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刘锋等:平面材料屏蔽效能的屏蔽房测试方法
平面材料屏蔽效能的屏蔽房测试方法
刘锋2,吕昕',李跃波2,潘征,杨杰2
(1.北京理工大学信息与电子学院,北京100081;2.总参工程兵科研三所,河南洛阳471023)
摘要:针对目前一些新型平面屏蔽材料的特性和其中,法兰同轴线法和同轴传输线法一般用于远场测
标准试方法中存在的不足,提出了两种平面材料屏试,测量频率范围5kHz~1.5GHz,动态范围
蔽效能的屏蔽房涮试方法,为平面材料的屏蔽性能实100dB,S]20524-1995中规定的法兰同轴测试装置见
验提供了完兽的实验手段,为准确评估平面材料的屏图1。该方法的优点是测试设备的静态阻抗与同轴测
蔽效能提供了实验途径。同时,为大型孔缝结构的耦试装置匹配较好,因而测试装置本身的传输特性比较
合实验和防护设备的性能检测提供了实验平台。通过好。但该方法对试样的要求较高,尺寸通常在毫米量
实际测试应用,证明了实验方法的有效性和合理性。
级,试样必须为饼状,最大厚度5mm,制作难度较大
关键词:平面材料;屏蔽效能;屏蔵房;测试方法;实(QJ2809-96中对试样的制作有详细的规定),且实验
验模型
重复性和准确性差,特别是对导电漆等表面电阻较大
中图分类号:TNO11
文献标识码:A的材料测试效果不好。
文章编号:1001-9731(12012)増刊1-0121-04
锥形问轴线支架
连接器紧固螺母
锥形同轴线支架
1引言
同轴连接器
锥形同轴錶腔体
随着各种电子设备对电磁兼容性的要求越来越
高,如何有效减少电磁辐射,防止电磁干扰,保护重要
导轨
目标,保护人员健康,成为研究和关注的重要内容,相
应的各种电磁防护技术及防护性能测试技术也得到了
发展。目前成熟的电磁防护技术主要有电磁屏蔽、
滤波、接地、限幅及隔离等4,),其中抑制电磁干扰的最
图1法兰同轴测试装置示意图
有效方法就是电磁屏蔽技术,它通过利用屏蔽材料(导
Fig 1 Schema of coaxial testing device with flange
电材料或导磁材料)做成的屏蔽壳体(实体的或非实体
双屏蔽盒测试装置法广泛用于近场测试,测量频
的屏蔽室)将需要防护的区城封闭起来,形成电磁隔率范围1~30MHz,动态范围50B,图2是其测试装
离,它主要是利用屏蔽売体对电磁能量进行反射、吸收置,双屏敵盒的每个腔内分别安装一个小天线用来发
等,从而来阻隔或衰减被屏蔽区与外界的电磁能量传射和接收福射功率。该方法的优点是不需要很昂贵的
播。由于应用的场合不同,屏蔽材料也研发出了多种屏蔽室、辅助夹具等设施,测试快速简单、方便。缺点
类型,性能良好的屏蔽材料应具有较高的电导率和磁
是腔体工作频率将随腔体的物理尺寸而产生谐振,并
导率,一般要求它的屏蔽效能达到40dB以上,使用频且该方法测量结果的重复性易受指状弹性衬垫的状态
率范围则根据各自需要而各不相同。目前常用的屏蔽
影响。同样该方法要求试样的尺寸也在毫米量级(试
材料有金属材料、高分子材料、铁氧体等等,不同类型样厚度≤4mm)实验难度较大。
的屏蔽材料其屏蔽效能差别很大,影响材料屏蔽效能
传输电
信号
的因素也比较复杂,因此必须对各种材料尤其是新型
指状弹发射天线扉
屏蔽材料进行相关性能实验研究
性衬垫
锁紧机构
2平面材料屏蔽效能测试国内外方案比较
试样
测试端
单独对一块屏蔽材料进行性能测试是不可能的,
必须借助于辅助测试装置来进行,目前国内外对平面
