Cámara anecoica

Las cámaras anecoicas completas tienen como objetivo absorber energía en todas las direcciones. Para ello, todas las superficies, incluido el suelo, deben estar cubiertas con cuñas de la forma adecuada. Generalmente, se instala una rejilla de malla sobre el suelo para proporcionar una superficie transitable y permitir la colocación de equipos. Este suelo de malla suele estar al mismo nivel que el resto del edificio, lo que significa que la cámara se extiende por debajo del nivel del suelo. Este suelo de malla está amortiguado y flota sobre amortiguadores absorbentes para aislarlo de vibraciones externas o señales electromagnéticas.

En cambio, las cámaras semianecoicas o hemianecoicas tienen un suelo sólido que sirve de superficie de trabajo para colocar objetos pesados, como coches, lavadoras o maquinaria industrial, que no podrían soportarse con la rejilla de una cámara totalmente anecoica. Los estudios de grabación suelen ser semianecoicos.

La elección entre una cámara anecoica completa y una semianecoica depende del tipo de medición. Las mediciones de potencia sonora según la norma ISO 3745 requieren un entorno de campo libre cualificado, que puede proporcionarse con cualquiera de los dos tipos de cámara, aunque la norma especifica procedimientos de cualificación diferentes para cada una. Las cámaras semianecoicas con suelo reflectante son especialmente adecuadas para probar maquinaria y vehículos, ya que el suelo simula el plano de tierra presente durante el funcionamiento normal. La norma relacionada ISO 3744 describe las mediciones de potencia sonora utilizando un plano reflectante, que es la configuración típica en una instalación semianecoica.

La distinción entre "semianecoico" y "hemianecoico" no está clara. En algunos casos son sinónimos, o solo se usa un término. ^{[ 10 ]} Otros usos distinguen uno como aquel que tiene un piso idealmente reflectante (creando condiciones de campo libre con una sola superficie reflectante) y el otro como aquel que simplemente tiene un piso plano sin tratamiento. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Otros usos más los distinguen por tamaño y rendimiento, siendo uno probablemente una sala existente reacondicionada con tratamiento acústico, y el otro una sala construida específicamente, que probablemente sea más grande y tenga un mejor rendimiento anecoico. ^{[ 13 ]}

El material absorbente de radiación (RAM) está diseñado y moldeado para absorber la radiación de radiofrecuencia incidente (también conocida como radiación no ionizante ) de la forma más eficaz posible, desde la mayor cantidad de direcciones de incidencia posible. Cuanto más eficaz sea el RAM, menor será el nivel resultante de radiación de radiofrecuencia reflejada . Muchas mediciones en compatibilidad electromagnética (CEM) y diagramas de radiación de antenas requieren que las señales espurias que surgen del sistema de prueba, incluidas las reflexiones, sean despreciables para evitar el riesgo de causar errores y ambigüedades en las mediciones.

Según la relación, las ondas de mayor frecuencia tienen longitudes de onda más cortas y mayor energía, mientras que las ondas de menor frecuencia tienen longitudes de onda más largas y menor energía.${\displaystyle \lambda =v/f}$donde lambda representa la longitud de onda, v es la velocidad de fase de la onda y${\displaystyle f}$es la frecuencia. Para blindar contra una longitud de onda específica, el cono debe tener el tamaño adecuado para absorber esa longitud de onda. La calidad de rendimiento de una cámara anecoica de RF está determinada por su frecuencia de prueba más baja de operación, en la cual las reflexiones medidas de las superficies internas serán más significativas en comparación con frecuencias más altas. El RAM piramidal es más absorbente cuando la onda incidente tiene incidencia normal a la superficie interna de la cámara y la altura de la pirámide es aproximadamente igual a${\displaystyle \lambda /4}$, dónde${\displaystyle \lambda }$es la longitud de onda en el espacio libre . En consecuencia, aumentar la altura de la pirámide del RAM para el mismo tamaño de base ( cuadrada ) mejora la efectividad de la cámara a bajas frecuencias, pero resulta en un mayor costo y un volumen de trabajo sin obstrucciones reducido disponible dentro de una cámara de tamaño definido.

