Nghiên cứu phòng đo không phản xạ cho bức xạ điện từ

Lời cam đoan Tôi xin cam đoan viết luận văn tìm hiểu nghiên cứu thân Mọi kết nghiên cứu ý tưởng tác giả khác, có trích dẫn từ nguồn gốc cụ thể Luận văn chưa bảo vệ hội đồng bảo vệ luận văn thạc sỹ chưa công bố phương tiện thông tin Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm mà cam đoan Hà Nội, ngày … tháng … năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn H n Quân Lời cảm ơn Sau thời gian nghiên cứu làm việc nghiêm túc, khẩn trương với giúp đỡ hướng dẫn tận tình TS Phạm Thành Công với bảo thầy, cô viện điện tử viễn thông - đại học bách khoa hà nội Luận văn “Nghiên cứu phòng đo không phản xạ cho xạ điện từ” hoàn thành Tôi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Thành Công trực tiếp hướng dẫn hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể thầy, cô giáo viện điện tử - viễn thông, viện đào tạo sau đại học - đại học bách khoa hà nội, tạo điều kiện tốt cho nghiên cứu, thực hiện, để hoàn thành luận văn tiến độ, tập thể bạn bè đồng nghiệp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tham gia đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho tác giả từ công việc suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Tuy nỗ lực phấn đấu, thời gian có hạn luận văn không tránh khỏi thiếu sót hạn chế Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp, bổ sung hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp bạn đọc để luận văn hoàn thiện Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2015 Mục lục Lời cam đoan… Lời cảm ơn…… Mục lục……… Danh mục hình ảnh Mở đầu………… CHƯƠNG - Tổng quan xạ điện từ 1.1 Sóng điện từ 1.2 Nguyên lý xạ sóng điện từ 1.3 Vận tốc truyền lan sóng điện từ 10 1.4 Hệ phương trình maxwell 15 CHƯƠNG - o đạc xạ sóng điện từ 21 2.1 Nguyên lý đo xạ điện từ 21 2.2 Các tiêu chuẩn tương thích điện từ 21 2.3 hương thức đo xạ điện từ 24 2.3.1 Các thiết bị đo đạc 24 2.3.2 Quy trình đo đạc 28 2.3.2.1 iều kiện thử nghiệm .28 2.3.2.2 Thực đo đạc 29 CHƯƠNG 3.1 Thiết kế ph ng đo không phản xạ 31 Các vật liệu hấp thụ sóng điện từ 32 3.1.1 Vật liệu polyme .32 3.1.2 Chất hấp thụ sợi thép đa tinh thể 33 3.1.3 Vật liệu chiral 33 3.1.4 Vật liệu tàng hình thông minh 33 3.1.5 Sơn tàng hình 33 3.1.6 Vật liệu nano 34 3.2 Cấu trúc ph ng đo không phản xạ 36 3.3 Các thiết bị sử dụng ph ng đo không phản xạ 40 3.3.1 Nguồn 40 3.3.2 Bộ thu 41 3.3.3 Bộ cảm biến trường 42 3.3.4 Anten .43 3.3.5 Các dụng cụ hỗn hợp 47 3.4 Ch n sóng cho ph ng đo 50 3.5 ề xuất mẫu ph ng đo không phản xạ 54 Kết luận……… 55 Tài liệu tham khảo 56 Danh mục hình ảnh Hình 1.1 ví dụ mạch dao động tập trung Hình 3.1 NSA phòng ốp gỗ toàn mặt (phân cực ngang) .37 Hình 3.2 lược đồ ph ng đảo mode phòng dội âm 37 Hình 3.3 anten thu a sơ đồ tương đương thevenin anten (b) 44 Hình cặp anten (a) cổng anten tương đương anten (b) 45 Hình sơ đồ mạch ổn định trở kháng đường dây lisn iện trở rn biểu thị trở kháng đầu vào 0Ω 48 Hình phát xạ truyền dẫn động pha .49 Hình hồi đáp tần số quy mô băng thông 1-ghz với tỉ lệ mẫu 4-ghz 50 Hình mô hình kiểm tra phòng ch n .52 Mở đầu Ngày nay, trước phát triển ngành công nghiệp mà đặc biệt ngành công