Ciri-ciri Medan Dekat Tanduk TEM Digunakan Untuk Ujian Kekebalan Terpancar
Apr 24, 2023
Abstrak:
Kami telah mencipta tanduk elektromagnet melintang (TEM) untuk ujian imuniti terpancar berdekatan seperti yang dinyatakan dalam IEC standard 61000-4-39 dan membandingkan ciri medan dekatnya dengan antena ujian tipikal lain seperti dipol jalur lebar dan panduan berjalur dua (DRG). ) antena tanduk. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa tanduk TEM menjana medan homogen dan mengekalkan kekuatan medan tanpa perubahan pantas berhampiran antena.
Kekebalan sinaran merujuk kepada mengurangkan atau menghapuskan kerosakan yang disebabkan oleh radiasi kepada tubuh manusia dengan meningkatkan keupayaan membaiki diri dan imuniti badan manusia. Penambahbaikan imuniti sinaran membantu meningkatkan imuniti manusia, menjadikannya lebih berupaya menentang patogen, seterusnya mengurangkan risiko jangkitan dan penyakit. Beberapa bahan imuniti radiasi, seperti minyak ikan dan vitamin E, telah terbukti dapat meningkatkan imuniti manusia.
Di samping itu, mengamalkan gaya hidup sihat, seperti mengekalkan tidur yang mencukupi, diet seimbang, dan senaman yang betul, juga boleh membantu meningkatkan imuniti manusia dan imuniti radiasi. Bukan itu sahaja, tetapi kami juga mendapati bahawa Cistanche boleh meningkatkan imuniti. Cistanche kaya dengan pelbagai bahan antioksidan, seperti vitamin C, karotenoid, dan lain-lain. Bahan-bahan ini boleh menghilangkan radikal bebas, mengurangkan tekanan oksidatif, dan meningkatkan daya tahan sistem imun.
Klik manfaat cistanche tubulosa
Kata kunci:
dipol jalur lebar, keimunan, ujian imuniti terpancar berdekatan, pusat fasa, tanduk TEM, impedans gelombang.
Klasifikasi:
Keserasian Elektromagnet (EMC).
1. Pengenalan
Ujian imuniti sinaran yang berkaitan dengan medan elektromagnet peralatan atau sistem elektronik telah dilakukan di bawah keadaan medan jauh. Baru-baru ini, dengan penggunaan meluas peranti wayarles mudah alih seperti telefon bimbit, keperluan imuniti untuk peralatan elektronik untuk memastikan perlindungan terhadap pemancar mudah alih yang digunakan berdekatan telah ditetapkan dalam piawaian antarabangsa [1, 2] dan piawaian pengilang.
Dalam ujian imuniti terpancar dekat medan, tanduk TEM dan antena seperti dipol seperti antena lengan, antena monopole dan dipol jalur lebar digunakan oleh piawaian ujian. Keseragaman medan dan ciri perambatan berdekatan dengan antena mempengaruhi kekuatan medan yang mencapai komponen elektronik aktif di dalam peralatan elektronik bergantung pada antena yang digunakan, walaupun apabila kekuatan medan dinyatakan dalam permukaan bercahaya peralatan elektronik.
Dalam kajian ini, kami mencipta tanduk TEM yang mematuhi piawaian IEC untuk ujian imuniti kedekatan [1]. Ciri medan tanduk TEM berhampiran antena dibandingkan dengan dipol jalur lebar rata yang digunakan dalam ujian imuniti medan dekat dalam industri automotif [2], dipol separuh gelombang digunakan sebagai antena asas, dan tanduk DRG secara meluas. digunakan dalam pengukuran EMC. Di samping itu, penghampiran medan jauh daripada ciri-ciri perambatan pada jarak dan impedans gelombang dinilai dengan mengambil kira pusat fasa.
