RU2722409C1 - Two-electrode tem strip line with variable dimensions and tunable load and matching device - Google Patents

Two-electrode tem strip line with variable dimensions and tunable load and matching device Download PDF

Info

Publication number
RU2722409C1
RU2722409C1 RU2019105505A RU2019105505A RU2722409C1 RU 2722409 C1 RU2722409 C1 RU 2722409C1 RU 2019105505 A RU2019105505 A RU 2019105505A RU 2019105505 A RU2019105505 A RU 2019105505A RU 2722409 C1 RU2722409 C1 RU 2722409C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
matching device
conductors
load
strip line
tem
Prior art date
Application number
RU2019105505A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Владимирович Акиншин
Вячеслав Михайлович Жихарев
Дмитрий Иванович Крохалев
Сергей Николаевич Матюхевич
Алексей Андреевич Саломатин
Павел Александрович Сидорюк
Дмитрий Николаевич Ушанов
Иван Дмитриевич Фисенко
Original Assignee
Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2019105505A priority Critical patent/RU2722409C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2722409C1 publication Critical patent/RU2722409C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08Measuring electromagnetic field characteristics

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention can be used for testing objects on action of harmonic electromagnetic fields. Essence of the invention consists in that the two-electrode TEM strip line with variable dimensions, tunable load and matching device, comprising a series-connected transition section with a connector for connecting a signal source, a matching device in the form of an L-shaped resistive four-terminal element, a field-forming system and a load, characterized in that field-forming system has variable geometry and consists of upper and lower wire current conductors and lifting mechanism with dielectric trusses, length and width of plane-parallel part of upper and lower current distributors are not less than 30 percent more than length and width of test object, distance between plane-parallel part of upper and lower current distributor is not less than 2 times greater than height of test object, resistive elements R2 and R3 of the matching device are made in form of a set of switched resistors and their values are determined by corresponding expressions.EFFECT: technical result is enabling use of the disclosed device with one signal source for testing objects of small and medium size for resistance, strength, safety and susceptibility to action of harmonic electromagnetic fields of high intensity and for tests of large-size objects on safety and susceptibility to action of harmonic electromagnetic fields due to change of working volume of TEM strip line, as well as adjustment of load and matching device to dimensions of test object.1 cl, 7 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для испытаний объектов на стойкость, прочность, безопасность и восприимчивость к действию гармонических электромагнитных полей.The invention relates to electrical engineering and can be used to test objects for resistance, strength, safety and susceptibility to the action of harmonic electromagnetic fields.

Известна методика [Crawford M.L. Generation of standard EM fields using ТЕМ transmission cells // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. - 1974. - Vol. EMC-16. - No. 4. - P. 189-195], которая описывает распространение поперечной электромагнитной волны с заданным уровнем напряженности электрического поля вдоль линии передачи с требуемым характеристическим сопротивлением на частотах ниже высших мод. С использованием данной методики была изготовлена ТЕМ-камера, которая состоит из замкнутого проводника, выполненного из прямоугольного параллелепипеда и двух пирамидальных частей, в вершинах которых помещены соединители для подключения центральной пластины, расположенной внутри замкнутого проводника, к генератору и к нагрузке с заданным сопротивлением. Диапазон рабочих частот ТЕМ-камеры ограничен первой резонансной частотой, что необходимо для равномерного распространения электромагнитных полей (ЭМП) во внутреннем объеме ТЕМ-камеры. Недостатком устройства является малый рабочий объем и невозможность его увеличения.Known Technique [Crawford M.L. Generation of standard EM fields using TEM transmission cells // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. - 1974. - Vol. EMC-16. - No. 4. - P. 189-195], which describes the propagation of a transverse electromagnetic wave with a given level of electric field strength along a transmission line with the required characteristic resistance at frequencies below the higher modes. Using this technique, a TEM camera was made, which consists of a closed conductor made of a rectangular parallelepiped and two pyramidal parts, at the tops of which connectors are placed to connect the central plate located inside the closed conductor to the generator and to the load with a given resistance. The operating frequency range of the TEM camera is limited by the first resonant frequency, which is necessary for the uniform propagation of electromagnetic fields (EMF) in the internal volume of the TEM camera. The disadvantage of this device is the small working volume and the impossibility of increasing it.

Из патента RU 2606173 C1, Н01Р 1/00, 28.12.2015 известна ТЕМ-камера, предназначенная для испытаний объектов на электромагнитную совместимость (ЭМС) и исследования воздействия ЭМП на биологические объекты, и содержащая корпус с центральной частью в форме прямоугольного параллелепипеда из четырех проводящих поверхностей, на открытых концах которого имеются две сужающиеся части в форме пирамид, вершины которых соединены с корпусом соединителя, центральный проводник которого соединен с центральной пластиной, расположенной во внутренней полости корпуса. Оптимальная форма и размеры корпуса и центральной пластины ТЕМ-камеры обеспечивают увеличение рабочей частоты до 1-2 ГГц при максимальной высоте испытуемого объекта 40 мм и максимальном коэффициенте стоячих волн по напряжению не превышающем 1,08. Недостатком устройства является малый рабочий объем и невозможность его увеличения.From the patent RU 2606173 C1, Н01Р 1/00, December 28, 2015, a TEM camera is known for testing objects for electromagnetic compatibility (EMC) and studying the effects of electromagnetic fields on biological objects, and containing a body with a central part in the form of a rectangular parallelepiped of four conductive surfaces, on the open ends of which there are two tapering parts in the form of pyramids, the vertices of which are connected to the connector body, the central conductor of which is connected to a central plate located in the inner cavity of the body. The optimal shape and dimensions of the case and the central plate of the TEM camera provide an increase in the operating frequency up to 1-2 GHz with a maximum height of the test object of 40 mm and a maximum coefficient of standing waves with a voltage not exceeding 1.08. The disadvantage of this device is the small working volume and the impossibility of increasing it.

Из патента ЕР 1283990 B1, G01R 29/08, 08.06.2011 известна ТЕМ-камера, предназначенная для измерения эмиссии и испытаний объектов на устойчивость к действию ЭМП и содержащая, по меньшей мере, шесть граней проводящего материала с отверстием в одной из них. Грани размещены так, что они образуют замкнутый параллелепипед с входным отверстием. Внутренний объем включает набор проводников, по меньшей мере, один из которых соединен с двумя соединителями и располагается в плоскости, перпендикулярной плоскости объекта испытаний. Внутренний объем также может содержать элементы перемешивания электромагнитного излучения, а проводящие структуры внутри могут быть покрыты радиопоглощающим материалом. Недостатком устройства является малый рабочий объем и невозможность его увеличения.From the patent EP 1283990 B1, G01R 29/08, 08/08/2011, a TEM camera is known for measuring emissions and testing objects for resistance to electromagnetic fields and containing at least six faces of a conductive material with an opening in one of them. The faces are placed so that they form a closed box with an inlet. The internal volume includes a set of conductors, at least one of which is connected to two connectors and is located in a plane perpendicular to the plane of the test object. The internal volume may also contain elements for mixing electromagnetic radiation, and the conductive structures inside may be coated with radar absorbing material. The disadvantage of this device is the small working volume and the impossibility of increasing it.

