Capitolo 2
Il Sito
Non è sicuramente facile illuminare un intero oggetto, a prescindere dalle sue dimensioni, con una certa quantità di potenza e la cosa si fa ancora più difficile se si comincia a considerare che qualsiasi corpo posto nelle vicinanze può dar luogo a riflessioni.
La prima cosa che verrebbe in mente è quella di utilizzare uno spazio all’aperto libero da oggetti riflettenti, O.A.T.S., come pareti o soffitto ma la prova andrebbe a disturbare e sarebbe disturbata dall’ambiente circostante.
Notevoli problemi si presenterebbero inoltre per quanto riguarda le condizioni atmosferiche che si troverebbero, non di rado, ad intralciare l’attività di prova. Per la prova d’Immunità, bisogna individuare un sito capace di assicurarci che il disturbo causato sia proprio quello che volevamo inserire e non la combinazione casuale d’onde dirette, riflesse o presenti indipendentemente dal test.
Una struttura metallica entro la quale sostenere la prova, capace di contenere l’apparato sotto esame e la strumentazione necessaria, permette di
isolare il campione da verificare dalle influenze esterne, ma purtroppo accentua fortemente le riflessioni interne (Vedi Fig. 2.1).
La casualità con cui le riflessioni avvengono nella struttura non permette di ottenere un campo uniforme e, soprattutto, riproducibile.
Non potendo conoscere a priori le componenti, (fase ed ampiezza) con cui le onde che si vengono a generare dentro la struttura si ricombinano, è impossibile conoscere con certezza l’intensità di campo con cui si sta trovando il dispositivo. Saranno inoltre presenti risonanze ed armoniche a frequenze che dipendono dalle dimensioni della camera.
Fig. 2.1- Sito schermato con pareti riflettenti.
Una misura fatta in queste condizioni non risulterà standardizzata, ma se si fissano sulle pareti e sul soffitto materiali assorbenti, elettromagneticamente parlando, sarà possibile un controllo più accurato della potenza erogata dall’antenna ed incidente sull’EUT (Vedi Fig. 2-2).
La realizzazione di siti che permettono la verifica delle prove d’immunità si basano sulle linee di principio ora proposte.
Fig. 2.2 – Sito schermato con pareti ricoperte di materiale radio assorbente.
La Camera Anecoica
La camera è costituita da una struttura metallica rivestita da due strati: • Un isolante, generalmente legno compensato;
• Uno di materiale elettromagneticamente assorbente.
Parametro che caratterizza la camera è il range di frequenze entro le quali essa ha il comportamento teorico ipotizzato.
Il Rivestimento
La ricerca del miglior materiale o combinazioni di materiali, tale che, quando montato su una superficie metallica renda l’assorbimento elettromagnetico massimo in un largo range di frequenze, è in continuo sviluppo.
Sfortunatamente, quasi tutti questi materiali producono riflessioni ed hanno prestazioni buone quando l’onda che v’incide è piana. Alle basse frequenze è difficile realizzare questa condizione, a meno che non vengono utilizzati grandi spazi, comportando scelte costruttive limitanti.
La perdita di riflessione del materiale assorbente dipende di solito dalla frequenza dell’onda e dal suo angolo d’incidenza presentando la condizione di massimo assorbimento ad un angolo d’incidenza ortogonale.
A secondo delle prestazioni che sono richieste esistono per i siti diverse geometrie con cui è realizzato lo strato assorbente:
• Realizzazione a coni; • Realizzazione a ferrite.
Realizzazione a coni
Così come per le camere acustiche insonorizzate, il materiale assorbente depositato su coni di poliuretano offre una maggior superficie all’onda incidente che quindi ha più possibilità di essere assorbita.
Il materiale di rivestimento dei coni realizza l’assorbimento, sfruttando le molteplici riflessioni che la superficie inclinata riproduce agendo sul campo elettrico dell’onda incidente.
Il fatto che in questo modo la parete della camera non si trovi più perpendicolare al fascio emesso dall’antenna ma a fasci riflessi da altre superfici fa sì che l’assorbenza sia maggiore a parità di volume di una camera che utilizzi ferriti.
Lo svantaggio di questa costruzione è quella per cui, a parità di volume esterno della camera, il volume interno ipotizzabile per il posizionamento di apparati da esaminare e di strumenti è notevolmente ridotto.
La scelta a questo punto è fra spazio, che economicamente parlando è il suo peso, e prestazioni.
Non è sempre facile optare per le prestazioni poiché, volendo avere delle buone risposte a frequenze basse, si devono introdurre coni con lunghezza /2 che arrivano ad essere di qualche metro.
Altro problema in questa tecnologia consiste nell’assorbimento che viene fatto trasformando l’energia incidente in calore ma il materiale di cui sono costituiti i coni non è ignifugo e quindi è necessario prevedere un impianto di allarme.
