TÌM HIỂU BUỒNG TRIỆT NHIỄU



TIỂU LUẬN MÔN HỌC


 !
"#$%"&$'($%)*$+,-,-.$%/$0"1$
234"&$50630"7$%89:$.$0;$%
<(=>?023@A508B5C"7$5DEFG
0H$%IIJ$.KFLIM
<
NK5O55"P8Q8B$
0'R$%IS$%T8>$4UV8W$%5X"75$0":8
1.1. Vai trò của buồng triệt nhiễu
1.2. Buồng triệt nhiễu trong quá khứ và hiện tại
1.3. Độ an toàn của buồng triệt nhiễu
1.4. Nguyên lý hoạt động của buồng triệt nhiễu
1.5. Kích thước buồng triệt nhiễu và cách khai thác
1.6. Hiệu quả đối với tần số
0'R$%FB5Q"780/=50Y5X'Z$%C"7$5[
2.1. Giới thiệu
2.2. Vật liệu hấp thụ tần số cao
2.2.1. Tấm chắn có các khối hình chóp (Pyramidal Absorber)
2.2.2. Tấm chắn có các khối hình nêm (Wedge Absorber)
2.2.3. Tấm chắn vi sóng xoắn (Convoluted Microwave Absorber)
2.2.4. Tấm chắn cách điện nhiều lớp (Multilayer Dielectric Absorber)
2.2.5. Tấm chắn cách điện hỗn hợp (Hybrid Dielectric Absorber)
2.2.6. Tấm chắn lối đi (Walkway Absorber)
2.3. Vật liệu hấp thụ tần số thấp
2.3.1. Tấm chắn (Ferrite Absorbers)
2.3.2. Tấm chắn hỗn hợp (Hybrid Absorbers)

0'R$%M<(=4\V8W$%5X"75$0":8
3.1. Giới thiệu
3.2. Sự bọc chắn điện từ trường
3.2.1. Lá chắn được hàn (Welded Shield)
3.2.2. Hệ thống một lá chắn
3.3. Sự đâm xuyên
3.4. Sự nối đất của lớp vỏ buồng triệt nhiễu và sự bảo vệ chống cháy
0'R$%]E^508B550"15@1V8W$%5X"75$0":8
4.1. Giới thiệu
4.2. Phương pháp thiết kế thực tế
4.2.1. Giới thiệu
4.2.2. Ước lượng nhanh hiệu quả buồng triệt nhiễu
4.2.3. Phương pháp thiết kế bằng phép dò tia chi tiết
4.3. Phương pháp mô hình hóa bằng máy tính
4.3.1. Giới thiệu
4.3.2. Phép dò tia (Ray tracing)
E15Q8B$
_"Q"7850>K@0#?
NK5O55"P8Q8B$
Với công nghệ điện tử ngày càng phát triển và việc nghiên cứu sự tương thích
điện từ ngày càng trở nên bức thiết. Và một trong các phương pháp để kiểm tra
tương thích điện từ đó là sử dụng buồng triệt nhiễu.
Nhận thấy được vai trò của buồng triệt nhiễu trong việc kiểm tra tính tương
thích điện tử của các thiết bị điện tử từ các vi mạch tích hợp cỡ nhỏ cho đến các thiết
bị trong một chiếc máy bay, em đã lựa chọn đề tài tìm hiểu buồng triệt nhiễu với
mong muốn tìm hiểu thêm về buồng triệt nhiễu ở các khía cạnh như các vật liệu chế
tạo buồng triệt nhiễu, các thiết kế bọc chắn, đâm xuyên, hệ thống chống cháy…
Tiểu luận môn học gồm có 4 chương: Chương 1 là tổng quan về buồng triệt nhiễu,
chương 2 sẽ đề cập đến vật liệu hấp thụ sử dụng trong buồn triệt nhiễu, chương 3 sẽ
trình bày các vấn đề liên quan đến lớp vỏ buồng triệt nhiễu và cuối cùng chương 4

sẽ giới thiệu 2 phương pháp thiêt kế buống triệt nhiễu.
0'R$%IS$%T8>$4UV8W$%5X"75$0":8
1.1. Vai trò của buồng triệt nhiễu
Buồng triệt nhiễu được thiết kế để ngăn chặn sự phản xạ sóng điện từ hoặc
âm thanh. Ngoài ra, buồng triệt nhiễu cũng ngăn các nguồn nhiễu từ bên ngoài.
Buồng triệt nhiễu là một khái niệm được đề xuất bởi chuyên gia âm học
người Mỹ Leo Beranek. Ban đầu, buồng triệt nhiễu được sử dụng cho sóng âm để
tối thiểu hóa sự phản xạ trong phòng. Sau đó, buồng triệt nhiễu được thiết kế để
giảm sự phản xạ các tần số vô tuyến trong buồng và phản xạ các tần số vô tuyến ở
bên ngoài buồng gây ra bởi antenna, radar, giao thoa điện từ.
Kích thước của buồng triệt nhiễu phụ thuộc vào đối tượng cần được kiểm tra
và dải tần số của tín hiệu sử dụng. Buồng triệt nhiễu có thể là một buồng nhỏ với
kích thước của một lò vi sóng cho đến kích thước của một nhà chứa máy bay.
Hình dạng bên trong của một buồng triệt nhiễu vô tuyến thì tương tự như một
buồng triệt nhiễu sóng âm. Tuy nhiên bề mặt bên trong của buồng triệt nhiễu vô
tuyến được bao phủ bởi một vật liệu hấp thu bức xạ (RAM) thay cho kim loại hấp
thu sóng âm. Buồng triệt nhiễu vô tuyến thường được sử dụng cho nhiều mục đích
như đo hiệu suất của các kiểu bức xạ antenna, tương thích điện từ, đo mặt cắt ngang
của radar…Buồng triệt nhiễu có thể kiểm tra nhiều đối tượng bao gồm cả máy bay.
Với các phần mềm mô hình hóa, sự phát triển công nghệ vật liệu hấp thụ,
việc thiết kế buồng triệt nhiễu càng lúc càng tốt hơn và hiệu suất hấp thụ của các
buồng triệt nhiễu ngày càng cao hơn. Từ năm 1930 đến nay, Công ty kĩ thuật ESCO
đã thiết kế và xây dựng trên 10000 buồng triệt nhiễu trên khắp thế giới cho thấy
được nhu cầu buồng triệt nhiễu càng lúc càng cao nhất là đối với các nước có nền
công nghiệp phát triển.
1.2. Buồng triệt nhiễu trong quá khứ và hiện tại
Khi các cơ quan điều hành quốc tế đưa ra các tiêu chuẩn về sự phát xạ vô
tuyến, các yêu cầu về độ nhạy trong thâp niên 70 và 80 thế kỉ 20, việc kiểm tra EMC
một cách chính xác là điều rất quan trọng.
Ban đầu, OATS là phương tiện được sử dụng rất phổ biến để kiểm tra bức xạ