nghiệp điện tử, người tạo nhiều thiết bị, sản phẩm điện tử thông minh phục vụ đời sống sinh hoạt làm việc họ Tuy nhiên, điều đặt nhiều thách thức lĩnh vực đo kiểm tra xạ sóng điện từ phát từ thiết bị Việc đo kiểm phát xạ sóng điện từ ý muốn điều quan trong, giúp loại bỏ nhiễu tạp đảm bảo cho thiết bị hoạt động ổn định đạt độ xác cao Và để đạt điều đó, người ta cần nghiên cứu chế tạo ph ng ch n sóng điện từ, nhằm loại bỏ phần hay hoàn toàn yếu tố ngoại lai gây ảnh hưởng đến thông số phép đo, đảm bảo tiêu chuẩn tương thích điện từ nhằm thu đươc kết tốt Ứng dụng ph ng đo không phản xạ sóng điện từ sử dụng rộng rãi sống, nhiều lĩnh vực khác khoa học, kinh tế hay an ninh quốc ph ng Từ nhu cầu thực tiễn nêu trên, tác giả nghiên cứu để cung cấp thông tin cần thiết cho phép đưa lựa chọn tối ưu kiểu ph ng ch n sóng điện từ h ng đo sau hoàn thiện phải kiểm tra để đảm bảo đạt hiệu suất mong muốn Hay đơn giản điểm khác hiệu suất hoạt động loại ph ng ch n sóng điện từ khác để đưa lựa chọn đ n Chính vậy, việc chọn đề tài “Nghiên cứu phòng đo không phản xạ cho xạ điện từ” nhằm giải yêu cầu, toán thực tế đặt cần thiết CHƯƠNG - Tổn quan về bức xạ điện từ 1.1 n điện từ Bức xạ điện từ (hay s n điện từ kết hợp nhân vector dao động điện trường từ trường vuông góc với nhau, lan truyền không gian sóng Sóng điện từ bị lượng tử hoá thành "đợt sóng" có tính chất hạt chuyển động gọi photon Biểu diễn toán học từ trường điện trường sinh từ nguồn biến đổi chứa thêm phần mô tả dao động nguồn, xảy sau thời gian chậm so với nguồn ó mô tả toán học xạ điện từ Tuy phương trình maxwell, xạ điện từ hoàn toàn có tính chất sóng, đặc trưng vận tốc, bước sóng tần số , có tính chất hạt Sóng điện từ di chuyển hay truyền theo hướng vuông góc với hướng dao động vectơ điện trường E từ trường B , mang lượng từ nguồn xạ đến đích xa vô hạn Hai trường lượng dao động vuông góc với minh họa hình dao động pha theo dạng sóng sin toán học Các vectơ điện trường từ trường không vuông góc với mà c n vuông góc với phương truyền sóng 1.2 N u n l bức xạ s n điện từ Về nguyên lý, hệ thống điện từ có khả tạo điện trường từ trường biến thiên có khả xạ sóng điện từ Tuy nhiên thực tế xạ sóng điện từ xảy điều kiện định ể ví dụ ta xét mạch dao động có kích thước nhỏ so với bước sóng Nếu đặt vào mạch sức điện động biến đổi không gian tụ điện phát sinh điện trường biến thiên, c n không gian cuộn cảm phát sinh từ trường biến thiên Những điện trường, từ trường không xạ mà bị ràng buộc phần tử mạch D ng điện dịch chuyển qua tụ điện theo đường ng n không gian hai má tụ điện nên lượng điện trường bị giới hạn khoảng không gian C n lượng từ trường tập trung chủ yếu thể tích nhỏ l ng cuộn cảm Năng lượng hệ thống bảo toàn tổn hao nhiệt dây dẫn điện môi mạch Nếu mở rộng kích thước tụ điện hình b d ng điện dịch không dịch chuyển khoảng không gian hai má tụ điện mà phận lan tỏa môi trường truyền tới điểm nằm cách xa nguồn nguồn điện trường điện tích biến đổi hai má tụ điện) Nếu mở rộng kích thước tụ điện hình c, d d ng điện dịch lan tỏa nhiều tạo điện trường biến thiên với biên độ lớn khoảng không gian bên Khi đạt tới khoảng cách xa nguồn, chúng thoát khỏi ràng buộc với