Una cámara anecoica de radiofrecuencia (RF) suele estar integrada en una sala apantallada, diseñada según el principio de la jaula de Faraday . Esto se debe a que la mayoría de las pruebas de RF que requieren una cámara anecoica para minimizar las reflexiones de las superficies internas también requieren las propiedades de una sala apantallada para atenuar las señales no deseadas que penetran hacia el interior y causan interferencias al equipo bajo prueba, además de evitar fugas de señales de pruebas que penetran hacia el exterior.

A frecuencias de radiación bajas, la medición en campo lejano puede requerir una cámara grande y costosa. En ocasiones, por ejemplo, para mediciones de sección transversal de radar, es posible reducir el tamaño del objeto bajo prueba y, por consiguiente, el de la cámara, siempre que la longitud de onda de la frecuencia de prueba se reduzca proporcionalmente mediante pruebas a una frecuencia mayor.

Las cámaras anecoicas de radiofrecuencia se diseñan normalmente para cumplir con los requisitos eléctricos de una o más normas acreditadas . Por ejemplo, la industria aeronáutica puede probar equipos para aeronaves según las especificaciones de la empresa o las especificaciones militares, como la MIL-STD 461 E. Una vez construidas, se realizan pruebas de aceptación durante la puesta en marcha para verificar que se cumplen las normas. Si se cumplen, se emitirá un certificado que lo acredite. La cámara deberá someterse a pruebas periódicas.

Las configuraciones de los equipos de prueba y de apoyo que se utilicen en cámaras anecoicas deben exponer la menor cantidad posible de superficies metálicas (conductoras), ya que estas pueden provocar reflexiones no deseadas. Esto se suele lograr utilizando estructuras de plástico o madera no conductoras para soportar el equipo bajo prueba. Cuando las superficies metálicas son inevitables, se pueden cubrir con piezas de material absorbente de radar (RAM) después de la instalación para minimizar dichas reflexiones en la medida de lo posible.

Puede ser necesario realizar una evaluación minuciosa para determinar si el equipo de prueba (a diferencia del equipo que se está probando) debe colocarse dentro o fuera de la cámara. Normalmente, la mayor parte se ubica en una sala separada y protegida, anexa a la cámara de prueba principal, para resguardarlo tanto de interferencias externas como de la radiación dentro de la cámara. El cableado de alimentación eléctrica y de señal de prueba hacia la cámara requiere un filtrado de alta calidad .

En ocasiones, se utilizan cables de fibra óptica para el cableado de señales, ya que son inmunes a las interferencias de radiofrecuencia (RFI) comunes y, además, provocan poca reflexión dentro de la cámara.

Las cámaras anecoicas de radiofrecuencia conllevan los siguientes riesgos para la salud y la seguridad :

• Peligro de radiación de radiofrecuencia
• Peligro de incendio
• Personal atrapado

Normalmente, no se permite la entrada de personal a la cámara durante una medición, ya que esto no solo puede provocar reflejos indeseados del cuerpo humano , sino que también puede suponer un riesgo de radiación para el personal si las pruebas se realizan con altas potencias de radiofrecuencia (RF). Estos riesgos provienen de la radiación de RF o no ionizante, y no de la radiación ionizante de mayor energía .

Dado que el material absorbente de radiación (RAM) que recubre la cámara absorbe gran parte de la radiación de radiofrecuencia (RF), la radiación incidente generará calor en su interior. Si este calor no se disipa adecuadamente, existe el riesgo de que se formen puntos calientes y la temperatura del RAM aumente hasta el punto de combustión . Esto puede ocurrir si una antena transmisora ​​se acerca demasiado al RAM. Incluso con niveles de potencia de transmisión moderados, las antenas de alta ganancia pueden concentrar la potencia lo suficiente como para generar un flujo de alta potencia cerca de sus aberturas . Si bien el RAM de fabricación reciente suele tratarse con un retardante de fuego para reducir estos riesgos, resulta difícil eliminarlos por completo.