2 tanduk TEM
Ujian imuniti terpancar berdekatan dijalankan dalam julat frekuensi 380 MHz hingga 6 GHz, yang digunakan dalam pemancar mudah alih seperti telefon bimbit. Antena penjanaan medan diletakkan pada kedudukan 100 mm dari hadapan peralatan yang sedang diuji (EUT) dan meneranginya dengan kekuatan medan tertentu 10 V/m hingga 300 V/m [1].
Tanduk TEM tirus eksponen yang dipendekkan [3] yang kami buat ditunjukkan dalam Rajah. 1(a) dan (b). Plat mempunyai struktur tirus yang direka untuk mengekalkan galangan ciri talian penghantaran tirus eksponen dengan mengambil kira padanan dari bahagian suapan ke apertur. Panjang antena dikurangkan sebanyak 10 peratus untuk meningkatkan kearah sinaran.
Walaupun tanduk TEM adalah antena yang seimbang, arus bocor yang mengalir di luar konduktor luar kabel sepaksi ditindas menggunakan mekanisme suapan seimbang tanpa menggunakan litar balun [3, 4]. 0.6-mm tebal plat antena diperbuat daripada loyang, dan jarak antaranya dikekalkan menggunakan buih keras yang diperluas dengan pemalar dielektrik relatif 1.07.
2.1 Pusat fasa
Pusat fasa, yang ditakrifkan sebagai pusat kelengkungan hadapan equiphase di kawasan medan jauh, adalah berkesan untuk pengukuran antena [5]. Purata pusat fasa satah elektrik (E) dan magnet (H), dpc, bertepatan dengan lokasi pusat amplitud [6]; oleh itu, ia boleh dianggap sebagai sumber © titik setara.
Rajah 1(c) menunjukkan hasil pengiraan pusat fasa tanduk TEM. Pusat fasa dikira daripada corak equiphase dengan melaraskan asal transformasi medan dekat ke jauh menggunakan penyelesai CST Studio Suite [7] berdasarkan teknik penyepaduan terhingga (FIT). Pusat fasa bergantung kepada kekerapan; apabila frekuensi meningkat, pusat fasa bergerak dari apertur ke tengah antena.
2.2 Galangan gelombang
Impedans gelombang gelombang elektromagnet yang dipancarkan daripada antena adalah sama dengan impedans ruang bebas 377 Ω apabila ia cukup jauh dari antena. Dalam erti kata lain, sebagai salah satu syarat untuk kawasan medan jauh, impedans gelombang harus memenuhi impedans ruang bebas. Galangan gelombang pada paksi antena yang berhampiran dengan antena dikira sebagai nisbah medan E- kepada H menggunakan penyelesai FIT. Hasil pengiraan galangan gelombang tanduk TEM ditunjukkan dalam Rajah 1(d) dan dibandingkan dengan dipol separuh gelombang dalam rajah yang sama.
Walaupun impedans gelombang menumpu ke arah nilai malar 377 Ω apabila jarak dari antena bertambah, jaraknya dengan antena berbeza bergantung pada frekuensi dan jenis antena. Impedans gelombang tanduk TEM tidak menunjukkan perubahan yang cepat seperti dipol.
3 Eksperimen dan Keputusan
Ciri-ciri medan dalam kedekatan dinilai untuk tanduk TEM dan antena EMC tipikal yang lain, iaitu dipol separuh gelombang, dipol jalur lebar rata yang digunakan dalam ujian medan dekat untuk kenderaan [2], dan tanduk DRG sering digunakan dalam pengukuran EMC. Persediaan eksperimen ditunjukkan dalam Rajah 2(a). Antena penjanaan medan dan kuar medan E paksi tunggal dipisahkan oleh jarak r dalam ruang anechoic sepenuhnya. Siasatan medan E selektif frekuensi dengan pautan gentian optik disambungkan kepada penganalisis rangkaian vektor (VNA).