trường điện từ. Nó cung cấp những phương pháp đo trực tiếp và đa năng nhất.
OATS bao gồm một anten thu kích thước chuẩn, một phiến đất và những sợi cáp
xoắn có chất lượng tốt. Nó được đặt đủ xa các vật dụng hay thiết bị bằng kim loại và
môi trường bức xạ điện từ mạnh như cột anten phát sóng phát thanh, truyền hình
hoặc đường dây điện. Nó cho phép kiểm tra một cách chính xác bức xạ từ EUT.
Nhược điểm khi sử dụng OATS là cần phải xác định toàn bộ phổ tần có thể bị nhiễu
do bức xạ từ môi trường có sóng điện từ, ví dụ như đo một sóng hài xung đồng hồ
yếu ở tần số 200MHz được phát ra từ tín hiệu TV 199,25 MHz. Ngoài ra các tín hiệu
nhiễu xạ từ các vật dụng bằng kim loại đặt gần EUT có thể ảnh hưởng đến kết quả
đo.
Buồng triệt nhiễu vô tuyến ra đời là một lựa chọn lý tưởng cho việc kiểm tra
EMC bao gồm việc kiểm tra sự phát xạ và độ nhạy cảm. Buồng triệt nhiễu được sử
dụng rất phổ biến. Buồng được bao bọc bằng các tấm chắn có khả năng hấp thụ sóng
điện từ nên sóng không bị phản xạ khi gặp các tấm chắn này. Bề mặt tấm chắn có
các khối hình chóp bằng hợp chất cacbon-polyurethane, các lát ferrit hay cả hai.
Buồng triệt nhiễu có sàn cũng được lót tấm chắn hấp thụ ở phía trên, còn các buồng
bán triệt nhiễu thì không dùng tấm chắn hấp thụ sóng điện từ mà lại dùng phiến đất,
tương tự như đối với OATS.
Buồng triệt nhiễu công nghiệp đầu tiên được xây dựng vào năm 1982 tại
IBM, Boca Raton, Florida. Sự suy hao của buồng triệt nhiễu này được kiểm tra theo
chuẩn ANSI C63.4 và được chấp nhận bởi FCC. Buồng triệt nhiễu này được xây
dựng bởi Ray Proof với giá 2 triệu đô.
Bước phát triển tiếp theo của công nghiệp buồng triệt nhiễu là kết quả sự kết
hợp của các nhà đầu tư và các nhà nghiên cứu gồm trường đại hoc Colorado tại
Boulder, IBM và Ray Proof. Nhóm nghiên cứu này đã phát triển mô hình số hóa các
vật liệu hấp thụ. Mô hình này mạng lại cho ngành công nghiệp chế tạo buồng triệt
nhiễu phương pháp thiết kế và chế tạo vật liệu hấp thụ với nhiều cải tiến trong băng
VHF.
Khi công nghệ ferrit phát triển giữa thập niên 80 thế kỉ 20, do giá thành nên
vật liệu ferrit không được ứng dụng rộng rãi trong buồng triệt nhiễu. IBM là tập

đoàn đi đầu trong việc xây dựng buồng triệt nhiễu chất lượng cao sử dụng ferrit.
Đến những năm 90, công nghệ chế tạo ferrit phát triển nhanh với giá thành
phù hợp nên ferrit được sử dụng nhiều trong các buồng triệt nhiễu kiểm tra EMC tại
các tập đoàn ở châu Á, Mỹ và châu Âu. Ngày nay, các nhà chế tạo vật liệu hấp thụ
đã kết hợp ưu điểm của cả 2 loại vật liệu hấp thụ là Ferrit và bọt nên vật liệu mới
này được sử dụng phổ biến trong việc thiết kế buồng triệt nhiễu.
1.3. Độ an toàn của buồng triệt nhiễu
Rủi ro từ bức xạ RF
Rủi ro hỏa hoạn
Rủi ro không thoát ra ngoài được
Nhân viên không được phép ở bên trong buồng triệt nhiễu khi thực hiện đo
đạc bởi điều đó có thể gây ra sự phản xạ không mong muốn từ cơ thể con người mà
còn có rủi ro từ các bức xạ. Các bức xạ này càng ảnh hưởng nghiêm trọng đến con
người khi công suất RF cao. Các rủi ro này đến từ các bức xạ RF và các bức xạ
không ion hóa.
Khi RAM hấp thu bức xạ RF tốt, bức xạ hướng tới sẽ tạo ra nhiệt bên trong
RAM. Nếu các phần tử hình chóp RAM không được tỏa nhiệt tốt sẽ xảy ra nguy cơ
tạo ra các điểm nóng và nhiệt độ của RAM có thể đạt đến điểm cháy. Điều này có
thể gây nguy hiểm nếu như anten phát để quá gần RAM. Các anten có độ lợi lớn có
thể tập trung công suất đủ lớn để gây ra dòng năng lượng cao. Mặc dù gần đây, công
nghệ chế tạo RAM đã phát triển với chất làm chậm cháy để làm giảm sự nguy hiểm.
Trong phòng triệt nhiễu, cần cài đặt hệ thống chống cháy bằng khí bao gồm các thiết
bị phát hiện khói. Các hệ thống dập tắt đám cháy như hệ thống sử dụng khí CO
2
.
Thông thường, hệ thống phát hiện cháy được kết nối đến hệ thống nguồn của phòng
chống nhiễu, do đó, hệ thống phát hiện cháy có thể ngắt nguồn của phòng triệt nhiễu
ngay khi phát hiện cháy (nhiệt độ tăng cao bằng cảm biến nhiệt độ hoặc phát hiện
khói bằng cảm biến khói).
1.4. Nguyên lý hoạt động của buồng triệt nhiễu