nguồn, nghĩa không c n liên hệ với điện tích hai má tụ điện Thật vậy, ta quan sát đường sức điện trường gần tụ điện thấy chúng không tự khép kín mà có điểm b t nguồn điện tích hai má tụ điện Do giá trị điện trường điểm nằm đường sức biến thiên đồng thời với biến thiên điện tích hai má tụ điện n 1.1 ví dụ mạc dao động tập trung Nhưng xét điểm m cách xa nguồn thấy thời điểm đó, điện trường m đạt giá trị định lúc điện tích hai má tụ điện biến đổi qua lại giá trị Khi đường sức điện trường không c n ràng buộc với điện tích mà chúng phải tự khép kín không gian, nghĩa hình thành trường xoáy Theo quy luật điện trường biến thiên điện trường xoáy tạo từ trường biến đổi, từ trường tiếp tục tạo điện trường xoáy, nghĩa hình thành trình sóng điện từ hần lượng thoát truyền không gian tự gọi lượng xạ hay lượng hữu công hần lượng điện từ ràng buộc với nguồn dao động gần nguồn, không tham gia vào việc tạo thành sóng điện từ, gọi lượng vô công Ta nhận thấy rằng, hệ thống xạ điện từ có hiệu hệ thống mà điện trường từ trường biến thiên có khả thâm nhập nhiều vào không gian bên ể tăng cường khả xạ hệ thống, ta cần mở rộng không gian bao trùm đường sức điện trường Dipole hertz cấu trúc xạ có hiệu Nó hình thành từ hệ thống điện từ nói với biến dạng hai kim loại tụ điện thành hai đoạn dây dẫn mảnh hai cầu kim loại hai đầu Dipole hertz nguồn xạ đơn giản phần tử để cấu trúc thành anten dây phức tạp 1.3 Vận tốc tru ền lan s n điện từ Giả sử sóng điện từ truyền lan môi trường không tổn hao Trong chế độ dao động điều h a, giá trị tức thời thành phần vectơ E H trục hệ toạ độ vuông góc có dạng:  k  Aei (t  z ) (1.1) Trong đó: tần số góc, ω = 2πf với f tần số; β hệ số pha 10 đây, trục z coi hướng truyền sóng Từ 1.1 ta thấy biến đổi pha trường dọc theo hướng truyền sóng xác định đại lượng ω – βz Từ ta xác định vận tốc pha sóng: vf  dz dt (1.2) Như biết vận tốc pha đặc trưng cho quan hệ pha dao động điều h a điểm khác không gian dao động sinh xác lập nơi Giả sử điểm z = có tín hiệu biến đổi theo thời gian với quy luật f t Khảo sát điểm khác trục z, t > 0, tín hiệu có dạng Nói cách khác, ta xác định hàm f t,z biết hàm f t,0 biết đặc tính môi trường mà truyền sóng xảy Áp dụng tích phân fourier: f (t ,0)  2   A()e it d    A( )e  it d (1.3) Trong đó: A ω mật độ phổ hàm f t Theo 1.3 , hàm f t,0 tổng vô số dao động điều h a với tần số ω biên độ  A( )d Nhưng dao động truyền lan dọc theo trục z, thành phần  A( )eit d tương ứng với sóng  A( )ei (t   z ) d Vì hàm f t,z thời điểm trục z biểu thị dạng: f (t , z )   A( )e  i ( t   z ) d ; z≥0 11 (1.4) Có ba loại chức tách sóng đỉnh, chuẩn đỉnh trung bình Các tiêu chuẩn khác quy định giới hạn khác tùy theo loại mạch tách sóng Mạch tách sóng đỉnh phản xạ nhanh sử dụng rộng rãi cho mục đích kiểm tra chẩn đoán Rõ ràng độ phản xạ loại mạch tách sóng khác tín hiệu xung có tần số lặp lại khác Mạch tách sóng chuẩn đỉnh trung bình đ i hỏi thời gian ổn định lâu tần số Do đó, cần bao trùm dải tần số rộng thời gian đo tương đối lâu Tần số quét cần phải lựa chọn để thời gian giữ tần số nằm khoảng 1/3 thời gian ổn định mạch tách sóng 3.3.3 Bộ cảm bi n trườn Trong trình phát triển công tác chẩn đoán, điều