WO1993015530A1 - Absorber für elektromagnetische wellen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to absorbers for electromagnetic waves, in particular for reducing reflection, in closed, shielded rooms, consisting of spatial bodies made of foam soaked with finely divided, conductive materials, which are fastened next to one another on the walls of the room to be shielded.
- Such absorbers serve to absorb and reduce reflection of electromagnetic waves, in particular in the case of radio interference and immunity measurements, radar cross-sectional measurements and measurements or electromagnetic compatibility in metal-shielded rooms.
- the inner wall and ceiling surfaces and partly also the floor area are lined with suitable absorbers.
- Such absorbers are known for example from DE 37 03 755.2 AI. These absorbers consist of pyramid-shaped bodies made of foam, which are impregnated with finely divided, conductive materials and
- the impregnation material consists of graphite and / or conductivity black.
- the corresponding pyramid-shaped absorbers consist of solid foam and are cut out of appropriate blocks. They are also impregnated with an appropriate dispersion as a whole, the excess dispersion liquid then being pressed out again by mechanical pressing and the pyramids then being dried in drying ovens.
- this method has the disadvantages that, once the dispersion liquid has been squeezed out, an adjustable and uniform loading with conductive particles can practically not be achieved and also cannot be controlled, and that drying, especially of large-volume pyramids, requires a high amount of heating and time and a correspondingly high capacity Drying ovens required, which limits manufacturing and delivery capacity.
- the bodies have a triangular cross section and are cut out in sections from individual, uniformly impregnated foam sheets and are used to form the final one 75 body shapes are joined together.
- the bodies can be pointed cones or pyra
- the foam sheets are advantageously with a
- Fig. 1 shows a cross section through a hollow absorber
- Fig. 3 is a partial section through the folded edge of a
- Fig. 4 shows a cross section through an absorber body
- Fig. 5 is a plan view of such a body.
- Fig. 1 shows a section through a pyramid-shaped
- This body 1 is on the bottom side
- loxides or a mixture of metal oxides and ceramic 186 see materials contains, to a predetermined content
- Such conical absorbers can be special
- 228 gel or pyramid shape can, however, be
- This absorber body 20 is there
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Abstract
Bei Absorbern für elektromagnetische Wellen in abgeschlossenen, abgeschirmten Räumen, mit räumlichen, mit feinteiligen, leitfähigen Materialien getränkten Körpern aus Schaumstoff, die dicht nebeneinander an der Wandung des abzuschirmenden Raumes befestigt sind, ist zur einfacheren Herstellung und exakten Tränkung erfindugsgemäß vorgesehen, daß die Körper (1; 20) einen dreieckigen Querschnitt aufweisen und aus gleichmäßig getränkten Schaumstoffbahnen (2-5) ausgeschnitten und zur endgültigen Körperform zusammengefügt sind.
Description
Absorber für elektromagnetische Wellen
Die Erfindung bezieht sich auf Absorber für elektromagne- tische Wellen, insbesondere zur Reflexionsminderung, in abgeschlossenen, abgeschirmten Räumen, bestehend aus räumlichen, mit feinteiligen, leitfähigen Materialien getränkten Körpern aus Schaumstoff, die dicht nebeneinan- der an den Wandungen des abzuschirmenden Raumes befestigt sind.
Derartige Absorber dienen zur Absorbtion und Reflexions- minderung elektromagnetischer Wellen, insbesondere bei Funkstör- und Störfestigkeitsmessungen, Radarquer- schnittsmessungen und Messungen oder elektromagnetischen Verträglichkeit in metallisch abgeschirmten Räumen.
Zur Messung des aktiven und passiven Störverhaltens von elektrischen oder elektronischen Geräten, Einzelkompo- nenten und komplexen Anlagen sind speziell dafür errich- tete abgeschirmte Räume erforderlich. Diese schützen ei- nerseits die Umgebung vor Störungen durch Aussendung elektromagnetischer Wellen und ermöglichen andererseits reproduzierbare Messergebnisse ohne Störungen durch äu- ßere Einwirkungen.