Các thiết bị hỗ trợ trong buồng triệt nhiễu hoặc các thiết bị cần kiểm tra có
thể có các bề mặt kim loại. Và điều này có thể gây ra các phản xạ không mong
muốn. Thông thường, để tránh điều này, chúng ta sử dụng các thiết bị có bề mặt
được bọc gỗ hay plastic (các chất không dẫn điện). Nếu không, có thể che các bề
mặt kim loại bằng các tấm RAM.
Không giống như đối với thiết bị cần kiểm tra cần đặt bên trong phòng triệt
nhiễu, thiết bị kiểm tra có thể đặt bên trong hoặc bên ngoài phòng triệt nhiễu. Thông
thường các thiết bị kiểm tra được đặt bên ngoài phòng triệt nhiễu. Điều này cho
phép giảm sự phản xạ ở bên trong. Tuy nhiên, phương pháp này yêu cầu cáp dẫn từ
các thiết bị kiểm tra vào buồng triệt nhiễu phải có độ chính xác cao và được lọc
nhiễu tốt. Đối với cáp và bộ lọc không đủ tiêu chuẩn có thể dẫn nhiễu từ bên ngoài
vào trong buồng triệt nhiễu. Mặt khác, một số thiết bị kiểm tra không đủ nhạy để có
thể giao thoa từ môi trường bên ngoài buồng triệt nhiễu. Một giải pháp tốt được đề
xuất là sử dụng các thiết bị tương tác với bên ngoài như PC, các thiết bị kiểm tra có
nhiễu và công suất lớn thì được đặt ở bên ngoài buồng triệt nhiễu và các thiết bị
nhạy cảm thì đặt bên trong buồng triệt nhiễu.
Một trong các ứng dụng của cáp sợi quang là cung cấp kết nối để truyền tín
hiệu giữa các thiết bị trong buồng triệt nhiễu. Cáp sợi quang không dẫn điện, nhỏ do
đó gây ra sự phản xạ không đáng kể và có thể bỏ qua.
Thông thường, các nguồn cung cấp điện năng cho buồng triệt nhiễu cần được
lọc. Nếu không, các nguồn điện chưa lọc có thể gây ra các tín hiệu không mong
muốn đi vào và đi ra khỏi buồng triệt nhiễu qua đường dây cáp điện.
1.5. Kích thước buồng triệt nhiễu và cách khai thác
Kích thước của phòng triệt nhiễu cần lớn hơn đối tượng được kiểm tra để bảo
đảm nó có thể chứa vật kiểm tra, dây cáp và các thiết bị kiểm tra với độ nhạy cảm
cao. Ví dụ tiêu chuẩn trường xa thiết lập khoảng cách tối thiểu giữa antenna phát và
antenna thu khi đo các kiểu bức xạ của antenna. Khi đó, kích thước của phòng triệt
nhiễu sẽ khá lớn. Đối với một số công ty thì việc đầu tư xây dựng một phòng triệt
nhiễu lớn sẽ rất lãng phí nếu như nó không được dùng thường xuyên hay được cho
thuê lại. Đôi khi, trong trường hợp đo mặt cắt ngang của radar, việc thu nhỏ đối

