विकीर्ण प्रतिरक्षण परीक्षणों के लिए उपयोग किए जाने वाले टीईएम हॉर्न के निकट-क्षेत्र के लक्षण

अमूर्त:

हमने मानक आईईसी 61000-4-39 में निर्दिष्ट विकिरणित प्रतिरक्षा परीक्षणों के लिए एक अनुप्रस्थ विद्युत चुम्बकीय (टीईएम) हॉर्न बनाया है और इसकी निकट-क्षेत्र विशेषताओं की तुलना अन्य विशिष्ट परीक्षण एंटेना जैसे ब्रॉडबैंड द्विध्रुवीय और डबल-रिज्ड गाइड (डीआरजी) से की है। ) सींग एंटेना। प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि टीईएम हॉर्न एक सजातीय क्षेत्र उत्पन्न करता है और ऐन्टेना के पास तेजी से बदलाव के बिना क्षेत्र की ताकत को बनाए रखता है।

रेडिएशन इम्युनिटी मानव शरीर की स्व-मरम्मत क्षमता और प्रतिरक्षा में सुधार करके मानव शरीर को विकिरण से होने वाले नुकसान को कम करने या समाप्त करने को संदर्भित करता है। विकिरण प्रतिरक्षा में सुधार मानव प्रतिरक्षा को बढ़ाने में मदद करता है, जिससे यह रोगजनकों का प्रतिरोध करने में बेहतर हो जाता है, जिससे संक्रमण और बीमारी का खतरा कम हो जाता है। कुछ विकिरण प्रतिरक्षा पदार्थ, जैसे कि मछली का तेल और विटामिन ई, मानव प्रतिरक्षा में सुधार करने के लिए सिद्ध हुए हैं।

इसके अलावा, एक स्वस्थ जीवन शैली अपनाना, जैसे पर्याप्त नींद बनाए रखना, संतुलित आहार और उचित व्यायाम भी मानव प्रतिरक्षा और विकिरण प्रतिरक्षा में सुधार करने में मदद कर सकता है। इतना ही नहीं, हमने यह भी पाया कि सिस्टैंच रोग प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ा सकता है। Cistanche विभिन्न एंटीऑक्सीडेंट पदार्थों से भरपूर होता है, जैसे कि विटामिन सी, कैरोटीनॉयड, आदि। ये तत्व मुक्त कणों को नष्ट कर सकते हैं, ऑक्सीडेटिव तनाव को कम कर सकते हैं और प्रतिरक्षा प्रणाली के प्रतिरोध में सुधार कर सकते हैं।

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कीवर्ड:

ब्रॉडबैंड डिपोल, इम्युनिटी, रेडिएटेड इम्युनिटी टेस्ट पास, फेज सेंटर, टीईएम हॉर्न, वेव इम्पीडेंस।

वर्गीकरण:

विद्युत चुम्बकीय संगतता (EMC)।

1 परिचय

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों या प्रणालियों के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों से संबंधित विकिरणित प्रतिरक्षा परीक्षण दूर-क्षेत्र की परिस्थितियों में किए गए हैं। हाल ही में, मोबाइल फोन जैसे पोर्टेबल वायरलेस उपकरणों के व्यापक उपयोग के साथ, पास में उपयोग किए जाने वाले पोर्टेबल ट्रांसमीटरों के खिलाफ सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए प्रतिरक्षा आवश्यकताओं को अंतर्राष्ट्रीय मानकों [1, 2] और निर्माता मानकों में निर्दिष्ट किया गया है।

नियर-फील्ड रेडिएटेड इम्युनिटी टेस्ट में, टीईएम हॉर्न और डिपोल जैसे एंटेना जैसे स्लीव एंटेना, मोनोपोल एंटेना और ब्रॉडबैंड डिपोल का उपयोग परीक्षण मानकों द्वारा किया जाता है। क्षेत्र की एकरूपता और ऐन्टेना की निकटता में प्रसार विशेषताएँ उपयोग किए गए ऐन्टेना के आधार पर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के अंदर सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक घटकों तक पहुँचने वाली क्षेत्र की ताकत को प्रभावित करती हैं, भले ही फ़ील्ड की ताकत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की प्रबुद्ध सतह में निर्दिष्ट हो।

