 % der auf die Abschirmwand einfallenden Strahlen absorbiert. Da die Wellen jedoch mehrfach reflektiert werden, wird insgesamt eine genügende Dämpfung der vom Meßobjekt zum Meßplatz indirekt gelangenden Wellen erreicht.A further particularly advantageous embodiment of the invention consists in the fact that, in the case of an essentially rectangular base area of the measuring space, the side and, if applicable, rear walls next to or behind the measuring object MO and measuring station MP run differently from the rectangular parallels in such a way that the ones coming from the measuring object to the measuring station, at the shielding walls essentially specularly reflected waves are reflected more than once. These side and rear walls are z. B. provided with indentations to the interior of the room, so that the electromagnetic waves emanating from the object to be measured are reflected several times before they reach the measuring station. In this case it is possible to largely reduce the amount of cladding on the shielding walls with absorber elements. There are then z. B. absorbed not more than 90%, but for example only more than 50% of the rays incident on the shielding wall. However, since the waves are reflected several times, sufficient damping of the waves indirectly arriving from the object to be measured is achieved.

In den F i g. 1 bis 4 sind Beispiele für die Erfindung dargestellt.In the F i g. 1 to 4 are shown examples of the invention.

In der F i g. 1 ist schematisch die Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Meßraum angegeben, bei dem in der Darstellung der Deutlichkeit halber die Meßraumdecke entfernt ist. Der Meßraum besteht aus elektromagnetische Wellen abschirmenden Dämpfungswänden 1. Diese Wände sind luftdicht ausgebildet und weisen an ihren dem Meßraum zugewandten Seiten Absorberelemente auf. Über die Öffnung 2 kann der Meßraum aus dem Kompressor 3 unter einen atmosphärischen Überdruck pi gebracht werden. An der Meßraumvorderseite ist eine Tür 4 angeordnet, durch die Meßobjekte, Meßgeräte, die die Messung vornehmenden Personen u. dgl. in den Meßraum gelangen können. Diese Tür wird bei Herstellung des atmosphärischen Überdruckes ebenfalls luftdicht verschlossen. Das Meßobjekt MO besteht in diesem Beispiel aus mit einem Sender ausgerüsteten Kraftfahrzeug 5, das in den Meßraum eingefahren ist. Von diesem Meßobjekt gelangen zum Meßplatz MP elektromagnetische Wellen nicht nur direkt y d, sondern auch indirekt y1 über die Wandteile. Diese über die Wandteile 1 gelangenden elektromagnetischen Wellen y i erfahren durch die in dem Ausschnitt A in F i g. 2 und 3 dargestellten Absorberkörper eine genügende Dämpfung. In der F i g. 2 ist ein Ausschnitt aus diesen Wandteilen 1, die aus Kunststoff mit einem Metallüberzug bestehen, dargestellt. Auf diesen Kunststoffwandteilen sind kegelartige, nach dem Meßrauminneren weisende Dämpfungskörper 6 angeordnet, die mit elektrischen Widerstandsschichten 7 versehen sind.In FIG. 1 shows a schematic plan view of a measuring room according to the invention, in which the measuring room ceiling has been removed in the illustration for the sake of clarity. The measuring space consists of damping walls 1 that shield electromagnetic waves. These walls are airtight and have absorber elements on their sides facing the measuring space. Via the opening 2, the measuring space from the compressor 3 can be brought under an atmospheric overpressure pi. On the front of the measuring room there is a door 4 through which objects to be measured, measuring devices, persons performing the measurements and the like can get into the measuring room. This door is also closed airtight when the atmospheric pressure is established. In this example, the test object MO consists of a motor vehicle 5 equipped with a transmitter that has entered the measurement space. From this measuring object to the measuring station MP electromagnetic waves not only reach yd directly, but also indirectly y1 via the wall parts. These electromagnetic waves yi passing through the wall parts 1 are experienced by the electromagnetic waves yi shown in the section A in FIG. 2 and 3 shown absorber body a sufficient damping. In FIG. 2 shows a section of these wall parts 1, which are made of plastic with a metal coating. On these plastic wall parts, cone-like damping bodies 6, which point towards the interior of the measuring space and are provided with electrical resistance layers 7, are arranged.

In der F i g. 3 ist im Ausschnitt eine Aufsicht auf die in der F i g. 2 dargestellten Anordnung von der Rückseite, d. h. der Außenseite des Meßraumes gesehen, angegeben. Die mit elektrisch gut leitfähigem Material bedeckte Kunststoffschicht 1 ist der Deutlichkeit halber abgehoben und nicht dargestellt.In FIG. 3 is a detail of a plan view of the FIG G. 2 from the rear, d. H. the outside of the measuring room seen, stated. The plastic layer covered with a highly electrically conductive material 1 is raised and not shown for the sake of clarity.