tượng cần được kiểm tra theo một tỷ lệ cho trước cùng với việc giảm tần số kiểm tra
theo một tỷ lệ cho phép giảm kích thước phòng triệt nhiễu.
Các căn phòng triệt nhiễu RF thường được thiết kế thõa mãn một hoặc nhiều tiêu
chuẩn kiểm tra. Ví dụ ngành công nghiệp chế tạo máy bay có thể kiểm tra các thiết
bị của máy bay theo các đặc tính kĩ thuật trong công ty đó hoặc theo các đặc tính kĩ
thuật trong quân sự như phòng triệt nhiễu MIL-STD 461E. Việc kiểm tra này có thể
nhằm cấp các chứng nhận về sự an toàn, sự giới hạn sử dụng hay các ảnh hưởng của
thiết bị đối với các thiết bị khác.
1.6. Hiệu quả đối với tần số
Sóng với tần số càng cao thì bước sóng càng ngắn và mang năng lượng càng
lớn. Và ngược lại với sóng có tần số càng thấp thì bước sóng càng dài và mang năng
lượng càng nhỏ. Để có thể chắn được các bước sóng đặc biệt, các phần từ hình chóp
phải có kích thước thích hợp để hấp thu các bước sóng. Hiệu suất của phòng triệt
nhiễu được quyết định bởi tần số kiểm tra thấp nhất mà phòng còn hoạt động tốt.
Sóng đến sẽ được hấp thu tốt nhất theo phương vuông góc với bề mặt bên trong
phòng triệt nhiễu, nơi sẽ được gắn các phần tử hình chóp RAM. Các phần từ hình
chóp này có chiều cao bằng lamda/4 với lamda là bước sóng trong không gian tự do.
Nhận thấy rằng việc tăng chiều cao các phần tử hình chóp RAM sẽ cải thiện được
hiệu suất của phòng triệt nhiễu tại tần số thấp. Nhưng đồng thời sẽ làm tăng giá
thành lắp đặt phòng triệt nhiễu và thể tích làm việc của phòng triệt nhiễu cũng bị thu
hẹp khi kích thước của phòng triệt nhiễu là cố định.
0'R$%FB5Q"780/=50Y5X'Z$%C"7$5[
2.1. Giới thiệu
Vật liệu hấp thụ trường điện từ được sử dụng trong buồng triệt nhiễu rất đa
dạng phụ thuộc vào mục đích kiểm tra và tần số hoạt động. Hai loại vật liệu được sử
dụng phổ biến nhất là vật liệu hấp thụ điện môi được sử dụng cho dải tần số cao và
vật liệu hấp thụ ferrite được sử dụng cho dải tần số thấp. Vật liệu hấp thụ điện môi
ra đời cùng với sự phát triển của buồng triệt nhiễu trong thập niên 1940. Trong thập
niên 1950, bọt urethane (urethane foam) được xem là một giải pháp tốt cho việc dẫn
điện và trong thời gian này cũng xuất hiện vật liệu hấp thụ dạng hình chóp

(pyramidal-shaped). Đến thập niên 1970, bọt urethane được sử dụng nhiều trong các
buồng triệt nhiễu. Tuy nhiên sau đó, do hàng loạt sự cố cháy xảy ra tại các buồng
triệt nhiễu, các tổ chức đã nghiên cứu đặc điểm của chất làm chậm cháy (fire
retardant) của vật liệu hấp thụ và phát triển một tiêu chuẩn an toàn mới. Từ đây, bọt
hấp thụ phải tuân theo chuẩn của Naval Research Laboratory (NRL) 8093. Cuối
thập niên 1980, các buồng triệt nhiễu kiểm tra tần số thấp được phát triển. Ban đầu,
các buồng triệt nhiễu này được chế tạo với các vật liệu hiện có đó là vật liệu hấp thụ
hình chóp lớn với chi phí rất lớn và chỉ có các công ty lớn mới có thể xây dựng
được. Từ đó, vật liệu hấp thụ ferrit ra đời. Tất cả vật liệu hấp thụ được sử dụng trong
buồng triệt nhiễu sẽ được giới thiệu ở chương này. Các vật liệu hấp thụ được khảo
sát chia làm hai loại: trên 1GHz và dưới 1GHz.
2.2. Vật liệu hấp thụ tần số cao
2.2.1. Vật hấp thụ hình chóp (Pyramidal Absorber)
2.2.1.1. Vật hấp thụ hình chóp bọt đặc (Solid Foam Pyramidal Absorber)
Hầu hết các buồng triệt nhiễu chế tạo theo tiêu chuẩn hấp thụ tần số cao đều
sử dụng vật hấp thụ hình chóp. Vật liệu sử dụng là bọt urathane carbon đặc. Với cấu
tạo như vậy, vật hấp thụ hình chóp được sử dụng để giảm tán xạ hướng đến, hấp thụ
một dải tần số lớn với hầu hết mọi hướng sóng đến. Vật hấp thụ hình chóp được sử
dụng ở mọi vị trí trong buồng triệt nhiễu. Độ cao của vật hấp thụ hình chóp ảnh
hưởng đến dải tần số được hấp thụ và độ rộng góc tới của sóng. Vật hấp thụ càng
cao thì dải tần số hấp thụ lớn và góc tới của sóng đến để hấp thụ sóng tốt nhất càng
rộng. Vật hấp thụ hình chóp có hai loại là thẳng và xoắn.
Bảng 2.1. Đặc trưng của vật hấp thụ hình chóp
Hình 2.1. Vật hấp thụ hình chóp dạng thẳng
Hình 2.2. Vật hấp thụ hình chóp dạng xoắn
Dạng thẳng là được sử dụng cho các vật hấp thụ hình chóp lớn. Vật hấp thụ
hình chóp dạng xoắn được sử dụng trong các buồng triệt nhiễu có hình nêm (tapered
chambers) với độ cao của vật hấp thụ hình chóp khoảng 1.8m
Hình 2.3. Buồng triệt nhiễu có hình nêm (tapered chamber)
2.2.1.2. Vật hấp thụ hình chóp rỗng (Hollow Pyramidal Absorber)