cần thiết phải thăm d điện trường từ trường gần đường truyền dẫn phần tử mạch riêng rẽ Tương tự, ta cần phải thiết lập mô hình biên dạng trường dựa loạt phép đo sử dụng d nhỏ Mặc dù phép đo không quy định tiêu chuẩn khác nhiên chúng lại hữu ích việc cung cấp nhận thức nguồn gốc chế độ phát xạ em Các cảm biến trường thường nhỏ cần ánh xạ trường định nhằm tránh làm nhiễu trường đo Một cảm biến thường nhỏ điện kích thước lớn nhỏ nhiều = 1/20 bước sóng cao dạng đơn giản nhất, cảm biến điện trường đoạn dây nhỏ nhô mặt phẳng mặt đất đơn cực nhỏ Nếu cảm biến đặt điện trường e, điện áp mạch hở v= lee le độ dài đơn cực Thông thường le xấp xỉ nửa độ dài thực tế đơn cực D ng ng n mạch i=clede/dt c điện dung cảm biến Do đó, việc cảm biến có phản ứng với điện trường dẫn xuất hay không phụ thuộc vào trở kháng thiết bị đo Nếu số thời gian điện dung anten với trở kháng đầu vào dụng cụ đo cao so với thời gian đặc tính trường đo e Có thể thực điều chỉnh khác để thay đổi phản ứng đ i hỏi sử dụng cảm biến nhỏ với độ nhạy thấp Một khung dây nhỏ thường đối ngẫu với cảm biến điện trường cung cấp cảm biến từ trường Nếu cuộn dây khu vực a đặt vào từ 42 trường h, điện áp mạch hở v=µ0a dh/dt d ng ng n mạch i= µ0ah/l l điện cảm cuộn dây Do đó, rõ ràng từ trường dẫn xuất đo theo trường hợp Nếu số thời gian điện cảm trở kháng đầu vào thiết bị đo lớn thời gian đặc tính trường thiết bị đo từ trường Các cảm biến trường khác triển khai để đo trường độ điều kiện bất lợi sử dụng thiết bị đo kiểm nói chung Một phương pháp đo khác cung cấp cho biến dạng thấp từ trường hệ thống đo lường phương pháp dựa chất tán xạ điều biến Một đoạn dây ng n sử dụng để thăm d trường Các trường tới hạn khuếch tán nhờ đoạn dây tín hiệu khuếch tán thu anten thứ hai đặt vùng lân cận Tín hiệu thu chứa thông tin hoàn chỉnh biên độ pha sóng tới hạn ban đầu Trở ngại tín hiệu khuếch tán có biên độ yếu ể tăng khả tách sóng, người ta đặt thành phần nhạy sáng vào đoạn dây thăm d trở kháng đoạn dây điều chỉnh tín hiệu sáng điều biến cung cấp qua đường truyền sợi quang Theo cách tín hiệu khuếch đại điều biến sử dụng phương pháp tách sóng nhạy pha để tăng khả tách sóng tín hiệu yếu 3.3.4 Anten Anten hoàn toàn xem chuyển đổi đo trường hầu hết chuẩn Do việc n m nguyên lý làm việc anten môi trường kiểm tra thực tế quan trọng Xét phương diện đo đạc thực tế, tham số quan trọng anten hệ số anten, tính theo công thức: Af= (3.4) Trong tham số xác định mô tả hình 1a ơn vị hệ số anten decibel Af (db) = ei (db µv/m) – vl (db µv) 43 (3.5) Dựa hệ số anten kết đo điện áp đầu thu ta tính điện trường từ phương trình 3.5 n 3.3 anten t u (a) sơ đồ tương đương t evenin anten (b) Hệ số anten tính theo nguyên lý Có thể thấy anten nào, độ hiệu độ tăng ích suy từ công thức ae= gλ2/ π Anten thay mạch thevenin tương đương hình 1.1b Công suất tối đa cần để cung cấp cho tải kết hợp ( zl=z*t bằng: P max=| | (3.6) Trong |vt| giá trị rms rt phần thực trở kháng zt Giả sử anten định hướng để lấy hồi đáp tối đa Khi đó: Pmax= | | (3.7) Trong |ei | giá trị rms z0 trở kháng đặc tính môi trường xung quanh anten Cân vế phải phương trình 3.8 thay ae vào ta được: (3.8) Trong le= √ chiều dài tính