Um in einem solchen Raum die erforderlichen, freifeld- ähnlichen Bedingungen zu schaffen, müssen störende Reflexionen der umgebenden Metallschirmung in einem breiten Frequenzbereich wirksam unterdrückt werden. Zu diesem Zweck werden die Innenwand- und Deckenflächen und teilweise auch der Bodenbereich mit geeigneten Absorbern ausgekleidet.
Derartige Absorber sind beispielsweise aus der DE 37 03 755.2 AI bekannt. Diese Absorber bestehen aus pyramidenförmigen Körpern aus Schaumstoff, die mit feinteiligen, leitfähigen Materialien getränkt sind und
ORIGINALUNTERLA
die dicht nebeneinander mit ihrer Basis an den Wandungen des abzuschirmenden Raumes befestigt sind. Das Tränkmaterial besteht dabei aus Graphit und/oder Leitfähigkeitsruß.
Mit derartigen pyramidenförmigen Körpern können Streustrahlungen und Reflexionen sicher absorbiert werden.
Die entsprechenden pyramidenförmigen Absorber bestehen dabei aus massivem Schaumstoff und sind aus entsprechenden Blöcken herausgeschnitten. Sie werden dabei auch im ganzen mit einer entsprechenden Dispersion getränkt, wobei anschließend durch mechanisches Drücken die überschüssige Dispersionsflüsεigkeit wieder herausgedrückt und anschließend die Pyramiden in Trockenöfen getrocknet werden.
Dieses Verfahren hat jedoch die Nachteile, daß einmal durch das Herausdrücken der Dispersionsflüssigkeit eine einstellbare und gleichmäßige Beladung mit leitenden Teilchen praktisch nicht erzielt und auch nicht kontrolliert werden kann und daß das Trocknen vorallem großvolumiger Pyramiden einen hohen Heiz- und Zeitaufwand und eine entsprechend hohe Kapazität an Trockenöfen erfordert, wodurch die Herstell- und Lieferkapazität beschränkt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu- gr nde Absorber zu schaffen, die, bei gleicher Funktion und Wirkungsweise, sehr viel einfacher hergestellt werden können und bei denen insbesondere eine gezielte und genau vorgegebene Beladung mit leitenden Teilchen möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Körper einen dreieckigen Querschnitt aufweisen und aus einzelnen, gleichmäßig getränkten Schaumstoffbah- nen abschnittsweise ausgeschnitten und zur endgültigen
75 Körperform zusammengefügt sind. 76
77 Die Körper können dabei als spitze Kegel oder als Pyra-
78 mide ausgebildet sein. 79
80 Besonders zweckmäßig ist es, wenn aus einer getränkten
81 Schaumstoffbahn von mindestens 20mm Dicke ein Zuschnitt
82 entsprechend der Abwicklung des Körpers gefertigt und
83 dieser zu einer endgültigen, hohlen Körperform gefaltet
84 und zusammengefügt ist. 85
86 Durch die Herstellung derartiger pyramiden- oder kegel-
87 förmiger Absorber aus Schaumstoffbahnen können diese
88 Schaumstoffbahnen nach bekannten Verfahren im Durchlauf-
89 verfahren in genau vorgebbaren Mengen mit leitfähigen, in
90 Dispersionen aufgeschwennten Partikeln beladen werden, so
91 daß exakte Absorptions- und Reflexionwirkungen einge-
92 stellt werden können, wobei aber insgesamt der Material-
93 verbrauch sehr viel geringer als bei massiven Körpern
94 ist. 95
96 Zur weiteren WirkungsVerstärkung ist es zweckmäßig, wenn
97 der entsprechende Hohlraum in den Körpern mit kleinteili-
98 gen, getränkten Schaumstoffabschnitten gefüllt ist, die
99 beispielsweise aus den Schneidabfällen der Schaumstoff-
100 bahnen hergestellt werden können. So sind z.B. entspre-
101 chende Schaumstoffabschnitte in Form von Würfeln mit ei-
102 ner Kantenlänge von etwa 5 bis 10 mm möglich. 103
104 Diese Körper können dann auf ihrer Unterseite mit einer
105 Schaumstoffplatte verschlossen sein. 106
107 Bei einer Herstellung derartiger Absorbtionskörper aus
108 Schaumstoffbahnen entsprechend der Abwicklung eines Ke-
109 gels oder einer Pyramide kann es jedoch oftmals schwierig
110 sein, dabei eine exakte Spitze zu Erhalten, so daß da¬ lli durch bei Frequenzen größer als 1 GHz störende Reflexio-
