Research on Biomedical Engineering
https://rbejournal.org/article/doi/10.4322/rbeb.2012.012
Research on Biomedical Engineering
Original Article

Desenvolvimento e comissionamento de um sistema de teste baseado em célula TEM para exposição RF

Development and commissioning of a test system based on a TEM cell for RF exposure

Desideri, Daniele; Maschio, Alvise

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Resumo

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um célula TEM de baixo custo com duas portas. Um novo modelo analítico para as capacitâncias de suas terminações é também demonstrado. O modelo foi avaliado calculando-se a capacitância da terminação por meio de um código de análises de elementos finitos 3D comercial. Uma célula TEM modificada de acordo com os resultados foi testada, e as melhorias obtidas em termos da taxa de onda estacionária de tensão (TOET) em relação à frequência são descritas. A célula TEM é a parte principal de um sistema de teste para exposição de RF (até 230 MHz), que inclui ainda gerador de sinais, amplificador de potência, acoplador direcional dual, atenuador de carga de 50 Ω e um osciloscópio com largura de banda 1 GHz. A análise numérica foi também realizada para o cálculo do campo elétrico estacionário na célula TEM. Um medidor de campo elétrico (100 kHz - 6 GHz) foi utilizado para medições experimentais no interior da célula TEM, e os resultados obtidos mostraram ser concordantes com os dados numéricos.

Palavras-chave

Célula TEM, Medições de TOET, Medições de campo elétrico, Sistema de teste RF

Abstract

In the development of a low-cost two-port TEM cell, a new analytical model of the capacitance of the terminations has been performed. The model has been verified by calculating the termination capacitance by means of a commercial 3D code. A TEM cell modified in accordance with the obtained results has been tested, with reference to the voltage standing wave ratio (VSWR) parameter, and the obtained improvements on VSWR versus frequency are reported. The TEM cell is the principal part of a test system for RF exposure (up to 230 MHz), including signal generator, power amplifier, dual directional coupler, 50 Ω load attenuator and 1 GHz bandwidth oscilloscope, whose commissioning has been performed. A numerical analysis has been performed also for calculating the stationary electric field in the TEM cell. Experimental measurements of electric field inside the TEM cell, by means of an electric field meter (100 kHz - 6 GHz broadband) were done, and the results are in good agreement with the numerical data.

Keywords

TEM cell, VSWR measurements, Electric field measurements, Biological RF test system
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Res. Biomed. Eng.

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