TY - JOUR 
A1 - García Pérez, Luis Ginés
T1 - New definitions of electromagnetic screening of cases in front of radiates interferences

Y1 - 2017
UR - http://hdl.handle.net/10317/6995
AB - [SPA] 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. [ENG] Electromagnetic shielding of enclosures is simulated in this PhD thesis. Metallic enclosures with a frontal aperture have been implemented and shielding effectiveness has been calculated in frequency and time domains. The CST Microwave Studio application has been used, and necessary electromagnetic shielding measurements have been implemented in order to confirm the simulated results. An anechoic chamber and the network vector analyser ZVA 67 R&S have been employed. There were different set-ups that consist on two shielding enclosures with different apertures on their frontal walls, as well as an electric and a magnetic probes, and an external log-periodic antenna. The electromagnetic field shielding of enclosures against radiated interferences, and its study in the frequency and time domains requires to determine specific parameters for the measurement of the shielding effectiveness (SE). With this target recently it has been essayed indicators based on the peak reduction of electric and magnetic fields and the energy density in the time domain. Although many papers have been published with numeric simulations, rarely real measures in laboratory have been published. In the first part of this study, some important theoretical concepts have been explained, as the high intensity penetration of radiated fields in enclosures with apertures, several ways to define the shielding effectiveness, analytic formulations and different parameters among other concepts, in the frequency and time domains. Then, the system is defined, as from the implementations for simulations and calculations in CST Microwave Studio point of view, as from the set-ups implemented in laboratory point of view. In this section the features and utilization of the network vector analyser ZVA 67 R&S, anechoic chamber design and dimensions, log-periodic antenna features, and all the different probes, enclosures and apertures employed have been detailed. After de system definition simulated and measured results have been obtained for some definitions and used SE indicators for incident plane wave against enclosures in a specific bandwidth. The plane wave has been treated as a reference interference to compare to other electromagnetic interference cases. It has been verified that the laboratory measurements and the simulations are in good agreement. The effects of the electric (dipole) and magnetic (loop) probes presences have been analysed too, as they can modified the results. In this study new SE definitions (new indicators) have been evaluated too, and they have been compared with the classical time-domain SE definitions. These new indicators have been studied as function of several parameters that can be modified in the enclosures as the aperture dimensions or the enclosure dimensions. Finally, in order to get more generic solutions that can be useful to later SE studies, the new SE results have been analysed and interpreted for an aperture size scanning that provide an unique value for the more critical SE indicator and for an specific bandwidth allowing direct SE comparisons with other enclosures.
KW - Teoría de la Señal y las Comunicaciones
KW - Antenas
KW - Dispositivos de microondas
KW - Instrumentos electrónicos
KW - Electromagnetismo
KW - 3307.01 Antenas
KW - 3307.08 Dispositivos de Microondas
LA - spa
PB - Luis Ginés García Pérez
ER -