Hình 2.4. Vật hấp thụ hình tháp dạng rỗng
Vật hấp thụ hình chóp rỗng có khả năng dẫn cháy chậm và nhẹ nên được sử
dụng cho các hoạt động kiểm tra có tần số dưới 1 GHz do vật hấp thụ hình chóp
phải đủ dài và nhẹ để có thể hấp thụ tốt trong dải tần số 30 MHz đến 1 GHz.
2.2.2. Vật hấp thụ hình nêm (Wedge Absorber)
Vật hấp thụ hình nêm có dạng gần giống như vật hấp thụ hình chóp và được
sử dụng trong các buồng triệt nhiễu có yêu cầu dẫn năng lượng đến bức tường ở đầu
cuối ví dụ như trong buồng triệt nhiễu có dạng hình nêm hoặc trong vùng tập trung
được thiết kế cho các phép đo RCS (Radar Cross Section). Hệ số phản xạ của vật
hấp thụ hình nêm cũng gần giống như vật hấp thụ hình tháp với cùng chiều cao tại
nơi mà điện trường trực giao với vật hấp thụ và nhỏ hơn 10 dB khi đồng phân cực
với hướng của vật hấp thụ (khi vật hấp thụ có chiều cao bằng tám lần chiều dài bước
sóng). Các thiết kế kết hợp kĩ thuật Chebychev và độ cong được sử dụng khi thiết kế
vật hấp thụ hình nêm để cải thiện sự hấp thụ tần số thấp cho các vật hấp thụ có chiều
cao nhỏ.
Hình 2.5. Vật hấp thụ hình nêm
2.2.3. Vật hấp thụ dạng xoắn (Convoluted Microwave Absorber)
Vật hấp thụ dạng xoắn có nhiều loại với độ dày khác nhau. Được sử dụng chủ
yếu trong các dải tần số cao đặc biệt là trong băng mm.
Hình 2.6. Vật hấp thụ dạng xoắn
2.2.4. Vật hấp thụ cách điện nhiều lớp (Multilayer Dielectric Absorber)
Vật hấp thụ cách điện nhiều lớp có dạng gồm nhiều tấm bọt được chế tạo
giống nhau và xếp chồng lên nhau. Độ dày của các lớp và lượng carbon của các tấm
bọt này phụ thuộc vào độ dày của vật hấp thụ. Vật hấp thụ này được sử dụng nhiều
trong các ứng dụng trong phòng thí nghiệm.
Hình 2.7. Vật hấp thụ cách điện nhiều lớp
2.2.5. Vật hấp thụ cách điện hỗn hợp (Hybrid Dielectric Absorber)
Vật hấp thụ nhiều lớp chứa nhiều hơn 33% vật liệu cách điện so với vật hấp
thụ hình chóp với cùng chiều cao. Do đó, sự kết hợp hai phương pháp: nhiều lớp và
hình chóp tạo ra các vật hấp thụ hình chóp cho các ứng dụng với tần số dưới 1GHz.

Vật hấp thụ cách điện hỗn hợp bao gồm phía trên là vật hấp thụ hình tháp và phía
dưới là nhiều lớp cách điện.
Hình 2.8. Vật hấp thụ cách điện hỗn hợp
2.2.6. Vật hấp thụ đặt ở lối đi (Walkway Absorber)
Vật hấp thụ đặt ở lối đi được đặt trong chất dẻo polystyrene chống cháy
Hình 2.9. Vật hấp thụ đặt ở lối đi
2.3. Vật liệu hấp thụ tần số thấp
2.3.1. Vật hấp thụ ferrite (Ferrite Absorber)
Vật hấp thụ ferrite được dùng thay thế cho vật liệu hấp thụ dạng bọt. Vật hấp
thụ này có ưu điểm tiết kiệm diện tích buồng triệt nhiễu đồng thời giảm các nguy cơ
cháy nổ. Vật hấp thụ ferrite có khả năng chống cháy, chống ẩm và chống bào mòn
do hóa chất tốt. Làm suy hao tốt những sóng phẳng có tần số trong khoảng 30MHz
đến 3GHz.
Khi sóng điện từ trong không gian tự do đến một môi trường khác, sóng sẽ
được phản xạ, truyền tiếp hoăc bị hấp thụ. Biên độ sóng phản xạ phụ thuộc vật hấp
thụ của buồng triệt nhiễu. Với vật hấp thụ ferrit, độ dày của vật hấp thụ được điều
chỉnh để cho quan hệ về pha giữa sóng phản xạ và sóng đến thỏa điều kiện suy hao
cộng hưởng. Sự cộng hưởng này phụ thuộc vào các đặc điểm của vật liệu ferrite như
độ từ môi, điện môi, hệ số phản xạ, trở kháng, tổn hao do phản xạ.
Hình 2.10. Vật hấp thụ ferrit
2.3.2. Vật hấp thụ hỗn hợp (Hybrid Absorber)
Vật hấp thụ hỗn hợp là sự kết hợp của vật hấp thụ cách điện và vật hấp thụ
ferrit. Một trong những loại được sử dụng nhiều đó là sự kết hợp giữa vật hấp thụ
dùng ferrit phẳng và vật hấp thụ hình nêm. Buồng triệt nhiễu với vật hấp thụ loại
này thường được sử dụng trong kiểm tra EMC và hấp thụ được dải tần từ 30MHz
đến 18GHz.
Hình 2.11. Vật hấp thụ hỗn hợp
0'R$%M<(=4\V8W$%5X"75$0":8
3.1. Giới thiệu
Lớp vỏ buồng triệt nhiễu có hai chức năng: thứ nhất là ngăn chặn giao thoa,

