غرفة عديمة الصدى

تهدف الغرف عديمة الصدى الكاملة إلى امتصاص الطاقة في جميع الاتجاهات. ولتحقيق ذلك، يجب تغطية جميع الأسطح، بما في ذلك الأرضية، بأوتاد ذات أشكال مناسبة. عادةً ما يتم تركيب شبكة معدنية فوق الأرضية لتوفير سطح للمشي عليه ووضع المعدات. توضع هذه الأرضية الشبكية عادةً على نفس مستوى أرضية المبنى، مما يعني أن الغرفة نفسها تمتد أسفل مستوى الأرضية. يتم تخميد هذه الأرضية الشبكية وتعويمها على حواجز ماصة لعزلها عن الاهتزازات الخارجية أو الإشارات الكهرومغناطيسية.

على النقيض من ذلك، تتميز الغرف شبه عديمة الصدى أو شبه عديمة الصدى بأرضية صلبة تُستخدم كسطح عمل لدعم الأشياء الثقيلة، مثل السيارات والغسالات والآلات الصناعية، والتي لا يمكن دعمها بواسطة الشبكة المعدنية في الغرفة عديمة الصدى تمامًا. غالبًا ما تكون استوديوهات التسجيل شبه عديمة الصدى.

يعتمد اختيار الغرفة عديمة الصدى الكاملة أو الغرفة شبه عديمة الصدى على نوع القياس. تتطلب قياسات قدرة الصوت وفقًا للمعيار ISO 3745 بيئة مجال حر مؤهلة، يمكن توفيرها بواسطة أي من النوعين، على الرغم من أن المعيار يحدد إجراءات تأهيل مختلفة لكل منهما. تُعد الغرف شبه عديمة الصدى ذات الأرضية العاكسة مناسبة بشكل خاص لاختبار الآلات والمركبات، حيث تحاكي الأرضية سطح الأرض الموجود أثناء التشغيل العادي. يصف المعيار ذو الصلة ISO 3744 قياسات قدرة الصوت باستخدام سطح عاكس، وهو التكوين النموذجي في منشأة شبه عديمة الصدى.

لا يزال التمييز بين "شبه عديم الصدى" و"نصف عديم الصدى" غير واضح. ففي بعض الاستخدامات، يُستخدم المصطلحان كمرادفين، أو يُستخدم أحدهما فقط. ^{[ 10 ]} بينما تُميّز استخدامات أخرى بينهما، حيث يُشير أحدهما إلى امتلاكه أرضية عاكسة مثالية (مما يُهيئ ظروف مجال صوتي حر بسطح عاكس واحد)، بينما يُشير الآخر إلى امتلاكه أرضية مسطحة غير مُعالجة. ^{[ 11 ] [ 12 ]} وتُميّز استخدامات أخرى بينهما من حيث الحجم والأداء، حيث يُرجّح أن يكون أحدهما غرفة موجودة مُجهزة بمعالجة صوتية، بينما يكون الآخر غرفة مُصممة خصيصًا لهذا الغرض، والتي يُرجّح أن تكون أكبر حجمًا وتتمتع بأداء أفضل في عزل الصدى. ^{[ 13 ]}

صُممت وحدة امتصاص الإشعاع (RAM) وشُكّلت لامتصاص إشعاع الترددات الراديوية الساقط (المعروف أيضًا بالإشعاع غير المؤين ) بأقصى قدر من الكفاءة، من أكبر عدد ممكن من اتجاهات السقوط. وكلما زادت كفاءة وحدة امتصاص الإشعاع، انخفض مستوى إشعاع الترددات الراديوية المنعكس . تتطلب العديد من القياسات في مجال التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) وأنماط إشعاع الهوائيات أن تكون الإشارات الطفيلية الناتجة عن إعداد الاختبار، بما في ذلك الانعكاسات، ضئيلة لتجنب خطر حدوث أخطاء أو غموض في القياس.

تتميز الموجات ذات الترددات العالية بأطوال موجية أقصر وطاقة أعلى، بينما تتميز الموجات ذات الترددات المنخفضة بأطوال موجية أطول وطاقة أقل، وفقًا للعلاقة${\displaystyle \lambda =v/f}$حيث يمثل لامدا الطول الموجي، و v سرعة طور الموجة، و${\displaystyle f}$التردد هو العامل الحاسم. وللحماية من طول موجي محدد، يجب أن يكون المخروط ذو حجم مناسب لامتصاص ذلك الطول الموجي. وتُحدد جودة أداء غرفة العزل الصوتي للترددات الراديوية من خلال أدنى تردد تشغيل اختباري لها، حيث تكون الانعكاسات المقاسة من الأسطح الداخلية هي الأكثر أهمية مقارنةً بالترددات الأعلى. وتكون قدرة امتصاص الموجات الصوتية الهرمية في أعلى مستوياتها عندما تكون الموجة الساقطة عمودية على سطح الغرفة الداخلي ويكون ارتفاع الهرم مساويًا تقريبًا لـ${\displaystyle \lambda /4}$، أين${\displaystyle \lambda }$يمثل الطول الموجي في الفضاء الحر . وبناءً على ذلك، فإن زيادة ارتفاع هرم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لنفس حجم القاعدة ( المربعة ) يحسن من فعالية الحجرة عند الترددات المنخفضة، ولكنه يؤدي إلى زيادة التكلفة وتقليل حجم العمل غير المعيق المتاح داخل حجرة ذات حجم محدد.