इस अध्ययन में, हमने एक टीईएम हॉर्न बनाया है जो प्रॉक्सिमिटी इम्युनिटी टेस्ट [1] के लिए आईईसी मानकों का अनुपालन करता है। ऐन्टेना के पास टीईएम हॉर्न की क्षेत्र विशेषताओं की तुलना ऑटोमोटिव उद्योग में निकट-क्षेत्र प्रतिरक्षा परीक्षणों में उपयोग किए जाने वाले फ्लैट ब्रॉडबैंड डिपोल [2] के साथ की गई थी, एक बुनियादी एंटीना के रूप में उपयोग किए जाने वाले हाफ-वेव डिपोल और व्यापक रूप से डीआरजी हॉर्न ईएमसी माप में प्रयोग किया जाता है। इसके अलावा, चरण केंद्र पर विचार करते हुए एक दूरी पर प्रसार की विशेषताओं और तरंग प्रतिबाधा से दूर-क्षेत्र सन्निकटन का मूल्यांकन किया गया।

2 टीईएम हॉर्न

पास में विकिरणित प्रतिरक्षा परीक्षण 380 मेगाहर्ट्ज से 6 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में किया जाता है, जिसका उपयोग मोबाइल फोन जैसे पोर्टेबल ट्रांसमीटरों में किया जाता है। फील्ड-जनरेटिंग एंटीना परीक्षण के तहत उपकरण (ईयूटी) के सामने से 100 मिमी की स्थिति में रखा गया है और इसे 10 वी/एम से 300 वी/एम [1] की निर्दिष्ट क्षेत्र शक्ति के साथ प्रकाशित करता है।

एक छोटा घातीय रूप से पतला टीईएम हॉर्न [3] जिसे हमने गढ़ा है, अंजीर में दिखाया गया है। 1(ए) और (बी)। प्लेट में एक टेपर्ड संरचना है जिसे फीडिंग सेक्शन से एपर्चर तक मिलान पर विचार करते हुए एक्सपोनेंशियल टेपर ट्रांसमिशन लाइन की विशेषता प्रतिबाधा को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। विकिरण की दिशा में सुधार के लिए एंटीना की लंबाई में 10 प्रतिशत की कमी आई थी।

यद्यपि टीईएम हॉर्न एक संतुलित ऐन्टेना है, लेकिन समाक्षीय केबल के बाहरी कंडक्टर के बाहर बहने वाले लीकेज करंट को बालन सर्किट [3, 4] का उपयोग किए बिना संतुलित फीडिंग तंत्र का उपयोग करके दबा दिया जाता है। 0.6-एंटीना की मिमी-मोटी प्लेटें पीतल की बनी हुई थीं, और उनके बीच की दूरी को 1.07 के सापेक्ष परावैद्युतांक के साथ विस्तारित कठोर फोम का उपयोग करके बनाए रखा गया था।

2.1 चरण केंद्र

चरण केंद्र, जिसे दूर-क्षेत्र क्षेत्र में इक्विपेज़ फ्रंट के वक्रता के केंद्र के रूप में परिभाषित किया गया है, ऐन्टेना माप [5] के लिए प्रभावी है। इलेक्ट्रिक (ई) और चुंबकीय (एच) विमानों के चरण केंद्रों का मतलब, डीपीसी, आयाम केंद्र [6] के स्थान के साथ मेल खाता है; इस प्रकार, इसे समकक्ष बिंदु © स्रोत के रूप में माना जा सकता है।

चित्रा 1 (सी) टीईएम हॉर्न के चरण केंद्र का गणना परिणाम दिखाता है। परिमित एकीकरण तकनीक (FIT) के आधार पर CST स्टूडियो सूट सॉल्वर [7] का उपयोग करके निकट-से-दूर-क्षेत्र परिवर्तन की उत्पत्ति को समायोजित करके चरण केंद्र की गणना इक्विपेज़ पैटर्न से की गई थी। चरण केंद्र आवृत्ति पर निर्भर करता है; जैसे ही आवृत्ति बढ़ती है, चरण केंद्र एपर्चर से ऐन्टेना के मध्य तक जाता है।

2.2 तरंग प्रतिबाधा

ऐन्टेना से निकलने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंग की तरंग प्रतिबाधा 377 Ω के मुक्त स्थान प्रतिबाधा के बराबर होती है जब यह ऐन्टेना से पर्याप्त रूप से दूर होती है। दूसरे शब्दों में, दूर-क्षेत्र क्षेत्र के लिए शर्तों में से एक के रूप में, तरंग प्रतिबाधा को मुक्त स्थान प्रतिबाधा को पूरा करना चाहिए। ऐन्टेना के करीब ऐन्टेना की धुरी पर तरंग प्रतिबाधा की गणना FIT सॉल्वर का उपयोग करके E- से H- फ़ील्ड के अनुपात के रूप में की गई थी। टीईएम हॉर्न की तरंग प्रतिबाधा का गणना परिणाम चित्र 1 (डी) में दिखाया गया है और इसकी तुलना उसी आकृति में आधे-लहर द्विध्रुव से की जाती है।