thứ hai là ngăn chặn sự nghe lén các thiết bị điện tử.
Tuy thuộc vào tính năng sử dụng mà buồng triệt nhiễu có nhiều loại lớp vỏ
khác nhau. Nếu chức năng chính của lớp vỏ là một tấm chắn phản xạ thì cấu tạo lớp
vỏ là một tấm thép mạ kẽm là sự lựa chọn thích hợp. Nếu lớp vỏ được sử dụng cho
buồng triệt nhiễu để kiểm tra thiết bị trong môi trường TEMPEST thì hệ thống lớp
vỏ chi tiết phải được lắp đặt. Nếu lớp vỏ được sử dụng trong việc kiểm tra các thiết
bị có công suất cao hoặc kiểm tra tương thích điện từ trường trong máy bay thì các
tấm chắn được hàn được sử dụng.
3.2. Sự bọc chắn điện từ trường
3.2.1. Tấm chắn được hàn (Welded Shield)
Các mối hàn phải được hàn chậm và liên tục trong mỗi mối hàn. Các mối hàn
phải kín nước và không được có lỗ hổng. Các thiết bị RF được sử dụng để phát hiện
các mối hàn chưa đạt tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến trong công nghiệp chế tạo
lớp vỏ.
Để thiết kế được lớp vỏ buồng triệt nhiễu đạt tiêu chuẩn về cấu trúc, hiệu suất
cao và chất lượng tốt, các mối hàn đạt tiêu chuẩn cao cần chú ý các đặc điểm sau:
• Thiết kế tấm chắn sàn: Độ cong của tấm chắn sàn do hấp thụ nhiệt trong quá
trình hàn. Điều này đã gây khó khăn trong việc thiết kế các buồng triệt nhiễu.
Hiện nay một số công nghệ mới đã có thể giải quyết được vấn đề này.
• Các mối hàn tại các góc: Trong thiết kế này, tất cả các mối nối tại góc phải
được hàn một cách cẩn thận, đặc biệt là mối nối tại góc ba mặt phẳng.
• Kiểm tra quá trình hàn: quá trình này rất cần thiết trong quá trình lắp đặt các
tấm chắn, tránh việc sửa chữa sẽ làm tăng giá thành lắp đặt.
3.2.2. Hệ thống một lá chắn
Có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để thiết kế hệ thống một tấm
chắn. Phương pháp chung là sử dụng băng dẫn điện (conductive tape) trên các mối
hàn. Mục đích là tạo nên một tấm chắn bằng kim loại kín cho buồng triệt nhiễu.
3.3. Sự đâm xuyên
Lối vào buồng triệt nhiễu, các thiết bị ngõ vào, nguồn cung cấp, hệ thống
thông gió và nhiệt, không khí nén, hệ thống phun chữa cháy, các đường dẫn điều

khiển và truyền dữ liệu đều phải đi xuyên qua lớp vỏ. Chúng phải được thiết kế và
cài đặt để đảm bảo buồng triệt nhiễu đạt được chất lượng như yêu cầu thiết kế. Tấm
chắn cửa ra vào là quan trọng nhất trong các thiết kế đâm xuyên. Tính chính xác về
mặt cơ khí và điện từ của các thiết bị phải được thiết kế, cài đặt và bảo trì một cách
vô cùng chính xác. Các thiết kế đặc biệt có thể phải được sử dụng trong buồng triệt
nhiễu, đặc biệt khi sử dụng ferrit vì khi đó cánh cửa sử dụng ferrit sẽ nặng gấp đôi
so với các thiết kế sử dụng các vật liệu khác.
3.4. Sự nối đất của lớp vỏ buồng triệt nhiễu và sự bảo vệ chống cháy
Việc nối đất lớp vỏ buồng triệt nhiễu phải bảo đảm an toàn về điện, điều
khiển tín hiệu và trong một vài trường hợp là cả bảo mật tín hiệu.
Các yêu cầu bảo vệ chống cháy được các nhà đầu tư chỉ định khi thiết kế
buồng triệt nhiễu. Có ba phương pháp thiết kế chống cháy có thể sử dụng đó là:
• Hệ thống vòi phun nước: Thông thường, các nhà thiết kế không mong muốn
hệ thống vòi phun nước được đặt bên trong buồng triệt nhiễu bởi vì chúng sẽ
trở thành các nguồn năng lượng phản xạ đặc biệt là trong các buồng triệt
nhiễu có chức năng kiểm tra RCS (Radio Cross-Section). Ngoài ra, khi sử
dụng hệ thống này, trong một số trường hợp, hệ thống này cho hiệu quả kém
bởi vì khi xả nước vào trong buồng triệt nhiễu đôi khi lại gây thiệt hai còn
nhiều hơn là cháy. Nhiều buồng triệt nhiễu với các vật hấp thụ làm bằng bọt
và việc sấy khô nó là hết sức khó khăn.
• Hệ thống xả khí gas: một hệ thống sử dụng khí halon không gây nguy hiểm
cho thiết bị trong buồng triệt nhiễu. Khí CO
2
được sử dụng trong các buồng
triệt nhiễu kiểm tra phương tiện. Tuy nhiên, với thiết kế này, con người
không được ở bên trong buồng triệt nhiễu khi hệ thống chữa cháy này hoạt
động.
• Hệ thống phòng an toàn: Một vài nhà quản lý quyết định phương pháp tốt
nhất là cách ly dụng cụ phía sau các bức tường chịu được hai giờ cháy và
không sử dụng bất kì dụng cụ chữa cháy nào ngoài trừ hệ thống phát hiện

khói trong buồng triệt nhiễu. Gần đây, các hệ thống này được lắp bổ sung
thêm hệ thống phun nước.
Bởi vì lửa từ buồng triệt nhiễu sẽ tạo ra một lượng lớn khói, vì vậy các thiết
bị hút khói cần được triển khai ngay tại bên ngoài cửa vào buồng triệt nhiễu.
0'R$%]E^508B550"15@1V8W$%5X"75$0":8
4.1. Giới thiệu
Các kĩ thuật thiết kế buồng triệt nhiễu bắt đầu xuất hiện từ những năm 1950.
Cho đến những năm 1960 thì các kĩ thuật này trở nên phổ biến, cho hiệu quả cao và
được thương mại hóa. Một kĩ thuật thiết kế buồng triệt nhiễu bằng cách sử dụng
quang hình học hay còn được biết đến với tên gọi là phép dò tia (ray tracing).
Phương pháp thiết kế này có thể được áp dụng để tạo ra nhiều dạng buồng triệt
nhiễu khác nhau. Từ những năm 1980, các kiểu buồng triệt nhiễu áp dụng các
phương pháp thiết kế mới, sử dụng các vật liệu mới đã ra đời dành cho việc kiểm tra
tương thích điện từ cho dải tần số từ 30 đến 1000 MHz.
4.2. Phương pháp thiết kế thực tế
4.2.1. Giới thiệu
Các yếu tố cần được xem xét khi thiết kế một buồng triệt nhiễu là:
• Các loại phép đo sử dụng
• Tần số hoạt động
• Diện tích sàn thiết kế
• Độ cao của buồng triệt nhiễu
• Hình dạng của buồng triệt nhiễu
• Phương pháp kiểm tra nghiệm thu
• Giá thành
4.2.2. Ước lượng nhanh hiệu quả buồng triệt nhiễu
Để minh họa phương pháp chung nhất cho việc thiết kế buồng triệt nhiễu, giả
sử yêu cầu thiết kế một buồng triệt nhiễu đo độ mở của anten. Loại anten điển hình
được sử dụng là anten loa, xoắn ốc, LPDA (log-periodic dipole arrays) và anten hình
sin hoạt động ở dải tần 2 đến 18 GHz.
Hình 4.1. Mô tả thiết kế bằng phương pháp phép dò tia

