Como criar uma caixa blindada anecóica

Testar e avaliar a qualidade de um dispositivo de rádio ainda é divertido. Para esses estudos de laboratório, às vezes é necessário equipamento específico, que custa muito dinheiro. Incluindo - caixas blindadas anecóicas.

Meu nome é Andrey, trabalho na equipe de desenvolvimento de hardware Yandex. Hoje vou compartilhar minha experiência pessoal e dizer como montar uma caixa blindada várias vezes mais barata que os análogos.

Muitos dispositivos modernos de alta tecnologia estão equipados há muito tempo com comunicações sem fio. Para garantir o funcionamento normal da parte de rádio desses dispositivos, é necessário examinar em detalhes todos os parâmetros de rádio e realizar uma avaliação qualitativa-quantitativa das características. Especialmente em uma situação em que o rádio é o principal elo de conexão do dispositivo com o mundo exterior.

Uma expressão é usada em comunidades especializadas que mostram que a precisão de medir qualquer característica qualitativa ou quantitativa depende de um grande número de condições: em todos os testes relacionados a HF e rádio, tudo depende de tudo. Para realizar pelo menos algumas pesquisas sensatas e representativas em um dispositivo de rádio, é importante reduzir ao máximo a influência de fatores externos.

Sob todas as outras circunstâncias, existem três inimigos principais de qualquer engenheiro que testa e mede os parâmetros de dispositivos de rádio:

1. Interferência de outras fontes de sinais eletromagnéticos.
2. Ondas de rádio refletidas da própria fonte.
3. Interferência conduzida (propagação através de condutores).

Normalmente, salas especializadas chamadas câmeras blindadas anecóicas são usadas para resolver esses problemas.



Essas câmeras possuem propriedades de blindagem para separar o ambiente eletromagnético externo do interno. Implica também proteção contra interferência eletromagnética e radiação de várias naturezas. Além do contorno geral de blindagem, um revestimento especializado de absorção de rádio é colocado dentro das câmaras, que participa da potência das ondas eletromagnéticas em uma determinada faixa de frequência para reduzir o grau de reflexão de sua própria radiação.

Muitas vezes, essas instalações ocupam uma área significativa e custam muito dinheiro. Portanto, como alternativa às grandes câmaras anecóicas, podem ser usadas caixas de mesa.



O princípio de operação neles é aproximadamente o mesmo que em suas grandes versões: é baseado nos mecanismos fundamentais de interação do campo eletromagnético e da matéria. Uma tela eletromagnética completamente testada com o coeficiente de blindagem necessário é organizada em torno do dispositivo em teste e um revestimento absorvente de radar é colocado ao longo do perímetro interno da tela, o que permite reduzir o reflexo da própria radiação do dispositivo.

Se o equipamento para esses estudos for necessário com urgência (e o tempo de entrega das caixas blindadas for geralmente calculado em semanas e meses) e com um mínimo de custos, franqueza das mãos, base teórica e, o mais importante, a experiência adquirida durante o trabalho será de grande ajuda.

Durante o tempo até que o kit profissional para esses estudos venha do fornecedor, você poderá fazer as caixas você mesmo! Foi o que aconteceu, então hoje vou compartilhar minha experiência com você.

Portanto, temos que fazer uma caixa anecóica blindada que isolaria o dispositivo sob teste dos sinais eletromagnéticos externos e os atenuaria em cerca de 40-50 dB na faixa de 2 a 6 GHz. Além disso, é importante que o sinal refletido do próprio dispositivo seja atenuado em um material especial e não afete os resultados do teste.

Conhecendo os princípios gerais para a construção de câmaras e caixas anecóicas blindadas, podemos estimar o que precisamos para sua fabricação. Acontece aproximadamente a seguinte lista:

1. Caixa de telecomunicações a ser usada como base de nossa caixa.
2. Tecido de proteção - material para criar um contorno de peneiramento externo.
3. Material de absorção de rádio para o adesivo no plano interno da caixa.
4. Cola para fixação mecânica da tela e do absorvedor de radar.
5. Cola condutora para conexão elétrica de fragmentos de papel de parede colados em uma caixa.
6. Ferramentas: escovas de cola, tesouras para cortar o absorvedor e proteger o papel de parede, uma chave de fenda para remover as portas.

