غرفة عديمة الصدى

(تم التحويل من Anechoic chamber)
صورة دورانية 360 درجة لغرفة عديمة الصدى الصوتي.
صورة دورانية 360 درجة لغرفة عديمة الصدى الكهرومغناطيسي

الغرفة عديمة الصدى (anechoic chamber تعني "غير عاكسة، غير ذات صدى وخالية من الصدى")، هي غرفة مصممة لتمتص بالكامل انعكاس إما الصوت أو الموجات الكهرومغناطيسية. وكثيراً ما تكون الغرف عديمة الصدى معزولة عن الموجات الداخلة من محيط الغرفة. هذا الجمع يعني أن شخصاً أو مجساً سيسمع فقط الأصوات المباشرة (بدون أصوات مرتدة)، في محاولة لمحاكاة أن تكون داخل غرفة واسعة لما لا نهاية.

الغرف عديمة الصدى، هو تعبير صاغه خبير الصوتيات الأمريكي ليو برانك، كان يُستخدم حصرياً في البداية للإشارة إلى الغرف عديمة الصدى الصوتي. مؤخراً التعبير امتد ليشمل الغرف عديمة صدى الموجات الراديوية RF، التي تلغي الانعكاس والضوضاء الخارجية التي تتسبب فيها الموجات الكهرومغناطيسية.

يتراوح حجم الغرف عديمة الصدى من مقصورات صغيرة بحجم فرن ميكروويڤ منزلي إلى غرف بحجم حظيرة طائرات. يعتمد حجم الغرفة على حجم الأغراض ونطاقات التردد التي يجري اختبارها.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الغرف عديمة الصدى الصوتي

لتحقيق هذا الصمت المطلق بداخلها، صممت الغرفة ببنية تشبه شكل البصلة، تعزلها عن بقية المبنى والعالم الخارجي. وتتكون الغرفة من ست طبقات من الاسمنت والصلب، وهي منفصلة نوعاً ما عن المبنى المحيط بها، لأنها تقع على رأس مجموعة من الزنبركات التي تخفف من حركة اهتزاز الصوت. في داخل الغرفة، توجد مجموعات من الألياف الزجاجية على الأرض والسقف والجدران، هدفها تفتيت الموجات الصوتية قبل أن تتاح لها فرصة الارتداد داخل الغرفة، بينما صممت الأرضية أيضاً من شبكة من الكابلات المعلقة التي تمتص الصوت.

ويبلغ قياس الضوضاء بداخل الغرفة العادمة للصدى، 20.35 ديسيبلاً تحت الصفر، أي أقل بـ20 ديسيبلاً من عتبة السمع البشري.


غرف شبه عديمة الصدى

تهدف الغرف عديمة الصدى بشكل كامل إلى امتصاص الطاقة في ججميع الاتجاهات. يوجد بالغرف شبه عديمة الصدى أرضية صلبة تعمل كسطح لدعم العناصر الثقيلة، مثل السيارات، آلات الغسيل، أو الآلات الصناعية، بدلاً من الشبكة الأرضية المعشقة فوق البلاط الماص الموجودة في الغرف عديمة الصدى بشكل كامل. هذه الأرضيات تكون damped وطافية فوق مصدات ماصة لعزلها عن الاهتزاز الخارجي أو الإشارات الكهرومغناطيسية. وعادة ما تكون استوديهات التسجيل شبه عديمة الصدى.

غرف عديمة صدى للتردد الراديوي

غرفة عديمة صدى موجات الراديو.
غرفة اختبار كبيرة عديمة صدى كلٍ من موجات الراديو والموجات الكهرومغناطيسية، يمكن قيادة شاحنة داخلها. لاحظ أقماع التحذير البرتقالية لتقدير الحجم.
مقاتلة إف-16 في غرفة اختبار عديمة الصدى في قاعدة إگلن الجوية.

الشكل الداخلي للغرف عديمة الصدى للتردد الراديوي يشبه أحياناً الغرف عديمة الصدى للصوت؛ إلا أن الأسطح الداخلية للغرف عديمة الصدى للتردد الراديوي تكون مغطاة بمواد ماصة للأشعة (RAM) بدلاً من المواد الماصة للصوت. ويتضمن استخدام الغرف عديمة الصدى للتردد الرايدوي اختبار الهوائي، الرادار، وعادة ما توضع فيها الهوائيات من أجل اختبارات أداء أنماط إشعاع الهوائي والتداخل الإلكترومغناطيسي.

