무반향 챔버이란?
무반향 챔버은 외부에서 내부로 전자파를 투과시키지 않고, 내부에서 발생한 전자파를 반사시키지 않고 외부로 누출시키지 않도록 전자파 차폐재로 덮은 상자 형태의 전자파 차폐 장치를 말합니다.
비슷한 기능을 가진 것으로 무향실이 있는데, 이쪽은 이름 그대로 전자파를 차폐하는 방으로 매우 규모가 큰 시설입니다. 반면, 무반향 챔버은 이보다 더 작고 가격도 저렴합니다.
무반향 챔버은 전자파나 고주파 관련 측정기를 덮어주는 것, 측정 대상물을 수납할 수 있는 상자 형태의 것, 제품에 따라서는 휴대할 수 있는 제품도 판매되고 있습니다.
무반향 챔버의 사용 용도
무반향 챔버은 외부의 전자파 영향을 받지 않은 상태에서 무선 시스템 평가를 실시하고자 하는 경우, 개발 중 미인증된 주파수 신호의 전자파를 외부에서 측정하고자 하는 경우 등에 널리 사용되고 있습니다. 모바일 네트워크, 무선랜, RFID 등 무선통신을 이용한 시스템이나 관련 제품 개발 시에는 시험 시 충분한 주의가 필요합니다.
시험 단계에서는 개발 중인 제품은 기술기준 적합성 인증을 받지 않은 상태이기 때문에 신호 전파가 외부로 유출될 경우 전파법 위반이 되기 때문이다. 전파 암실은 이러한 상황을 방지하기 위해 사용됩니다. 또한, 반대로 외부에서 사용 중인 전파의 영향을 제거한 측정 목적으로도 활용됩니다.
무반향 챔버에서도 비슷한 목적을 달성할 수 있지만, 무반향 챔버 설치는 매우 고가의 상장소도 필요하기 때문에 시험할 대상이 크지 않다면 전파 암실이 더 도입하기 쉽습니다.
무반향 챔버의 원리
무반향 챔버의 원리는 암실 내부를 전파흡수체라는 전자파를 흡수하는 물질로 덮어 평가 시 그 영향을 배제할 수 있도록 하는 데 있습니다. 무반향 챔버은 내외부의 전자파를 차단하는 것은 물론, 시험 목적으로 사용할 때는 내부에서 전자파가 반사되지 않아야 합니다.
따라서 무반향 챔버 내부는 전파 흡수체로 덮여 있는 것이 특징입니다. 전파흡수체의 재질은 페라이트를 소결한 것, 페라이트 입자나 탄소를 우레탄 수지 등에 섞어 만든 것 등이 사용됩니다. 이 때 넓은 주파수 대역에서 전파 흡수를 실현하기 위해 페라이트나 카본의 농도에 그라데이션을 넣습니다.
그러나 실제로 도장을 통해 그라데이션을 구현하는 것은 제조 비용 측면에서 현실적이지 않습니다. 그래서 피라미드형 구조로 가공하여 이를 배열함으로써 흡수재를 여러 층으로 적층한 효과를 얻고 있습니다.
따라서 무반향 챔버이나 무반향 챔버의 내부 벽은 이러한 입체적인 기하학적 형상을 하고 있습니다. 전파 흡수재의 차폐 특성에 따라 피라미드 산의 높이를 달리함으로써 흡수할 수 있는 전자파의 주파수 등을 조절할 수 있습니다.
무반향 챔버의 기타 정보
1. 무반향 챔버에서 취급하는 주파수 대역
무반향 챔버에서 차폐 가능한 주파수 대역은 일반적으로 많이 취급하는 마이크로파 대역의 Low Band 대역인 700MHz부터 Sub6GHz의 6GHz까지 취급하는 것이 많지만, 밀리파 대역의 30GHz 정도까지 평가 가능한 기종도 있습니다.
높은 주파수는 비교적 대응이 가능하지만, 낮은 주파수는 그 파장이 길기 때문에 소형화와의 양립을 위해서는 높은 기술력이 필요합니다. 내부 전파흡수체의 형태와 소재를 고안하고, 여러 개의 흡수체를 조합하여 각 사마다 차폐 주파수의 광대역화를 꾀하고 있습니다.
2. 무반향 챔버의 성능 지표
무반향 챔버의 성능 지표는 전파를 차폐할 수 있는 주파수와 그 전자파의 차폐(차폐)를 의미하는 반사 감쇠량이 대표적입니다. 기준으로는 반사 감쇠량(절대값) 10dB에서는 거의 효과가 없으며, 20dB에서 최소한의 차폐 효과가 있다고 할 수 있습니다.
평균값은 30~60dB이며, 이 수준은 휴대폰이 그 전파를 인지하지 못하고 권외로 취급되는 수준입니다. 따라서 원하는 전파 주파수에서 60dB의 차폐 효과가 성능 지표의 기준이 됩니다. 또한, 전파 암실 내부에서 차폐 효과의 성능 지표인 반사 감쇠량의 분포 값이 크게 달라지는 것도 바람직하지 않은 상태입니다.
실제로 안테나를 내부에 수납하여 전파의 지향성 분포에서 바람직한 편차가 억제된 반사 감쇠량 분포가 될 수 있도록 각 제조사에서 전파 흡수체 배치에 창의적인 노력을 기울이고 있습니다.