Realizzazioni a ferriti
Le piastrelle con cui è tappezzato l’interno della camera sono montate in modo da essere tanto più in contatto possibile le une con le altre.
L’impiego di ferrite sfrutta la risonanza magnetica del materiale per causare l’assorbimento dell’energia incidente e permette buoni risultati per frequenze che vanno da 20 Mhz fino a 2 Ghz.
Il fattore che, insieme a parametri magnetici intrinseci, determina quanto una ferrite sia un buon agente è la forma.
Causa di degradazione delle prestazioni è il montaggio, piccoli gap tra le superfici realizzano resistori magnetici che riducono l’assorbimento dell’onda incidente ed aumentano le riflessioni.
Lo strato isolante interposto tra ferrite e schermo metallico esalta le prestazioni delle piastrelle alle alte frequenze.
Piastrelle di ferrite Strato di
dielettrico Piano metallico
Fig. 2.4 – Pannello modulare di rivestimento a ferriti.
Le Aperture
Particolare cura deve essere anche posta nel progettare e nel realizzare le aperture nella camera.
Porte d’accesso, pannelli di penetrazione e pannelli aeratori, essendo interruzioni del materiale anecoico, devono essere posizionati in zone d’ombra della camera per non invalidare l’intera struttura.
Porte
Sono costruite come una sezione della parete della camera dovendo, una volta serrate, divenirne parte e particolare cura viene data al metodo di chiusura che deve provvedere a ristabilire la continuità, sia dello stato metallico che di quello anecoico.
Fig. 2.5 – Ingresso della camera.
Pannelli di penetrazione
Necessari se si desidera poter immettere o prelevare segnali dalla Camera, devono essere progettati in modo da non far propagare il rumore esterno all’interno de sito.
Possono essere costituiti in due modi:
• Con spezzoni di guida d’onda; • Con connettori.
Nel primo metodo una sezione di guida d’onda circolare viene posizionata in un pannello di servizio in modo che vi sia continuità con esso.
Eventuali segnali che tentano di propagarvisi dentro, magari appoggiati sulla calza di qualche cavo in essa inserita, non trovano modo di procedere.
La soluzione che adotta i connettori montati sul pannello di servizio non fa altro che realizzare la continuità della calza schermante del cavo con l’esterno della struttura, inglobandone, di fatto, l’involucro.
Fig. 2.6 – Pannello di servizio con guida d’onda e connettore di tipo N.
Le Apparecchiature Interne
Per evitare di entrare ed uscire dalla camera per muovere l’apparato e l’antenna, sono previsti degli automatismi specifici.
La zona test può essere corredata di un piano girevole pilotabile dall’esterno sul quale, dimensioni permettendo, è posto l’EUT.
Come qualsiasi altra intrusione nella struttura schermante, la sua posa richiede gran cura e qualche accorgimento costruttivo, dovendo essere sempre assicurata la continuità elettrica anche nel pavimento.
Per effettuare i movimenti necessari dell’antenna, innalzamento verticale e rotazione per il cambio di polarizzazione, può essere previsto l’uso di un palo automatico.
Il movimento è possibile grazie ad una coppia di motori in continua, uno che realizza gli spostamenti verticali ed uno che permette di ruotare l’antenna.
La struttura non deve contenere parti metalliche per non inficiare le prestazioni dell’antenna, capaci di introdurre emissioni spurie.
I cavi impegnati internamente devono essere d’ottima qualità, eventualmente corredati di ferriti rompitratta nella loro lunghezza, così da non divenire essi stessi fonti d’interferenza.
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La Camera Semi-Anecoica
La camera Anecoica vera e propria non trova utilizzo durante la prova di emissioni radiate ed è per questo che si trovano molto spesso camere Semi-Anecoica, per le quali il rivestimento radioassorbente si estende su pareti e soffitto e non sul pavimento.
Gli accorgimenti costruttivi seguiti per le camere Anecoiche sono ancora del tutto validi.
Fig. 2. 7 .Camera Semi Anecoica.
Una camera Semi-Anecoica può essere anecoicizzata per la prova d’Immunità radiata coprendo la superficie fra l’antenna e l’EUT, quella di massima riflessione, con un piano assorbente aggiuntivo semovente.
La Calibrazione
Poiché la costruzione dei siti fino ad ora introdotti è fattore determinante riguardo alle prestazioni, non bastano i calcoli teorici della progettazione per assicurare un buon risultato nei test.
La risposta della camera deve essere vista in loco con misure e setup appropriato.
Periodicamente, infatti, sono necessarie opere di calibrazione del sito, per controllare che il sistema soddisfi ancora i requisiti necessari e per redigere i file di riferimento da utilizzare nella prova di immunità irradiata.