toán anten thu là: 44 iện áp rơi Do đó, hệ số anten là: (3.9) Lấy ví dụ, tính toán af lưỡng cực cộng hưởng nửa bước sóng không gian tự từ hệ số khuếch đại trở kháng g ≈ , zt ≈ 3Ω Thay công thức tính độ dài tính toán với le=λ/π Thay vào phương trình , giả sử trở kháng đầu vào thu zl= 0Ω tần số f đơn vị mhz, ta có: Af (db) = 31.78 + 20 log f (mhz) (3.10) Cần ý cách xác định hệ số anten theo lý thuyết, giả sử anten định hướng độ nhạy lớn trở kháng đầu vào tới thu có giá trị cụ thể Cần lưu ý af có giá trị khác giả thiết giả thiết không Nguồn gốc dẫn đến phương trình dựa giả thiết lưỡng cực nửa bước sóng cộng hưởng đặt không gian tự d ng điện hình sin Giả thiết thứ với điều kiện đường kính anten nhỏ Ch c ch n phép đo thực tế, anten không môi trường c n có mặt đất kết cấu khác Anten gần mặt đất gần anten khác làm thay đổi trở kháng Trong trường hợp anten hình 1.2, điện áp cực anten n 3.4 cặp anten (a) cổng anten tương đương anten (b) 45 (3.11) Trong z11 nội trở anten giá trị trở kháng không gian tự z12 trở kháng tương hỗ anten Do trở kháng anten là: (3.12) hương trình 1.9 cho thấy tác động gần phải xét đến tính toán z1 Hệ số anten phương trình không đổi l e zt không đổi Trong trương hợp anten đặt gần zt = z1 với z1 cho phương trình 1.9, rõ ràng hệ số anten thay đổi với vị trí tương đối anten với nhân tố khác tác động tới tỉ số Một ứng dụng đặc biệt ý tưởng trường hợp anten đặt mặt phẳng mặt đất Hai trường hợp xác định anten phân cực theo hướng dọc ngang Tác động d ng điện sinh mặt phẳng mặt đất biểu diễn anten ảnh nằm đối xứng với mặt phẳng mặt đất Anten gốc anten ảnh tạo thành hệ hai anten không gian tự mô tả sử dụng phương trình 1.9 D ng điện anten ảnh chọn cho thỏa mãn điều kiện biên vị trí mặt phẳng mặt đất điều đ i hỏi / = +1 phân cực dọc / = -1 phân cực ngang Rõ ràng từ phương trình 1.9 ta thấy z1 chịu ảnh hưởng độ cao anten mặt phẳng mặt đất phân cực Theo phương trình , hệ số anten phụ thuộc vào tham số Một vấn đề có ý nghĩa thiết thực khác tác động tới hệ số anten xuất thành phần khác cáp và/hoặc cân anten thu Anten nhà sản xuất cung cấp thường trang bị điều chỉnh chung, hệ số anten tần số khác loại anten Hệ số anten anten đặc biệt cung cấp chệch vài db so với giá trị chung ể có kết đo xác, cần phải cân chỉnh anten sử dụng ph ng kiểm tra sở vật chất kiểm định Về bản, có phương pháp thực nghiệm sử dụng cân chỉnh anten Theo phương pháp trường chuẩn, anten 46 thu cân chỉnh ngược với anten phát cân chỉnh tạo trường biết điểm quan sát cố định Ngoài ra, anten hệ số anten biết sử dụng để cân chỉnh anten khác theo phương pháp anten chuẩn Cuối cùng, theo phương pháp định vị chuẩn, anten không hiệu chỉnh cân chỉnh cách thực phép đo cặp anten ộ xác phép hiệu chỉnh phụ thuộc vào chất lượng vị trí định vị Một phương pháp thay hiệu chỉnh anten sử dụng mô số để thiết lập af hương pháp ứng dụng thành công, sử dụng mã máy nec anten hai chóp lưỡng cực Cần nhớ độ gần anten kết cấu truyền dẫn việc sử dụng anten ph ng ch n có tác động tới việc hiệu chỉnh chúng Một số anten khác sử dụng đo đạc emc phụ thuộc vào dải tần số Tại tần số thấp, 30 mhz, người ta thường dùng anten có nguồn để đạt độ tương thích phù hợp