Examinamos quais materiais estão no mercado, analisamos suas características e obtemos a seguinte imagem:

1. Caixa de telecomunicações. Deve ser de tamanho adequado e ter juntas suficientemente apertadas entre a porta e a carcaça. Peguei o gabinete anti-vandalismo de telecomunicações na parede EC-WS-075240-GY 19 ”da Netlan.
   
   
2. Tecido de proteção. Para a tela, foram encontrados papéis de parede Aaronia X-Dream, cujo fabricante reivindica uma eficiência de blindagem muito alta: até 90 dB na faixa de 2 a 6 GHz.
   
   
3. Material absorvente de radar. Como absorvedor de radar, escolhi o MOX-P-70, que fornece um coeficiente de reflexão na faixa de -40 a -60 dB.
   
   
4. Cola condutora. A melhor opção acabou por ser cola condutora na grafite Kontaktol-Radio.
   
   
5. Cola para fixação mecânica de todos os componentes. Tenho a cola ROGNEDA Metall 88 em latas de 750 ml.
   
   

Calculei a quantidade de materiais para duas caixas: em uma delas está o dispositivo em teste, na outra - a fonte do sinal. O custo total saiu assim:

Componente	Qtde	Preço / peça (esfregar.)	Total (RUB)
Caixa de telecomunicações	2 peças	4162	8324
Papel de parede de blindagem	5 sq. m	5042	25 210
Material absorvente de radar	3 sq. m	10 190	30 570
Adesivo condutor	16 unid.	200	3200
	3	338	1014
		:	68 318

Acontece que gastamos 34.159 rublos em uma caixa protegida . As ofertas de fornecedores russos, ocidentais e chineses para caixas com o mesmo volume da câmera e o grau de blindagem começam em US $ 1.500, excluindo os custos de envio.

Depois de comprar todos os materiais, você pode começar a criar nossas caixas anecóicas.

Antes de tudo, removemos as portas e desmontamos as fechaduras e o fixador soldado, para colar a tela e o absorvedor sem problemas.



Depois meça e corte o papel de parede. Cole-os ao longo do contorno da caixa, conectando completamente todas as juntas entre as peças.











Depois disso, fechamos a porta e verificamos o contato elétrico entre os componentes da caixa e as partes do papel de parede. A resistência deve ser menor que 1 ohm.



Em seguida, meça e corte o absorvedor de radar e cole-o em todos os planos internos da caixa.





Eu recomendo fortemente que você realize todo o trabalho com luvas: o absorvedor é feito com base em grafite e deixa vestígios, como um lápis.



No total, levei cerca de 6 horas para criar duas caixas, levando em consideração o tempo para desmontar a fechadura, todas as medições, cálculos e cortes de material necessários.

Após a montagem da caixa, ela deve ser ventilada e aguardar a cola secar completamente. A cola seca rápido o suficiente e, no dia seguinte, as caixas já podem ser usadas para a finalidade a que se destinam. Para verificação expressa, colocamos um telefone celular dentro, fechamos a caixa, conectamos o solo e tentamos passar.

Como esperado - a chamada não é realizada, a conexão com o fone de ouvido Bluetooth é desconectada, o telefone é desconectado do roteador Wi-Fi. Com base nisso, pode-se supor que conseguimos, em certa medida, a tarefa.

Seria ótimo realizar uma comparação opcional de caixas profissionais com parâmetros conhecidos e aquelas que eu obtive em um laboratório especializado - para obter números e indicadores específicos sobre o grau de blindagem na faixa de frequência de trabalho e no coeficiente de reflexão. Mas, por enquanto, devido à situação com o coronavírus, isso não funcionará. Assim que surgir a oportunidade, conduzirei um estudo e escreverei sobre os resultados em um novo artigo - espero que isso seja interessante para os leitores!