112 nen auftreten können. 113
114 Um jedoch eine optimale Dämpfungscharakteristik bis hin-
115 auf zu 40 GHZ zu erzielen, kann es von besonderem Vorteil
116 sein, diese Körper auf eine andere Weise herzustellen. 117
118 Dazu können nach einer Weiterbildung der Erfindung meh-
119 rere, maximal 10 cm dicke, getränkte Schaumstoffplatten
120 aufeinandergelegt, miteinander verklebt und aus dem er-
121 haltenen Block entsprechende Körper ausgesägt sein. 122
123 Wesentlich dabei ist, daß beim fertigen Körper die
124 Schaumstoffplatten und die Klebestellen vertikal von der
125 Spitze zur Basis verlaufen. 126
127 Für derartige Schaumstoffplatten wird üblicherweise ein
128 Melaminharzschaum verwendet. 129
130 Um großflächige Klebeschichten zwischen den einzelnen
131 Platten, die zu Reflexionen führen können, zu vermeiden,
132 ist es zweckmäßig, den Kleber mittels einer Stachelwalze
133 punktrasterförmig aufzutragen und die Klebestellen paral-
134 lel zur einfallenden Wellenfront anzuordnen. 135
136 Die Schaumstoffbahnen sind zweckmäßigerweise mit einer
137 Kohlenstoffdispersion und/oder Metalloxid- bzw. Ferrit-
138 Pulverdispersion getränkt und können zusätzlich noch
139 schwer entflammbar nach Baustoff-Klasse B 1 gemäß DIN
140 4102 ausgerüstet sein. 141
142 Bezüglich einer exakteren Einstellung der gewünschten
143 Dämpfungscharakteristik ist es auch möglich, daß die in
144 den Hohlraum der Absorberkörper eingefüllten Schaum-
145 stoffabschnitte schichtenweise eine unterschiedlich
146 starke Tränkung mit Absorptionsmaterial aufweisen. 147
148 Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und
149 Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Er-
150 findung näher erläutert. Dabei zeigen 151
152
153 Fig. 1 einen Querschnitt durch einen hohlen Absorber-
154 körper mit eingefüllten kleinteiligen Schaum-
155 stoffabschnitten, 156
157 Fig. 2 die Abwicklung einer Schaumstoffbahn zur Her-
158 Stellung entsprechender Absorberkörper nach
159 Fig. 1, 160
161 Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Faltkante eines
162 solchen Absorbers nach Fig. 2, 163
164 Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Absorberkörper
165 aus miteinander verklebten Platten und 166
167 Fig. 5 eine Aufsicht auf einen solchen Körper.
168
169
170 Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen pyramidenförmigen
171 Absorberkörper 1 aus einer entsprechend gefalteten
172 Schaumstoffbahn, deren Abwicklung in Fig. 2 gezeigt ist.
173 Die beiden geschnittenen Seitenflächen 2 und 4 nach
174 Fig. 1 sind dabei durch die entsprechenden Dreiecke 2
175 und 4 der Abwicklung nach Fig. 2 gebildet, während
176 die dazwischenliegenden Dreiecke 3 und 5 die
177 Vorderseite bzw. die Rückseite des pyramidenförmigen
178 Körpers 1 bilden. Bodenseitig ist dieser Körper 1 mit
179 einer weiteren Schaumstoffplatte 6 abgeschlossen, auf die
180 dann noch eine Metallplatte 7 aufgeklebt sein kann. 181