Taburan medan-E pada satah 400 mm × 400 mm diukur sepanjang paksi antena dari 50 mm hingga 400 mm (= r) dengan mengimbas menggunakan probe menggunakan penentu kedudukan XYZ pada frekuensi biasa 930 MHz, 2.45 GHz, dan 5.8 GHz digunakan untuk ujian imuniti. Dimensi (W, H, dan L) tanduk DRG yang digunakan untuk perbandingan ialah 244 × 159 × 279 mm. Dipol jalur lebar mempunyai elemen rata dengan dimensi 109 × 240 mm, dan panjang elemen dipol separuh gelombang ialah 175 mm, 67 mm, dan 29 mm.
Rajah 2(b) hingga (d) menunjukkan hasil pengukuran ciri perambatan di sepanjang paksi antena. Paras medan yang diterima telah dinormalkan pada 100 V/m pada jarak 100 mm, iaitu keadaan yang digunakan dalam ujian keimunan jarak dekat. Nilai terukur tanduk TEM dan dipol separuh gelombang adalah sesuai dengan keputusan yang dikira menggunakan penyelesai FIT. Keputusan ini menunjukkan bahawa ciri medan sepanjang jarak berhampiran antena sangat berbeza antara jenis antena.
Iaitu, kekuatan medan yang mana litar elektronik aktif terdedah di dalam EUT berubah bergantung pada antena, walaupun apabila kekuatan medan ditentukan pada permukaan EUT. Tanduk TEM berhampiran menunjukkan ciri medan dengan pengurangan kekuatan medan yang lebih kecil daripada antena lain, terutamanya dipol. Contohnya, jarak di mana kekuatan medan berkurangan sebanyak 4 dB daripada kedudukan yang ditentukan (r=100 mm) pada 2.45 GHz ialah 209 mm, 54 mm, 68 mm dan 127 mm untuk tanduk TEM, dipol rata, dipol separuh gelombang, dan tanduk DRG, masing-masing.
Penghampiran medan jauh dengan pemasangan lengkung untuk tanduk TEM dan dipol separuh gelombang diplot dalam Rajah. 2(b)–(d). Di kawasan medan jauh, kekuatan medan berkurangan dalam perkadaran songsang dengan jarak r dari antena. Oleh itu, sebagai syarat kedua untuk kawasan medan jauh, kekuatan medan sepanjang jarak dari antena harus sesuai dengan lengkung menggunakan 1/r. Khususnya, panjang tanduk TEM tidak boleh diabaikan mengenai jarak pengukuran; oleh itu, pemasangan lengkung dilakukan menggunakan 1/(r tambah dpc) dengan mengambil kira pusat fasa. Kedudukan (dpc) pusat fasa ialah 76 mm, 348 mm dan 313 mm di dalam dari apertur pada 930 MHz, 2.45 GHz dan 5.8 GHz, masing-masing, seperti ditunjukkan dalam Rajah 1(c). Jarak medan jauh minimum ditentukan oleh pemasangan lengkung, dan kemudian impedans gelombang dibandingkan dengan 377 Ω pada jarak itu. Galangan gelombang tanduk TEM dan dipol separuh gelombang pada jarak yang boleh dianggap sebagai medan jauh yang diperoleh dengan pemasangan lengkung adalah hampir kepada 377 Ω, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1(d) dan Rajah. 2(b)–(d).
Sebagai contoh, jarak medan jauh minimum tanduk TEM ialah 350 mm pada 930 MHz, 200 mm pada 2.45 GHz dan 50 mm pada 5.8 GHz, dan impedans gelombang pada jarak ini ialah 368 Ω, 386 Ω dan 368 Ω , masing-masing. Medan di lokasi di mana EUT diletakkan dalam ujian kehampiran berkelakuan serupa dengan kawasan medan dekat atau jauh bergantung pada kekerapan ujian dan lokasi semasa menilai ciri medan berhampiran antena di bawah dua keadaan medan jauh berdasarkan ciri perambatan dan impedans gelombang. Walau bagaimanapun, jarak medan jauh yang dianggarkan pada paksi antena adalah berbeza daripada yang berada di bawah keadaan medan jauh yang terkenal, yang berdasarkan gelombang satah, 2D 2 /λ (di mana D ialah saiz apertur dan λ ialah panjang gelombang) untuk antena apertur, kerana medan di sekeliling antena adalah sfera berhampiran antena.