यद्यपि तरंग प्रतिबाधा 377 Ω के स्थिर मान की ओर अभिसरित होती है, जैसे-जैसे ऐन्टेना से दूरी बढ़ती है, ऐन्टेना के पास इसकी आवृत्ति और ऐन्टेना के प्रकार के आधार पर भिन्न होती है। टीईएम हॉर्न की तरंग प्रतिबाधा द्विध्रुवों की तरह तेजी से परिवर्तन नहीं दिखाती है।

3 प्रयोग और परिणाम

निकटता में क्षेत्र की विशेषताओं का मूल्यांकन TEM हॉर्न और अन्य विशिष्ट EMC एंटेना के लिए किया गया था, जो कि हाफ-वेव डिपोल हैं, वाहनों के लिए निकट-क्षेत्र परीक्षणों में उपयोग किए जाने वाले फ्लैट ब्रॉडबैंड डिपोल [2], और DRG हॉर्न अक्सर EMC माप में उपयोग किए जाते हैं। प्रयोगात्मक सेटअप चित्र 2 (ए) में दिखाया गया है। एक क्षेत्र उत्पन्न करने वाले एंटीना और एक एकल-अक्ष ई-फील्ड जांच को दूरी आर द्वारा पूरी तरह से एनीकोइक कक्ष में अलग किया गया था। एक ऑप्टिकल फाइबर लिंक के साथ आवृत्ति-चयनात्मक ई-फील्ड जांच एक वेक्टर नेटवर्क विश्लेषक (वीएनए) से जुड़ी थी।

400 मिमी × 400 मिमी के एक विमान पर ई-क्षेत्र वितरण को 50 मिमी से 400 मिमी (= r) तक एंटीना अक्ष के साथ 930 मेगाहर्ट्ज की विशिष्ट आवृत्तियों पर एक्सवाईजेड पॉजिशनर का उपयोग करके जांच के साथ स्कैन करके मापा गया था। इम्युनिटी टेस्ट के लिए 2.45 गीगाहर्ट्ज और 5.8 गीगाहर्ट्ज का इस्तेमाल किया गया। तुलना के लिए प्रयुक्त डीआरजी हॉर्न के आयाम (डब्ल्यू, एच, और एल) 244 × 159 × 279 मिमी थे। ब्रॉडबैंड द्विध्रुव में 109 × 240 मिमी के आयामों के साथ एक सपाट तत्व था, और अर्ध-तरंग द्विध्रुव की तत्व लंबाई 175 मिमी, 67 मिमी और 29 मिमी थी।

आंकड़े 2 (बी) से (डी) ऐन्टेना की धुरी के साथ प्रसार विशेषताओं के मापा परिणाम दिखाते हैं। प्राप्त क्षेत्र स्तर 100 मिमी की दूरी पर 100 वी/एम पर सामान्य किया गया था, जो कि निकटता प्रतिरक्षा परीक्षणों में उपयोग की जाने वाली स्थिति है। टीईएम हॉर्न और हाफ-वेव डिपोल के मापा मूल्य एफआईटी सॉल्वर का उपयोग करके गणना किए गए परिणामों के साथ अच्छे समझौते में हैं। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि एंटीना के पास की दूरी के साथ क्षेत्र की विशेषताएँ एंटीना प्रकारों के बीच बहुत भिन्न होती हैं।

अर्थात्, EUT के अंदर सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक सर्किट जिस क्षेत्र की ताकत के संपर्क में आते हैं, वह ऐन्टेना के आधार पर बदल जाता है, तब भी जब क्षेत्र की ताकत EUT की सतह पर निर्दिष्ट की गई थी। पास के TEM हॉर्न ने अन्य एंटेना, विशेष रूप से द्विध्रुवों की तुलना में क्षेत्र की ताकत में कम कमी के साथ क्षेत्र की विशेषताओं को दिखाया। उदाहरण के लिए, 2.45 गीगाहर्ट्ज पर निर्दिष्ट स्थिति (आर=100 मिमी) से क्षेत्र की ताकत 4 डीबी कम हो जाती है, जहां दूरी 209 मिमी, 54 मिमी, 68 मिमी और टीईएम हॉर्न, फ्लैट द्विध्रुवीय के लिए 127 मिमी है। हाफ-वेव डिपोल और डीआरजी हॉर्न क्रमशः।