182 Die verwendete Schaumstoffbahn, die entsprechend Fig. 2
183 zugeschnitten ist, weist eine Dicke von etwa 20 mm auf
184 und ist mit einer Dispersion, die leitfähigen Ruß, Metal-
185 loxide oder eine Mischung aus Metalloxiden und kerami-
186 sehen Werkstoffen enthält, auf einen vorgegebenen Gehalt
187 getränkt und nach dem Trocknen entsprechend ausgeschnit-
188 ten und zusammengefaltet, wobei zweckmäßigerweise ent-
189 sprechend Fig. 3 an den Schnittkanten zwischen den ein-
190 zelnen Abwicklungsdreiecken 2, 3, 4 oder 5 entsprechend
191 Fig. 3 ein Einschnitt 8 vorgesehen ist. 192
193 Der innenliegende, von der Pyramide umschlossene Hohlraum
194 9 ist dabei mit kleinteiligen, in gleicher Weise getränk-
195 ten Schaumstoffabschnitten 10 gefüllt, die beispielsweise
196 aus Quadern oder Würfeln mit einer Kantenlänge von etwa 5
197 bis 10 mm bestehen können. Wenn diese Schaumstoffab-
198 schnitte 10 dabei schichtenweise eine unterschiedliche
199 Beladung mit leitenden Partikeln aufweisen, können damit
200 noch spezielle frequenzabhängige Dämpfungseigenschaften
201 erzielt werden. 202
203 In gleicher Weise ist aus einem solchen Zuschnitt aber
204 auch ein kegelförmiger Absorberkörper herstellbar, der
205 den gleichen Schnitt entsprechend Fig. 1 aufweist, dessen
206 Abwicklung nach Fig. 2 jedoch eine Unterkante entspre-
207 chend der gestrichelten Linie 12 aufweist. Ein solcher
208 Kegel 12 ist besonders einfach herzustellen, da der Zu-
209 schnitt nicht zusätzlich gefaltet, sondern nur an den
210 beiden Längskanten Stoß auf Stoß verklebt werden muß. 211
212 Derartige kegelförmige Absorberkörper bieten dabei noch
213 besondere Vorteile, da die senkrecht oder schräg zur Ab-
214 sorberachse einfallenden elektromagnetischen Wellen wegen
215 der gekrümmten Oberfläche eine diffusere Reflexion er-
216 fahren. Derartige kegelförmige Absorber können besonders
217 vorteilhaft im Bodenbereich der auszukleidenden Absorber-
218 hallen eingesetzt werden. 219
220 Eine solche Kegelforn, ist dagegen aus einem massiven
221 Schaumstoffkörper nur unter Schwierigkeiten mit einer
222 Drechsel- oder Drehbank herzustellen, wobei sich ein sehr
223 großer Materialabfall ergibt. Deswegen liegen gerade bei
224 einer solchen Form die Vorteile einer Herstellung aus
225 Schaumstoffbahnen besonders deutlich auf der Hand. 226
227 Derartige hohle Absorberkörper aus einer gewickelten Ke-
228 gel- oder Pyramidenform können jedoch bei höheren Fre-
229 quenzen Nachteile aufweisen( da der Bereich um die Spitze
230 oftmals nicht gleichmäßig und stoßstellenfrei hergestellt
231 werden kann, so daß dadurch störende Reflexionen auftre-
232 ten können. 233
234 Wenn es jedoch auf eine optimale Dämpfungscharakteristik
235 bis hinauf zu 40 GHz, d.h. für Wellenlängen kleiner als 1
236 cm ankommt, ist auch ein anderes Herstellungsprinzip mög-
237 lieh, wie das anhand der Figuren 4 und 5 erläutert wird.
