Nuevas definiciones de apantallamiento electromagnético de carcasas frente a interferencias radiadas

Resumen

En esta tesis se realizan simulaciones del apantallamiento electromagnético de carcasas metálicas con apertura frontal tanto en el dominio de la frecuencia como en el dominio del tiempo utilizando la aplicación informática CST Microwave Studio, y se realizan las medidas de apantallamiento electromagnético necesarias para confirmar los valores obtenidos en las simulaciones. Para ello se emplea una cámara anecoica y el analizador de vectorial de redes ZVA 67 R&S. Los montajes a medir están formados por dos cavidades apantalladas con varias aperturas en su cara frontal, una sonda eléctrica y otra magnética y una antena logoperiódica exterior. El apantallamiento de campos electromagnéticos de carcasas o cavidades frente a interferencias radiadas, y su estudio tanto en el dominio del tiempo como de la frecuencia, requiere la determinación de parámetros específicos para la medida de la eficiencia del apantallamiento (SE). Con este fin se ha ensayado recientemente con indicadores basados en la medición de la reducción de los picos de campo eléctrico, campo magnético y densidad de energía en el dominio del tiempo. Aunque se han realizado muchos trabajos e investigaciones con simulaciones numéricas, muy poco se ha publicado acerca de medidas reales en laboratorio. En el primer apartado, de índole teórico, se explican conceptos importantes como la penetración de alta intensidad de campos radiados con cavidades y aperturas, distintas formas de definir la efectividad de apantallamiento, formulación analítica y diferentes parámetros entre otros conceptos tanto en el dominio de la frecuencia como en el dominio del tiempo. A continuación, se expone un bloque de definición del sistema, tanto desde el punto de vista de las implementaciones para simulación y cálculo realizados con la aplicación CST Microwave Studio, como desde el punto de vista de los montajes realizados en laboratorio, en que se detallarán las características y funcionamiento del analizador de redes vectorial R&S ZVA67 empleado, y diseño y dimensiones de la cámara anecoica, y características de la antena logoperiódica, así como de los tipos de sondas, cavidades y aperturas empleados. Tras la definición del sistema se obtienen resultados simulados y medidos para las diferentes definiciones e indicadores más utilizados de SE al incidir una onda plana sobre la cavidad, en un determinado ancho de banda. La onda plana se ha tratado como una interferencia de referencia para comparar con otros casos de interferencias electromagnéticas. Se verifica que los resultados de las medidas de laboratorio y las simulaciones están en consonancia. También se analizan los efectos de la presencia de las propias sondas eléctrica (dipolo) y magnética (espira) puedan causar sobre los resultados. En este estudio se evalúan además nuevas definiciones (nuevos indicadores) de SE y se comparan con las definiciones clásicas de SE en el dominio de la frecuencia, secuenciándolas además en función de diferentes elementos que pueden variar en la carcasa, como por ejemplo, el tamaño de la apertura de la carcasa o el tamaño de la carcasa misma. Finalmente, en un intento de llegar a soluciones más genéricas que faciliten posteriores estudios de SE, se analizan e interpretan los nuevos resultados obtenidos de SE para un barrido del tamaño de la apertura, que proporcionan un único valor de SE equivalente para el indicador o parámetro más crítico y un determinado ancho de banda, permitiendo comparaciones directas de SE con otras cavidades. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/