ối với phép đo điện trường, người ta thường sử dụng anten đơn cực có tên anten 1-in Do kích thước tần số hoạt động anten nên khó để hiệu chỉnh hương pháp dựa kỹ thuật mô phổ dụng ối với phép đo từ trường tần số thấp, anten khung thường sử dụng hiệu chỉnh theo khối tem chuẩn Tại tần số 30 mhz, người ta thường dùng lưỡng cực nửa bước sóng điều hướng Ngoài ra, anten băng rộng dùng để tăng tốc phép đo Trong dải tần số 30-300 mhz, anten hình chóp thường dùng Thông thường, có tổng chiều dài 1,3 m chuyển đổi tích hợp Một số thiết kế lại có độ cộng hưởng hẹp xấp xỉ mhz cộng hưởng sinh chóp anten Nối thêm đoạn dây chóp giảm cộng hưởng ối với tần số 300-1000 mhz, sử dụng anten chu kỳ loga Với tần số ghz, tốt sử dụng anten râu băng rộng 3.3.5 C c ụn cụ hỗn hợp Một số thành phần khác quan trọng kiểm tra emc Một mạch ổn định trở kháng đường dây lisn cần thiết đo đạc độ nhiễu truyền dẫn Mục đích lisn là: thứ nhất, ngăn nhiễu hf khỏi tượng nguồn điện nhiễm kết đo tiếng ồn em phát từ thiết bị cần đo kiểm; thứ hai, biểu thị trở kháng 47 gần ổn định để hướng nguồn điện với d ng ồn phát từ EUT Trở kháng 0Ω dải tần số khz-30 mhz iều kiện thứ hai cần thiết trở kháng nguồn d ng hf thay đổi chủ yếu dựa vào vị trí kiểm tra tình trạng tồn khiến khả lặp lại kết kiểm tra Hình 1.3 mô tả thiết kế lisn Các điện trở rn Ω biểu thị trở kháng đầu vào dụng cụ đo phân tích phổ, thu Việc tách biệt kết đo từ emi b t nguồn từ lưới điện thực thành phần c 3, l1 l2, c2 iện cảm lớn l4 tách hf tham chiếu lisn với nguồn tiếp đất Các tụ điện c1 khối dc bảo vệ dụng cụ đo khỏi tình trạng tải l3 phóng tụ điện thiết bị đo điện trở 0Ω bị ng t Với cách bố trí này, phát xạ truyền dẫn tạo từ EUT đo qua Ω Rõ ràng điện cảm l1 l2 phải phân loại để chịu tải nguồn hz iều khiến thiết kế cồng kềnh tốn đặc biệt tải lớn pha Vì lý này, phương pháp xây dựng để đạt mục đích lisn sử dụng thí nghiệm đơn giản tiết kiệm n 3.5 sơ đồ mạch ổn định trở k đường dây (lisn) Điện trở rn biểu thị trở k đầu vào (50Ω) Ví dụ: động pha nối để kiểm tra hình D ng điện cm dây dẫn quy chiếu 100 dbµa Tính điện áp lisn 48 n 3.6 phát xạ truyền dẫn động p a Lời giải: cm chia nhánh mạch lisn pha Do đó: hép đo xung nhanh yêu cầu máy sóng băng thông rộng Trong phương trình , ta thấy mô tả tín hiệu theo miền thời gian tần số làm phát sinh mối quan hệ thời gian băng thông Trong phép đo, điều cần thiết phải cung cấp băng thông thích hợp để đo xác xung thời gian tăng nhanh Trong dụng cụ tương tự thông thường với số phần tử mạch tham gia, ta đạt hồi đáp chất gauxo Dưới điều kiện này, thời gian tăng băng thông máy sóng liên hệ công thức: Rt ≈ 0.3 /bw Nếu số thiết bị tác động nối tiếp ví dụ quy mô thí nghiệm tổng băng thông tính theo công thức: Băng thông hệ thống = [( ) ( 49 ) ] n 3.7 hồi đáp tần số quy mô băng t ông 1-ghz với tỉ lệ mẫu 4-ghz Khi đo tín hiệu với hệ thống đo thời gian tăng định, thời gian tăng đo là: ]1/2 Thời gian tăng đo = [r Các dụng cụ đại chứa số khuếch đại tương tự sử dụng phương pháp xử lý tín hiệu số để tối ưu hóa hồi đáp Các dụng cụ hồi đáp gauxo thay vào lại có hồi đáp tường gạch hình Thời gian tăng tương đương tính theo công thức Rt = Trong n = ÷ , giá trị cao