238 Danach werden Melaminharzschaum-Platten von maximal 10 cm
239 Dicke zunächst mit einer Kohlenstoffdispersion imprä-
240 gniert. Wegen der begrenzten Elastizität eines solchen
241 Hartschaumes sollte die Dicke von 10 cm nicht überschrit-
242 ten werden, da sonst die Schaumstruktur beim Quetschvor-
243 gang zerstört wird. Mehrere dieser fertig imprägnierten
244 Platten werden dann aufeinandergelegt und mittels spe-
245 zieller Kleber verklebt. Aus diesem Block werden dann
246 mittels einer Kontursäge vierseitige Pyramiden ausgesägt,
247 so daß sich ein Absorberkörper 20 ergibt, wie er in Figur
248 4 dargestellt ist. Dieser Absorberkörper 20 ist dabei
249 nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise
250 aus 5 Schaumstoffplatten 21 bis 25 aufgebaut, die nach
251 Verkleben und Ausschneiden eine entsprechende Pyramide 20
252 ergeben, wie sie in Aufsicht auch in Figur 5 dargestellt
253 ist. Die in Figur 4 sichtbaren beiden Pyramidenflächen 31
254 und 32 stellen sich dann in Figur 5 als entsprechende
255 Dreiecke dar. Wichtig dabei ist, daß bei der fertigen Py-
256 ramide 20 die Klebeflächen und damit die einzelnen Plat-
257 ten 21 bis 25 vertikal von der Spitze zur quadratischen
258 Basis 26, die noch auf eine Metallplatte 27 aufgeklebt
259 sein kann, verlaufen, damit die Klebeflächen nicht senk-
260 recht zur einfallenden Wellenfront verlaufen und nicht zu
261 unerwünschten Reflexionen führen. 262
263 Um ferner zwischen den einzelnen Platten 21 bis 25 groß-
264 flächige Kleberschichten zu vermeiden, die gegebenenfalls
265 zu zusätzlichen Reflexionen führen könnten, ist es
266 zweckmäßig, wenn der Kleber mit einer Stachelwalze
267 punktrasterförmig aufgetragen wird. 268
269 Damit ergibt sich ein Absorberkörper, der zwar mehr Mate-
270 rial erfordert, der aber auch eine optimale Dämpfungscha-
271 rakteristig im Höchstfrequenzbereich aufweist. 272
273 Zusätzlich zu einer Tränkung mit Ruß oder entsprechenden
274 leitenden Metalloxiden und/oder keramischen Werkstoffen
275 können die verwendeten Schaumstoffbahnen schwer
276 entflammbar der Klasse B 1 nach DIN 4102 ausgerüstet
277 werden, um damit besonders betriebssicher zu sein. 278
279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296
Claims
297 Patentansprüche 298
299 1. Absorber für elektromagnetische Wellen, insbesondere zur
300 Reflexionsminderung, in abgeschlossenen, abgeschirmten
301 Räumen, bestehend aus räumlichen, mit feinteiligen, leit-
302 fähigen Materialien getränkten Körpern aus Schaumstoff,
303 die dicht nebeneinander an den Wandungen des abzuschir-
304 menden Raumes befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
305 die Körper (1; 20) einen dreieckigen Querschnitt aufwei-
306 sen, aus getränkten Schaumstoffbahnen ( 2 - 5; 12; 21 -
307 28) ausgeschnitten und zur endgültigen Körperform
308 zusammengefügt sind. 309
310 2. Absorber nach Anspruch 1 oder insbesondere danach,
311 dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (1) als spitze
312 Kegel ausgebildet sind. 313
314 3. Absorber nach Anspruch 1 oder insbesondere danach,
315 dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (1; 20) als
316 Pyramiden ausgebildet sind. 317
318 4. Absorber nach den Ansprüchen 1 - 3 oder insbesondere
319 danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaums offbahnen
320 gleichmäßig getränkt sind. 321
322 5. Absorber nach Anspruch 2 oder 3 oder insbesondere danach,
323 dadurch gekennzeichnet, daß aus einer getränkten
324 Schaumstoffbahn (2 - 5; 12) ein Zuschnitt entsprechend
325 der Abwicklung des Körpers (1) gefertigt und dieser zu
326 einer endgültigen, hohlen Körperform gefaltet und
327 zusammengefügt ist. 328
329 6. Absorber nach Anspruch 5 oder insbesondere danach, dadurc
