5.2 VERIFICA DELLA GABBIA DI FARADAY
5.2.1 Norma MIL-STD 285, 1956
La norma MIL-STD 285 è la prima norma di riferimento per la verifica dell’efficienza della schermatura della gabbia di Faraday. È una norma datata al 1956 (25 giugno) e si occupa di proporre un metodo per definire la misura di attenuazione per schermi elettromagnetici, per frequenze da 10kHz in su [38].
5.2.1.1 Misura di attenuazione del campo magnetico
L’attenuazione è il rapporto, espresso in dB, della potenza ricevuta sul lato opposto dello schermo, quando questo viene illuminato da radiazioni elettromagnetiche, rispetto alla potenza interna. Gli strumenti da utilizzare per questa misura sono riportati di seguito insieme alle relative caratteristiche:
l’attenuatore A è un sistema di protezione per lo strumento di ricezione (50 o
72Ω), con piccola impedenza all’ingresso, la cui taratura dell’attenuatore viene adottata come base per la misura desiderata.
Per tarare l’attenuatore viene usato un generatore di segnale. L’attenuatore è in grado di misurare un’inserzione persa di oltre 70dB. L’attenuatore è un filtro necessario a proteggere lo strumento di ricezione, ed ovviamente la sua presenza modifica quella che è la tensione indotta rilevata dallo strumento in ricezione.
Il rilevatore deve essere un ricevitore o un misuratore di campo con una bassa impedenza in ingresso.
La sorgente del segnale S deve essere un generatore di segnale o un oscillatore di potenza di sufficiente CW (continuos wave) o MCW (multi-continuos wave).
Figura 5.4 - Generatore di campo magnetico
La misura di attenuazione in dB del campo magnetico deve essere eseguita come indicato nella figura 5.5.
Figura 5.5 - Misura di attenuazione per il campo magnetico
con
L1: spira trasmittente, a bassa impedenza;
D: misuratore/rilevatore di campo;
L2: antenna di ricezione;
A: attenuatore DB con bassa impedenza all’ingresso, calibrato alla frequenza di test;
C1, C2, C3: capacità dei cavi di trasmissione, corti.
L’attenuazione dello schermo è l’incremento nell’impostazione dei dB dell’attenuatore A necessario per ottenere lo stesso livello di lettura nel rilevatore D, quando non è presente la schermatura, senza spostare le posizioni relative di L1 e L2. L’attenuazione in dB è uguale a 20 log E1/E2, dove E2 e E1 sono le tensioni indotte nelle relative spire, con e senza schermatura presente, sempre senza spostare le posizioni relative L1 e L2. I livelli di attenuazione misurati devono essere almeno di 100dB. La norma evidenzia come la strumentazione di allora fosse molto suscettibile ai disturbi e specifica di eseguire le misure con la relativa strumentazione tenuta a distanza dalle antenne per evitare la penetrazione delle stesse interferenze all’interno degli involucri metallici.
5.2.1.2 Misura di attenuazione del campo elettrico
La strumentazione da utilizzare in questo caso presenta le seguenti caratteristiche: L’attenuatore deve essere dotato di un’elevata impedenza capacitiva, ed in grado di
misurare una perdita di inserzione di oltre 100dB. Viene tarato mediante un
generatore di segnale.
Il rilevatore deve essere un misuratore di intensità di campo, in grado di misurare direttamente la tensione indotta nell’antenna di ricezione R2.
La sorgente di segnale S deve essere un generatore di segnale o un oscillatore di potenza CW, MCW. La terminazione del cavo C1 deve essere collegata alla sorgente S. Se il generatore di segnale ha un fidato attenuatore di output, può essere usato al
dell’attenuazione in dB dello schermo, usando il rilevatore D allo stesso livello di riferimento di quando si esegue la misura in assenza di schermatura.
Per la misura dell’attenuazione in dB si deve fare riferimento alla figura 5.6. L’attenuazione della struttura è l’incremento nell’impostazione dei dB dell’attenuatore A necessari per ottenere lo stesso livello di riferimento letto nel rilevatore D, quando la schermatura non è presente, cambiando le posizioni relative di R1 e R2.
Figura 5.6 - Misura di attenuazione per il campo elettrico
L’attenuazione in dB è uguale a , dove E2 e E1 sono le tensioni indotte nel ricevitore con la schermatura presente e rimossa rispettivamente. E’ necessario variare la posizione di R1, spostandola ovunque attorno alla struttura schermante, e disponendola poi secondo ogni orientazione. Deve essere presa una lettura ad ogni lato della gabbia e deve essere registrata la minima attenuazione che deve essere di almeno 100dB. La norma propone anche alcune direttive per ovviare la suscettibilità della strumentazione utilizzata rispetto all’inteso campo elettrico generato da R1 che può penetrare la cassa metallica del rilevatore D e dell’attenuatore A, consigliando di lasciare la strumentazione all’interno della gabbia, e portare le rispettive antenne fuori dallo schermo per evitare interferenze, utilizzando linee di connessione di piccola lunghezza. E’ importante chiudere la porta del locale schermato durante il test di misura.
5.2.1.3 Misura di attenuazione per le onde piane
La strumentazione da utilizzare presenta le seguenti caratteristiche: L’attenuatore è il medesimo utilizzato nel caso precedente.
I rilevatori sono generalmente dispositivi utilizzati con uno oscilloscopio collegato
al loro output.
La sorgente del segnale S è un generatore di segnale, o oscillatore di potenza CW, MCW. Il terminale del cavo C1 deve essere collegato al generatore di segnale. Un esempio di questo dispositivo è proposto in figura 5.7.
Figura 5.7 - Generatore di segnale utilizzato per la verifica di SE con onde piane
Figura 5.8 - Misura di attenuazione mediante onde piane
L’attenuazione della gabbia, espressa in dB, è equivalente all’incremento dell’impostazione dei dB dell’attenuatore A necessario per ottenere lo stesso livello di lettura nel rilevatore D quando l’antenna ricevente è spostata dalla posizione R2 a R3, con il cambio di posizione di R1. L’attenuazione in dB è uguale a , dove E2 e E1 sono le tensioni indotte in R3 e R2 rispettivamente.
R1 può essere in qualsiasi posizione ed orientazione rispetto al muro facente parte della struttura schermata. La minima attenuazione registrata deve attestarsi al di sopra di 100dB.