حل مناعة الإشعاع في المجال الكهرومغناطيسي RF: غرف GTEM

مع الاستخدام الواسع النطاق للأجهزة الإلكترونية، أصبحت مشكلات التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) بارزة بشكل متزايد. ونتيجة لذلك، اكتسب اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) اهتمامًا كبيرًا من الشركات. اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) هو عملية معقدة تتضمن تقنيات التحكم مثل الحماية والترشيح والتأريض، بالإضافة إلى تقنيات الموازنة والمستوى المنخفض. قبل معالجة مشكلات التوافق الكهرومغناطيسي، من الأهمية بمكان قياس الخصائص الكهرومغناطيسية للعينات باستخدام معدات أو أنظمة الاختبار لتحديد استراتيجيات التحسين المناسبة.

التحديات في اختبار مناعة الإشعاع في المجال الكهرومغناطيسي الترددي:
إن مناعة الإشعاع في المجال الكهرومغناطيسي للترددات الراديوية تشكل عنصرًا بالغ الأهمية في اختبار التوافق الكهرومغناطيسي، ولكنها تفرض العديد من التحديات على الشركات بسبب التكاليف المرتفعة المرتبطة بالمرافق والمعدات المطلوبة. ويتطلب هذا الاختبار غرفة خالية من الصدى ومعدات مكبر للترددات الراديوية. ويتطلب بناء غرفة خالية من الصدى مساحة كبيرة ودعمًا هيكليًا، وهو ما يتوفر عادةً في البيئات الصناعية فقط. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتم استيراد مكبرات الترددات الراديوية وهي باهظة الثمن، مما يجعل إجراء مثل هذه الاختبارات في البيئات المكتبية أمرًا صعبًا.

وللتغلب على هذه التحديات، ظهرت غرف GTEM (الغرف الكهرومغناطيسية المستعرضة بالجيجاهيرتز) كبديل فعال من حيث التكلفة. غرف GTEM لقد شهدت غرف GTEM تقدمًا كبيرًا على مدار العقد الماضي. فهي توفر نطاق تردد واسع من التيار المستمر إلى عدة جيجاهرتز، مع مساحة داخلية قابلة للاستخدام كبيرة نسبيًا. والأمر المهم هو أن غرف GTEM والمعدات المرتبطة بها أكثر تكلفة بشكل عام، مما يجعلها في متناول مجموعة أوسع من الشركات.

ما هي غرفة GTEM؟

غرفة GTEM هي جهاز اختبار التوافق الكهرومغناطيسي مصمم على أساس مبادئ خطوط النقل المستطيلة المحورية وغير المتماثلة. ولمنع انعكاسات الموجات الكهرومغناطيسية الداخلية والرنين، تتميز غرفة GTEM بتصميم مخروطي الشكل. وهي تستخدم موصل محوري من النوع N عند المدخل، مع تسطيح الموصل المركزي في صفيحة على شكل مروحة (تسمى الصفيحة الأساسية)، مما يخلق منطقة مجال مستطيلة وموحدة بين الصفيحة الأساسية والصفيحة السفلية.

المبادئ الرئيسية:

قوة المجال الكهربائي: قوة المجال الكهربائي داخل حجرة GTEM تتناسب طرديًا مع جهد الإشارة V عند الموصل من النوع N وتتناسب عكسيًا مع المسافة الرأسية h بين اللوحة الأساسية واللوحة السفلية: E = V/h، في نظام مطابق 50Ω، تترجم علاقة الجهد V =(RP)1/2 =(50P)1/2 إلى قوة مجال كهربائي E =(50P)1/2 / h. يتم تطبيق عامل تصحيح k لمراعاة التناقضات بين القيم المقاسة والنظرية، مما ينتج عنه E = k(50P)1/2 / h

ميزات التصميم:
• المسافة بين اللوحة الأساسية واللوحة السفلية: كلما اقتربت اللوحات، زادت قوة المجال. تتطلب المسافات الأكبر طاقة إدخال أعلى.
• شبكة مطابقة المقاومة الموزعة: تضمن عدم وجود محطة انعكاسية للحصول على خصائص نقل الموجة الكروية المثالية (الموجة المستوية تقريبًا).
• مادة ماصة: يتم وضع مواد ماصة على الأسطح النهائية للغرفة لامتصاص الموجات الكهرومغناطيسية بشكل أكبر وضمان قوة مجال موحدة.

GTEM-2 حجرة خلية GTEM

اعتبارات الاستخدام:
• وضع العينة: أثناء الاختبار، يجب وضع العينة داخل منطقة الاختبار دون تجاوز 1/3 المسافة بين اللوحة الأساسية واللوحة السفلية لتجنب التأثير على اتساق المجال. بالنسبة للعينات الأصغر، ضعها أقرب إلى مقدمة حجرة GTEM لتحقيق قوة مجال كافية مع طاقة إدخال إشارة أقل.

مميزات غرفة التجارة والصناعة والزراعة في مصر:
• فعالة من حيث التكلفة: تعمل غرف GTEM على تقليل تكاليف البناء والتشغيل بشكل كبير مقارنة بالغرف المقاومة للصدى ومكبرات التردد اللاسلكي التقليدية.
• كفاءة المساحة: يمكن تركيبها واختبارها داخل البيئات المكتبية، مما يلغي الحاجة إلى المرافق الصناعية الكبيرة.
• قابلية تطبيق واسعة: مناسب لمختلف الأجهزة الإلكترونية، وخاصة تلك ذات الأبعاد المتوسطة، لاختبار مناعة الإشعاع الترددي.

خاتمة
استخدم غرفة التجارة والصناعة والزراعة تقدم هذه التقنية حلاً فعالاً من حيث التكلفة لاختبار التوافق الكهرومغناطيسي، متغلبة على قيود الطرق التقليدية. وهي تمكن الشركات من إجراء اختبارات مناعة الإشعاع الكهرومغناطيسي للترددات الراديوية في مساحات وميزانيات محدودة. إن تبني هذه التقنية المبتكرة من شأنه أن يعزز تطبيق وتطوير اختبار التوافق الكهرومغناطيسي عبر مجموعة واسعة من الصناعات.