330 gekennzeichnet, daß die Schaumstoffbahn eine Dicke von
331 mindestens 20 mm aufweist. 332
333 7. Absorber nach Anspruch 4 oder insbesondere danach, dadurc
334 gekennzeichnet, daß der entstehende Hohlraum (9) in den
335 Körpern (1) mit kleinteiligen, getränkten
336 Schaumstoffabschnitten (10) gefüllt ist. 337
338 8. Absorber nach Anspruch 5 oder insbesondere danach, dadurch
339 gekennzeichnet, daß die Schaumstoffabschnitte (10) aus
340 prismatischen Körpern mit einer Kantenlänge von etwa 5 -
341 10 mm bestehen. 342
343 9. Absorber nach Anspruch 4 oder 5 oder insbesondere danach,
344 dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (1) auf ihrer
345 Unterseite mit einer Schaumstoff latte (6) verschlossen
346 sind. 347
348 10. Absorber nach Anspruch 2 oder 3 oder insbesondere danach,
349 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, maximal 10 cm dicke,
350 getränkte Schaumstoffplatten (21 - 28) aufeinandergelegt,
351 miteinander verklebt und aus dem erhaltenen Block
352 entsprechende Körper (20) ausgesägt sind. 353
354 11. Absorber nach Anspruch 8 oder insbesondere danach,
355 dadurch gekennzeichnet, daß beim fertigen Körper (20) die
356 Schaumstoffplatten (21 - 25) und die Klebestellen
357 vertikal von der Spitze zur Basis (26) verlaufen. 358
359 12. Absorber nach Anspruch 8 oder insbesondere danach, dadurch
360 gekennzeichnet, daß als Schaumstoff ein Melaminharzschäum
361 verwendet ist. 362
363 13. Absorber nach Anspruch 9 oder insbesondere danach, dadurch
364 gekennzeichnet, daß der Kleber mittels einer Stachelwalze
365 punktrasterförmig aufgetragen ist. 366
367 14. Absorber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 10
368 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die
369 Schaumstoffbahnen (2 - 5; 12; 21 - 28) mit einer
370 Kohlenstoffdispersion getränkt' sind.
371
372 15. Absorber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 12
373 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die
374 Schaumstoffbahnen ( 2- 5; 12; 21 - 28) mit einer
375 Metalloxid-Dispersion getränkt sind. 376
377 16. Absorber nach Anspruch 13 oder insbesondere danach,
378 dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffbahnen ( 2 -
379 5; 12; 21 - 28) zusätzlich mit Dispersionen aus
380 keramischen Werkstoffen getränkt sind. 381
382 17. Absorber nach Anspruch 5 oder 6 oder insbesondere danach,
383 dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffabschnitte
384 (10) schichtenweise eine unterschiedliche Beladung mit
385 Kohlenstoff, Metalloxiden und/oder keramischen Werkstoffen
386 aufweisen. 387
388 18. Absorber nach Anspruch 7 oder 8 oder insbesondere danach,
389 dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (6; 25) der Körper
390 (1; 20) auf eine Metallplatte (7) aufgeklebt ist. 391
392 19. Absorber nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 8 oder
393 insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der
394 getränkte Schaumstoff schwer entflammbar nach Baustoff-
395 Klasse B 1 gemäß DIN 4102 ausgerüstet ist. 396
397 20. Absorber nach Anspruch 4 oder 8 oder insbesondere danach,
398 dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (1; 20) eine Höhe
399 von bis zu 2,5 m aufweisen. 400
401 402 403 404 405 406 407
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4203113 | 1992-02-04 | ||
| DEP4203113.3 | 1992-02-04 |
Publications (1)
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|---|---|
| WO1993015530A1 true WO1993015530A1 (de) | 1993-08-05 |
Family
ID=6450918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| PCT/EP1993/000258 Ceased WO1993015530A1 (de) | 1992-02-04 | 1993-02-04 | Absorber für elektromagnetische wellen |
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