تشكل توقعات الأداء (النجاح، والكفاءة، وخصائص الأنماط، وما إلى ذلك) تحديات أساسية في تصميم الهوائيات المدمجة أو القائمة بذاتها. تصبح التصميمات أكثر تعقيداً عند تركيبها في جهاز واحد يحتوي على عدة تقنيات مثل الأجهزة الخلوية، الواي فاي، البلو توث، LTE، MIMO, RFID ونظام تحديد المواقع العالمي.

مادة ماصة للإشعاع

المادة الماصة للأشعة RAM هي مادة تم تصميمها وتشكيلها لامتصاص أشعة تردد الراديو الغارضة (تُعرف أيضاً بالإشعاع الغير مؤين) بأكبر كفاءة ممكنة، ومن جميع الاتجاهات العارضة الممكنة. المواد الماصة للإشعاع الأكثر كفاءة، هي التي تقلل مستوى انعكاس أشعة تردد الراديو. تتطلب الكثير من أجهزة التوافق الكهرومغناطيسي وأنماط إشعاع الهوائيات تخفيض الإشارات الهامشية الناشئة عن إعداد الاختبار، بما في ذلك الانعكاسات، لدرجة لا تذكر لتجنب خطر حدوث التباس وأخطاء القياس.

الكفاءة فوق التردد

صورة مقربة لمادة هرمية ماصة للإشعاع.

تتمتع موجات الترددات الأعلى بأطوال موجية أقصر وأعلى في الطاقة، بينما تتمتع موجات الترددات المنخفضة بأطوال موجية أطول وأقل في الطاقة، وفقاً للعلاقة حيث تمثل lambda الطول الموجي، بينما تمثل v التسارع المرحلي للموجة، وتشير إلى التردد. لحماية طول موجي معين، يجب أن يكون المخروط ذو حجم مناسب لامتصاص هذا الطول الموجي. يتم تحديد جودة أداء المواد الماصة للأشعة بالمواد ذات التردد الأدنى في اختبار التشغيل، حيث تكون الانعكاسات المقاسة من الأسطح الداخلية هي الأهم مقارنةً بالترددات الأعلى. المواد الهرمية الماصة للأشعة هي الأكثر امتصاصاً عندما تكون الموجة العارضة عند المعدل الطبيعي لسطح الغرفة الداخلية ويكون ارتفاع الهرم مساوياً تقريباً لـ ، حيث تشير إلى الطول الموجي للفراغ الحر. وفقاً لذلك، فإن زيادة الارتفاع الهرمي للمادة الماصة للأشعة بنفس حجم القاعدة (المربعة) يحسن من فعالية الغرفة عند الترددات المنخفضة ولكن ينتج عنه زيادة في التكلفة وانخفاض حجم العمل الممتص داخل غرفة ذات حجم محدد.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التركيب في غرفة screened

غالباً ما تُبنى الغرفة عديمة الصدى للموجات الراديوية داخل screened room، المصممة باستخدام مبدأ قفص فارادي. يرجع هذا بشكل أساسي إلى أن اختبارات الأشعة الراديوية تتطلب غرفة عديمة الصدى لتقليل الانعكاسات الواردة من الأسطح الداخلية كما تتطلب خصائص screened room للتخفيف من الإشارات الغير مرغوب فيها المتغلغلة إلى الداخل والتي تتسبب في التشويش على المعدات قيد الاختبار وتمنع تسرب الاختبارات للخارج.[بحاجة لمصدر]

حجم الغرفة وتأهيلها

عند الترددات المشعة المنخفضة، قد يتطلب قياس المجال البعيد غرفة كبيرة ومكلفة. في بعض الأحيان، على سبيل المثال بالنسبة لقياسات المقطع العرضي للرادار، من الممكن خفض الجهاز قيد الاختبار وتقليل حجم الغرفة، شريطة أن يتم تخفيض الطول الموجي لتردد الاختبار بنسب متناسبة عن طريق الاختبار بتردد أعلى.[بحاجة لمصدر]

الغرفة عديمة الصدى للموجات الراديوية عادة ما تكون مصممة لتلبية المتطلبات الكهربائية لواحداً أو أكثر من المعايير المعتمدة. على سبيل المثال، قد تقوم صناعة الطائرات باختبار المعدات الخاصة بالطائرات وفقاً لمواصفات الشركة أو المواصفات العسكرية مثل MIL-STD 461E. بمجرد بنائها، تؤدى اختبارات القبول أثناء التكليف للتأكد من مطابقاتها للمعايير عملياً. بمجرد أن يتم ذلك، سيتم إصدار شهادة بهذا المعنى. تحتاج الغرفة إلى إعادة اختبارها بشكل دوري.