टीईएम हॉर्न और हाफ-वेव डिपोल के लिए कर्व फिटिंग द्वारा दूर-क्षेत्र का अनुमान अंजीर में लगाया गया है। 2(बी)–(डी). दूर-क्षेत्र क्षेत्र में, एंटीना से दूरी r के व्युत्क्रमानुपाती में क्षेत्र की ताकत घट जाती है। इसलिए, दूर-क्षेत्र क्षेत्र के लिए दूसरी शर्त के रूप में, ऐन्टेना से दूरी के साथ क्षेत्र की ताकत 1/r का उपयोग करके वक्र में फिट होनी चाहिए। विशेष रूप से, माप दूरी के संबंध में टीईएम हॉर्न की लंबाई को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है; इस प्रकार, चरण केंद्र पर विचार करते हुए 1/(आर प्लस डीपीसी) का उपयोग करके वक्र फिटिंग का प्रदर्शन किया गया। चरण केंद्रों की स्थिति (डीपीसी) क्रमश: 930 मेगाहर्ट्ज, 2.45 गीगाहर्ट्ज, और 5.8 गीगाहर्ट्ज पर एपर्चर से 76 मिमी, 348 मिमी और 313 मिमी अंदर थी, जैसा कि चित्र 1 (सी) में दिखाया गया है। न्यूनतम दूर-क्षेत्र की दूरी वक्र फिटिंग द्वारा निर्धारित की गई थी, और फिर तरंग प्रतिबाधा की तुलना उस दूरी पर 377 Ω के साथ की गई थी। टीईएम हॉर्न और हाफ-वेव डिपोल की तरंग प्रतिबाधा, जिसे वक्र फिटिंग द्वारा प्राप्त दूर क्षेत्र के रूप में माना जा सकता है, 377 Ω के करीब है, जैसा कि चित्र 1 (डी) और अंजीर में दिखाया गया है। 2(बी)–(डी).

उदाहरण के लिए, टीईएम हॉर्न की न्यूनतम दूर-क्षेत्र की दूरी 930 मेगाहर्ट्ज पर 350 मिमी, 2.45 गीगाहर्ट्ज पर 200 मिमी और 5.8 गीगाहर्ट्ज पर 50 मिमी है, और इन दूरियों पर तरंग प्रतिबाधा 368 Ω, 386 Ω, और 368 Ω हैं। , क्रमश। उस स्थान पर क्षेत्र जहां EUT को निकटता परीक्षण में रखा गया है, परीक्षण आवृत्ति के आधार पर निकट या दूर-क्षेत्र क्षेत्र के समान व्यवहार करता है और ऐन्टेना के पास क्षेत्र विशेषताओं का मूल्यांकन करते समय दो दूर-क्षेत्र स्थितियों के आधार पर स्थान प्रसार विशेषताओं और तरंग प्रतिबाधा। हालांकि, ऐन्टेना की धुरी पर अनुमानित दूर-क्षेत्र की दूरियां सुप्रसिद्ध दूर-क्षेत्र की स्थिति के तहत उन लोगों से भिन्न हैं, जो 2D 2 / λ (जहां D एपर्चर आकार और λ है) की समतल तरंग पर आधारित है। तरंग दैर्ध्य है) एपर्चर एंटेना के लिए, क्योंकि एंटीना के आसपास के क्षेत्र एंटीना के पास गोलाकार होते हैं।

चित्रा 3 टीईएम सींग और फ्लैट ब्रॉडबैंड डीपोल की फील्ड एकरूपता के मापा परिणाम दिखाता है। एंटीना के पास भी दिए गए क्षेत्र की ताकत के लिए टीईएम हॉर्न की थोड़ी कमी है, उदाहरण के लिए, 2.45 गीगाहर्ट्ज पर 400 मिमी की दूरी पर क्षेत्र की ताकत फ्लैट ब्रॉडबैंड डाइपोल की तुलना में 10 डीबी से अधिक है। हालांकि फ्लैट ब्रॉडबैंड डिपोल में 5.8 गीगाहर्ट्ज पर फैले दो बीम हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऐन्टेना की धुरी पर कम ताकत होती है जैसा कि चित्र 2 (डी) में दिखाया गया है, टीईएम हॉर्न ने अन्य एंटेना की तुलना में एक वाइडबैंड पर बड़े सजातीय क्षेत्र उत्पन्न किए। . ऐन्टेना के पास भी, टीईएम हॉर्न की क्षेत्र शक्ति उतनी तेजी से नहीं बदली जितनी कि द्विध्रुवीय-जैसे एंटेना।

