Nálægðareiginleikar TEM-horns sem notað er fyrir geislavirkt ónæmispróf

Ágrip:

Við höfum framleitt þverrafsegulhorn (TEM) fyrir geislunarónæmisprófanir í nágrenninu eins og tilgreint er í staðli IEC 61000-4-39 og borið saman nærsviðseiginleika þess við eiginleika annarra dæmigerðra prófunarloftneta eins og breiðbandstvípóla og tvíhliða leiðara (DRG) ) horn loftnet. Tilraunaniðurstöður sýna að TEM-hornið myndar einsleitt svið og viðheldur sviðsstyrknum án þess að breytast hratt nálægt loftnetinu.

Geislunarónæmi vísar til þess að draga úr eða útrýma skaða af völdum geislunar á mannslíkamann með því að bæta sjálfsviðgerðargetu og ónæmi mannslíkamans. Endurbætur á geislunarónæmi hjálpar til við að auka friðhelgi manna, sem gerir það betur í stakk búið til að standast sýkla og dregur þannig úr hættu á sýkingum og sjúkdómum. Sýnt hefur verið fram á að sum geislaónæmisefni, eins og lýsi og E-vítamín, bæta ónæmi manna.

Að auki getur heilbrigður lífsstíll, eins og að viðhalda nægum svefni, hollt mataræði og rétta hreyfingu, einnig hjálpað til við að bæta friðhelgi manna og geislunarónæmi. Ekki nóg með það, heldur komumst við líka að því að Cistanche getur aukið ónæmi. Cistanche er ríkt af ýmsum andoxunarefnum, svo sem C-vítamíni, karótínóíðum o.fl. Þessi innihaldsefni geta eytt sindurefnum, dregið úr oxunarálagi og bætt viðnám ónæmiskerfisins.

Smelltu cistanche tubulosa kostir

Leitarorð:

breiðbandstvípól, ónæmi, geislað ónæmispróf í nágrenninu, fasamiðstöð, TEM horn, bylgjuviðnám.

Flokkun:

Rafsegulsamhæfi (EMC).

1. Inngangur

Geislalausnarprófanir tengdar rafsegulsviðum rafeindabúnaðar eða kerfa hafa verið framkvæmdar við fjarsviðsskilyrði. Nýlega, með víðtækri notkun færanlegra þráðlausra tækja eins og farsíma, hafa friðhelgiskröfur fyrir rafeindabúnað til að tryggja vernd gegn færanlegum sendum sem notaðir eru í nágrenninu verið tilgreindar í alþjóðlegum stöðlum [1, 2] og stöðlum framleiðanda.

Í geislunarprófum á nærsviði eru TEM horn og tvípólalík loftnet eins og ermaloftnet, einpólsloftnet og breiðbandsdípól notuð samkvæmt prófunarstöðlum. Einsleitni sviðsins og útbreiðslueiginleikar í nálægð við loftnetið hafa áhrif á sviðsstyrkinn sem nær til virku rafeindaíhlutanna inni í rafeindabúnaðinum eftir því hvaða loftnet er notað, jafnvel þegar sviðsstyrkurinn er tilgreindur í upplýstu yfirborði rafeindabúnaðarins.

Í þessari rannsókn framleiddum við TEM horn sem uppfyllir IEC staðla fyrir nálægðarónæmispróf [1]. Sviðseiginleikar TEM hornsins nálægt loftnetinu voru bornir saman við flata breiðbands tvípólinn sem notaður er í nærsviðsónæmisprófum í bílaiðnaðinum [2], hálfbylgju tvípólinn sem notaður er sem grunnloftnet og DRG hornið víða. notað í EMC mælingar. Að auki var nálgun fjærsviðs út frá útbreiðslueiginleikum yfir fjarlægð og bylgjuviðnám metin með hliðsjón af fasamiðju.

2 TEM horn

Geislunarónæmisprófið í nágrenninu er framkvæmt á tíðnisviðinu 380 MHz til 6 GHz, sem er notað í flytjanlegum sendum eins og farsíma. Vettvangsloftnetið er komið fyrir í stöðu 100 mm frá framhlið búnaðarins sem verið er að prófa (EUT) og lýsir upp það með tilgreindum sviðsstyrk frá 10 V/m til 300 V/m [1].