hồi đáp ổn định Ta nhận thấy tần số nyquist nửa tần số lấy mẫu theo hình vẽ Bất kỳ tín hiệu tần số nyquist gây sai số định lý lấy mẫu 3.4 Ch n s n cho phòn đo hương pháp emc thường tiến hành địa điểm kiểm tra trời, ph ng ch n ph ng kiểm tra đặc biệt Các chuẩn có quy định yêu cầu loại môi trường thử nghiệm quy trình thực nghiệm cần tuân theo Tuy nhiên tiến hành đo kiểm tra trời có vài nhược điểm, phải tìm kiếm môi trường kiểm tra emc thay Ngoài 50 điểm bất lợi khó khăn việc đảm bảo môi trường em đo kiểm tra trời c n phụ thuộc vào thời tiết chi phí mặt Trong kiểm tra miễn nhiễm, khó để tránh tượng va chạm với người sử dụng phổ em khác h ng ch n làm hoàn toàn kim loại thiết kế cách ly điện từ tần số cao Một ph ng ch n thiết kế hoàn chỉnh sử dụng đo đạc phát xạ miễn nhiễm mà không gây tương tác em với môi trường bên Các ph ng ch n phân thành ph ng dội âm ph ng không phản xạ ối với ph ng dội âm, toàn bề mặt bên ph ng không ốp có tính truyền dẫn cao ph ng ph ng điện từ Bất EUT hay anten đặt ph ng tương tác với bề mặt truyền dẫn theo cách thức phức tạp ộ cộng hưởng tần số cụ thể ph ng hình chữ nhật tính sau: (3.13) a, b, c kích thước bên tính đơn vị mét, m, n, p số nguyên tối đa số nguyên phép có giá trị Kích thước ph ng điển hình từ vài mét đến vài chục met Tần số cộng hưởng thấp phụ thuộc vào kích cỡ ph ng, thông thường khoảng vài chục mhz h ng nhỏ dùng để kiểm tra sản phẩm có mặt hàn nhỏ, ph ng lớn để kiểm tra động hoàn chỉnh, trang bị lực kế để thử nghiệm động Cấu trúc trường điện từ tần số cộng hưởng suy từ phương trình 1.12 xác định phụ thuộc giá trị m, n, p Do đó, mode te101 mode mà phần tử chạy dọc điện trường có giá trị lớn đường dây chạy từ trần đến sàn trục y Các mode cao biểu thị kết cấu phức tạp Sự xuất cộng hưởng với trường cụ thể nhỏ lớn tần số đặc biệt gây khó khăn thực phép đo ph ng dội âm ể kh c phục vấn đề, tường trần nhà ốp ram để giảm âm dội đáng kể h ng không phản xạ tạo có đặc tính gần giống với đặc tính oats Có thể sử dụng vật liệu khác ram tồn số âm dội, đặc biệt tần số thấp Do đó, 51 tần số thấp, hầu hết ph ng mô tả ph ng không phản xạ phần ph ng giảm âm Chi tiết loại ph ng mô tả Eut đặt giá truyền dẫn, g n với tường Giá đỡ mở rộng cho phù hợp với anten Tùy theo chiều cao ph ng, mở rộng phía sàn nhằm có đủ chỗ cho anten Anten hình nón anten log chu kỳ thường g n cột ăng ten Theo tiêu chuẩn quân khoảng cách EUT anten 1m Do có giá đỡ, mở rộng, EUT anten mà làm nhiễu cộng hưởng ph ng Có thể thấy thay đổi nhỏ giá trị tần số cộng hưởng bảng 1.12 xuất giá đỡ lại tạo cộng hưởng khác n 3.8 mô hình kiểm tra phòng chắn Tại tần số thấp, thực phép đo cách sử dụng khái niệm mạch tập trung Tại tần số mà kích thước ph ng lớn nhỏ λ/10, áp dụng khái niệm ghép tĩnh điện nhờ ghép nối EUT, anten ph ng chất điện dung điện cảm Tại tần số cao thấp tần số cộng hưởng ph ng, việc nối EUT anten phức tạp nhiều Ngoại trừ nối trực tiếp điện dung điện cảm hai thành phần, c n yêu cầu nối thêm mode tem Mode truyền đường trục hình thành độ mở 52 giá đỡ vật dẫn vách tường bên ph ng vật dẫn ường giới hạn mạch ng n tường sau mạch hở cuối đoạn mở rộng 53 3.5 Đề xu t mẫu phòn đo khôn phản xạ Qua nghiên cứu