EMC屏蔽室相關(guān)資料

屏蔽室是一個(gè)大鐵箱子，起到阻斷室內(nèi)外的無(wú)線電信號(hào)，通俗的講，就是里面的出不去，外面的進(jìn)不來(lái)，但是里面的電磁波會(huì)在內(nèi)壁反射疊加。

電波暗室是在屏蔽室的基礎(chǔ)上，在內(nèi)壁鋪設(shè)了吸波材料，模擬一個(gè)開(kāi)闊場(chǎng)的效果，暗室比屏蔽室貴很多就是貴在暗室內(nèi)貼的這些材料上面。里面的電磁波發(fā)射到內(nèi)壁會(huì)被吸收，基本不會(huì)產(chǎn)生反射疊加的混波效應(yīng)。適合測(cè)試樣品的輻射發(fā)射干擾。暗室一般分全電波暗室和半電波暗室。

對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求不高的測(cè)試比如傳導(dǎo)騷擾、靜電測(cè)試、浪涌測(cè)試、雷擊測(cè)試等都是通過(guò)電源線上進(jìn)行的，所以只需要在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行就夠了；而對(duì)于空間輻射、空間騷擾通過(guò)空間傳播的騷擾或者是抗干擾則對(duì)空間有特殊要求，因此需要在暗室內(nèi)進(jìn)行，模擬空曠場(chǎng)地的空間。

全電波暗室、半電波暗室、開(kāi)闊場(chǎng)，在這三種測(cè)試場(chǎng)地中進(jìn)行的輻射試驗(yàn)一般都可以認(rèn)為符合電磁波在自由空間中的傳播規(guī)律。

全電波暗室

全電波暗室減小了外界電磁波信號(hào)對(duì)測(cè)試信號(hào)的干擾，同時(shí)電磁波吸波材料可以減小由于墻壁和天花板的反射對(duì)測(cè)試結(jié)果造成的多徑效應(yīng)影響，適用于發(fā)射、靈敏度和抗擾度實(shí)驗(yàn)。實(shí)際使用中，如果屏蔽體的屏蔽效能能夠達(dá)到80dB~140dB，那么對(duì)于外界環(huán)境的干擾就可以忽略不計(jì)，在全電波暗室中可以模擬自由空間的情況。同其它兩種測(cè)試場(chǎng)地相比，全電波暗室的地面、天花板和墻壁反射最小、受外界環(huán)境干擾最小，并且不受外界天氣的影響。它的缺點(diǎn)在于受成本制約，測(cè)試空間有限。

半電波暗室

半電波暗室與全電波暗室類(lèi)似，也是一個(gè)經(jīng)過(guò)屏蔽設(shè)計(jì)的六面盒體，在其內(nèi)部覆蓋有電磁波吸波材料，不同之處在于半電波暗室使用導(dǎo)電地板，不覆蓋吸波材料。半電波暗室模擬理想的開(kāi)闊場(chǎng)情況，即場(chǎng)地具有一個(gè)無(wú)限大的良好的導(dǎo)電地平面。在半電波暗室中，由于地面沒(méi)有覆蓋吸波材料，因此將產(chǎn)生反射路徑，這樣接收天線接收到的信號(hào)將是直射路徑和反射路徑信號(hào)的總和。

開(kāi)闊場(chǎng)

開(kāi)闊場(chǎng)是平坦、空曠、電導(dǎo)率均勻良好、無(wú)任何反射物的橢圓形或圓形試驗(yàn)場(chǎng)地，理想的開(kāi)闊場(chǎng)地面具有良好的導(dǎo)電性，面積無(wú)限大，在30MHz~1000MHz之間接收天線接收到的信號(hào)將是直射路徑和反射路徑信號(hào)的總和。但在實(shí)際應(yīng)用中，雖然可以獲得良好的地面?zhèn)鲗?dǎo)率，但是開(kāi)闊場(chǎng)的面積卻是有限的，因此可能造成發(fā)射天線與接收天線之間的相位差。在發(fā)射測(cè)試中，開(kāi)闊場(chǎng)的使用和半電波暗室相同。

電磁兼容的各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目都要求有特定的測(cè)試場(chǎng)地，其中以輻射發(fā)射和輻射抗擾度測(cè)試對(duì)場(chǎng)地的要求最為嚴(yán)格。由于80～1000MHz 高頻電磁場(chǎng)的發(fā)射與接受完全是以空間直射波與地面反射波在接收點(diǎn)相互迭加的理論為基礎(chǔ)的。場(chǎng)地不理想，必然帶來(lái)較大的測(cè)試誤差。