Stytt veldisvísis mjókkað TEM horn [3] sem við smíðuðum er sýnt á myndum. 1(a) og (b). Platan er með mjókkandi uppbyggingu sem er hönnuð til að viðhalda einkennandi viðnám veldisvísis mjókkandi flutningslínunnar með tilliti til samsvörunar frá fóðrunarhlutanum við ljósopið. Lengd loftnetsins var minnkað um 10 prósent til að bæta geislunarstefnuna.

Þrátt fyrir að TEM-hornið sé jafnvægisloftnet, er lekastraumurinn sem flæðir utan ytri leiðara kóaxkapalsins bældur með því að nota jafnvægisfóðrunarbúnaðinn án þess að nota balun hringrásina [3, 4]. 0.6-mm þykkar plötur loftnetsins voru gerðar úr kopar og bilinu á milli þeirra var viðhaldið með því að nota stækkaða harða froðu með hlutfallslegan rafstuðul upp á 1,07.

2.1 Fasa miðja

Fasamiðjan, sem er skilgreind sem sveigjumiðja equiphase framhliðarinnar á fjarsviðssvæðinu, er áhrifarík fyrir loftnetsmælingar [5]. Meðaltal fasamiðja rafmagns (E) og segulmagnaðra (H) plananna, dpc, fellur saman við staðsetningu amplitude miðju [6]; þannig er hægt að meðhöndla hana sem jafngilda punkt © heimild.

Mynd 1(c) sýnir útreikningsniðurstöðu fasamiðju TEM-hornsins. Fasamiðjan var reiknuð út frá jafnfasamynstri með því að stilla uppruna nær-til fjarsviðs umbreytingar með því að nota CST Studio Suite leysa [7] byggt á endanlegri samþættingartækni (FIT). Fasamiðstöðin fer eftir tíðni; eftir því sem tíðnin eykst færist fasamiðjan frá ljósopinu í mitt loftnetið.

2.2 Bylgjuviðnám

Bylgjuviðnám rafsegulbylgjunnar sem geislað er frá loftnetinu er jöfn lausu rýmisviðnáminu sem er 377 Ω þegar það er nógu langt frá loftnetinu. Með öðrum orðum, sem eitt af skilyrðunum fyrir fjarsviðssvæðið, ætti bylgjuviðnámið að fullnægja lausu rýmisviðnáminu. Bylgjuviðnám á ás loftnetsins nálægt loftnetinu var reiknað út sem hlutfall E- og H-sviðanna með því að nota FIT leysa. Útreikningsniðurstaða bylgjuviðnáms TEM hornsins er sýnd á mynd 1(d) og borin saman við hálfbylgju tvípóla á sömu mynd.

Þó að bylgjuviðnámið fari saman í átt að föstu gildinu 377 Ω þegar fjarlægðin frá loftnetinu eykst, þá er nálægð þess við loftnetið mismunandi eftir tíðni og gerð loftnetsins. Bylgjuviðnám TEM-hornsins sýnir ekki hröð breytingu eins og tvípóla.

3 Tilraunir og niðurstöður

Sviðareiginleikar í nálægð voru metnir fyrir TEM-hornið og önnur dæmigerð EMC-loftnet, sem eru hálfbylgjutvípólar, flata breiðbandstvípólinn sem notaður er í nærsviðsprófunum fyrir farartæki [2] og DRG-hornið sem oft er notað í EMC-mælingum. Tilraunauppsetningin er sýnd á mynd 2(a). Sviðsmyndandi loftnet og einsás E-sviðsnemi voru aðskilin með fjarlægðinni r í algjörlega hljóðlausu hólf. Tíðni-sértæki E-sviðsneminn með ljósleiðaratengingu var tengdur við vektornetgreiningartæki (VNA).

