CAMERE RIVERBERANTI PER MISURE DI COMPATIBILITÀ
ELETTROMAGNETICA
Sandra Greco, Maria Sabrina Sarto
Dipartimento di Ingegneria Elettrica
Università di Roma Sapienza
Via Eudossiana 18, 00184, Roma
A partire dal 2006, la IEEE Electromagnetic Compatibility Society ha istituito un gruppo di
lavoro per la definizione di un nuovo standard di misura dell’efficienza di schermatura (SE) di
strutture scatolari caratterizzate da dimensioni lineari comprese tra 10 cm e 2 m. Infatti, lo
standard IEEE 299-2006 si riferisce solo al caso di strutture scatolari con dimensioni lineari
superiori a 2 m. Inoltre non esistono attualmente altri standard validi per la classe di schermi
volumetrici di dimensioni inferiori. Lo standard IEC 61000-4-21 sulle camere riverberanti
(RC), suggerisce l’uso di queste ultime per effettuare misure di SE. Diversi articoli hanno di
recente discusso varie tecniche basate sull’uso di RC annidate per la caratterizzazione
sperimentale di pannelli di materiale montati su una scatola di materiale conduttivo. Tuttavia,
l’applicazione di questo metodo è possibile solo se la struttura da testare si comporta come
una RC, ovvero se è possibile eccitare un regime di propagazione multi-modale nell’intervallo
di frequenze di interesse. Diversi autori si sono inoltre occupati della definizione della SE per
schermi volumetrici: infatti all’interno di una struttura scatolare schermante, la distribuzione
del campo elettromagnetico (EM) è non uniforme specialmente nell’intervallo di frequenze di
risonanza. Nel caso di schermi volumetrici elettricamente grandi una tecnica di misura
dell’efficienza di schermatura basata sulla mappatura accurata delle componenti del campo
elettrico e magnetico all’interno risulterebbe poco efficiente in quanto laboriosa e costosa in
termini temporali. La tecnica quindi per la misura della SE dovrebbe essere facile da
implementare, economica e veloce, affidabile e rappresentativa delle prestazioni schermanti
dello schermo nel caso di configurazioni di incidenza del campo EM reale.
Il lavoro dell’unità si è focalizzato sullo sviluppo di una tecnica di misura della SE di schermi
volumetrici con dimensioni lineari inferiori a 2 m, nell’intervallo di frequenze in cui può
essere eccitato il regime di propagazione multi-modale. Il metodo proposto si basa
sull’utilizzo di camere riverberanti annidate in analogia a quanto descritto nello standard IEC
61000-4-21, il cui limite principale risiede tuttavia nella necessità di installare anche
all’interno dello schermo volumetrico da caratterizzare gli agitatori per il rimescolamento dei
modi (figura 1(a)).
Diversi studi analizzano la possibilità di utilizzare la tecnica del frequency stirring (FS) per
riprodurre ambienti riverberanti che soddisfino alle specifiche richieste dalla procedura di test
in RC. Il FS è un metodo di rimescolamento dei modi teoricamente veloce e facile da
implementare. Si tratta di eccitare un certo numero di frequenze contemporaneamente per
stimolare la propagazione multi modale all’interno della struttura. Il metodo non necessita di
agitatori meccanici e per tale motivo risulta particolarmente adatto alla caratterizzazione della
SE di strutture scatolari anche di piccole dimensioni. Alcuni studi documentano la possibilità
di utilizzare antenne a monopolo al posto delle più ingombranti antenne a tromba o logperiodiche.
Partendo da queste premesse, la nostra unità ha sviluppato un approccio ibrido di
rimescolamento dei modi basato sulla tecnica delle RC annidate. Il metodo proposto consiste
nell’applicazione della tecnica del FS che consente di eccitare e rimescolare i modi all’interno
dello schermo volumetrico da caratterizzare, il quale viene posizionato all’interno della RC
presente nel laboratorio di CEM del Dipartimento di Ingegneria Elettrica della Sapienza [1],
[2], che è dotata di agitatore per il rimescolamento meccanico dei modi. Le diverse
configurazioni di eccitazione della RC e della struttura scatolare in esame sono schematizzate
in figura 1(b) e (c) [3]. La SE in dB viene calcolata secondo l’espressione
SEdB=10log(PBR/P*CR), in cui PBR e P*CR sono rispettivamente la potenza ricevuta
dall’antenna nella configurazione B e C mostrate in figura 1 (b) e (c), e l’asterisco indica che
si è tenuto conto dell’effetto dello schermo volumetrico e della RC sulle prestazioni radianti
dell’antenna ricevente. Simulazioni numeriche per investigare la fattibilità e l’applicabilità di
tale tecnica sono state fatte per una SS di alluminio di dimensioni (0.7 m × 0.7 m × 0.7 m)
avente un lato aperto sul quale è possibile montare i pannelli di diverse tipologie di materiale.
Configuration A
Configuration B
Stirrer
Stirrer
Rx
Stirrers
Rx
Rx
Box
Box
Rx’
a)
Tx
Tx
Tx
b)
c)
Figura 1. a) Tecnica tradizionale per la misura della SE con CR annidate e agitatori meccanici (stirrers); Metodo
proposto: si confronta il campo misurato in assenza di schermo b) con quello misurato con lo schermo in sede c).
Pubblicazioni
[1] S. Greco, A. Ferretti, M.S. Sarto, “EMC testing of wireless systems by the use of
reverberation chambers”, Int. Workshop EMC in Wireless Systems, Roma, Sett. 2005.
[2] S. Greco, M. S. Sarto, “Low-Q Reverberation Chamber to Reproduce Aircraft-like
EM Environment”, EMC Europe 2006, Sep. 4-8, 2006, Barcelona, Spain.
[3] S. Greco, M. S. Sarto, “Hybrid Mode-Stirring Technique for SE Measurement of
Enclosures Using Reverberation Chambers”, 2007 IEEE International Symposium on
EMC, 9-13 Luglio 2007, Honolulu, Hawaii, USA.
