Na naszej uczelni uruchomiono nowe stanowisko pomiarowe, które będzie wykorzystywane m.in. do pomiaru anten oraz badania parametrów urządzeń radiowych

Stanowisko zostało umieszczone w komorze bezodbiciowej zainstalowanej w budynku C-15 na Wydziale Elektroniki. Komora jest klatką Faradaya, w której wszystkie powierzchnie wewnętrzne, tzn.: sufit, podłoga oraz ściany, są wyłożone specjalnym materiałem pochłaniającym fale radiowe.

Klatka Faradaya to zamknięta przestrzeń ograniczona ze wszystkich stron metalowymi ekranami, które zapobiegają przenikaniu z zewnątrz promieniowania elektromagnetycznego. Zadaniem materiału absorpcyjnego jest natomiast pochłanianie promieniowania elektromagnetycznego powstającego wewnątrz komory.

– Wokół nas działa obecnie zbyt wiele systemów radiowych, które zakłócają proces pomiarowy, dlatego pomiary musimy prowadzić właśnie w klatce Faradaya – tłumaczy dr inż. Robert Borowiec. - Jednak mierzone przez nas anteny i urządzenia także emitują fale elektromagnetyczne, które odbijając się od metalowych ścian klatki Faradaya, powodowałyby pojawienie się swego rodzaju „echa” elektromagnetycznego. Dlatego konieczne jest pokrycie wszystkich powierzchni specjalnym materiałem absorpcyjnym.

Materiał absorpcyjny może mieć różną postać i może być wykonany w różny sposób. m.in. ze styropianu lub gąbki poliuretanowej nasączonej grafitem. W komorze Politechniki zastosowano to drugie rozwiązanie.

– W absorberze ważny jest również jego kształt, dlatego materiał absorpcyjny uformowany jest w ostrosłupy. Dzięki temu fala padająca na powierzchnię materiału absorpcyjnego podlega powolnemu wytłumianiu, w wyniku czego następuje „miękkie” przejście fali z powietrza do „twardej” ściany. W istocie fala praktycznie nie dochodzi do ściany, a więc i nie odbija się od niej , gdyż po drodze zamienia się w ciepło – dodaje naukowiec.

Nowa komora ma wymiary wewnętrzne 5 x5 x 11 m i jest jedną z większych w Polsce. Obecnie prowadzone są w niej pomiary testowe, a wkrótce rozpocznie się procedura uzyskiwania akredytacji Polskiego Centrum Akredytacji. Uzyskanie akredytacji sprawi, że prowadzone badania na nowym stanowisku będą mogły stanowić podstawę do uzyskiwania certyfikatów zgodności z obowiązującymi normami unijnymi. To niezwykle ważne, bowiem tylko urządzenia radiowe posiadające odpowiednie certyfikaty mogą być wprowadzone do handlu na rynku europejskim.

W komorze będą prowadzone pomiary charakterystyk promieniowania anten w tzw. polu bliskim oraz pomiar parametrów radiowych urządzenia radiokomunikacyjnych, tzw. pomiary OTA, a także badania urządzeń radiowych i multimedialnych w zakresie niepożądanych emisji radiowych.

Na czym polega badanie anten w polu bliskim? – Chcąc np. poprawnie zmierzyć charakterystykę promieniowania anteny do odbioru telewizji satelitarnej o średnicy 90 cm, musiałbym mieć stanowisko o długości prawie 100 m. Budowa takiego stanowiska jest kosztowana i wymaga odpowiedniego miejsca, dlatego stosuje się inne techniki pomiarowe. Dokonuje się mianowicie pomiaru rozkładu pola elektromagnetycznego bezpośrednio wokół anteny, a następnie za pomocą odpowiednich przeliczeń matematycznych uzyskuje się rzeczywiste parametry anteny, czyli takie jakie uzyskalibyśmy na stanowisku pełnowymiarowym – tłumaczy dr Robert Borowiec.

Z kolei badania urządzeń radiowych, w tym urządzeń z wbudowanymi antenami, do których nie ma dostępu (np. telefon komórkowy), są prowadzone przy użyciu modułów do pomiaru OTA, czyli „Over The Air” wykorzystując moduły radiowe badanych urządzeń.

– Zapotrzebowanie przemysłu na tego typu badania jest bardzo duże. Nasi projektanci implementując w swych urządzeniach gotowe moduły radiowe, muszą przed wprowadzeniem produktów na rynek unijny zdobyć odpowiednie certyfikaty potwierdzające spełnienie wymagań Dyrektywy radiowej RTTE. Badając urządzenie w komorze, jesteśmy w stanie określić, czy spełnia ono wymagania określonych norm – zaznacza dr Borowiec.

Urządzenia radiowe emitują sygnały nie tylko w swoim paśmie pracy ale również poza nim, powodując zakłócenia działania innych urządzeń, jeśli poziom tej emisji jest zbyt duży. Stanowisko zainstalowane w komorze umożliwia również kontrolę tego parametru.

To druga tego typu komora działająca na Politechnice Wrocławskiej. Oprócz niej funkcjonuje także komora antenowa o wymiarach 3,5 x 3,5 x 2 m, która powstała kilkanaście lat temu i jest przeznaczona do pomiaru małych anten. Na naszej uczelni działa także komora bezodbiciowa typu Semi-Anechoic Chambers (SAC) o wymiarach 19,5 x 12,5 m x 9 m, w której są prowadzone badania urządzeń w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej.

Nowopowstałe stanowisko zostało wyposażone również w drukarkę 3D i system do prototypowania płytek drukowanych, co umożliwi świadczenie kompleksowej usługi badawczej i rozwojowej na rzecz podmiotów gospodarczych w zakresie projektowania i prototypowania anten, urządzeń radiowych i multimedialnych.