Cómo crear una caja blindada anecoica usted mismo

Probar y evaluar la calidad de un dispositivo de radio sigue siendo divertido. Para tales estudios de laboratorio, a veces se requiere equipo específico, lo que cuesta mucho dinero. Incluyendo - cajas blindadas anecoicas.

Mi nombre es Andrey, trabajo en el equipo de desarrollo de hardware de Yandex. Hoy compartiré mi experiencia personal y les diré cómo ensamblar una caja blindada varias veces más barata que las analógicas.

Muchos dispositivos modernos de alta tecnología llevan mucho tiempo equipados con comunicaciones inalámbricas. Para garantizar el funcionamiento normal de la parte de radio de dichos dispositivos, es necesario examinar en detalle todos los parámetros de radio y realizar una evaluación cuantitativa cualitativa de las características. Especialmente en una situación en la que la radio es el principal enlace de conexión del dispositivo con el mundo exterior.

Se utiliza una expresión en comunidades especializadas, que muestra que la precisión de medir cualquier característica cualitativa o cuantitativa depende de una gran cantidad de condiciones: en cualquier prueba relacionada con RF y radio, todo depende de todo. Para realizar al menos una investigación sensata y representativa en un dispositivo de radio, es importante reducir al máximo la influencia de los factores externos.

En todas las demás circunstancias, hay tres enemigos principales de cualquier ingeniero que prueba y mide los parámetros de los dispositivos de radio:

1. Interferencia de otras fuentes de señales electromagnéticas.
2. Ondas de radio reflejadas de la fuente misma.
3. Interferencia conducida (propagándose a través de conductores).

Por lo general, se utilizan salas especializadas llamadas cámaras blindadas anecoicas para resolver estos problemas.



Dichas cámaras tienen propiedades de blindaje para separar el entorno electromagnético externo del interno. También implica protección contra interferencia electromagnética y radiación de diversa naturaleza. Además del contorno de blindaje general, se coloca un recubrimiento especializado de absorción de radio dentro de las cámaras, que forma parte del poder de las ondas electromagnéticas en un rango de frecuencia dado para reducir el grado de reflexión de su propia radiación.

A menudo, tales locales ocupan un área importante y cuestan mucho dinero. Por lo tanto, como alternativa a las grandes cámaras anecoicas, se pueden usar cajas de escritorio.



El principio de funcionamiento en ellos es aproximadamente el mismo que en sus versiones grandes: se basa en los mecanismos fundamentales de interacción del campo electromagnético y la materia. Se coloca una pantalla electromagnética completamente probada con el coeficiente de protección requerido alrededor del dispositivo bajo prueba, y se coloca un recubrimiento absorbente de radar a lo largo del perímetro interno de la pantalla, lo que permite reducir el reflejo de la propia radiación del dispositivo.

Si se requiere con urgencia el equipo para tales estudios (y el tiempo de entrega de cajas blindadas a menudo se calcula en semanas y meses) y con un mínimo de costos, franqueza de manos, base teórica y, lo más importante, la experiencia adquirida durante el trabajo viene al rescate.

¡Durante el tiempo que transcurra hasta que el kit profesional para dicha investigación llegue al proveedor, usted puede hacer las cajas usted mismo! Esto es lo que hice, así que hoy compartiré mi experiencia con ustedes.

Entonces, tenemos que hacer una caja anecoica blindada que aislaría el dispositivo bajo prueba de las señales electromagnéticas externas y atenuarlas en aproximadamente 40-50 dB en el rango de 2 a 6 GHz. Además, es importante que la señal reflejada del dispositivo se atenúe en un material especial y no afecte los resultados de la prueba.

Conociendo los principios generales para construir cámaras y cajas anecoicas blindadas, podemos estimar lo que necesitamos para su fabricación. Resulta aproximadamente la siguiente lista:

1. Caja de telecomunicaciones para ser utilizada como base de nuestra caja.
2. Tejido de protección: material para crear un contorno de cribado externo.
3. Material absorbente de radio para la pegatina en el plano interior de la caja.
4. Pegamento para la fijación mecánica de la pantalla y el absorbedor de radar.
5. Pegamento conductivo para la conexión eléctrica de fragmentos de papel pintado pegado en una caja.
6. Herramientas: cepillos de pegamento, tijeras para cortar el absorbente y papel tapiz de protección, un destornillador para quitar puertas.