Из свидетельства на полезную модель RU 36737 U1 G01R 31/00, 20.12.2003 известна ТЕМ-камера, предназначенная для испытаний технических средств на устойчивость к воздействию электромагнитных полей и содержащая отрезок прямоугольного волновода с пирамидальными элементами, прилегающими к торцам прямоугольного волновода, в вершинах которых выполнены коаксиальные выводы. В стенке ТЕМ-камеры выполнено отверстие, на внешней поверхности стенки ТЕМ-камеры напротив отверстия установлен запредельный волновод, а ТЕМ-камера дополнительно снабжена устройством освещения, включающим в себя источник света, расположенный снаружи ТЕМ-камеры, и оптоволокно, первый конец которого оптически связан с источником света, второй конец снабжен диэлектрической линзой и размещен внутри ТЕМ-камеры, а средняя часть проходит через отверстие и запредельный волновод. Недостатком устройства является малый рабочий объем и невозможность его увеличения.From the certificate for utility model RU 36737 U1 G01R 31/00, December 20, 2003, a TEM camera is known for testing technical equipment for resistance to electromagnetic fields and containing a segment of a rectangular waveguide with pyramidal elements adjacent to the ends of a rectangular waveguide at the vertices of which made coaxial conclusions. A hole has been made in the wall of the TEM camera, an extraordinary waveguide is installed on the outer surface of the wall of the TEM camera opposite the hole, and the TEM camera is additionally equipped with a lighting device that includes a light source located outside the TEM camera and an optical fiber, the first end of which is optically connected with a light source, the second end is equipped with a dielectric lens and placed inside the TEM camera, and the middle part passes through the hole and the transcendental waveguide. The disadvantage of this device is the small working volume and the impossibility of increasing it.

Из патента RU 2207678 C1 H01Q 17/00, G01R 31/00, 19.11.2001 известна ТЕМ-камера, предназначенная для испытаний технических средств на устойчивость к воздействию ЭМП с большим уровнем напряженности поля и содержащая отрезок прямоугольного волновода с пирамидальными элементами, прилегающими к торцам прямоугольного волновода, в вершинах которых выполнены коаксиальные выводы, высокочастотный генератор и согласующую нагрузку, подключенные к коаксиальным выводам. В стенке пирамидального элемента, прилегающего к высокочастотному генератору, выполнено смотровое отверстие. ТЕМ-камера снабжена видеокамерой, расположенной напротив смотрового отверстия, видеокамера может быть заключена в экранирующий кожух, сопряженный с внешней поверхностью пирамидального элемента ТЕМ-камеры. К недостаткам данного устройства можно отнести невозможность изменения рабочего объема ТЕМ-камеры при необходимости испытаний крупногабаритных объектов.From patent RU 2207678 C1 H01Q 17/00, G01R 31/00, 11/19/2001, a TEM camera is known for testing technical means for resistance to electromagnetic fields with a high level of field strength and containing a segment of a rectangular waveguide with pyramidal elements adjacent to the ends a rectangular waveguide, at the vertices of which coaxial leads are made, a high-frequency generator and matching load connected to the coaxial leads. An observation hole is made in the wall of the pyramidal element adjacent to the high-frequency generator. The TEM camera is equipped with a video camera located opposite the inspection hole, the video camera can be enclosed in a shielding casing, paired with the outer surface of the pyramidal element of the TEM camera. The disadvantages of this device include the impossibility of changing the working volume of the TEM camera if it is necessary to test large objects.

Из патента RU 2208774 С2 G01M 17/00, Н05В 6/64, 04.06.2001 известна ТЕМ-камера, предназначенная для испытаний транспортных средств на ЭМС и содержащая отрезок прямоугольного волновода с пирамидальными элементами из электропроводящего материала, прилегающими к торцам прямоугольного волновода, в вершинах которых (пирамидальных элементов) установлены коаксиальные разъемы, а также токопроводящую пластину, соединенную с центральными контактами коаксиальных разъемов, генератор и согласующую нагрузку, подключенные к коаксиальным разъемам. ТЕМ-камера оснащена, по меньшей мере, одним осветительным прибором, расположенным вблизи нижнего ребра прямоугольного волновода. Данное изобретение направлено на оснащение ТЕМ-камеры стационарным источником освещения и обеспечение при этом равномерного электромагнитного поля. К недостаткам данного устройства можно отнести невозможность изменения рабочего объема камеры при необходимости испытаний крупногабаритных объектов.From the patent RU 2208774 C2 G01M 17/00, Н05В 6/64, 06/04/2001, a TEM camera is known for testing vehicles for EMC and containing a segment of a rectangular waveguide with pyramidal elements made of electrically conductive material adjacent to the ends of the rectangular waveguide at the vertices of which (pyramidal elements) coaxial connectors are installed, as well as a conductive plate connected to the central contacts of the coaxial connectors, a generator and a matching load connected to the coaxial connectors. The TEM camera is equipped with at least one lighting device located near the lower edge of the rectangular waveguide. This invention is directed to equipping a TEM camera with a stationary light source and providing a uniform electromagnetic field. The disadvantages of this device include the impossibility of changing the working volume of the camera if it is necessary to test large objects.

Из патента RU 2103771 C1 H01Q 17/00, G01R 29/08, 27.01.1998 известна ТЕМ-камера, предназначенная для испытаний на ЭМС электронных приборов, для исследований воздействия ЭМП на живые организмы, для калибровки датчиков ЭМП и содержащая внешний пирамидальный замкнутый проводник, внутри которого в непосредственной близости от основания установлена комбинированная нагрузка, выполненная из поглощающей панели высокочастотных поглотителей и омических сопротивлений, асимметрично расположенный внутренний проводник, выполненный из проводящего листа, переходящего в области нагрузки в плоскую пластину меньшей ширины, проходящую через поглощающую панель и соединенную с омическими сопротивлениями, при этом со стороны вершины пирамиды установлен согласованный переход для подключения генератора сигналов. Особенностью конструкции является специальная форма внутреннего проводника, который выполнен как часть боковой поверхности конуса с радиусом сечения, определяемым заданным соотношением, что позволяет на 0,5... 1,0 дБ улучшить равномерность основной составляющей поля, уменьшить паразитную составляющую поля в поперечном направлении рабочего объема камеры и уменьшить погрешность испытаний. К недостаткам данного устройства можно отнести невозможность изменения рабочего объема камеры при необходимости испытаний крупногабаритных объектов.From patent RU 2103771 C1 H01Q 17/00, G01R 29/08, 01/27/1998, a TEM camera is known for testing EMC electronic devices, for studying the effects of EMFs on living organisms, for calibrating EMF sensors and containing an external pyramidal closed conductor, inside of which, in the immediate vicinity of the base, a combined load is installed made of an absorbing panel of high-frequency absorbers and ohmic resistances, an asymmetrically located inner conductor made of a conductive sheet passing in the load region into a flat plate of smaller width passing through the absorbing panel and connected to ohmic resistances while a coordinated transition is established from the side of the top of the pyramid to connect the signal generator. A design feature is the special shape of the inner conductor, which is made as part of the side surface of the cone with a section radius determined by a predetermined ratio, which makes it possible to improve the uniformity of the main field component by 0.5 ... 1.0 dB, reduce the stray component of the field in the transverse direction of the working chamber volume and reduce test error. The disadvantages of this device include the impossibility of changing the working volume of the camera if it is necessary to test large objects.