4। निष्कर्ष

निकट-क्षेत्र प्रतिरक्षा परीक्षणों में, टीईएम हॉर्न और विभिन्न द्विध्रुवीय-जैसे एंटेना का उपयोग किया जाता है; हालाँकि, एंटीना विशेषताएँ परीक्षण के परिणामों को प्रभावित करती हैं। ऐन्टेना के पास क्षेत्र की विशेषताओं की तुलना टीईएम हॉर्न के बीच की गई थी जिसे हमने गढ़ा था और अन्य विशिष्ट परीक्षण एंटेना, अर्थात् एक फ्लैट ब्रॉडबैंड डिपोल, एक हाफ-वेव डिपोल और एक डीआरजी हॉर्न। परिणामों से पता चला कि एंटेना के बीच प्रसार विशेषताएँ बहुत भिन्न होती हैं।

विशेष रूप से, टीईएम हॉर्न ने एक सजातीय क्षेत्र उत्पन्न किया और क्षेत्र की ताकत को एक छोटी सी कमी के साथ बनाए रखा, जबकि द्विध्रुवीय-जैसे एंटेना ने क्षेत्र की ताकत में तेजी से बदलाव दिखाया। इसके अलावा, प्रसार विशेषताओं और तरंग प्रतिबाधा का उपयोग करके चरण केंद्र पर विचार करते हुए दूर-क्षेत्र सन्निकटन का प्रदर्शन किया गया था, और निकटता में निकट या दूर-क्षेत्र विशेषताओं के व्यवहार © IEICE 2021 एंटीना को स्पष्ट किया गया था।

संदर्भ

[1] आईईसी 61000-4-39, "विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी) - भाग 4-39: परीक्षण और माप तकनीक - पास के विकिरणित क्षेत्र - प्रतिरक्षा परीक्षण," 2017।

[2] आईएसओ 11452-9, "सड़क वाहन - नैरोबैंड विकिरणित विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा से विद्युत गड़बड़ी के लिए घटक परीक्षण विधियाँ - भाग 9: पोर्टेबल ट्रांसमीटर," 2012।

[3] के. हरिमा, टी. कुबो, और टी. इशिदा, "पास में रेडिएटेड इम्युनिटी टेस्ट के लिए टीईएम हॉर्न एंटीना का मूल्यांकन," आईईआईसीई कम्युनिटी। एक्सप्रेस, वॉल्यूम। 9, नहीं। 2, पीपी. 60-65, फरवरी. 2020. डीओआई: 10.1587/comex.2019XBL0137.

[4] एम. मेंटेघी और वाई. रहमत-समी, "टीईएम हॉर्न एंटीना, रिफ्लेक्टर इरा और विवाल्डी एंटीना के लिए एक उपन्यास यूडब्ल्यूबी फीडिंग मैकेनिज्म," आईईईई एंटेना प्रोपेग। पत्रिका।, खंड। 46, नहीं। 5, पीपी. 81-87, अक्टूबर 2004. डीओआई: 10.1109/एमएपी.2004। 1388832.

[5] के. हरिमा, "फेज सेंटर का उपयोग करते हुए कम दूरी पर दूर-क्षेत्र लाभ निर्धारण का संख्यात्मक अनुकरण," आईईआईसीई ट्रांस। कम्युनिटी।, वॉल्यूम। ई97-बी, नहीं। 10, पीपी. 2001- 2010, अक्टूबर 2014. डीओआई: 10.1587/ट्रांसकॉम.ई97.बी.2001।

[6] एआर पनिकाली और एमएम नाकामुरा, "ऑन द एम्प्लीट्यूड सेंटर ऑफ़ रेडिएटिंग अपर्चर," आईईईई ट्रांस। एंटेना प्रचार।, वॉल्यूम। एपी-33, नहीं। 3, पीपी. 330–335, मार्च 1985. डीओआई: 10.1109/टीएपी.1985.1143572.

[7] सीएसटी स्टूडियो सूट, 2021, [ऑनलाइन] उपलब्ध: https://www.3ds.com/।

कात्सुशिगे हरीमा1, ए), ताकायुकी कुबो2, कोरू गोतोह1, और ताकेशी इशिदा2

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