Observamos qué materiales hay en el mercado, analizamos sus características y obtenemos la siguiente imagen:

1. Caja de telecomunicaciones. Debe ser de tamaño adecuado y tener juntas suficientemente apretadas entre la puerta y la carcasa. Tomé el gabinete antivandálico de telecomunicaciones montado en la pared EC-WS-075240-GY 19 ”de Netlan.
   
   
2. Tela de blindaje. Se encontraron fondos de pantalla Aaronia X-Dream para la pantalla, cuyo fabricante afirma una eficiencia de protección muy alta: hasta 90 dB en el rango de 2 a 6 GHz.
   
   
3. Material de absorción de radar. Como absorbente de radar, elegí MOX-P-70, que proporciona un coeficiente de reflexión en el rango de −40 a −60 dB.
   
   
4. Pegamento conductivo. La mejor opción resultó ser el pegamento conductor en el grafito Kontaktol-Radio.
   
   
5. Pegamento para la fijación mecánica de todos los componentes. Tengo el pegamento ROGNEDA Metall 88 en latas de 750 ml.
   
   

Calculé la cantidad de materiales para dos cajas: en una de ellas está el dispositivo bajo prueba, en la otra, la fuente de señal. El costo total salió así:

Componente	Cantidad	Precio / pieza (rub.)	Total (RUB)
Caja de telecomunicaciones	2 piezas	4162	8324
Fondo de pantalla de blindaje	5 sq. metro	5042	25 210
Material absorbente de radar	3 sq. metro	10 190	30 570
Adhesivo conductor	16 piezas	200	3200
	3	338	1014
		:	68 318

Resulta que gastamos 34,159 rublos en una caja blindada . Las ofertas de proveedores rusos, occidentales y chinos para cajas con el mismo volumen de la cámara y el grado de protección comienzan desde $ 1,500 sin incluir los costos de envío.

Después de comprar todos los materiales, puede comenzar a crear nuestras cajas anecoicas.

En primer lugar, retiramos las puertas y desmantelamos las cerraduras y el sujetador soldado de ellas para pegar sin problemas la pantalla y el absorbedor.



Luego mida y corte el fondo de pantalla. Pégalos a lo largo del contorno de la caja, conectando completamente todas las juntas entre las partes.











Después de eso, cerramos la puerta y verificamos el contacto eléctrico entre los componentes de la caja y las partes del papel tapiz. La resistencia debe ser inferior a 1 ohm.



A continuación, mida y corte el absorbedor de radar y péguelo en todos los planos internos de la caja.





Le recomiendo que realice todo el trabajo con guantes: el absorbente está hecho a base de grafito y deja huellas, como de una mina de lápiz.



En total, me llevó unas 6 horas crear dos cajas, teniendo en cuenta el tiempo para desmontar la cerradura, todas las medidas necesarias, los cálculos y el corte de material.

Después de ensamblar la caja, debe ventilarse y esperar a que el pegamento se seque por completo. El pegamento se seca lo suficientemente rápido, y al día siguiente las cajas ya se pueden usar para el propósito previsto. Para la verificación expresa, colocamos un teléfono celular dentro, cerramos la caja, conectamos el suelo e intentamos pasar.

Como se esperaba: la llamada no se realiza, la conexión con los auriculares Bluetooth se desconecta y el teléfono se desconecta del enrutador Wi-Fi. En base a esto, se puede suponer que hemos logrado hasta cierto punto con la tarea.

Sería genial realizar una comparación opcional de cajas profesionales con parámetros conocidos y los que obtuve en un laboratorio especializado, para obtener números e indicadores específicos sobre el grado de blindaje en el rango de frecuencia de trabajo y el coeficiente de reflexión. Pero por ahora, debido a la situación con el coronavirus, esto no funcionará. Tan pronto como surja la oportunidad, realizaré un estudio y escribiré sobre los resultados en un nuevo artículo. ¡Espero que esto sea interesante para los lectores!