電波暗室

全電波暗室[4]指於隔離室中為避免壁內多重反射干擾，而影響測試結 果，因此於各壁面上，加置吸波材料。若接地地板上不貼吸波材料者稱為 半電波暗室，模擬室外開放場地之測試。吸波材料一般採用介質損耗型(如 聚氨脂類之泡沫塑料，亞鐵磁磚等)，為了確保其耐燃燒特性需在碳酸溶液 中滲透。吸波材料通常作成圓錐狀、稜角錐狀及方楔形狀，以保持連續漸 變之焦耳阻抗。而為了保證內部測試場之均勻，吸波體之長度相對於隔離 室工作頻率下限，所對應之波長要足夠長(1/4 波長效果較好)，吸波體之體 積也會限制吸波材料之有效工作頻率(一般在 30MHz 以上)減小了隔離室 之有效空間，電波暗室之屏蔽效益要求與隔離室相同。

CHAPTER 2 CHAMBER STRUCTURE

而當電磁波射入不同的介質時，可能會造成反射、穿透、或是在介質 區內共振，當介質區內的介電常數為(ε)且導磁係數為(μ)時，由於με均 為複數型，所以可以表示為：

"

"

' '

j j

實數的部份( ^'. ^')的物理意義分別為導磁係數與介電常數，而虛數的部份 )

"

".

( 的物理意義為吸收程度的大小，金屬材料表面可將電磁波完全反 射，沒有穿透，其他的介值可能將電磁波部，分反射部分穿透在電磁波吸 收體後緊貼有一金屬板，當入射的電磁波穿透電磁波吸收體後碰到金屬板 反射回來，藉著控制吸收體內材料的電磁特性，讓電磁波有適當的振福與 向位，在吸收體內形成多重的反射，進而將電磁波能量消耗。

對電波暗室內部測試場強之均勻度，則要求執行 16 點場強之均勻度 校正試驗，此試驗之測試方法詳加說明如圖 2.1 ，發射天線與待測場強之 均勻面(1.5m×1.5m)相距 3 公尺，16 點均勻面正方形(4 點×4 點，點距 0.5m) 場強之均勻度，至少要求其中 12 點 (75%) 要符合規格需求。而接地地板 可為鋼板或其他低阻金屬結構。在不同頻率範圍內將隔離室屏蔽效益分為 磁場屏蔽(低阻抗場)，電場屏蔽(高阻抗場)平面波電磁場屏蔽和微波屏蔽。

圖 2.2 標準全電波暗室規格圖

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2.4 本隔離系統之介紹

2.4.1 本 Chamber 之架構圖

圖 2.3 本 Chamber 系統架構圖

2.4.2 Chamber 基本儀器設備

本系統之測試環境為一個全電波暗室，適用於小型實驗用之 Chamber

，其中所使用到的儀器設備包括：向量網路分析儀一台，電源供應器一 台，天線旋轉測試器一座，電腦一部，Chamber 一座，GPIB 卡一塊，

以及轉接電路板，吸波材料，喇叭天線等，如圖 2.2 所示，其詳細規格 如下:

1.向量網路分析儀：HEWLETT-PACKARD 8719D Network Analyzer 工作頻率範圍為 50MHZ~13.5GHZ.

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2.電源供應器一台： 電壓範圍 0~30v

3.GPIB 卡一塊：NATIONAL-INSTRUMENTS PCI-GPIB PC 4.電腦一部：Intel 個人電腦 1.2GHZ

5.旋轉測試平台：自製解析度為 1 度測試旋轉平台

6.轉接電路板：自製並列埠轉 8255 IC 控制電路，與 8255 IC 輸出至步 進馬達之驅動電路

7.Chamber 一座：176 * 72.5 * 77 大小的空間 8.喇叭天線：1 ~ 18GHZ

9.吸波材料一組

2.4.3 Chamber 尺寸規格

本 Chamber 系統所採用的為 1.36 公尺為測試距離的一個小型實驗室 天線量測的系統，其尺寸為長:156 公分，寬：72.5 公分，高：77 公分，

的一個長方體大小，而且喇叭天線的尺寸至左側內壁到喇叭天線的末端共 15 公分，而右端內壁至旋轉平台圓盤的中心也為 15 公分，所以從喇叭天 線所發射出來的電磁波，到旋轉平台上的待測天線距離共 136 公分，另外 整個測試的高度我們也是設計在中心的位置，也就是說從 Chamber 的底部 到測試平台圓盤上的高度為 38.5 公分，這可以使電波由頂部反射或由底 部反射的路徑相同，如圖 2.3 所示為實際 Chamber 大小的尺寸圖

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圖 2.4 實際 Chamber 的尺寸

因此本實驗室 Chamber 的共振頻率為：

TM110： ^{2 2} )²

77 . 0 ( 0 725) . 0 ( 1 56) . 1 ( 1 150 ) (MHz f

f 228.148MHz

TE101： ^{2 2} )²

77 . 0 ( 1 725) . 0 ( 0 56) . 1 ( 1 150 ) (MHz f

f 217.24MHz

TE011： ^{2 2} )²

77 . 0 ( 1 725) . 0 ( 1 56) . 1 ( 0 150 ) (MHz f

f 284.174MHz

所以在天線量測時應該儘量必免量測此頻率，以免造成量測上的誤差。由 於考慮到共振頻率都屬於低頻 200MHz 附近，所以為了怕本 Chamber 低頻 時所量測天線誤差範圍過大，因此本 Chamber 外部不採取有 Shading 的

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金屬網結構。

在近遠場的頻率量測範圍的界定，由於本 Chamber 由 Horn Antenna 的 發射邊緣開始，至旋轉測試平台的中心算起，共距離 1.36m，Horn Antenna 發射端的口徑長為 0.244m，套入以下的公式得知:

m D

087 . 0

36 . 1

) 244 . 0 ( 2 36 2 . 1

2 2

本 Chamber 可量測遠場測試的最小頻率為：

GHz

m s

f m

3 . 448

087 . 0

10 min 3

8