تُبنى عادةً غرفة عازلة للصوت للترددات الراديوية داخل غرفة مُغطاة بشبكة واقية، مصممة وفقًا لمبدأ قفص فاراداي . وذلك لأن معظم اختبارات الترددات الراديوية التي تتطلب غرفة عازلة للصوت لتقليل الانعكاسات من الأسطح الداخلية، تتطلب أيضًا خصائص الغرفة المُغطاة بشبكة واقية لتخفيف الإشارات غير المرغوب فيها التي تخترق إلى الداخل وتسبب تداخلًا مع المعدات قيد الاختبار، ومنع تسرب الإشارات من الاختبارات إلى الخارج.

عند الترددات الإشعاعية المنخفضة، قد تتطلب قياسات المجال البعيد غرفة كبيرة ومكلفة. في بعض الأحيان، كما هو الحال في قياسات المقطع العرضي الراداري، يمكن تصغير حجم الجسم المراد اختباره وتقليل حجم الغرفة، شريطة أن يتم تقليل طول موجة تردد الاختبار بشكل مباشر عن طريق الاختبار بتردد أعلى.

تُصمَّم غرف العزل الصوتي للترددات الراديوية عادةً لتلبية المتطلبات الكهربائية لمعيار أو أكثر من المعايير المعتمدة . على سبيل المثال، قد تختبر صناعة الطائرات معدات الطائرات وفقًا لمواصفات الشركة أو المواصفات العسكرية مثل MIL-STD 461 E. بعد البناء، تُجرى اختبارات القبول أثناء التشغيل للتحقق من استيفاء المعايير. وفي حال استيفائها، تُصدر شهادة بذلك. ويجب إعادة اختبار الغرفة دوريًا.

يجب أن تُقلل تجهيزات الاختبار والمعدات الداعمة المستخدمة داخل الغرف عديمة الصدى من تعرض الأسطح المعدنية (الموصلة) قدر الإمكان، لأنها قد تُسبب انعكاسات غير مرغوب فيها. ويتحقق ذلك غالبًا باستخدام هياكل بلاستيكية أو خشبية غير موصلة لدعم المعدات قيد الاختبار. وفي حال تعذر تجنب الأسطح المعدنية، يمكن تغطيتها بقطع من مادة RAM بعد التركيب لتقليل هذه الانعكاسات إلى أدنى حد ممكن.

قد يتطلب الأمر تقييمًا دقيقًا لتحديد ما إذا كان ينبغي وضع معدات الاختبار (مقارنةً بالمعدات قيد الاختبار) داخل الحجرة أو خارجها. عادةً ما تُوضع معظم هذه المعدات في غرفة منفصلة مُغطاة بشبكة واقية، مُلحقة بحجرة الاختبار الرئيسية، وذلك لحمايتها من التداخلات الخارجية والإشعاع داخل الحجرة. كما تتطلب كابلات الطاقة الرئيسية وكابلات إشارة الاختبار المُدخلة إلى حجرة الاختبار ترشيحًا عالي الجودة .

تُستخدم كابلات الألياف الضوئية أحيانًا في كابلات الإشارة، لأنها محصنة ضد التداخل الكهرومغناطيسي العادي وتسبب أيضًا انعكاسًا ضئيلًا داخل الحجرة.

تتضمن المخاطر الصحية والسلامة المرتبطة بغرف العزل الصوتي للترددات الراديوية ما يلي :

• مخاطر الإشعاع الكهرومغناطيسي
• خطر الحريق
• الأفراد المحاصرون

لا يُسمح عادةً بدخول الأفراد إلى الحجرة أثناء القياس، لأن ذلك لا يُسبب انعكاسات غير مرغوب فيها من جسم الإنسان فحسب ، بل قد يُشكل أيضًا خطرًا إشعاعيًا على الأفراد المعنيين إذا أُجريت الاختبارات عند مستويات طاقة ترددات لاسلكية عالية. وتنشأ هذه المخاطر من الإشعاع غير المؤين، وليس من الإشعاع المؤين عالي الطاقة .

نظرًا لأن المادة الماصة للإشعاع (RAM) التي تبطن الحجرة تمتص إشعاع الترددات الراديوية بدرجة عالية، فإن الإشعاع الساقط سيولد حرارة داخلها. إذا لم يتم تبديد هذه الحرارة بشكل كافٍ، فهناك خطر من تكوّن بؤر ساخنة وارتفاع درجة حرارة المادة الماصة للإشعاع إلى حد الاحتراق . قد يشكل هذا خطرًا إذا اقترب هوائي الإرسال من المادة الماصة للإشعاع عن غير قصد. حتى مع مستويات طاقة إرسال متواضعة، يمكن للهوائيات ذات الكسب العالي تركيز الطاقة بشكل كافٍ لإحداث تدفق طاقة عالٍ بالقرب من فتحاتها . على الرغم من أن المواد الماصة للإشعاع المصنعة حديثًا تُعالج عادةً بمادة مثبطة للاشتعال للحد من هذه المخاطر، إلا أنه من الصعب القضاء عليها تمامًا.