開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)是重要的電磁兼容測(cè)試場(chǎng)地。但由于開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)造價(jià)較高并遠(yuǎn)離市區(qū)，使用不便；或者建在市區(qū)，背景噪聲電平大而影響EMC 測(cè)試，所以常用室內(nèi)屏蔽室來(lái)替代。但是屏蔽室是一個(gè)金屬封閉體，存在大量的諧振頻率，一旦被測(cè)設(shè)備的輻射頻率和激勵(lì)方式促使屏蔽室產(chǎn)生諧振時(shí)，測(cè)量誤差可達(dá)20 ～ 30dB，所以需要在屏蔽室的四周墻壁和頂部上安裝吸波材料，使反射大大減弱，即電波傳播時(shí)只有直達(dá)波和地面反射波，并且其結(jié)構(gòu)尺寸也以開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)的要求為依據(jù)，從而能模擬室外開(kāi)闊場(chǎng)的測(cè)試，這就是電磁屏蔽吸波暗室，又簡(jiǎn)稱(chēng)為EMC 暗室，成了應(yīng)用較普遍的EMC 測(cè)試場(chǎng)地。美國(guó)FCC、ANCI C63.6— 1992、IEC、CISPR 及國(guó)軍標(biāo)GJB152A-97、GJB2926-97《電磁兼容性測(cè)試實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可要求》等標(biāo)準(zhǔn)容許用電磁屏蔽半電波暗室替代開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行EMC 測(cè)試。

EMC 暗室結(jié)構(gòu)通常由RF 屏蔽室、吸波材料、電源、天線、轉(zhuǎn)臺(tái)等幾部分構(gòu)成：由RF 屏蔽室保證測(cè)試不受外界干擾；由吸收材料保證暗室的吸收特性；天線、轉(zhuǎn)臺(tái)保證被測(cè)物按標(biāo)準(zhǔn)要求的狀態(tài)及條件進(jìn)行測(cè)試；電源系統(tǒng)保證試驗(yàn)用電。RF 屏蔽門(mén)、通風(fēng)波導(dǎo)窗、攝像機(jī)、照明燈、電源箱等輔助設(shè)備都應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)放在主反射區(qū)之外，避免任何金屬部件暴露在主反射區(qū)。

暗室的地板是電磁波唯一的反射面。對(duì)地板的要求是：連續(xù)平整無(wú)凹凸。不能有超過(guò)最小工作波長(zhǎng)1/10的縫隙，以保持地板的導(dǎo)電連續(xù)性。暗室內(nèi)接地線和電源線要靠墻腳布設(shè)，不要橫越室內(nèi)，電線還應(yīng)穿金屬管，并保持金屬管與地板良好搭接。為了避免電波反射影響測(cè)量誤差，人和測(cè)試控制設(shè)備不應(yīng)在測(cè)試場(chǎng)地內(nèi)。所以一般EMC 暗室都由測(cè)試暗室和控制室構(gòu)成，測(cè)試暗室內(nèi)安放測(cè)試天線和被測(cè)設(shè)備，操作人員和測(cè)試控制儀器都在控制室內(nèi)。如有大功率功放設(shè)備，還應(yīng)建立功放室放置這些設(shè)備， 以免對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生干擾。暗室和控制室要各自采用獨(dú)立的供電系統(tǒng)，使用不同相的電源，經(jīng)過(guò)各自的濾波器，以避免控制室的干擾通過(guò)電源線進(jìn)入暗室內(nèi)。

半電波暗室總體方案的選擇及建造方式

電磁兼容半電波暗室主要用于替代無(wú)電磁波干擾的開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行電磁輻射騷擾測(cè)量和電磁輻射敏感度測(cè)量。由于半電波暗室的測(cè)試環(huán)境需要模擬開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)地的電磁波傳播條件(即電磁波傳播時(shí)只有直射波和地面反射波) ,故暗室尺寸應(yīng)以開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)要求為依據(jù) ,一般分為標(biāo)準(zhǔn)的 10 m 法 ,5 m法和 3 m 法等。半電波暗室的種類(lèi)很多 ,無(wú)論從功能上、結(jié)構(gòu)形式上、 材料選擇上、 安裝形式上都有較大的差異。

