DE3130487A1

DE3130487A1 - Reflexionsarme, geschirmte, metallische simulationskammer fuer elektromagnetische strahlung

Info

Publication number: DE3130487A1
Application number: DE19813130487
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 7900 Ulm Nedtwig
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1981-07-23
Publication date: 1983-02-10
Also published as: DE3130487C2

Description

Reflexionsarme, geschirmte, metallische Simulationskammer
für elektromagnetische Strahlung Die Erfindung betrifft eine Simulationskammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Kammern werden benutzt zur Untersuchung elektrischer/elektronischer Geräte und elektronischer Baugruppen auf elektromagnetische Verträglichkeit (abgekürzt EMV bzw. englisch EMC). In solchen Kammern werden auch elektromagnetische Pulse (EMP), insbesondere der nukleare elektromagnetische Puls (NEMP) simuliert. Der NEMP, welcher bei der Explosion von Atombomben entsteht und nngeschützte elektronische Geräte sofort zerstören kann, weist eine spektrale Verteilung von Gleichspannung bis ca. 500 MHz auf, mit einem Intensitätsmaximum bei etwa 10 kHz.
Die genannten Simulationskammern, auch TEM-Zellen genannt, stellen im Prinzip Koaxialleitungen dar, deren Außenleiter zu einer Kammer aufgeweitet ist, in die ein zu untersuchender Gegenstand eingebracht werden kann. Die Kammern sind in der Regel vollständig nach außen abgeschirmt. Eine bekannte TEM-Zelle ist die Crawford-Zelle, vgl. IEEE Transactions on instrumentation and measurement, Vol. IM-26, No. 3, September 1977, Seiten 225 bis 230. Die Crawford-Zelle ist zu den Enden hin pyramidenartig verjüngt.
Infolge vielfältiger Reflexionen ergeben sich sehr inhomogene resultierende Feldstärkeverläufe in den bekannten Simulationskammern. Zur Glättung dieser Feldstärkeverläufe werden meist pyramidenförmige Absorber auf die Kammerwände aufgebracht, vgl. die bereits zitierte Druckschrift oder IEEE 1977, International Conference Symposium on EMC, N.Y;, USA, Seiten 73 bis 77. Derartige Absorber haben neben großen geometrischen Abmessungen den Nachteil, daß sie nur ungenügend wirksam sind. Ferner wird der Wellenwiderstand durch das Einbringen solcher Pyramidenabsorber in die Kammer nachteilig verändert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Simulationskammer der eingangs genannten Art mit möglichst homogener Feldstärkeverteilung zu schaffen.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche beinhalten Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren noch näher erläutert.
FIG. 1 zeigt einen Seitenschnitt einer erfindungsgemäßen Simulationskammer.
FIG. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Simulationskammer entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung.
FIG. 3 und 4 zeigen einen Seitenschnitt und einen Querschnitt einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Kammer.
FIG. 1 zeigt eine Simulationskammer mit einem Mittelleiter M und Wänden A, welche die Außenleiter einer aufgeweiteten Koaxialleitung darstellen. Gemäß der Erfindung werden am Ende dieser Leitung zwischen Mittelleiter M und den Wänden A mehrere parallel geschaltete induktivitätsarme Hochspannun-gswiderstände Z üblicher Bauart angebracht. Damit wird die Kammer für den tieferfrequenten Anteil des elektromagnetischen Spektrums (bis etwa 20/30 MHz) angepaßt abgeschlossen. Die Impedanz Z eines einzelnen Widerstandes wird zu Z = ZL/n mit n = 2, 4, 6, ... gewählt, wobei ZL der Wellen-L widerstand der Koaxialleitung ist und n die Anzahl der Hochspannungswiderstände.
Wegen der großen Maschenbreite der Hochspannungswiderstände treten höherfrequente Anteile des Spektrums durch das Widerstandsnetz hindurch. Damit sie nicht an der rückwärtigen Wand der Kammer reflektiert werden, wird diese gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mit Ferritabsorbern F bedeckt, wie in FIG. 1 dargestellt. Dazu eignen sich z. B. die flachen Ferritplatten, welche unter der Bezeichnung Eccosorb von der Firma Emerson & Cuming vertrieben werden.
Diese Platten absorbieren im Frequenzbereich von 25 MHz bis 3 GHz.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die Hochspannungswiderstände entlang von Äquipotentiallinien angebracht, wie in FIG. 2 dargestellt, um Feldverzerrungen möglichst zu vermeiden.
Die Erfindung schafft mit geringem Aufwand gegenüber dem Stand der Technik eine reflexionsarme homogene Feldstärkeverteilung in Simulationskammern. Der erfindungsgemäße Abschluß der Leitung weist eine hohe Wirksamkeit auf. Gegenüber dem Stand der Technik mit einer pyramidenförmigen Verjüngung der Zelle kann die TEM-Zelle in der Bauform verkürzt werden, vgl. FIG. 1. Die sonst üblichen Nachteile, wie z. B. Änderungen des Z-Verhaltens,werden vermieden.
Die Erfindung kann jedoch auch in TEM-Zellen herkömmlicher Bauform eingesetzt werden und deren Übertragungsverhalten optimieren. FIG. 3 und 4 zeigen eine solche Ausführungsform.

Claims

Patentansprüche 0 Reflexionsarme, geschirmte, metallische Simulationskammer für elektromagnetische Strahlung, mit Kammerwänden (A) aus elektrisch leitendem Material und einem Mittelleiter (M), derart, daß Mittelleiter (M) und Kammerwände (A) eine aufgeweitete Koaxialleitung darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Kammer innen mit mehreren parallel geschalteten, symmetrisch angeordneten induktivitätsarmen Hochspannungswiderständen (Z) für niedrige Frequenzen reflexionsarm angepaßt abgeschlossen ist.
2. Simulationskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Wand hinter den Hochspannungswiderständen (Z) mit Ferritabsorbern (F) zur Absorption höherer Frequenzen belegt ist.
3. Simulationskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungswiderstände (Z) räumlich entlang von Äquipotentiallinien angebracht sind.