Из патента US 5436603, Н01Р 1/00, 3/06, 25.07.1995 известна ТЕМ-камера, предназначенная для испытания объектов на помехоэмиссию и помехоустойчивость и содержащая полый металлический корпус с двумя сужающимися участками. Также, на концах располагается, по меньшей мере, один соединитель, который соединяется с центральной пластиной, расположенной во внутренней полости металлического корпуса и имеющей ступенчатую форму для уменьшения значения коэффициента стоячих волн по напряжению. Недостатком устройства является малый рабочий объем и невозможность его увеличения.From the patent US 5436603, Н01Р 1/00, 3/06, 07.25.1995, a TEM camera is known for testing objects for noise emission and noise immunity and containing a hollow metal casing with two tapering sections. Also, at the ends there is at least one connector, which is connected to a Central plate located in the inner cavity of the metal casing and having a stepped shape to reduce the value of the coefficient of standing waves voltage. The disadvantage of this device is the small working volume and the impossibility of increasing it.

Из патента US 4605916 А, H01P 1/00, 3/06, 12.08.1986 известна ТЕМ-камера, предназначенная для испытаний объектов на воздействие электромагнитного излучения и содержащая внешний металлический экранирующий корпус, имеющий на противоположных концах конические поверхности в виде множества наклонных стенок, а также внутреннюю металлическую перегородку в виде пластины, проходящей вдоль продольной оси экранирующего корпуса, которая на концах соединена с генератором и нагрузкой через соединительную часть, а также содержит изолирующую прокладку между корпусом и центральным проводником соединителя. Частным недостатком камеры является наличие переходов с механическим креплением внутренней перегородки, что вызывает неравномерность распространения поля в начале и конце ТЕМ-камеры и высокий коэффициент стоячих волн по напряжению, причем в относительно небольшом рабочем диапазоне частот до 100 МГц, а основным недостатком является малый рабочий объем и невозможность его увеличения.From US Pat. No. 4,659,916 A, H01P 1/00, 3/06, 08/12/1986, a TEM camera is known for testing objects for exposure to electromagnetic radiation and containing an external metal shielding housing having conical surfaces at the opposite ends in the form of a plurality of inclined walls, as well as an internal metal partition in the form of a plate passing along the longitudinal axis of the shielding housing, which at the ends is connected to the generator and the load through the connecting part, and also contains an insulating gasket between the housing and the central conductor of the connector. A particular drawback of the camera is the presence of transitions with mechanical fastening of the internal partition, which causes uneven field propagation at the beginning and end of the TEM camera and a high coefficient of standing waves in voltage, moreover, in the relatively small operating frequency range up to 100 MHz, and the main disadvantage is the small working volume and the impossibility of increasing it.

Из патента RU 2465610 С2 G01R 29/08 12.08.2008 известна полосковая антенна, предназначенная для проведения испытаний на ЭМС, содержащая верхнюю и нижнюю пластины телескопического типа, имеющие параллельные продольные оси, поддерживаемые на расстоянии друг от друга и механически соединенные друг с другом на продольных концах продольными пластинами. Верхняя, нижняя и продольная пластины установлены с возможностью движения, при этом расстояние между нижней и верхней пластинами может быть изменено путем сдвигания охватывающей и охватываемой частей верхней и нижней пластин соответственно.From the patent RU 2465610 C2 G01R 29/08 08/12/2008 a strip antenna is known for EMC testing, comprising a telescopic type upper and lower plate having parallel longitudinal axes supported at a distance from each other and mechanically connected to each other on longitudinal ends with longitudinal plates. The upper, lower and longitudinal plates are mounted for movement, while the distance between the lower and upper plates can be changed by shifting the female and male parts of the upper and lower plates, respectively.

Недостатком устройства является ограничение на увеличение размера антенны, накладываемое размером телескопических элементов: во-первых, максимальная длина конструкции не может быть больше суммы длин охватывающей и охватываемой частей токопровода, во-вторых, высота антенны не может быть больше суммы высот треугольных элементов продольных пластин антенны, в-третьих, ширина пластин антенны не регулируется и не предусмотрено согласование изменяющегося волнового (характеристического) сопротивления конструкции с постоянным выходным сопротивлением источника сигнала и сопротивлением нагрузки.The disadvantage of this device is the restriction on increasing the size of the antenna imposed by the size of the telescopic elements: firstly, the maximum length of the structure cannot be greater than the sum of the lengths of the female and male parts of the current lead, and secondly, the height of the antenna cannot be greater than the sum of the heights of the triangular elements of the longitudinal plates of the antenna thirdly, the width of the antenna plates is not adjustable and there is no agreement on the changing wave (characteristic) resistance of the structure with a constant output impedance of the signal source and load resistance.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является ТЕМ полосковая линия, описанная в работе [Hilavin S., Kustepeli A. Design and Implementation of ТЕМ Stripline for EMC Testing // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. - 2014. - Vol. 56. - No. 1. - P. 23-27]. В работе показан порядок разработки, конструирования, калибровки и проверки ТЕМ полосковой линии для проведения испытаний по оценке чувствительности к излученным ЭМП аудио и видео аппаратуры, размер которой превышает 70 см и она не может быть испытана в стандартных ТЕМ полосковых линиях. При увеличении размеров ТЕМ линии изменяется волновое (характеристическое) сопротивление линии и ухудшается однородность воспроизводимых ЭМП. Для уменьшения переотражений используется согласующее устройство и сопротивление нагрузки равное волновому сопротивлению линии с фиксированными значениями сопротивлений резисторов.Closest to the claimed device is the TEM strip line described in [Hilavin S., Kustepeli A. Design and Implementation of TEM Stripline for EMC Testing // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. - 2014 .-- Vol. 56. - No. 1. - P. 23-27]. The paper shows the procedure for the development, design, calibration and verification of the TEM strip line for testing to assess the sensitivity to radiated electromagnetic fields of audio and video equipment whose size exceeds 70 cm and cannot be tested in standard TEM strip lines. With an increase in the size of the TEM line, the wave (characteristic) resistance of the line changes and the uniformity of the reproduced EMF deteriorates. To reduce the reflections, a matching device is used and a load resistance equal to the wave impedance of the line with fixed resistor values.