Giả sử buồng triệt nhiễu dài 6m, rộng 3m và cao 3m. Độ dài cự ly đề nghị là
4.9m như hình 4.1. Kĩ thuật VSWR trong không gian tự do sẽ được sử dụng để thực
hiện kiểm tra nghiệm thu buồng triệt nhiễu. Hình 4.1 mô tả các khái niệm trong kĩ
thuật thiết kế phép dò tia đơn giản. Phương pháp thiết kế liên quan đến các kĩ thuật
được sử dụng để kiểm tra buồng triệt nhiễu. Khi buồng triệt nhiễu được kiểm tra,
đầu tiên một bộ cảm biến trường được cho chạy ngang buồng triệt nhiễu và đi qua
trung tâm của vùng kiểm tra như đường T trong hình 4.1. Để bộ cảm biến có thể
phát hiện các nguồn năng lượng “lạ”, bộ cảm biến phải thay đổi pha của nó tương
ứng với đường trực tiếp. Trong trường hợp bộ cảm biến nằm ngang, chỉ năng lượng
phản xạ từ các bức tường bên mới được phát hiện bởi vì tất các các bề mặt khác là
song song với sự di chuyển của bộ cảm biến. Vì vậy, chúng ta chỉ cần quan tâm đến
năng lượng phản xạ từ các bề mặt này để qua đó tính được phần năng lượng phản xạ
có thể đến vùng kiểm tra thông qua các bức tường bên. Những phần năng lượng
khác có thể được xem là phần năng lượng có hướng của anten phát bởi vì mức độ
bức xạ trên các bức tường là một hàm của góc búp sóng chính của anten phát. Giả
sử anten sử dụng là anten loa với độ sộng búp sóng một nửa công suất là 31
0
thì từ
hình 4.2 ta có “kiểu mức” là -10dB (Chú ý: khi kiểu mức cần tìm lớn hơn -10dB thì
kiểu mức này cho phép búp sóng phụ không ảnh hưởng đến kết quả tính toán). Góc
tới bức tường hấp thụ là 58
0
(90
0
– 32
0
). Giả sử rằng chúng ta yêu cầu mức tín hiệu
“lạ” tối thiểu là -40dB tại 2GHz. Khi đó, bức tường hấp thụ 30dB (40-10) tại bước
sóng 15cm. Từ hình 4.3 độ dày cho độ phản xạ là 30dB tại 58
0

bằng 2.8 lần bước
sóng hay 45.7cm tại 2GHz. Còn độ phản xạ đối với sóng đến vuông góc có thể được
tham khảo từ hình 4.4 là 40dB tại 2GHz và yêu cầu độ
dày đối với vật hấp thụ là gần 3 lần bước sóng hay xấp xỉ
45.7cm.
Hình 4.2. Đồ thị kiểu mức của anten loa
Hình 4.3. Hiệu suất theo góc rộng của vật hấp thụ hình chóp
Hình 4.4. Hiệu suất theo hướng đến vuông góc của vật hấp thụ hình chóp
4.2.3. Phương pháp thiết kế bằng phép dò tia chi tiết
Giả sử yêu cầu thiết kế buồng triệt nhiễu RCS trong không gian tự do và giả
sử rằng kích thước của buồng triệt nhiễu được quyết định bởi kích thước của vật
được kiểm tra và dải tần số hoạt động. Phương pháp sau có thể được sử dụng để ước
lượng mức tín hiệu phản xạ ảnh hưởng đến vùng kiểm tra trong trường hợp xấu
nhất.
Nguồn anten phát và đích được đặt theo chiều dọc của buồng triệt nhiễu. Bởi
vì vật hấp thụ được lắp trên tường buồng triệt nhiễu không phải là vật hấp thụ tuyệt
đối nên năng lượng có thể truyền từ nguồn anten đến vùng kiểm tra qua nhiều đường
khác nhau và có thể minh họa qua hình 4.5.
Hình 4.5. Thiết kế phép dò tia chi tiết
Từ hình 4.5, nhận thấy những tia quan trọng đến vùng kiểm tra và được chú
thích bằng nét đậm. Đầu tiên là tia trực tiếp từ nguồn đến vùng kiểm tra. Tia quan
trọng tiếp theo là các tia phản xạ một chặng từ các bức tường đến vùng kiểm tra (bao
gồm sàn và trần). Tiếp theo là tia phản xạ từ cuối tường do sự bức xạ trực tiếp bởi
búp sóng chính. Cuối cùng là các tia phản xạ hai chặng đến vùng kiểm tra. Các tia
được vẽ là các tia thông qua các vật hấp thụ đến bức tường của buồng triệt nhiễu.
Ưu điểm của phương pháp thiết kế này là xác định góc đến khi các nhà sản
xuất vật hấp thụ đo hệ số phản xạ của vật hấp thụ. Mặt khác, các tia thực (actual ray)
bị khúc xạ tại bề mặt vật hấp thụ được bỏ qua (các tia thực được vẽ bằng nét nhạt
trong hình). Ngoài ra, phương pháp thiết này còn bỏ qua sự dịch pha gây ra bởi vận
tốc truyền trong vật hấp thụ (chậm hơn so với trong không gian tự do).