vấn đề liên quan đến ph ng đo không phản xạ, tác giả xin đề xuất 01 mẫu ph ng đo không phản xạ có dạng modul ghép với kết cấu mô tả hình đây: Thông số kỹ thuật ph ng sau: Kích thước phòng: 7355 x 3755 x 3300 mm (LxWxH) Dải tần số làm việc: 30 MHz – 18 GHz Khoảng cách đo: 3m Vật liệu hấp thụ:  Chiều dài phòng: hấp thụ s t ferrit F006 7.2m2 chất hấp thụ hybrid H450 trung tâm tường  Chiều rộng ph ng đằng sau ETU): hấp thụ s t ferrit F006 9.9m2 chất hấp thụ hybrid H450 trung tâm tường  Trần phòng: hấp thụ s t ferrit F006 5.76m2 chất hấp thụ hybrid H450 trung tâm tường  Sàn phòng: hấp thụ s t ferrit F006 7.2m2 chất hấp thụ hybrid H450 trung tâm tường  Kích thước vùng đồng nhất: 1.5m x 1.5m 54 K t luận Qua kết nghiên cứu đưa tới số kết luận sau: - Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới kết phép đo sóng điện từ như: nhiễu từ môi trường, nhiễu nội từ linh kiện điện tử, hay khả hấp thụ sóng phản xạ ph ng đo - Các vật liệu dùng để xây dựng ph ng đo cấu trúc bên phòng đo làm ảnh hưởng đến chất lượng phép đo, hay cách bố trí s p đặt tham số đo tác nhân gây sai số Hướng đề xuất - Nghiên cứu tìm hiểu loại vật liệu hấp thụ công nghệ có khả hấp thụ toàn lượng sóng điện từ với dải tần hoạt động rộng - Tính toán thiết kế tối ưu hướng xử lý khe nối, khớp nối cửa sổ, cửa vào hay ô thoáng thông gió - Nghiên cứu dạng cấu trúc hình học cho đơn giản, hiệu dễ thi công nhằm tăng khả ram sóng điện từ 55 Tài liệu tham khảo [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Christos christopoulos, principles and techniques of electromagnetic compatibility, taylor & francis group, 2nd ed., nw 2007 Henry w Ott, electromagnetic compatibility engineering, john wiley & sons, inc., hoboken, new jersey., 2009 Henry w Ott, noise reduction techniques in electronic systems, john wiley and son, 2nd ed., ny 1988 American national standard for methods of measurement of radio-noise emissions from low-voltage electrical and electronic equipment in the range of 9khz to 40ghz, ansi/ieee c63.4-2001, new york, 2001 Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods—uncertainties, statistics and limit modeling—uncertainty in emc measurements, iec cispr 16-4-2, geneva, switzerland, 2003 International special committee on radio inteRFerence: information technology equipment—radio disturbance characteristics—limits and methods of measurement, iec cispr 22:2005, geneva, switzerland, 2006 D N Heirman, “cispr subcommittee a uncertainty activity,” ieee trans Electromagn Compat., vol 44, no 1, pp 125–129, feb 2002 H Neff, jr., basic electromagnetic fields New york: harper & row, 1981 56 ... việc chọn đề tài Nghiên cứu phòng đo không phản xạ cho xạ điện từ” nhằm giải yêu cầu, toán thực tế đặt cần thiết CHƯƠNG - Tổn quan về bức xạ điện từ 1.1 n điện từ Bức xạ điện từ (hay... dẫn điện xảy tượng giao thoa sóng – vật liệu Việc giao thoa sóng-vật liệu, chia làm ba chế: phản xạ, hấp thụ phản xạ nhiều lần bên vật liệu Cơ chế phản xạ phụ thuộc vào số cách điện độ dẫn điện. .. Nguyên lý xạ sóng điện từ 1.3 Vận tốc truyền lan sóng điện từ 10 1.4 Hệ phương trình maxwell 15 CHƯƠNG - o đạc xạ sóng điện từ 21 2.1 Nguyên lý đo xạ điện từ