Недостатком устройства-прототипа является невозможность изменения рабочего объема ТЕМ полосковой линии и перестройки согласующего устройства и согласованной нагрузки.The disadvantage of the prototype device is the impossibility of changing the working volume of the TEM strip line and the adjustment of the matching device and the agreed load.

Двухэлектродная ТЕМ полосковая линия с изменяемыми размерами и перестраиваемыми нагрузкой и согласующим устройством (далее по тексту ТЕМ полосковая линия) включает в себя:The two-electrode TEM strip line with variable dimensions and tunable load and matching device (hereinafter TEM strip line) includes:

переходную секцию с коаксиальным разъемом для подключения источника сигнала, с перестраиваемым резистивным согласующим устройством в виде Г-образного резистивного четырехполюсника, с двумя пеналами для хранения катушек с гибкими проводниками для верхнего и нижнего токопроводов, с двумя металлическими пластинами с зажимами для фиксации проводников верхнего и нижнего токопроводов;transition section with a coaxial connector for connecting a signal source, with a tunable resistive matching device in the form of a L-shaped resistive four-terminal, with two storage cases for coils with flexible conductors for the upper and lower current conductors, with two metal plates with clamps for fixing the conductors of the upper and lower conductors;

нижний токопровод из 3-х или более гибких проводников, уложенных параллельно на подстилающую поверхность на равном расстоянии друг от друга и закрепленных с одной стороны зажимами для фиксации на переходной секции, а с другой - зажимами для фиксации на нагрузке;lower conductors of 3 or more flexible conductors laid parallel to the underlying surface at an equal distance from each other and secured on one side with clamps for fixing on the transition section, and on the other, clamps for fixing on the load;

верхний токопровод из 3-х или более гибких проводников, закрепленных параллельно на диэлектрических несущих фермах на равном расстоянии друг от друга и подсоединенных с одной стороны к зажимам для фиксации на переходной секции, а с другой - зажимам для фиксации к нагрузке;the upper conductor of 3 or more flexible conductors mounted in parallel on dielectric load-bearing trusses at an equal distance from each other and connected on one side to the clamps for fixing on the transition section, and on the other - clamps for fixing to the load;

подъемный механизм, состоящий не менее чем из 4-х лебедок, предназначенных для подъема двух или более диэлектрических ферм, к которым подвешиваются гибкие проводники верхнего токопровода;a lifting mechanism consisting of at least 4 winches designed to lift two or more dielectric farms, to which the flexible conductors of the upper current lead are suspended;

регулируемую согласованную нагрузку, состоящую из набора переключаемых резисторов, подключенных к металлическим пластинам с зажимами для фиксации проводников верхнего и нижнего токопроводов.adjustable coordinated load, consisting of a set of switched resistors connected to metal plates with clamps for fixing the conductors of the upper and lower current conductors.

Техническим результатом является использование заявляемого устройства с одним источником сигнала для испытаний объектов малых и средних размеров на стойкость, прочность, безопасность и восприимчивость к действию гармонических электромагнитных полей высокой интенсивности и для испытаний крупногабаритных объектов на безопасность и восприимчивость к действию гармонических электромагнитных полей за счет изменения рабочего объема ТЕМ полосковой линии, находящегося между плоскопараллельной частью верхнего и нижнего токопровода, а также перестройки нагрузки и согласующего устройства под размеры объекта испытаний.The technical result is the use of the inventive device with a single signal source for testing objects of small and medium sizes for resistance, strength, safety and susceptibility to the action of harmonic electromagnetic fields of high intensity and for testing large objects for safety and susceptibility to the action of harmonic electromagnetic fields by changing the working the volume of the TEM strip line located between the plane-parallel part of the upper and lower current conductors, as well as load adjustment and matching devices to the dimensions of the test object.

Размер рабочего объема настраивается под габариты объекта испытаний таким образом, чтобы ширина и длина рабочего объема превышали поперечные размеры объекта испытаний не менее чем на 30%, а высота рабочего объема была не менее чем в 2 раза больше его высоты.The size of the working volume is adjusted to the dimensions of the test object so that the width and length of the working volume exceed the transverse dimensions of the test object by at least 30%, and the height of the working volume is not less than 2 times its height.

При этом обеспечивается снижение погрешности результатов испытаний за счет улучшения равномерности пространственного распределения электромагнитных полей внутри рабочего объема ТЕМ полосковой линии за счет согласования постоянного сопротивления источника сигнала и изменяющегося волнового (характеристического) сопротивления ТЕМ полосковой линии, вызванного изменением расстояния между верхним и нижним токопроводами или изменением их ширины.This ensures a decrease in the error of the test results by improving the uniformity of the spatial distribution of electromagnetic fields inside the working volume of the TEM strip line by matching the constant resistance of the signal source and the changing wave (characteristic) resistance of the TEM strip line caused by a change in the distance between the upper and lower current conductors or a change in them width.

Технический результат достигается за счет использования верхнего и нижнего токопроводов проволочной конструкции, что позволяет изменять длину и ширину токопроводов, а также за счет использования подъемного устройства, позволяющего изменять высоту подвеса верхнего токопровода, при этом образующееся рассогласование выходного сопротивления источника сигнала и характеристического (волнового) сопротивления компенсируется с помощью регулируемого согласующего устройства в виде Г-образного резистивного четырехполюсника и регулируемой согласованной нагрузки.The technical result is achieved through the use of the upper and lower conductors of the wire structure, which allows you to change the length and width of the conductors, as well as through the use of a lifting device that allows you to change the height of the suspension of the upper conductors, with the resulting mismatch in the output impedance of the signal source and characteristic (wave) resistance compensated by means of an adjustable matching device in the form of a L-shaped resistive four-terminal device and an adjustable coordinated load.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения.The invention is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but are only illustrative materials of a particular case of execution.

На фиг. 1 приведен изометрический вид заявляемого устройства.In FIG. 1 shows an isometric view of the claimed device.

На фиг. 2 приведен изометрический вид переходной секции.In FIG. 2 is an isometric view of the transition section.

На фиг. 3 приведен изометрический вид согласованной нагрузки.In FIG. Figure 3 shows an isometric view of the matched load.

На фиг. 4 приведена электрическая эквивалентная схема для расчета R2 и R3 регулируемого согласующего устройства в виде Г-образного резистивного четырехполюсника.In FIG. 4 shows an electrical equivalent circuit for calculating R2 and R3 of an adjustable matching device in the form of a L-shaped resistive four-terminal device.