接收天线
材料屏蔽效能的测试方法有不同的标准和规范,根据
屏蔽盒
测试装置的不同主要有:法兰同轴线法、同轴传输线
图2双屏蔽盒测试装置示意图
法、双屏蔽盒测试装置法、双TEM室法、改进的MIL-Fig2 Schema of testing device with double shielding
STD-285测量方法及 IEEE Std299测量方法等
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收到初稿日期:2012-06-06
收到修改稿日期:2012-07-27
通讯作者:刘锋
作者简介:刘(1974),男,河南济源人,高级工程师,在读博土,主要从事电磁防护及测量技术研究。
材
2012年增刊I(43)卷
双TEM室法一般用于远场测试,测量频率范围率范围很宽,可达到35GHz或更高,有的屏蔽效能较
受到TEM室尺寸的影响,一般在3GHz以下,动态范高,超出了测试装置的动态范围。这些问题使得有些
制为50~60dB,图3是其测试装置示意图。它是由2新型屏蔽材料尤其是混凝土类材料及其它复合屏蔽材
个TEM室在共用壁上开一个窗口作为测量孔,上边料的屏蔽效能无法有效测量,迫切需要寻求一种更好
小室产生的能量通过测量孔传输到下边小室,从图中的测试装置和测试方法来满足需求。
的“1”端输人信号,则通过测量孔传输到“2”端和“3”端
输出。这样可以分别检測穿透测量孔的垂直电场分量
屏蔽房测试方法
和水平磁场分量,所以双TEM室可同时模拟高、低阻
屏蔽效能是所有屏蔽材料最重要的衡量指标,通
抗场。该方法的优点是:由于场建立在波导室内,故所常定义为,在同一激励电平下,有屏蔽材料与无屏蔽材
需的输入功率低,对周围设备和人员不会造成电磁干料时所接收到的功率或电压之比,并常以对数表示
扰。其缺点是安装固定材料较为困难,尤其是如何减即:
小其接触电阻更为困难,且容易产生泄漏
测景孔
板
SE=10 Ig
1输入
4负载
SE-20 Ig
5092
式中,SE为材料的屏蔽效能,dB;P。为无屏蔽材
2输出
3输出
料时的接收功率值,W;P1为有屏蔽材料时的接收功
率值,W;V。为无屏蔽材料时的接收电压值,V;V:为
图3双TEM室法测试装置示意图
有屏蔽材料时的接收电压值,V。
Fig 3 Schema of testing device with double TEM
目前对电磁屏蔽室屏蔽效能的测试方法主要就是
rooms
采用这种对比的方法,屏蔽房测试方法的原理也正是
改进的MIL-STD-285测量方法一般用于近场测这种对比法,有两种方法可采用:(1)屏蔽房原型
试,测量频率范围在400MHz以下,动态范围为60dB,实验方法,利用屏蔽材料直接做成屏蔽房的形式进行
图4是其测试装置示意图。它首先需建立两个屏蔽原型实验,更符合实际应用的要求,实验结果也更真实
室,并在图中的屏蔽室共用墙壁上开有一个测试孔,发可信;(2)标准模型实验方法,通过研制实验模型,将
射天线在孔的一边,接收天线在孔的另一边。此方法屏蔽材料做成标准模块式试样,固定在金属屏蔽房做
运用得好可得到较准确的测试结果,但该方法要求孔成的测试装置上,可方便进行相关的性能实验。
的边缘与试样要形成良好的电接触,电磁泄漏要很小,3.1屏蔽房原型实验方法
同时试样表面电阻的变化、孔的尺寸、屏蔽室电缆连接
屏蔽房原型实验方法是根据实际应用縉要直接用
及多次反射等都会影响测量结果。 IEEE Std299测量
面材料做成电磁屏蔽房闯,并加装通风波导窗、信号
方法