| Abstract | Povećanjem frekvencija i smanjivanjem struktura radi pojave viših modova došlo se do situacije kad se u komore više nije moglo staviti gotovo ništa veće od sonde. Tada su se počele primjenjivati varijacije komora i upotreba apsorbera. U ovom radu analizirane su prijenosne strukture u višem radiofrekvencijskom pojasu. Dat je prikaz osnovnih prijenosnih struktura, homogenih i nehomogenih. Obrađene su numeričke metode i osnovne vrste TEM komora. TEM komora i GTEM komora izrađene su na Zavodu za Radiokomunikacije i visokofrekvencijsku elektroniku, izvršena je njihova numerička analiza kao i mjerenje njihovih parametara. Data je teorijska analiza raspodjele EM polja, pobude i pojava viših modova, kao i usporedba mjerenja i proračuna. Napisana su dva računalna programa za proračun frekvencija na kojima se pojavljuju rezonancije viših modova za TEM i GTEM komoru. Izmjereno je električno polje u komori pomoću sonde. Na kraju se nalazi pregled normi i normanizacijskih udruga.
Izvedena je TEM komora karakteristične impedancije 75Ω, što je omogućilo veći prostor za ispitivanje (do 5cm u visinu, što je oko 2,5x više nego kod komercijalnih komora), s područjima gdje se TEM mod može širiti i iznad prve rezonantne frekvencije. Takav jedan pojas nalazi se i oko 900 MHz, što znači da se TEM komora može koristiti za GSM mjerenja. Također je moguće ispitivanje bioloških materijala radi ispitivanja biomedicinskih učinaka. TEM komora pogodna je za ispitivanje zračenja i osjetljivosti. Izvršena mjerenja i numerička analiza potvrdila su proračune.
GTEM komora, također izrađena na Zavodu za Radiokomunikacije i visokofrekvencijsku elektroniku, može se rabiti za ispitivanja od DC do 18 GHz. Veličina objekta koji se može ispitivati je 20 cm x 20 cm. GTEM komora ima raspodijeljeni teret; otpore za zaključenje niskofrekvencijske struje i piramidalne apsorbere za elektromagnetske valove. Mjerenja i numerička analiza potvrdili su proračune. I ova komora može se koristiti za istu svrhu kao i TEM komora, s razlikom da pokriva mnogo veći frekvencijski oseg.
Programom MAFIA modelirane su obje komore, glede raspodjele električkog i magnetskog polja, te viših modova.
Na GTEM komori izvršena su opsežna mjerenja i razmatran je utjecaj pojedinih komponenata kao što su otpori i apsorberi. Također je mjerena otvorena komora i komora bez apsorbera i otpora. Modelirana je i raspodjela gustoće struje na septumu.
TEM komora izvedena na Zavodu omogućuje korištenje frekvencijskog pojasa do 1 GHz (sa suosnim spojnicima) za mjerenje osjetljivosti i zračenja, kao i biomedicinska ispitivanja. Jednostavna je za izradu, tako da može biti dostupna svakom laboratoriju ili istraživačkom centru. GTEM komora nešto je složenija, ali ima bolje kvalitete, tj. pokriva veći frekvencijski pojas. Laboratoriji u svijetu imaju na raspolaganju TEM, GTEM komore, neječne i poluječne komore koje, koriste za ispitivanja u području elektromagnetske kompatibilnosti. Nadam se da će i ovaj rad pridonijeti razvoju istraživanja u elektromagnetskoj kompatibilnosti u Hrvatskoj. Potreba za praćenjem standarda u Europskoj Uniji sve je veća, tako da se i Hrvatska mora tome prilagoditi. Ovaj rad je jedan mali doprinos tom cilju. |
| Abstract (english) | With the increase in the frequency range, and reducing the size of the structures due to the appearance of the higher modes, a situation appeared where nothing larger than a probe could be inserted inside the structure. Variations of the cells, together with the introduction of the absorbers took place. In this work, transmission lines in the higher radio frequency range were analyzed. Survey of basic transmission structures, both homogenous and non-homogenous was given. Numerical methods and basic types of TEM cells have been analyzed. TEM cell and GTEM cell were made at the Department for the Radiocommunications and Microwave Engineering, they have been numerically analyzed and their parameters measured. Theoretical analysis of EM field distribution, excitation and higher modes has been done. Measurements have been compared to the calculation. Two computer programs for the calculation of the higher modes for TEM and GTEM cell have been programmed. The electric field was measured with the probe. In the end, there is a survey of standards and standard associations.
TEM cell was made with the characteristic impedance of 75 Ω, which enabled larger test area (up to 5 cm in height, which is 2,5x more than with commercially available cells in this frequency range), with the areas where TEM mode can propagate even above the first resonant frequency. Such area is around 900 MHz, which means that TEM cell can be used for GSM measurements. Biological effects can be tested as well. TEM cell is usable for testing susceptibility and emission. Performed measurements and numerical analysis confirmed the calculations.
GTEM cell, also made at the Department for the Radiocommunications and Microwave Engineering, can be used for testing from DC to 18 GHz. The size of the test object is 20 cm x 20 cm. GTEM cell has distributed load; resistors for low frequency termination and pyramidal absorbers for the electromagnetic wave. Measurements and numerical analysis confirmed the results. This cell also can be used for the same purpose as TEM cell, with the difference that it covers a much larger frequency range.
Computer program “MAFIA” was used to model both cells, regarding electric and magnetic field distribution as well as higher mode resonance.
Extensive measurements were performed on the GTEM cell, particularly the influence of the absorber and resistors. Open GTEM cell, and GTEM cell without absorbers and resistors have been measured. Current distributions on the septum have been also performed.
TEM cell made at the Department for the Radiocommunications and Microwave Engineering enables the use of frequency range up to 1 GHz (with coaxial connectors) for measuring emission and susceptibility, as well as for biomedical experiments. It is simple to build, so it can be available to every laboratory or research center. GTEM cell is somewhat more complex, but it has better characteristics, that is, it covers a larger frequency range. The laboratories in the world have various types of cells, such as TEM and GTEM cells, semi-anechois and full-anechoic chambers, which can be used for Electromagnetic compatibility testing. I hope, this work will aid in electromagnetic research in Croatia. The need for implementation of standards in European Union is greater every day, and Croatia must adapt. This work is a small contribution to that cause. |