На фиг. 5 приведена зависимость характеристического (волнового) сопротивления ТЕМ полосковой линии от высоты подвеса верхнего токопровода для ширины верхнего и нижнего токопроводов 6 м и 11 м.In FIG. Figure 5 shows the dependence of the characteristic (wave) resistance of the TEM strip line on the height of the suspension of the upper conductors for the width of the upper and lower conductors 6 m and 11 m

На фиг. 6 представлена зависимость характеристического (волнового) сопротивления ТЕМ полосковой линии с шириной нижнего токопровода 6 м, шириной верхнего токопровода 6 м и сопротивлений R2 и R3 согласующего устройства от высоты подвеса верхнего токопровода для выходного сопротивления источника сигнала 50 Ом.In FIG. Figure 6 shows the dependence of the characteristic (wave) resistance of the TEM strip line with the width of the lower current path 6 m, the width of the upper current path 6 m and the resistances R2 and R3 of the matching device on the height of the suspension of the upper current path for the output resistance of the signal source 50 Ohms.

На фиг. 7 приведен пример измерения частотной зависимости коэффициента стоячей волны по напряжению при использовании согласованной нагрузки и согласующего устройства и без них.In FIG. Figure 7 shows an example of measuring the frequency dependence of the standing wave coefficient over voltage when using a matched load and matching device and without them.

В заявляемом устройстве (фиг. 1) нижний токопровод 1, образованный системой гибких проводников, уложен на подстилающую поверхность. Проводники с одной стороны подключены к зажимам 5 для фиксации на переходной секции 3, а с другой - к зажимам 6 для фиксации на нагрузке 4. Ширину нижнего токопровода при необходимости изменяют путем изменения количества проводников и расстояния между ними. При этом ширина токопровода должна быть больше ширины объекта испытаний не менее чем на 30%.In the inventive device (Fig. 1), the lower current lead 1 formed by a system of flexible conductors is laid on the underlying surface. The conductors are, on the one hand, connected to the clamps 5 for fixing on the transition section 3, and on the other hand, to the clamps 6 for fixing on the load 4. The width of the lower current lead is changed if necessary by changing the number of conductors and the distance between them. In this case, the width of the current lead should be greater than the width of the test object by at least 30%.

Верхний токопровод 2 образован системой гибких проводников, которые подвешены к диэлектрическим фермам 9. Проводники с одной стороны подключены к зажимам 7 для фиксации на переходной секции 3, а с другой - к зажимам 8 для фиксации на нагрузке 4. Ширину верхнего токопровода изменяют путем изменения количества проводников и расстояния между ними. При этом ширина токопровода должна быть больше ширины объекта испытаний не менее чем на 30%.The upper current lead 2 is formed by a system of flexible conductors that are suspended from the dielectric trusses 9. The conductors are, on the one hand, connected to the clamps 7 for fixing on the transition section 3, and on the other hand, to the clamps 8 for fixing on the load 4. The width of the upper current lead is changed by changing the number conductors and the distance between them. In this case, the width of the current lead should be greater than the width of the test object by at least 30%.

Подъем верхнего токопровода 2 на заданную высоту осуществляется подъемным механизмом, состоящим не менее чем из 4-х лебедок 10 или подъемных мачт. При этом расстояние между плоскопараллельной частью верхнего и нижнего токопроводов должно быть не менее чем в 2 раза больше высоты объекта испытаний.The lifting of the upper current lead 2 to a predetermined height is carried out by a lifting mechanism consisting of at least 4 winches 10 or lifting masts. In this case, the distance between the plane-parallel part of the upper and lower current conductors should be at least 2 times greater than the height of the test object.

Длину нижнего и верхнего токопроводов изменяют путем увеличения расстояния между переходной секцией 3 и согласованной нагрузкой 4 и запаса проводников, намотанных на катушки, находящиеся в пеналах 25 и 26 (фиг. 2), а также использованием дополнительных диэлектрических ферм 9 и лебедок 10. При этом длина токопроводов должна быть больше длины объекта испытаний не менее чем на 30%.The length of the lower and upper conductors is changed by increasing the distance between the transition section 3 and the coordinated load 4 and the supply of conductors wound on coils located in canisters 25 and 26 (Fig. 2), as well as using additional dielectric trusses 9 and winches 10. the length of the conductors must be at least 30% greater than the length of the test object.

Размещение пеналов 25 и 26 с катушками для проводников с внешней стороны ТЕМ полосковой линии обеспечивает снижение электрической неоднородности и улучшение распределения электромагнитного поля внутри устройства.The placement of pencil cases 25 and 26 with coils for conductors on the outside of the TEM strip line provides a reduction in electrical heterogeneity and an improvement in the distribution of the electromagnetic field inside the device.

Переходная секция 3 и согласованная нагрузка 4 устанавливаются на подвижные регулируемые по высоте опорные столы 11 и 12. Опорные столы оборудованы подъемными механизмами 13 и 14 для изменения высоты расположения переходной секции 3 и согласованной нагрузки 4.The transition section 3 and the coordinated load 4 are mounted on movable height-adjustable support tables 11 and 12. The support tables are equipped with lifting mechanisms 13 and 14 to change the height of the transition section 3 and the coordinated load 4.

Переходная секция (фиг. 2) включает в себя каркас 15, на котором расположена диэлектрическая пластина с высокочастотным коаксиальным разъемом 16 для подключения источника мощного сигнала 32 (фиг. 1). С обратной стороны разъема к его центральному электроду подключена металлическая пластина трапецеидальной формы 17, на противоположной стороне которой имеется диэлектрическая вставка 18. На диэлектрической вставке закреплен набор переключаемых резисторов 19 согласующего устройства. Резисторы с одной стороны подключены к трапецеидальной пластине 17, ас другой - к пластине трапецеидальной формы 20, на противоположной стороне которой расположены зажимы 7 для фиксации гибких проводников верхнего токопровода 2. Электрическое соединение набор переключаемых резисторов 19 согласующего устройства соответствуют подключению резистора R3 на эквивалентной схеме на фиг. 4.The transition section (Fig. 2) includes a frame 15, on which is located a dielectric plate with a high-frequency coaxial connector 16 for connecting a powerful signal source 32 (Fig. 1). On the reverse side of the connector, a trapezoidal metal plate 17 is connected to its central electrode, on the opposite side of which there is a dielectric insert 18. A set of switchable resistors 19 of the matching device is fixed to the dielectric insert. On the one hand, the resistors are connected to the trapezoidal plate 17, and on the other to a trapezoidal plate 20, on the opposite side of which there are clamps 7 for fixing the flexible conductors of the upper current lead 2. The electrical connection is a set of switched resistors 19 of the matching device correspond to the connection of the resistor R3 on the equivalent circuit FIG. 4.

Внешний проводник коаксиального разъема 16 соединен с трапецеидальной металлической пластиной 21. На противоположной стороне пластины размещены зажимы 5 для фиксации гибких проводников нижнего токопровода 1.The outer conductor of the coaxial connector 16 is connected to the trapezoidal metal plate 21. On the opposite side of the plate are clamps 5 for fixing the flexible conductors of the lower current lead 1.

