Question:
Suggestion pour désactiver électriquement une cage de Faraday
Nick Williams
2013-02-06 22:17:59 UTC
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Mon plan est de développer à terme une cage de Faraday autonome. Le projet semble très simple; cependant, je ne sais pas comment contrôler efficacement la cage (allumer et éteindre).

J'ai construit un prototype de Faraday Cage chez moi. D'après mes recherches sur ces cages, ma première théorie était qu'une cage non mise à la terre sans charge externe ne devrait pas bloquer les ondes électromagnétiques émises par un téléphone portable. Cependant, en plaçant le téléphone dans la cage, j'ai observé que le téléphone portable perdait toujours ses capacités réseau.

Google n'a fourni aucune suggestion sur la façon de désactiver électriquement les qualités d'un Faraday Cage. De toute évidence, je pourrais organiser une méthode d'ouverture de la cage, permettant au téléphone de se reconnecter au réseau et à Bluetooth. Cependant, je ne vois pas cela comme idéal puisque ma conception impliquerait des pièces mobiles (une conception finale que je prévois de terminer sur des milliers d'itérations).

Y a-t-il des suggestions sur la façon de désactiver électriquement la cage de Faraday?

Note supplémentaire: en écrivant ceci, j'ai juste pensé à la mise à la terre de l'intérieur et de l'extérieur de la cage. D'après ma compréhension, une cage de Faraday fonctionne en créant son propre champ électromagnétique qui annule les ondes électromagnétiques externes et internes. Mon raisonnement sur la mise à la terre de l'intérieur et de l'extérieur est que s'il n'y a pas de charge pour créer le champ électromagnétique, alors les ondes électromagnétiques pourraient s'échapper de la cage. Est-ce une théorie raisonnable?

TL; DR: Comment puis-je désactiver électriquement une cage de Faraday?

Vous ne pouvez pas désactiver une cage de Faraday. Elle cessera d'être une cage de Faraday uniquement lorsqu'elle n'est pas une * enceinte * d'un * matériau conducteur *. Si votre objectif est que la cage laisse passer un signal d'une certaine longueur d'onde, fournissez des trous dans la cage qui sont plus grands que cette longueur d'onde.
Vous vous rendez compte que les «capacités réseau» nécessitent la transmission et la réception?
@shimofuri: D'après mes recherches, un trou de 1/10 à 1/2 de la longueur d'onde devrait être suffisant pour libérer les ondes. D'où pourquoi, dans le pire des cas, je pourrais ouvrir la cage pour libérer les signaux.
@Kaz: Cela me paraît évident; Je ne sais pas non plus de quoi parle ma question que votre commentaire concerne. Quand je parle de "désactiver la cage de Faraday", mes intentions sont de laisser passer les ondes internes et externes. Cependant, il semble maintenant très clair que la désactivation de la cage ne peut pas être effectuée.
Je me demande si cela pourrait être fait avec des matériaux comme les semi-conducteurs au lieu des métaux? plus comme une "cage de transistor" je suppose
Faites votre cage de faraday dans un matériau qui peut être changé de conducteur à non conducteur via un signal électrique (ou quelque chose qui peut être déclenché électriquement, comme un changement de température). Je suis sûr qu'il doit y avoir quelque chose. Mais je suppose que la solution mécanique d'ouvrir la cage serait plus facile, cependant.
@vicatcu WTF? arrête de lire dans mes pensées!
La méthode des semi-conducteurs est une suggestion intéressante! En fonction de la position de ces éléments; peut-être qu'un «trou» assez grand pour s'adapter aux vagues pourrait être créé à volonté? Puis utiliser les propriétés du semi-conducteur pour sceller ce «trou»? Je préférerais une solution électrique à une solution mécanique. L'histoire nous a appris que la mécanique est beaucoup moins robuste que l'électrique en termes de milliers / millions de cycles de «commutation».
Je suis presque sûr qu'avoir un servo / grand pas à pas qui est évalué beaucoup plus haut que la force réelle nécessaire pour ouvrir une "fenêtre" et utiliser de bonnes charnières rendrait cette solution mécanique viable
Un servo serait un moyen simple de "désactiver" la cage de Faraday, en ouvrant une fenêtre. L'application pour mon projet en est une qui exigerait que le servo se déplace peut-être des centaines de milliers de fois. Avec ces nombreuses itérations, je serais plus à l'aise avec un interrupteur implémenté électriquement.
@NickWilliams bien sûr, mais je suis prêt à parier que vous exécutez ces centaines de milliers de fois sur une période relativement longue (semaines, mois, années). Vous pouvez toujours prévoir un certain temps de maintenance pour désactiver le servo. Cependant, je pourrais me tromper complètement. :-)
@Andrew Vous avez raison, ce serait probablement au cours des années. J'aime l'idée d'anttena interne / externe car je peux peut-être choisir les fréquences qui passent, mais la solution servo reste une option viable pour moi. Je pourrais filtrer les fréquences en fonction de combien je veux ouvrir la cage, mais je ne pourrais pas laisser passer une plus grande longueur d'onde mais en arrêter une plus petite.
Vous pourriez chauffer la cage au point qu'elle ne soit plus suffisamment conductrice pour absorber les RF.
Six réponses:
user3624
2013-02-06 22:57:36 UTC
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Ce qui suit n'est qu'une supposition. Je peux me tromper complètement.