الاستخدام العملياتي

يجب أن تكشف تكوينات المعدات الداعمة والمستخدمة في الغرف عديمة الصدى عن أقل عدد ممكن من الأسطح المعدنية (الموصلة)، لأن هذه المخاطر تسبب انعكاسات غير مرغوب فيها. عادة ما يُنجز هذا باستخدام الهياكل البلاستيكية أو الخشبية الغير موصلة لدعم المعدات قيد الاختبار. عندما لا يمكن تجنب الأسطح المعدنية، قد يتم تغطيتها بقطع من المواد الماصة للإشعاع بعد الإعداد لتقليل هذا الانعكاس قدر الإمكان.

قد يلزم إجراء تقييم دقيق لما إذا كان يجب وضع معدات الاختبار (على عكس المعدات قيد الاختبار) داخل الغرفة أو خارجها. عادة ما يُوضع معظمها في غرفة screened منفصلة ملحقة بغرفة الاختبار الرئيسية، من أجل حمايتها من من التداخل الخارجي ومن الإشعاع داخل الغرفة. تتطلب الطاقة الرئيسية وكابلات إشارة الاختبار في غرفة الاختبار ترشيح عالي الجودة.

في بعض الأحيان تستخدم كابلات ألياف بصرية من أجل توصيل الإشارة، حيث أنها محصنة ضد الأشعة الراديوية الاعتيادية وكذلك لأنها تسبب قدر ضئيل من الانعكاس داخل الغرفة.

مخاطر الصحة والسلامة المقترنة بالغرف عديمة الصدى للتردد الراديوي

ترتبط مخاطر الصحة والسلامة التالية بالغرفة عديمة الصدى للتردد الراديوي:

  • خطر الإشعاع بالأشعة الراديوية
  • خطر الحريق
  • خطر احتجاز الأشخاص داخل الغرفة

من غير الطبيعي السماح للأشخاص بالتواجد داخل الغرفة أثناء القياس لأن هذا لا يمكن أن يسبب انعكاسات غير مرغوب فيها من جسم الإنسان فحسب، بل قد يمثل أيضاً خطراً إشعاعياً على الأفراد المعنيين إذا أجريت اختبارات بقدرات أشعة راديوية عالية. هذه المخاطر ناتجة عن الترددات الراديوية أو الإشعاعات الغير مؤينة وليس الإشعاعات المؤينة ذات الطاقة الأعلى.

تمتص المواد الماصة للإشعاع الأشعة الراديوية بكفاءة كبيرة، بينما تولد الأشعة العارضة الحرارة داخل المواد الماصة للإشعاع. إذا لم يكن ممكناً تبديد هذا الكم من الأشعة بشكل كافي، فهناك خطر من أن تتطور البقع الساخنة وقد ترتفع درجة حرارة المواد الماصة للإشعاع لتصل إلى نقطة الاحتراق. قد يمثل هذا خطراً إذا اقتر الهوائي بشكل عرضي من المادة القابلة للامتصاص. حتى بالنسبة لمستويات طاقة النقل المتواضعة، فإن الهوائيات ذات الكسب المرتفع، قد تركز مستويات من الطاقة كافية لإحداث تدفق طاقة عالية بالقرب من فتحات العدسة. على الرغم من أن المواد الماصة للإشعاع المصنعة مؤخراً عادة ما تتعامل مع مثبطات الحرائق للحد من مثل هذه المخاطر، إلا أنه من الصعوبة التغلب عليها بشكل كامل. عادة ما تتطلب لوائح السلامة تركيب نظام إخماد الحرائق الغازي والذي يتضمن أجهزة الكشف عن الدخان.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

انظر أيضاً

المراجع

وصلات خارجية