Между верхней 17 и нижней 21 пластинами переходной секции установлена диэлектрическая вставка 22, на которой закреплен набор переключаемых резисторов 23 согласующего устройства. Резисторы с одной стороны подключены к пластине 21, а с другой - к пластине 17. Электрическое соединение набора переключаемых резисторов 23 согласующего устройства соответствуют подключению резистора R2 на эквивалентной схеме на фиг. 4.Between the upper 17 and lower 21 plates of the transition section, a dielectric insert 22 is mounted on which a set of switchable resistors 23 of the matching device is fixed. On the one hand, the resistors are connected to the plate 21, and on the other to the plate 17. The electrical connection of the set of switchable resistors 23 of the matching device corresponds to the connection of the resistor R2 in the equivalent circuit in FIG. 4.

Отвод тепла от наборов переключаемых резисторов 19 и 23 обеспечивается радиаторами 24.Heat removal from the sets of switched resistors 19 and 23 is provided by radiators 24.

На переходной секции 3 на сторонах, обращенных к верхнему 2 и нижнему 1 токопроводам полосковой линии в верхней и нижней части каркаса 15, расположены пеналы 25 и 26 с катушками, на которые намотан запас гибких проводников, образующих нижний 1 и верхний 2 токопроводы полосковой линии.On the transitional section 3, on the sides facing the upper 2 and lower 1 conductors of the strip line in the upper and lower parts of the frame 15, there are cases 25 and 26 with coils on which a supply of flexible conductors is wound, forming the lower 1 and upper 2 conductors of the strip line.

Регулируемая согласованная нагрузка (фиг. 3) включает в себя каркас 27, на котором расположены две пластины 28 и 29 с зажимами 6 и 8 для фиксации гибких проводников нижнего 1 и верхнего 2 токопроводов. Между пластинами 28 и 29 расположена диэлектрическая вставка 30, на которой закреплен набор переключаемых резисторов 31. Резисторы с одной стороны подключены к верхней пластине 29, а с другой - к нижней пластине 28. Электрическое соединение переключаемых резисторов 31 соответствует подключению резистора согласованной нагрузки несимметричной полосковой линии R4 (фиг. 4).Adjustable coordinated load (Fig. 3) includes a frame 27, on which there are two plates 28 and 29 with clamps 6 and 8 for fixing the flexible conductors of the lower 1 and upper 2 current conductors. Between the plates 28 and 29, there is a dielectric insert 30 on which a set of switched resistors 31 is fixed. Resistors are connected to the upper plate 29 on the one hand and to the lower plate 28 on the other. The electrical connection of the switched resistors 31 corresponds to the connection of a matched asymmetrical strip line resistor R4 (Fig. 4).

Отвод тепла от резисторов обеспечивается за счет радиатора 24.Heat removal from the resistors is provided by the radiator 24.

Настройка согласующего устройства и согласованной нагрузки под параметры волнового (характеристического) сопротивления ТЕМ полосковой линии производится по следующему алгоритму.The adjustment of the matching device and the coordinated load for the parameters of the wave (characteristic) resistance of the TEM strip line is carried out according to the following algorithm.

Для выбранной ширины верхнего и нижнего токопроводов, которые должны быть не менее чем на 30% больше ширины объекта испытаний, и высоты подвеса верхнего токопровода, которая должна быть не менее чем в 2 раза больше его высоты, проводится расчет волнового (характеристического) сопротивления в поперечном сечении ТЕМ полосковой линии проволочной конструкции, основанный на приближении ТЕМ-волны, электрическое поле которой на входе полеобразующей системы по структуре совпадает со стационарным электрическим полем бесконечной линии передачи с соответствующим поперечным сечением. Для заданной разности потенциалов между внутренним и внешним электродами бесконечной однородной линии находится распределение зарядов по образующим электроды проволокам. При этом предполагается, что проволоки достаточно тонкие и поверхностную плотность заряда σi (i=1…N) на каждой из них можно было считать постоянной. Тогда электрический потенциал j-й проволоки в соответствии с принципом суперпозиции вычисляется через плотность заряда [Harrington R.F. Field Computation by Moment Method. - Mc'Millan Company, New York, 1968. - 158 p]:For the selected width of the upper and lower conductors, which should be at least 30% more than the width of the test object, and the height of the suspension of the upper conductors, which should be at least 2 times greater than its height, the wave (characteristic) resistance in the transverse the TEM section of the strip line of the wire structure, based on the approximation of the TEM wave, whose electric field at the input of the field-forming system coincides in structure with the stationary electric field of the infinite transmission line with the corresponding cross section. For a given potential difference between the internal and external electrodes of an infinite homogeneous line, the charge distribution over the wires forming the electrodes is found. It is assumed that the wires are quite thin and the surface charge density σ i (i = 1 ... N) on each of them could be considered constant. Then the electric potential of the jth wire in accordance with the principle of superposition is calculated through the charge density [Harrington RF Field Computation by Moment Method. - Mc'Millan Company, New York, 1968. - 158 p]:

Figure 00000001
Figure 00000001

Постоянные cij, называемые потенциальными коэффициентами, находятся интегрированием по поверхности i-й проволоки Si:The constants c ij , called potential coefficients, are found by integration over the surface of the i-th wire S i :

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
- расстояние между фиксированной точкой
Figure 00000004
на оси j-й проволоки и точкой
Figure 00000005
на поверхности i-й проволоки.Where
Figure 00000003
- distance between a fixed point
Figure 00000004
on the axis of the j-th wire and the point
Figure 00000005
on the surface of the i-th wire.

Интеграл по поверхности заменяется интегралом вдоль оси i-й проволоки:The integral over the surface is replaced by the integral along the axis of the ith wire:

Figure 00000006
Figure 00000006

где a i - радиус i-й проволоки, ρij - расстояние между осями проволок (при i≠j).where a i is the radius of the i-th wire, ρ ij is the distance between the axes of the wires (for i ≠ j).

При i=j для избежания сингулярности подынтегрального выражения используется стандартный прием тонкопроволочного приближения [Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. - М.: Связь, 1971. - 488 с]. Вместо ρij в (3) подставляется радиус проволоки.For i = j, in order to avoid the singularity of the integrand, the standard method of the fine-wire approximation is used [Volman VI, Pimenov Yu.V. Technical electrodynamics. - M .: Communication, 1971. - 488]. Instead of ρ ij in (3), the radius of the wire is substituted.

Вычислив коэффициенты cij системы линейных уравнений (1) и решив ее при заданной разности потенциалов U между электродами, получим искомое распределение заряда. С учетом того, что электрическая и магнитная составляющие поля ТЕМ-волны связаны соотношением Н=Е/120π, а на поверхностях электродов они удовлетворяют граничным условиям [Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны. - М.: Советское радио, 1971. - 186 с.]After calculating the coefficients c ij of the system of linear equations (1) and solving it for a given potential difference U between the electrodes, we obtain the desired charge distribution. Taking into account the fact that the electric and magnetic components of the TEM wave field are connected by the relation H = E / 120π, and on the surfaces of the electrodes they satisfy the boundary conditions [Goldstein L.D., Zernov N.V. Electromagnetic fields and waves. - M .: Soviet Radio, 1971. - 186 p.]