但是采用哪種方案 ,主要根據(jù)使用者需要的測(cè)試類(lèi)型 ,被測(cè)物的空間尺寸、 試驗(yàn)級(jí)別等。首先我們要明確測(cè)試頻率范圍 ,是作軍標(biāo)測(cè)試還是民標(biāo)測(cè)試 ,是進(jìn)行廠家內(nèi)部預(yù)兼容及診斷測(cè)試 ,還是要進(jìn)行第三方的認(rèn)證測(cè)試;其次要明確被測(cè)對(duì)象可能占據(jù)的最大空間、 試驗(yàn)室主要應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、自身的資金狀況以及將來(lái)可能的擴(kuò)展升級(jí)需求等因素 ,由此選擇一個(gè)合適可行的試驗(yàn)場(chǎng)地和儀器設(shè)備的配置方案。

建造半電波暗室可以采用兩種基本方式：拼裝式和焊接式。拼裝式殼體由成型鋼板(在四邊經(jīng)兩次彎板制成)和螺栓固定模塊構(gòu)成。任意相鄰兩塊屏蔽模塊間都有導(dǎo)電襯墊 ,以保證優(yōu)良的射頻屏蔽和電連續(xù)性。這種方式結(jié)構(gòu)輕 ,易于裝配 ,便于將來(lái)維修和拆卸 ,施工周期短。焊接屏蔽系統(tǒng)由大片的鋼板焊接在一起構(gòu)成 ,它們形成了一個(gè)緊密的射頻密封體。焊接封裝的好處在于經(jīng)久耐用 ,并因消除了接縫泄漏而具有更高的屏蔽性能 ,但不易拆卸 ,適合于固定場(chǎng)所。

由于各暗室廠家建造暗室的屏蔽板類(lèi)型不同 ,屏蔽板之間的連接方式和工藝也不一樣 ,為了保證良好的電接觸和密封性 ,應(yīng)對(duì)他們采用的屏蔽板及其連接方式進(jìn)行詳細(xì)了解和比較 ,并結(jié)合實(shí)際的施工周期等要求進(jìn)行選擇。

2母體建筑及基礎(chǔ)設(shè)施

建設(shè)一個(gè) EMC 實(shí)驗(yàn)室是一項(xiàng)系統(tǒng)工程 ,它遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)接口關(guān)系：測(cè)試設(shè)備 →半電波暗室 →母體建筑設(shè)計(jì)。對(duì)具體工程的實(shí)施來(lái)說(shuō) ,該順序正好相反，經(jīng)歷母體建筑施工 →半電波暗室安裝 →測(cè)試設(shè)備安裝調(diào)試的過(guò)程。因此 ,在建造半電波暗室之前必須先建好母體建筑 ,包括占地面積、 結(jié)構(gòu)承載、 空間尺寸、供電、 供氣、 空調(diào)及防水等。母體建筑的設(shè)計(jì)首先要考慮足夠的天花板高度以容納所建的半電波暗室、傳導(dǎo)測(cè)試屏蔽室、 屏蔽放大器室 ,以及其它附屬設(shè)施的要求。

母體建筑與暗室之間必須預(yù)留足夠的空間 ,以便于暗室的安裝、維修和通風(fēng)。母體建筑的地板主要承擔(dān)所有屏蔽體和安裝部分的重量及負(fù)荷 ,也需要特別注意。土建地面需要精心鋪設(shè) ,要求地面的波紋度在數(shù)米的范圍內(nèi)不超過(guò)幾毫米 ,還有很高的防潮要求。此外 ,暗室內(nèi)的轉(zhuǎn)臺(tái)需要裝設(shè)在一定深度的混凝土凹坑中 ,地勢(shì)較低 ,必須作好防水處理。

在開(kāi)始安裝暗室前 ,對(duì)承載地面一般還有比較高的殘留濕度要求 ,對(duì)每一個(gè)試驗(yàn)室還要提供接地電阻很低的接地點(diǎn)等。由于暗室與母體建筑之間所涉及的接口問(wèn)題比較多 ,并且國(guó)內(nèi)建筑公司對(duì)其中的一些要求基本上沒(méi)有可借鑒的經(jīng)驗(yàn) ,所以盡量讓土建設(shè)計(jì)單位、施工單位和暗室廠商進(jìn)行交流和溝通是非常必要的。

