Effect of Stirrers with Same Surface Area Size and Different Shape Structure on Field Uniformity in Reverberation Chamber Test Environment

Abstract

Reverberation chambers finding usability in EMC test applications have been receiving considerable attention due to their installation cost. They require walls of room to be covered with high conductivity materials that the electric field components should be distributed through reflection to build uniform electric field volume in it.  But these phenomena cannot happen itself, and it may be obtained by rotary metal plates called mixer installed in the chamber. In this study, the effect of mixer shape on electric field uniformity was investigated by using 5 different geometric structure mixer shape (square, triangle, circle, vertical and horizontal rectangle) having same surface area (1.96m²). It has been observed that the reverberation chambers designed with the horizontal rectangle shape stirrer is clearly superior to chambers with other shape of stirrers. Therefore, it was concluded that the geometric shape of the stirrer has a significant effect on the electric field uniformity.

Keywords

• Reverberation chamber,stirrer,electric field uniformity

Aynı Yüzey Alan Büyüklüğü ve Farklı Şekil Yapısına Sahip Karıştırıcıların Yansımalı Oda Test Ortamında Alan Düzgünlüğüne Etkisi

Abstract

EMC test uygulamalarında kolay kullanım imkânı bulan yankı odaları, kurulum maliyetlerinden dolayı büyük ilgi görmektedir. Bir odanın yansımalı oda test ortamı olarak kullanılabilmesi için oda duvarlarının yüksek iletkenlik malzemelerle kaplanarak elektrik alan bileşenlerinin oda içerisinde yansıma yoluyla dağıtılması gerekir.  Bu amaçla oda içerisindeki yansımayı artırarak daha düzgün bir elektrik alan dağılımı sağlamak amacıyla oda içerisine döner metal levhalı karıştırıcılar eklenmektedir. Bu çalışmada aynı yüzey alanına(1.96m²) sahip 5 farklı geometrik yapıda karıştırıcı şekli (kare, üçgen, daire, dikey ve yatay dikdörtgen) kullanılarak, karıştırıcı şeklinin elektrik alan düzgünlüğüne etkisi incelenmiştir.  Buna göre yatay dikdörtgen karıştırıcı ile tasarlanan yansımalı oda, diğer şekillerle tasarlanan odaya göre elektrik alanların standart sapması yani elektrik alan düzgünlüğü noktasında açık bir şekilde üstün olduğu gözlemlenmiştir. Dolayısıyla karıştırıcının geometrik şeklinin elektrik alan düzgünlüğüne önemli bir etkisi olduğu sonucuna varılmıştır. 

Keywords

• Yansımalı oda,karıştırıcı,elektrik alan düzgünlüğü

References

1. Basyigit, I. B., Genc, A., Helhel, S. (2017). Electrical Shielding Effectiveness of Metallic Enclosures; Effect of Source Orientation and Aperture Dimension, Conference: Progress in Electromagnetics Research Symposium - Spring (PIERS) Location: St Petersburg, Russia Date: May 22-25, 2017.
2. Besnier, P., Démoulin, B. (2011). Electromagnetic Reverberation Chambers. 10.1002/9781118602034.ch3.
3. Gradoni, G., Moglie, F., Pastore A.P., Primiani V.M. (2006).Numerical and experimental analysis of the field to enclosure coupling in reverberation chamber and comparison with anechoic chamber. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 48(1), 203-211, 2006.
4. Hong, J., Huh, C. (2010). Optimization of stirrer with various parameters in reverberation chamber. Progress in Electromagnetics Research-pier – Prog Electromagn. Res.104. 15-30. 10.2528/PIER09121610.
5. Huang, Y., Abumustafa, N., Wang, Q.G., Zhu X. (2006). Comparison of Two Stirrer Designs for a New Reverberation Chamber. The 2006 4th Asia-Pacific Conference on Environmental Electromagnetics(2006): 450-453.
6. IEC 61000-4-21 (2003). Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-21: Testing and measurement techniques - Reverberation Chamber Test Methods[S].J. Clerk Maxwell, A Treatise on Electricity and Magnetism, 3rd ed., vol. 2. Oxford: Clarendon, 1892, pp.68–73.
7. Lovat, Giampiero. (2007). Electromagnetic Shielding.
8. Ubin, A.B., Vogt-Ardatjew, R., Leferink, F., Mohd Jenu M. Z., Van De Beek, S. (2015).Statistical analysis of three different stirrer designs in a reverberation chamber. 2015 Asia-Pacific Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC), Taipei, 604-607.

9. Urul, B., Tütüncü, B., Helhel S., (2018). Yansımalı Oda İçerisinde Karıştırıcı Konumun Elektrik Alan Düzgünlüğüne Etkisi, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, cilt.7, ss.xxx. (Kabul Edildi).
10. Urul, B., Başyiğit İ.B., Göksu T., Helhel S. (2017).CST Simulation of Reverberation Chamber for Improved Field Uniformity ", ELECO 2017 10th International Conference on Electrical and Electronics Engineering, Bursa, Turkey, 30 Kasım - 30 Aralık 2017, vol.1, no.1, pp.1070-1074
11. West, J.C., Dixon J.N., Nourshamsi N., Das D.K., Bunting C.F. (2018). Best practices in measuring the quality factor of a reverberation chamber. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 60(3), 564-571, 2018.
12. Weston, D. (1992). Electromagnetic Compatibility: Principles and Applications / D.A. Weston. Materials Design.1992., 13. 10.1016/0261-3069(92)90250-L.