Figure 00000007
Figure 00000007

где J - поверхностная плотность тока,where J is the surface current density,

полный ток по одному из электродов вычисляется по формулеthe total current on one of the electrodes is calculated by the formula

Figure 00000008
Figure 00000008

При этом волновое сопротивление определяется выражением видаIn this case, the wave impedance is determined by the expression

Figure 00000009
Figure 00000009

Сопротивление нагрузки ТЕМ полосковой линии R4 принимается равным волновому сопротивлению Zв.The load resistance TEM of the strip line R4 is taken equal to the wave impedance Z in .

Описанный выше подход по определению волнового (характеристического) сопротивления реализован в виде программного модуля на языке Фортран. Пример результатов расчета волнового сопротивления в зависимости от высоты подвеса верхнего токопровода от 0 до 6 м для ширины верхнего и нижнего токопровода 6 м приведен на фиг. 5.The approach described above for determining wave (characteristic) resistance is implemented as a software module in Fortran language. An example of the results of calculating the wave resistance depending on the height of the suspension of the upper conductors from 0 to 6 m for the width of the upper and lower conductors 6 m is shown in FIG. 5.

В том случае, если волновое (характеристическое) сопротивление для ТЕМ полосковой линии будет отличаться от волнового сопротивления источника сигнала, то для их согласования необходимо провести настройку перестраиваемого резистивного согласующего устройства в виде Г-образного резистивного четырехполюсника, выполненного на резисторах R2 и R3 по схеме, приведенной на фиг. 4.In the event that the wave (characteristic) impedance for the TEM strip line will differ from the wave impedance of the signal source, then for their coordination it is necessary to configure a tunable resistive matching device in the form of a L-shaped resistive four-terminal, made on resistors R2 and R3 according to the scheme, shown in FIG. 4.

Для определения номиналов резисторов R2 и R3 используются следующие выражения:The following expressions are used to determine the values of resistors R2 and R3:

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

где R1 - внутреннее сопротивление источника сигнала;where R1 is the internal resistance of the signal source;

R4 - сопротивление согласованной нагрузки ТЕМ полосковой линии.R4 - resistance matched load TEM strip line.

Пример результатов расчетов значений сопротивлений согласующего устройства R2, R3 в зависимости от характеристического сопротивления линии (для согласованной линии равно R4) для ТЕМ полосковой линии с шириной верхнего и нижнего токопроводов по 6 м для некоторых высот подвеса верхнего токопровода при выходном сопротивлении источника сигнала R1=50 Ом приведен в таблице 1. На фиг. 6 представлена зависимость сопротивлений R2 (штриховая линия) и R3 (штрихпунктирная линия) согласующего устройства от высоты подвеса верхнего токопровода от 0 до 6 м.An example of the results of calculating the resistance values of the matching device R2, R3 depending on the characteristic line resistance (for the matched line is R4) for a TEM strip line with a width of upper and lower current conductors of 6 m for some suspension heights of the upper current lead with an output resistance of the signal source R1 = 50 Ohm is shown in table 1. In FIG. 6 shows the dependence of the resistances R2 (dashed line) and R3 (dash-dotted line) of the matching device on the height of the suspension of the upper current lead from 0 to 6 m.

Figure 00000012
Figure 00000012

Принцип настройки и работы устройства заключается в следующем (фиг. 1): гибкие проводники нижнего токопровода 1 укладываются на подстилающую поверхность и подключаются с одной стороны к зажимам для фиксации 5 на переходной секции 3, а с другой - к зажимам для фиксации 6 на нагрузке 4.The principle of configuration and operation of the device is as follows (Fig. 1): the flexible conductors of the lower current lead 1 are laid on the underlying surface and connected on the one hand to the clamps for fixing 5 on the transition section 3, and on the other hand, to the clamps for fixing 6 on the load 4 .

Гибкие проводники верхнего токопровода 2 подвешиваются к диэлектрическим фермам 9, они поднимаются на заданную высоту. После этого гибкие проводники верхнего токопровода 2 с одной стороны подключаются к зажимам 7 для фиксации на переходной секции 3, а с другой - к зажимам 8 для фиксации на нагрузке 4.Flexible conductors of the upper current lead 2 are suspended from the dielectric trusses 9, they rise to a predetermined height. After that, the flexible conductors of the upper current lead 2 on the one hand are connected to the clamps 7 for fixing on the transition section 3, and on the other hand, to the clamps 8 for fixing on the load 4.

При этом длина проводников, их количество и расстояние между ними подбираются таким образом, что ширина и длина рабочего объема ТЕМ полосковой линии должны быть больше поперечных размеров объекта испытаний не менее чем на 30%, а высота рабочего объема - не менее чем в 2 раза больше высоты объекта испытаний.At the same time, the length of the conductors, their number and the distance between them are selected in such a way that the width and length of the working volume of the TEM strip line should be no less than 30% greater than the transverse dimensions of the test object, and the working volume should be at least 2 times larger the height of the test object.

Рассчитываются волновое (характеристическое) сопротивление полосковой линии Zв, согласованной нагрузки R4, сопротивлений регулируемого согласующего устройства в виде Г-образного резистивного четырехполюсника R2, R3. Проводится переключение наборов резисторов согласующего устройства и согласованной нагрузки под рассчитанные параметры волнового (характеристического) сопротивления ТЕМ полосковой линии путем подключения соответствующих перемычек между резистивными элементами наборов резисторов 19 и 23 согласующего устройства переходной секции 3 и резистивными элементами набора резисторов 31 регулируемой согласованной нагрузки 4.The wave (characteristic) resistance of the strip line Z in , the matched load R4, and the resistances of the adjustable matching device in the form of a L-shaped resistive four-terminal R2, R3 are calculated. The sets of resistors of the matching device and the matched load are switched under the calculated parameters of the wave (characteristic) resistance of the TEM strip line by connecting the corresponding jumpers between the resistive elements of the sets of resistors 19 and 23 of the matching device of the transition section 3 and the resistive elements of the set of resistors 31 of the adjustable matched load 4.

Правильность настройки согласующего устройства проверяется путем подключения к коаксиальному разъему 16 переходной секции прибора для измерения коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН). Пример измерения частотной зависимости коэффициента стоячей волны по напряжению ТЕМ полосковой линии при использовании согласованной нагрузки и согласующего устройства, и без них приведен на фиг. 7.The correctness of the adjustment of the matching device is checked by connecting to the coaxial connector 16 the transition section of the device for measuring the standing wave voltage coefficient (VSWR). An example of measuring the frequency dependence of the standing wave coefficient by the voltage of the TEM strip line when using a matched load and matching device, and without them is shown in FIG. 7.

К коаксиальному разъему 16 переходной секции 3 подключается источник мощного сигнала 32 - при его включении внутри полосковой линии распространяется ТЕМ-волна, которая поглощается в согласованной нагрузке.A source of a powerful signal 32 is connected to the coaxial connector 16 of the transition section 3 - when it is turned on, a TEM wave propagates inside the strip line, which is absorbed in a matched load.

