템 셀, TEM Cell

템 셀, Transverse ElectroMagnetic Cell, TEM Cell

파의 진행 방향에 수직인 평면 또는 구면에 균일한 전자장을 형성시키는 장치.

TEM 도파관은 TEM 모드의 전자기장을 만들어내는 일종의 전송 선로로,

전자파 적합성(EMC) 시험에 사용하기 위해 개발하였다. TEM 도파관은 동작하는

주파수 대역에 따라 일반적으로 GHz 이하 주파수 대역에서 주로 사용하는

직사각형 단면 구조를 가지는 템 셀(TEM Cell)과 GHz 이상 주파수 대역에서도 사용이 가능한 사각뿔 형태의 GTEM(Gigahertz TEM) Cell로 구분된다.

TEM Cell은 단면이 직사각 형태인 동축 선로 구조이며, 크게 내부 도체(septum)와 외부 도체(outer shield)로 나눌 수 있다.

그 외에 내부 도체를 지지하는 유전체 지지봉(dielectric support), TEM Cell 양끝 단의 동축 커넥터(coaxial connector)

그리고 동축 부하(coaxial load)로 구성된다. 내부 도체와 외부 도체는 알루미늄 혹은 구리처럼 도전율이 높은 재질로 만든다.

지지봉은 유전율이 낮은 테프론과 같은 전자장에 영향을 적게 주는 물질로 만든다.

TEM Cell의 입력단에 신호를 주입하면 TEM Cell의 내부 도체와 외부 도체 사이에 TEM 모드의 균일한 전자기장이 생성된다.

생성된 균일한 전자기장 내에 피시험 기기를 배치하고 전자파 장해(EMI) 시험이나 전자파 내성(EMS) 시험을 할 수 있다.

TEM Cell은 직사각 형태의 단면 구조에 의해서 발생하는 공진 주파수로 인해 일정 주파수(상한 주파수) 이하에서만

횡전자기 모드가 발생하여 측정 가능 주파수에 제한이 있다. 또한 사각뿔 형태로 좁아지는 종단(tapered termination) 구조에서

임피던스 부정합(mismatching)으로 전자파 반사가 발생하여 시험 결과에 영향을 주는 단점이 있다.

TEM Cell의 이러한 단점을 개선하고 동작 주파수 대역을 GHz 대역으로 확장한 것이 GTEM Cell이다.

GTEM Cell은 부드럽게 벌어지는 사각뿔 모양의 동축 전송선으로 구성되어 있으며

Cell의 끝단에서의 반사를 제거하기 위해 50Ω으로 정합된 부하(matched load)로 종단되어 있다.

GTEM Cell의 종단에서 반사파를 제거하기 위해 사용하는 분포 혼합 종단(distributed hybrid termination)은

흡수체(Absorber)와 분포 저항 부하(distributed resistance load)를 각각 사용한다.

낮은 주파수 대역에서는 분포 저항들이 50Ω 부하와 같이 동작하고, 높은 주파수 대역에서는

흡수체가 Cell의 내부에 전달되는 전자파를 감쇠하여 Cell의 종단에서 발생하는 반사를 제거하는 역할을 한다.

GTEM Cell은 수십 GHz까지 적절한 광대역 종단이 가능하여 동작 주파수 대역이 GHz 대역까지 확장된다.

균일한 전자기장을 생성할 수 있는 TEM 도파관은 전자파 적합성(EMC) 관련 장해 및 내성 시험,

안테나 및 프로브 등 전자기장 측정 장비 교정, 전자파가 생체에 미치는 영향 연구 등에 사용된다.

* 관련 표준- IEC 61000-4-20:2010 Edition 2.0 (2010-08-31) Electromagnetic compatibility (EMC) -

Part 4-20: Testing and measurement techniques - Emission and immunity testing in transverse electromagnetic (TEM)

waveguides- KS C IEC 61000-4-20:2012 전기자기적합성(EMC) -

제4–20부: 시험 및 측정기술 - 횡 전기자기(TEM) 도파관에서 방출 및 내성 시험

출처:TTA 정보통신 용어사전

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