Mỗi tia phản xạ có thể được phân tích như là tia xuất phát từ một nguồn là
ảnh của nguồn anten phát. Hình 4.5 minh họa một ưu điểm của khái niệm ảnh.
Chính nhờ khái niệm ảnh, có thể vẽ nhanh các tia từ nguồn anten đến vùng kiểm tra
và có thể tính nhanh được các góc đến một cách dễ dàng. Mỗi ảnh anten được giả sử
là một nguồn phát với công suất nhỏ hơn nguồn anten phát bởi sự suy hao do hấp
thụ bởi các bức tường và trong không gian tự do.
Yếu tố cuối cùng được xem xét khi chiều dài đường đi là khác nhau giữa
đường đi trực tiếp và các đường phản xạ. Hệ số truyền được áp dụng cho mỗi tia
phản xạ là:
Với:
là khoản cách ảnh từ ảnh tương ứng đến đích
là khoảng cách từ nguồn anten đến đích
P là hệ số truyền của tia phản xạ tương ứng với tia trực tiếp
Hệ số truyền P, độ lợi anten G và hệ số phản xạ R được sử dụng để tính biên
độ mỗi tia phản xạ. Ta có:
Với:
T là tổng độ lớn của mỗi tia đa đường đến vùng kiểm tra ứng với tia trực tiếp
R là hệ số phản xạ của vật hấp thụ. Nếu có nhiều hơn một lần phản xạ thì R là
tổng của các hệ số phản xạ
G là độ lợi của anten tương ứng với công suất đỉnh của búp sóng
Giả sử một buồng triệt nhiễu được thiết kế như hình 4.6. Các đường truyền có
thể có từ nguồn phát đến vùng kiểm tra được mô tả trong hình 4.6. Các tia A, B, C là
các tia phản xạ một chặng trên tường, trong khi
các tia D, E, F là các tia phản xạ hai chặng trên
tường. Mỗi tia A, D, E, F có thêm ba tia phản xạ
(do mỗi tia sẽ có hai tia phản xạ từ hai bên, một tia
phản xạ từ sàn và một tia phản xạ từ trần). Các tia
phản xạ từ ba lần trở lên thì có thể bỏ qua do
biên độ suy giảm nhiều.
Hình 4.6. Một thiết kế buồng triệt nhiễu đặc trưng

Bảng 4.1 tổng kết các hệ số để tính toán biên độ của mỗi tia phản xạ. Hệ số
định hướng được lấy từ dạng của anten, trong trường hợp này là anten loa.
Bảng 4.1. Bảng tổng kết các hệ số để tính biên độ mỗi
tia phản xạ
Để phân tích, đo đạt vùng kiểm tra trong buồng
triệt nhiễu tại một vài tần số, sử dụng phương pháp kiểm
tra VSWR trong không gian tự do. Một bộ cảm biến
anten ngang được sử dụng tại 5 vị trí. Ba góc cảm biến
được sử dụng để ước lượng vùng kiểm tra là +/- 30
0
, +/- 60
0
, +/- 90
0
.
Bảng 4.2. Bảng tổng kết các hệ số phản xạ tương ứng
với các góc cảm biến
4.3. Phương pháp mô hình hóa bằng máy tính
4.3.1. Giới thiệu
Việc dò theo một số lượng lớn các tia đến và tính
toán sự suy giảm do ảnh hưởng bậc hai là không thể
trong các phương pháp thiết kế buồng triệt nhiễu trước.
Với công nghệ máy tính phát triển một cách nhanh chóng, tốc độ tính toán ngày
càng tăng, máy tính trở thành công cụ đắc lực cho việc mô hình hóa và mô phỏng
các quá trình thiết kế trong buồng triệt nhiễu.
4.3.2. Phép dò tia (Ray tracing)
Do bản chất tần số phụ thuộc vật liệu hấp thụ bức xạ hình chóp (RAM) nên
có hai mô hình hấp thụ riêng lẻ được xây dựng.
• Mô hình cho dải tần số 30-500MHz được sử dụng để mô hình hóa tổn hao do
tán xạ. Sự tán xạ được mô hình hóa như đường truyền TEM hình nêm có tổn

hao trong vật liệu tensor không đồng hướng, không đồng nhất.
• Mô hình cho dải tần số 500MHz-18GHz được sử dụng để mô hình hóa sự
nhiễu xạ. Việc đo đạc và mô phỏng được dựa vào việc quét theo hình trụ góc
phương vị. Việc đo đạc ngoài ra cũng được thực hiện bởi việc quét theo hình
trụ của một anten loa định hướng để định vị các nguồn tán xạ trong buồng
triệt nhiễu.
Hình 4.7. Hình chiếu của phương pháp quét theo hình trụ
Các dự án thiết kế buồng triệt nhiễu bằng cách mô hình hóa bằng máy tính
được phát triển để hổ trợ cho tập đoàn U.S. Air Force sử dụng đĩa quay với đường
kính 24.4m được định vị trên sàn và hệ thống tọa độ chính được định vị tại trung
tâm của đĩa quay. Kích thước bên trong của buồng triệt nhiễu cao 21.4m, rộng
76.2m và dài 80.8m. Vật hấp thụ hình tháp có độ cao 0.46m ngoại trừ sàn - vật hấp
thụ có độ cao 1.22m. Vùng kiểm tra được định vị trên đĩa quay, được ước lượng
bằng việc quét theo hình trụ như trong hình 4.7.