Vous ne pouvez pas désactiver une cage, mais vous pourrez peut-être faire une "fuite" commutable dans la cage.

Imaginez ceci, vous avez un cage avec deux antennes. Une antenne à l'intérieur, une à l'extérieur. Les deux antennes sont reliées par un fil. Là où le fil passe à travers la paroi de la cage, vous placez un interrupteur (ou un relais, ou autre). Si le trou dans la cage est inférieur à 1 / 4ème de longueur d'onde et que le commutateur empêche efficacement le signal de pénétrer dans la cage, alors vous avez peut-être quelque chose.

Vous devrez peut-être faire un blindage sophistiqué autour du trou et de l'interrupteur, pour éviter les fuites lorsque l'interrupteur est éteint. Vous pouvez également envisager de connecter une ou les deux antennes à la paroi de la cage lorsque l'interrupteur est sur "off".

Ce ne sera probablement jamais parfait, mais cela pourrait faire ce que vous voulez. Sauf si vous êtes un espion forigen, déterminé à désactiver notre sécurité dans des complexes militaires sensibles. Alors ça ne marchera pas. Pour cela, vous devez connaître la combinaison secrète, qui est 1234 d'ailleurs.

J'apprécie votre ingéniosité, l'approche «intermédiaire» est une bonne idée. Le produit final serait idéalement capable de désactiver / activer Bluetooth et le réseau séparément. Peut-être que cette approche sera efficace à cet égard. Quoi qu'il en soit, vous m'avez donné une bonne plate-forme dans laquelle plus de recherches de ma part seront nécessaires. Merci!
@NickWilliams Juste pour info, puisque vous êtes nouveau ici. Laissez votre question reposer pendant un jour ou trois avant d'accepter une réponse. Cela incite les autres à répondre, donnant peut-être une meilleure réponse que la mienne.
Merci, étant nouveau, je ne comprends toujours pas les nuances sociales ici. J'attendrai pour accepter une réponse.
pjc50
2013-02-06 22:38:19 UTC
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Votre analyse de la cage n'est pas correcte: elle ne génère pas son propre champ, elle agit comme une antenne ou un inducteur, absorbant toute l'énergie RF émise. L'énergie est dissipée sous forme de courant de Foucault dans la cage.

Pour autant que je sache, vous ne pouvez pas désactiver électriquement une cage de Faraday.

Il est évident que vous connaissez très bien la physique de l'électricité. J'apprécie votre perspicacité. Merci! Vous m'avez sauvé des tracas d'essayer expérimentalement de désactiver la cage.
La «cage» doit-elle être conductrice en permanence?Si vous construisez une cage à partir d'une grille avec quelques transiteurs à chaque nœud connectant / déconnectant les `` jambes '' de la grille, est-ce toujours une cage de Faraday avec tous les nœuds `` désactivés ''?
Bobbi Bennett
2013-02-06 23:38:18 UTC
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Placez une fenêtre dans votre cage, pour le signal pour passer à travers. Testez cela, pour être sûr que vous obtenez un signal à travers la fenêtre.

Maintenant, enfilez deux mailles de fil sur la fenêtre, une en haut et en bas, une en va-et-vient. Gardez les mailles isolées les unes des autres. Testez cela. Vous voulez que le signal toujours obtenir par.

diodes mis sur chaque point de croisement. Il y aura beaucoup de diodes. Pour fermer la fenêtre, polarisez les diodes en avant. Pour ouvrir la fenêtre, polarisez en inverse les diodes.

Trop fou? Ensuite, placez simplement une antenne à l'extérieur, connectez-la à l'antenne à l'intérieur, puis à nouveau le commutateur de diode à travers les fils d'antenne entrant dans la cage. N'oubliez pas de mettre à la terre la coque extérieure du fil d'antenne coaxiale à la cage où il entre. Ou utilisez des connecteurs de cloison SMA pour faire entrer la ligne dans la cage.

Totalement non testé, bien sûr. Mais une diode polarisée en direct est un moyen assez pratique de désactiver un signal RF. Vous devrez peut-être inverser la polarisation de la diode (pour réduire sa capacité) pour l'ouvrir complètement. Je n'ai tout utilisé cela pour RF ordinaire, et non pour les signaux micro-ondes Ghz. Pour la bande de téléphone portable, vous devrez utiliser des diodes PIN conçues pour Ghz, les anciennes diodes de redressement auront trop de capacité.