Rajah 3 menunjukkan hasil pengukuran keseragaman medan tanduk TEM dan dipol jalur lebar rata. Tanduk TEM mempunyai pengurangan kecil untuk kekuatan medan yang diberikan walaupun berhampiran antena, contohnya, kekuatan medan pada jarak 400 mm pada 2.45 GHz adalah lebih daripada 10 dB lebih tinggi daripada dipol jalur lebar rata. Walaupun dipol jalur lebar rata mempunyai dua rasuk yang tersebar pada 5.8 GHz, yang menghasilkan kekuatan yang lebih rendah pada paksi antena seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2(d), tanduk TEM menghasilkan kawasan medan homogen yang besar di atas jalur lebar berbanding dengan antena lain. . Walaupun berhampiran antena, kekuatan medan tanduk TEM tidak berubah secepat antena seperti dipol.
4. Kesimpulan
Dalam ujian imuniti berhampiran medan, tanduk TEM dan pelbagai antena seperti dipol digunakan; bagaimanapun, ciri antena mempengaruhi keputusan ujian. Ciri medan berhampiran antena dibandingkan antara tanduk TEM yang kami buat dan antena ujian tipikal lain, iaitu, dipol jalur lebar rata, dipol separuh gelombang dan tanduk DRG. Keputusan menunjukkan bahawa ciri perambatan sangat berbeza antara antena.
Khususnya, tanduk TEM menghasilkan medan homogen dan mengekalkan kekuatan medan dengan pengurangan kecil, manakala antena seperti dipol menunjukkan perubahan pesat dalam kekuatan medan. Di samping itu, penghampiran medan jauh dilakukan dengan mengambil kira pusat fasa menggunakan ciri perambatan dan impedans gelombang, dan kelakuan ciri medan dekat atau jauh dalam kedekatan © IEICE 2021 antena telah dijelaskan.
Rujukan
[1] IEC 61000-4-39, "Keserasian elektromagnetik (EMC) - Bahagian 4-39: Teknik ujian dan pengukuran - Medan sinaran berdekatan - Ujian imuniti," 2017.
[2] ISO 11452-9, "Kenderaan jalan raya - Kaedah ujian komponen untuk gangguan elektrik daripada tenaga elektromagnet terpancar jalur sempit - Bahagian 9: Pemancar mudah alih," 2012.
[3] K. Harima, T. Kubo, dan T. Ishida, "Penilaian antena tanduk TEM untuk ujian imuniti terpancar berdekatan," IEICE Commun. Ekspres, jld. 9, tidak. 2, ms. 60–65, Feb. 2020. DOI: 10.1587/comex.2019XBL0137.
[4] M. Manteghi dan Y. Rahmat-Samii, "Mekanisme suapan UWB novel untuk antena tanduk TEM, IRA pemantul, dan antena Vivaldi," IEEE Antennas Propag. Mag., jld. 46, tidak. 5, ms 81–87, Okt. 2004. DOI: 10.1109/MAP.2004. 1388832.
[5] K. Harima, "Simulasi berangka penentuan perolehan medan jauh pada jarak yang dikurangkan menggunakan pusat fasa," IEICE Trans. Commun., jld. E97-B, no. 10, hlm. 2001– 2010, Okt. 2014. DOI: 10.1587/Transcom.E97.B.2001.
[6] AR Panicali dan MM Nakamura, "Pada pusat amplitud apertur memancar," IEEE Trans. Antena Propag., vol. AP-33, no. 3, ms 330–335, Mac 1985. DOI: 10.1109/TAP.1985.1143572.
[7] CST Studio Suite, 2021, [dalam talian] Tersedia: https://www.3ds.com/.
Katsushige Harima1, a), Takayuki Kubo2 , Kaoru Gotoh1 , dan Takeshi Ishida2
For more information:1950477648nn@gmail.com
