Μελέτη και κατασκευή θαλάμου ΤΕΜ:
Creators: name: Σταυρακούδης, Απόστολος Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Θάλαμος ΤΕΜ
Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα
Μετρήσεις ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής
Crawford
TEM cell
Electromagnetic Compatibility

description: Στην παρούσα εργασία γίνεται μελέτη και κατασκευή ενός θαλάμου ΤΕΜ (TEM cell). Πρώτος εισήγαγε το θάλαμο αυτό ως πρότυπο μετρήσεων ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας και παρεμβολών ο Myron Crawford στα μέσα της δεκαετίας του 70. Από τότε μέχρι και σήμερα θάλαμοι ΤΕΜ χρησιμοποιούνται ευρύτατα στη βιομηχα-νία, ειδικά σε προελέγχους συσκευών και ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Στο 1ο κε-φάλαιο γίνεται θεωρητική μελέτη και ανάλυση των παραμέτρων ενός θαλάμου ΤΕΜ. Στην αρχή γίνεται περιγραφή των χαρακτηριστικών και της λειτουργίας του TEM cell, ενώ στη συνέχεια αναφέρονται χρήσεις αυτού (EMC και ΕΜΙ). Υπολογίζονται τα κύρια χαρακτηριστικά του θαλάμου που πρόκειται να κατασκευαστεί, όπως η χα-ρακτηριστική του αντίσταση Zo, οι συχνότητες αποκοπής των ανώτερων ρυθμών και τέλος οι διαστάσεις όλων των στοιχείων του. Στο 2ο κεφάλαιο λαμβάνουν μέρος οι προσομοιώσεις του θαλάμου ΤΕΜ. Αρχικά υπολογίζονται οι παράμετροι σκέδασης, αφού από αυτούς μπορούμε να βγάλουμε αρχικά συμπεράσματα για τους συντονι-σμούς. Στη συνέχεια ακολουθεί ανάλυση του πεδίου στις περιοχές που παρατηρού-νται ασυνέχειες στα διαγράμματα των παραμέτρων σκέδασης. Από αυτή την ανάλυση προκύπτει η ύπαρξη του συντονισμού ΤΕ111. Γίνονται προσπάθειες καταστολής του. Η καλύτερη μέθοδος, όπως τελικά συμπεραίνουμε από τις προσομοιώσεις, είναι η δημιουργία εγκοπών στα τοιχώματα και η χρήση ράβδων φερρίτη. Στο 3ο κεφάλαιο περιγράφονται τα στάδια της κατασκευής του θαλάμου ΤΕΜ, η οποία πραγματοποιή-θηκε στο Εργαστήριο Ραδιοεπικοινωνιών του τμήματος Φυσικής. Δίνεται κατάλογος των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν και περιγράφονται οι δυσκολίες και τα προβλή-ματα που εμφανίζονται κατά την κατασκευή του TEM cell. Σε κάθε στάδιο δίνονται αναλυτικές φωτογραφίες. Στο 4ο κεφάλαιο διενεργούνται οι μετρήσεις του θαλάμου με διανυσματικό αναλυτή φάσματος. Αρχικά οι μετρήσεις αφορούν τις παραμέτρους σκέδασης κενού θαλάμου μέχρι τη συχνότητα του 1 GHz. Στη συνέχεια τοποθετείται μεταλλική συσκευή και λαμβάνονται τα νέα δεδομένα. Τελευταία μέτρηση που διε-ξάγεται είναι η λήψη των S παραμέτρων μέχρι τη συχνότητα των 2 GHz. Τα δεδομέ-να συγκρίνονται με αυτά τον προσομοιώσεων και γίνεται προσπάθεια ταυτοποίησης των ρυθμών συντονισμού.
description: In the present thesis a TEM cell is being studied and manufactured. The first one that introduced TEM cells as EMI and EMC measurement devices was Myron Crawford. For over 30 years TEM cells are being constantly used by companies for preliminary tests, especially in integrated circuit technologies. In the first chapter a theoretical analysis is being carried out on the basic characteristics of TEM cells. The character-istic impedance and geometrical dimensions of the cell are computed. Another critical issue for the normal operation of the cell is the calculation of the cutoff and resonance frequencies of the higher order modes. The simulation stage follows in chapter 2. The scattering parameters is the first step for estimating the resonances that appear. The second step is the field linearity simulations. TEM cells operate properly when a TEM mode is being propagated. At resonances, TE and TM modes appear and destroy TEM mode characteristics. After some tests the TE111 mode was found to cause problems at around 880 MHz. Attempts of suppression of TE111 mode are made. The best method of all that comes out of the simulation tests is the use of ferrite slabs in combination with longitudinal cuts along the side walls. In chapter 3 there is a detailed description of the cell’s construction. A material list is given. Every stage is photographed. Fi-nally at chapter 4 the measurements being made with a network analyzer are given. Measurements of S parameters are being conducted for frequency bandwidths of 1 and 2 GHz. In the second half of the chapter, the same measurements are carried out with a metallic device in the center of the cell. All the data are being compared with the data that came out of the simulation stages and tries are made to identify the resonances that appear.