C'est une suggestion intrigante. Lorsque les diodes sont en polarisation inverse, le circuit ouvert séparera les deux mailles. Les antennes internes et externes sont également quelque chose que je considère. Merci pour la suggestion!
deux mailles de conducteurs parallèles qui sont à 90 degrés l'un de l'autre agissent comme des polariseurs croisés. aucun signal ne sortira.
Dépend de l'espacement. Mais toi. Alors, faites-les 1 segments de longueur d'onde, et ils deviennent une antenne.
Posipiet
2013-02-07 00:52:11 UTC
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Vous ne pouvez pas désactiver électriquement une cage de Faraday, à moins que vous ne la fondiez de l'extérieur.

Le sens de "cage de faraday" est: un entourage complètement équipotentiel de n'importe quel volume.

Le potentiel (sol, isolé ou autre) de la cage n'a pas d'importance. Les cages de Faraday sont généralement mises à la terre car elles permettent de les toucher en toute sécurité de l'extérieur . C'est tout. La mise à la terre d'une cage de Faraday n'affecte en rien ce qui se passe à l'intérieur.

Dites, vous avez une cage de Faraday isolée qui est frappée par la foudre. Cela chargerait la cage de Faraday. Vous à l'intérieur de la cage serait toujours en sécurité, le potentiel étant le même sur chaque surface à l'intérieur. Remarquez que les corps chargés ne portent la charge qu'à l'extérieur. Mais techniquement, vous seriez sur le même potentiel que la cage - mais étant le même partout dans la cage, il n'y a pas de tension différentielle, donc pas de courant, et donc pas de mort.

Maintenant, si vous laissiez votre cage chargée et posiez le pied sur le sol, la charge stockée sur la cage coulerait à travers vous, devenant assez dangereuse.

Les ondes électromagnétiques peuvent pénétrer dans la cage de Faraday en fonction de la fréquence. Cela a à voir avec l'épaisseur de la cage et la profondeur des courants de Foucault de surface induits par les vagues. Wikipedia explique tout cela très bien. Mais encore une fois, tout cela n'a rien à voir avec la solitude de votre cage.

http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_cage

Par exemple, votre micro-ondes, qui est une cage de Faraday avec les ondes à l'intérieur cela fonctionne aussi bien si vous supprimez la mise à la terre.

Je suppose que sauter de la cage au sol serait le seul moyen sûr de quitter une cage chargée. Merci d'avoir clarifié le potentiel de la cage. Il est clair pour moi maintenant que le motif est utilisé uniquement à des fins de sécurité. Nous vous remercions de votre point de vue.
Si la cage a un potentiel significatif en ce qui concerne sa capacité, disons quelques MV, elle est suffisamment haute au-dessus du sol pour que vous ne vouliez pas sauter :-)
DrFriedParts
2013-02-07 02:12:43 UTC
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Mauvais problème?

Votre question, bien qu'intéressante, suppose des faits qui ne sont pas mis en évidence. Il existe une hypothèse non prise en charge selon laquelle vous devez utiliser une cage de Faraday.

Désactiver les communications, pas les radiations

Si votre objectif est simplement de désactiver de manière sélective les communications , alors tout ce que vous avez à faire est d'utiliser un brouilleur (émetteur haute puissance à large bande) à côté de votre appareil sous test (DUT). Vous pouvez ensuite activer et désactiver le brouilleur pour désactiver la communication.

Facile. Frais. Magnifique.

Vous avez raison de dire que mon hypothèse selon laquelle j'ai besoin d'une cage de Faraday n'est pas prise en charge. Je n'ai pas la connaissance intime des signaux électromagnétiques pour avoir une «grande idée» de ce que je devrais utiliser pour réaliser mes intentions. Un brouilleur serait efficace; Je crois cependant qu'il y a un inconvénient à cela. Je ne sais pas quelle est la portée effective d'un brouilleur, mais je suppose que c'est à quelques mètres? Le brouilleur serait utilisé dans une installation de test, mes collègues n'apprécieraient pas que je brouille leurs DUT: D Merci beaucoup pour votre perspicacité.
Ensuite, vous mettez le brouilleur * et * le DUT * et * le partenaire communicant du DUT dans la cage de Faraday.
Jet59black
2015-08-05 10:51:45 UTC
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Je pense que créer une sorte de boîtier électromécanique, pour créer une fenêtre d'ouverture / fermeture, serait la solution la plus efficace.

Utiliser un "brouilleur" est intéressant mais pas très plausible car il peut perturber votre réception «voisins» aussi. Un défaut supplémentaire avec l'utilisation d'un brouilleur, peut être que ces choses sont super chères!

Je suis curieux @NickWilliams avez-vous fini par implémenter une bonne solution utilisant des antennes ...



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Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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