In F i g. 4 ist eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung dargestellt. Dabei steht der Meßraum selbst nicht unter atmosphärischem Überdruck. Die Raumwände 1 sind doppelwandig, 1 a und 1 b luftdicht ausgebildet und mit Verbindungsstegen 8 versehen. Diese Wände werden über die Zuleitung 2 und den Kompressor 3 unter atmosphärischen überdruck pi gebracht. Die Wände verlaufen nicht vollständig parallel zu den Rechteckseiten des Meßraumes, sondern sind an den Seiten- und Rückwänden derart nach dem Meßrauminneren eingebuchtet ausgebildet, daß vom Meßobjekt MO zum Meßplatz MP indirekt gelangende Strahlen y1 mehr als einmal reflektiert und dabei gedämpft werden. Auch bei diesem Beispiel sollen die Meßrauminnenwände 1 b mit Absorbern verkleidet werden. Die Verkleidung kann hierbei sehr stark reduziert sein, so daß beispielsweise nur die eingebuchteten Wandteile mit Absorberelementen versehen oder die Absorberschichten mit einer relativ geringen Bautiefe ausgebildet sind. An den übrigen, den Rechteckparallelen entsprechenden Wandteilen können Türen 4 od. dgl. angeordnet sein, die dann nicht mit Absorberelementen ausgekleidet sind. Auf diese Weise werden beträchtliche Flächen von Absorberelementen eingespart. In derartigen erfindungsgemäßen Meßräumen können auch die Reflexionseigenschaften der verschiedensten Gegenstände, z. B. Fahrzeuge u. dgl., festgestellt werden. In. diesem Fall befindet sich z. B. Sende- und Empfangsantenne am Meßplatz MP. Der zu untersuchende Reflexionskörper wird am Meßobjektort MO aufgestellt.In Fig. 4 shows a particularly advantageous embodiment of the invention. The measuring room itself is not under atmospheric overpressure. The room walls 1 are double-walled, 1 a and 1 b are airtight and are provided with connecting webs 8. These walls are brought via the supply line 2 and the compressor 3 under atmospheric overpressure pi. The walls do not run completely parallel to the rectangular sides of the measuring room, but are indented on the side and rear walls towards the interior of the measuring room in such a way that rays y1 indirectly arriving from the object MO to the measuring station MP are reflected more than once and are attenuated in the process. In this example, too, the inner walls of the measuring room 1 b are to be clad with absorbers. The cladding can be greatly reduced, so that, for example, only the indented wall parts are provided with absorber elements or the absorber layers are designed with a relatively small overall depth. Doors 4 or the like can be arranged on the other wall parts corresponding to the rectangular parallels, which are then not lined with absorber elements. In this way, considerable areas of absorber elements are saved. In such measuring rooms according to the invention, the reflection properties of a wide variety of objects, such. B. vehicles and the like., Are determined. In. this case is z. B. transmitting and receiving antenna at the measuring station MP. The reflection body to be examined is set up at the test object location MO.

Claims

Claims: 1. Collapsible, shielded measuring room for measurement of electromagnetic waves, especially at frequencies in the MHz and GHz range, Consists of shielding walls with good electrical conductivity, which are not possible n -z e i c h n e t that the room walls, as known per se, are airtight are and the measuring space or the double-walled room walls under such a atmospheric pressure p1 stand that the measuring space essentially without additional Support elements remain self-supporting in the desired spatial shape and that the measuring room interior walls are clad with bodies absorbing electromagnetic waves.

2. Collapsible, Shielded measuring room according to claim 1, characterized in that the absorbing Bodies are also designed to be self-supporting due to excess atmospheric pressure.

3. Collapsible, shielded measuring room according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring room has a substantially rectangular base and the side and optionally rear walls next to or behind the test object (MO) and measuring station (MP) in such a way different from the rectangular parallels run that the waves reaching the measurement object to the measurement site and which are essentially specularly reflected on the shielding walls are reflected more than once. Documents considered: German Patent No. 1058 581; French Patent Nos. 1303 902, 1170 877; U.S. Patent No. 2,913,726; "Kunststoffberater", No. 10, October 1960, pp. 489 to 490; "Electronic Journal", 1962, volume 23, pp.630 to 633.