Claims (6)

Двухэлектродная ТЕМ полосковая линия с изменяемыми размерами, перестраиваемыми нагрузкой и согласующим устройством, содержащая последовательно соединенные переходную секцию с разъемом для подключения источника сигнала, согласующее устройство в виде Г-образного резистивного четырехполюсника, полеобразующую систему и нагрузку, отличающаяся тем, что полеобразующая система выполнена с изменяемой геометрией и состоит из верхнего и нижнего проволочных токопроводов и подъемного механизма с диэлектрическими фермами, длина и ширина плоскопараллельной части верхнего и нижнего токопроводов выполнены не менее чем на 30 процентов больше длины и ширины объекта испытаний, расстояние между плоскопараллельной частью верхнего и нижнего токопровода выполнено не менее чем в 2 раза больше высоты объекта испытаний, резистивные элементы R2 и R3 согласующего устройства выполнены в виде набора переключаемых резисторов и их значения определяются выражениямиA two-electrode TEM strip line with variable dimensions, tunable load and a matching device, containing a transition section in series with a connector for connecting a signal source, a matching device in the form of a L-shaped resistive four-terminal device, a field-forming system and a load, characterized in that the field-forming system is made with a variable geometry and consists of an upper and lower wire conductors and a lifting mechanism with dielectric trusses, the length and width of the plane-parallel part of the upper and lower conductors are made not less than 30 percent more than the length and width of the test object, the distance between the plane-parallel part of the upper and lower current conductors is made not less than than 2 times the height of the test object, the resistive elements R2 and R3 of the matching device are made in the form of a set of switched resistors and their values are determined by the expressions
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000013
Figure 00000014
где R1 - сопротивление подключаемого к двухэлектродной ТЕМ полосковой линии источника сигнала, R4 - сопротивление согласованной нагрузки, согласованная нагрузка выполнена в виде набора переключаемых резисторов, причем ее сопротивление выбрано равным волновому (характеристическому) сопротивлению двухэлектродной ТЕМ полосковой линии для выбранного объекта испытаний Zв (R4=Zв), которое рассчитывают по формулеwhere R1 is the resistance of the signal source connected to the two-electrode TEM strip line, R4 is the resistance of the matched load, the matched load is made as a set of switched resistors, and its resistance is chosen equal to the wave (characteristic) resistance of the two-electrode TEM strip line for the selected test object Z in (R4 = Z in ), which is calculated by the formula
Figure 00000015
Figure 00000015
где I - полный ток в проводниках верхнего или нижнего токопровода,where I is the total current in the conductors of the upper or lower current lead, U - разность потенциалов между токопроводами.U is the potential difference between the conductors.
RU2019105505A 2019-07-11 2019-07-11 Two-electrode tem strip line with variable dimensions and tunable load and matching device RU2722409C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105505A RU2722409C1 (en) 2019-07-11 2019-07-11 Two-electrode tem strip line with variable dimensions and tunable load and matching device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105505A RU2722409C1 (en) 2019-07-11 2019-07-11 Two-electrode tem strip line with variable dimensions and tunable load and matching device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722409C1 true RU2722409C1 (en) 2020-05-29

Family

ID=71067603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019105505A RU2722409C1 (en) 2019-07-11 2019-07-11 Two-electrode tem strip line with variable dimensions and tunable load and matching device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722409C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4605916A (en) * 1984-02-03 1986-08-12 State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament Auth. Transverse electromagnetic cells adapted for electromagnetic pulse testing
US5436603A (en) * 1993-09-27 1995-07-25 Fischer Custom Communications, Inc. Transverse electromagnetic cell
RU2103771C1 (en) * 1996-11-27 1998-01-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Эра" Tem-chamber
EP1283990A1 (en) * 2000-05-16 2003-02-19 Institut National De Recherche Sur Les Transports Et Leur Securite (Inrets) Electromagnetic compatibility testing device
RU2208774C2 (en) * 2001-06-04 2003-07-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Tem-chamber for testing vehicles for electromagnetic conpatibility

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4605916A (en) * 1984-02-03 1986-08-12 State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament Auth. Transverse electromagnetic cells adapted for electromagnetic pulse testing
US5436603A (en) * 1993-09-27 1995-07-25 Fischer Custom Communications, Inc. Transverse electromagnetic cell
RU2103771C1 (en) * 1996-11-27 1998-01-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Эра" Tem-chamber
EP1283990A1 (en) * 2000-05-16 2003-02-19 Institut National De Recherche Sur Les Transports Et Leur Securite (Inrets) Electromagnetic compatibility testing device
RU2208774C2 (en) * 2001-06-04 2003-07-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Tem-chamber for testing vehicles for electromagnetic conpatibility

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Leone Radiated susceptibility on the printed-circuit-board level: Simulation and measurement
RU2722409C1 (en) Two-electrode tem strip line with variable dimensions and tunable load and matching device
Marvin et al. Experimental verification of board level shielding variability at microwave frequencies
RU2465610C2 (en) Tunable antenna for electromagnetic compatibility tests
Cerri et al. A rigorous model for radiated emission prediction in PCB circuits
Sahraei et al. On the design and fabrication of a large GTEM cell and its challenges
RU2606173C1 (en) Tem chamber
Berg et al. FDTD and FEM/MOM modeling of EMI resulting from a trace near a PCB edge
Budania et al. Design and analysis of GTEM cell using CST studio simulation
CN111323667B (en) Bounded wave simulator with three different electric field areas
Mustafa et al. Modeling of Imperfectly Shielded Coaxial Cables by Surface Conductivity Boundary Condition
JPH08122379A (en) Cell for measuring minute electromagnetic wave and generating strong electromagnetic wave
Manara et al. Electromagnetic penetration and coupling to wires through apertures of arbitrary shape
CN113253036B (en) Darkroom reconfigurable strip line for electromagnetic compatibility test
RU2693517C1 (en) Ultra-wideband magnetic field intensity converter
Chamnankij et al. Frequency Enhancement of Gigahertz Transverse Electromagnetic Cell for EMC Calibration in 300 kHz–6 GHz
RU2727075C1 (en) Tem test cell for estimating noise emission and noise immunity of integrated circuits
Gardiol Radiation from microstrip circuits: An introduction
Rajawat et al. A bounded wave transmission line type NEMP simulator-design, construction and field mapping
Bednarsky et al. Design and Implementation of Closed TEM Cells: Simulation-Based Approach
Kayano et al. Correspondence of common-and differential-mode components on EM radiation from surface microstrip line structure
Freeman et al. Analysis of a Strip in a Waveguide
Sørensen et al. Assessment of the usability of the workbench faraday cage method
Wu et al. High-power Electric Field Generator for Radiated Susceptibility Tests
Ghosh et al. Performance analysis of emi sensor in different test sites with different wave impedances