Dreifing E-sviðs á 400 mm × 400 mm plani var mæld meðfram loftnetsásnum frá 50 mm til 400 mm (= r) með því að skanna með rannsakanda með XYZ staðsetningartæki á dæmigerðum tíðni 930 MHz, 2,45 GHz og 5,8 GHz notuð fyrir ónæmisprófin. Málin (B, H og L) DRG-hornsins sem notuð voru til samanburðar voru 244 × 159 × 279 mm. Breiðbandstvípólinn var með flatt frumefni með stærðina 109 × 240 mm, og frumefnislengd hálfbylgjutvípóla var 175 mm, 67 mm og 29 mm.

Myndir 2(b) til (d) sýna mældar niðurstöður útbreiðslueiginleika eftir ás loftnetsins. Móttekið sviðsstig var staðlað við 100 V/m í 100 mm fjarlægð, sem er ástandið sem notað er í nálægðarónæmisprófunum. Mæld gildi TEM hornsins og hálfbylgju tvípólsins eru í góðu samræmi við niðurstöðurnar sem reiknaðar eru með FIT leysinum. Þessar niðurstöður benda til þess að sviðseiginleikar meðfram fjarlægðinni nálægt loftnetinu séu mjög mismunandi eftir loftnetsgerðum.

Það er að segja að sviðsstyrkurinn sem virku rafeindarásirnar verða fyrir inni í EUT breytist eftir loftnetinu, jafnvel þegar sviðsstyrkurinn var tilgreindur á yfirborði EUT. TEM hornið í nágrenninu sýndi sviðseiginleika með minni lækkun á sviðsstyrk en önnur loftnet, sérstaklega tvípólar. Til dæmis eru vegalengdirnar þar sem sviðsstyrkurinn minnkar um 4 dB frá tilgreindri stöðu (r=100 mm) við 2,45 GHz 209 mm, 54 mm, 68 mm og 127 mm fyrir TEM-hornið, flatt tvípól, hálfbylgju tvípól og DRG horn, í sömu röð.

Fjarsviðsnálgunin með ferilfestingu fyrir TEM-hornið og hálfbylgjutvípólinn er teiknuð á myndum. 2(b)–(d). Á fjærsviðssvæðinu minnkar sviðsstyrkurinn í öfugu hlutfalli við fjarlægðina r frá loftnetinu. Þess vegna, sem annað skilyrði fyrir fjarsviðssvæðið, ætti sviðsstyrkurinn meðfram fjarlægðinni frá loftnetinu að passa við ferilinn með því að nota 1/r. Sérstaklega er ekki hægt að hunsa lengd TEM hornsins varðandi mælingarfjarlægð; þannig var ferilaðlögun framkvæmd með því að nota 1/(r plús dpc) miðað við fasamiðjuna. Staðsetningar (dpc) fasamiðjanna voru 76 mm, 348 mm og 313 mm innan frá ljósopinu á 930 MHz, 2,45 GHz og 5,8 GHz, í sömu röð, eins og sýnt er á mynd 1(c). Lágmarksfjarlægðarfjarlægð var ákvörðuð með ferilfestingu og síðan var bylgjuviðnám borið saman við 377 Ω í þeirri fjarlægð. Bylgjuviðnám TEM-hornsins og hálfbylgjutvípólsins í fjarlægð sem hægt er að líta á sem fjarsviðið sem fæst með ferilfestingu er nálægt 377 Ω, eins og sýnt er á mynd 1(d) og myndum. 2(b)–(d).

Til dæmis eru lágmarksfjarsviðsfjarlægðir TEM-hornsins 350 mm við 930 MHz, 200 mm við 2,45 GHz og 50 mm við 5,8 GHz, og bylgjuviðnám í þessum fjarlægðum er 368 Ω, 386 Ω og 368 Ω , í sömu röð. Reitirnir á staðnum þar sem EUT er sett í nálægðarprófið hegða sér á svipaðan hátt og nær- eða fjærsviðssvæðið, allt eftir prófunartíðni og staðsetningu þegar sviðseiginleikar eru metnir nálægt loftnetinu við tvær fjarsviðsaðstæður byggðar á útbreiðslueiginleikar og bylgjuviðnám. Hins vegar eru fjærsviðsfjarlægðir sem áætlaðar eru á ás loftnetsins frábrugðnar þeim sem eru við hið vel þekkta fjarsviðsskilyrði, sem byggist á flugbylgjunni, 2D 2 /λ (þar sem D er ljósopsstærð og λ er bylgjulengdin) fyrir ljósop loftnet, þar sem svið umhverfis loftnet eru kúlulaga nálægt loftnetinu.

Mynd 3 sýnir mældar niðurstöður á sviði einsleitni TEM hornsins og flatrar breiðbands tvípóls. TEM hornið hefur litla minnkun fyrir gefinn sviðsstyrk, jafnvel nálægt loftnetinu, til dæmis er sviðsstyrkurinn í fjarlægð 400 mm við 2,45 GHz meira en 10 dB hærri en flata breiðbands tvípólinn. Þrátt fyrir að flata breiðbands tvípólinn hafi tvo geisla sem dreifast á 5,8 GHz, sem leiðir til minni styrkleika á ás loftnetsins eins og sýnt er á mynd 2(d), myndaði TEM-hornið stór einsleit svið svæði yfir breiðband miðað við önnur loftnet . Jafnvel nálægt loftnetinu breyttist sviðsstyrkur TEM-hornsins ekki eins hratt og tvípólalíkra loftneta.

4 Niðurstaða

Í nærsviðsónæmisprófum eru notuð TEM horn og ýmis tvípólslík loftnet; þó hafa loftnetseiginleikar áhrif á prófunarniðurstöðurnar. Sviðareiginleikar nálægt loftnetinu voru bornir saman á milli TEM hornsins sem við framleiddum og annarra dæmigerðra prófunarloftneta, nefnilega flatrar breiðbands tvípóls, hálfbylgju tvípóls og DRG horns. Niðurstöðurnar sýndu að útbreiðslueiginleikar eru mjög mismunandi á milli loftneta.

Sérstaklega myndaði TEM-hornið einsleitt svið og hélt sviðisstyrknum með lítilli minnkun, en tvípólslík loftnet sýndu hraðar breytingar á sviðsstyrk. Að auki var nálgun fjarsviðs framkvæmd með hliðsjón af fasamiðju með útbreiðslueiginleikum og bylgjuviðnám, og hegðun nær- eða fjarsviðareiginleika í nálægð loftnetsins var skýrð.

Heimildir

[1] IEC 61000-4-39, "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-39: Testing and measurement techniques - Radiated fields nearly - Immunity test," 2017.

[2] ISO 11452-9, „Vegfarartæki - Prófunaraðferðir íhluta fyrir raftruflanir frá njóbandsgeislaðri rafsegulorku - Hluti 9: Færanlegir sendir,“ 2012.

[3] K. Harima, T. Kubo og T. Ishida, "Mat á TEM hornloftneti fyrir geislalausnarprófanir í nágrenninu," IEICE Commun. Express, bindi. 9, nr. 2, bls. 60–65, febrúar 2020. DOI: 10.1587/comex.2019XBL0137.

[4] M. Manteghi og Y. Rahmat-Samii, "Skáldsaga UWB fóðrunarbúnaður fyrir TEM horn loftnetið, IRA endurskinsmerki og Vivaldi loftnetið," IEEE Antennas Propag. Mag., bindi. 46, nr. 5, bls. 81–87, október 2004. DOI: 10.1109/MAP.2004. 1388832.

[5] K. Harima, „Töluleg uppgerð á ákvörðun fjærsviðsstyrks við minni vegalengdir með því að nota fasamiðju,“ IEICE Trans. Commun., bindi. E97-B, nei. 10, bls. 2001– 2010, október 2014. DOI: 10.1587/Transcom.E97.B.2001.

[6] AR Panicali og MM Nakamura, "Á amplitude miðju útgeislunaropa," IEEE Trans. Loftnet Propag., bindi. AP-33, nei. 3, bls. 330–335, mars 1985. DOI: 10.1109/TAP.1985.1143572.

[7] CST Studio Suite, 2021, [á netinu] Í boði: https://www.3ds.com/.

Katsushige Harima1, a), Takayuki Kubo2, Kaoru Gotoh1 og Takeshi Ishida2

For more information:1950477648nn@gmail.com