3半電波暗室建設(shè)涉及的幾個(gè)方面

1.電波暗室的尺寸。你應(yīng)該清楚你所要建造的暗室是標(biāo)準(zhǔn)10米法半電波暗室還是標(biāo)準(zhǔn)3米法半電波暗室或是根據(jù)你的場(chǎng)地要求定制尺寸的電波暗室;電波暗室是否要配套修建屏蔽的控制室及放大器室，它們各自的長(zhǎng)、寬、高尺寸是多少，它們建造在暗室的哪個(gè)方向。

2.屏蔽門(mén)的類(lèi)型、尺寸和數(shù)量。屏蔽門(mén)分單刀、雙刀、三刀等不同類(lèi)型，并有電動(dòng)、氣動(dòng)和手動(dòng)三種。你要根據(jù)你將來(lái)的被測(cè)設(shè)備和人員進(jìn)出方便程度以及屏蔽門(mén)的屏蔽性能、耐用性、可靠性、易維護(hù)性等多方面綜合考慮來(lái)選擇它們。

3.屏蔽板的類(lèi)型和連接方式。由于各暗室制造廠商用來(lái)建造暗室的屏蔽板類(lèi)型不同，屏蔽板之間的連接方式和工藝也不相同。為了保證好的接觸緊密性和電連續(xù)性，應(yīng)該注意對(duì)他們選用的屏蔽板及屏蔽板之間的連接方式進(jìn)行了解和比較。

4.屏蔽室屏蔽性能。應(yīng)該讓暗室制造廠商提供其電磁屏蔽室可以達(dá)到的具體的屏蔽性能指標(biāo)(給出具體數(shù)值)，其中應(yīng)該包括不同頻率段(從低頻段到高頻段)對(duì)磁場(chǎng)、電場(chǎng)、平面波、微波的屏蔽性能指標(biāo)。

5.吸波材料。注意暗室制造廠商所采用的吸波材料的生產(chǎn)廠家和型號(hào)(包括鐵氧體吸波材料和尖劈吸波材料);注意吸波材料的組成結(jié)構(gòu)及它的抗高溫、高濕性能和阻燃性能;了解其長(zhǎng)期使用是否易變形以及各種吸波材料在不同頻帶內(nèi)的吸波性能，了解它們?cè)诎凳抑械匿佋O(shè)方式和鋪設(shè)位置及作用。

6.電源線和信號(hào)線濾波器?？紤]好暗室將來(lái)要使用的電源類(lèi)型和它們的最大功率，如測(cè)試設(shè)備、受試設(shè)備和輔助設(shè)備以及照明系統(tǒng)等是否要使用380V、220V、110V交流電壓，是否有需要直流供電的測(cè)試和受試設(shè)備，它們的數(shù)量是多少，是否有特殊的測(cè)試設(shè)備和輔助設(shè)備需要特殊的濾波器等，這些都需要考慮周全，以便供應(yīng)商提前準(zhǔn)備好這些電源線和信號(hào)線濾波器。

7.信導(dǎo)板和波導(dǎo)通風(fēng)窗。暗室內(nèi)需要安裝波導(dǎo)通風(fēng)窗與排氣扇或空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行連接。注意波導(dǎo)通風(fēng)窗的頻段設(shè)計(jì)，其屏蔽性能要符合屏蔽室的屏蔽性能。信導(dǎo)板用來(lái)安裝不能直接通過(guò)屏蔽墻體進(jìn)行安裝的端子或信號(hào)接口;信導(dǎo)板的安裝數(shù)量、位置以及其上的端子的數(shù)量和類(lèi)型要和測(cè)試設(shè)備供應(yīng)廠商一起進(jìn)行商討來(lái)決定。

8.火情報(bào)警裝置和照明設(shè)施。注意選擇不會(huì)產(chǎn)生任何無(wú)線電干擾的照明設(shè)施;火情報(bào)警裝置的安裝應(yīng)該不會(huì)影響暗室的性能。

9.暗室內(nèi)的自動(dòng)化裝置。暗室內(nèi)的自動(dòng)化裝置包括天線升降塔、轉(zhuǎn)臺(tái)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及可對(duì)它們進(jìn)行控制的控制器。天線升降塔的選擇要考慮生產(chǎn)廠家、型號(hào)及是否有安裝天線的適配器，是否受到測(cè)試設(shè)備的支持(即與它相連接的測(cè)試設(shè)備的測(cè)試軟件是否有支持它的驅(qū)動(dòng)程序);轉(zhuǎn)臺(tái)同樣應(yīng)該受到測(cè)試設(shè)備的支持并根據(jù)受試設(shè)備的大小來(lái)確定轉(zhuǎn)臺(tái)的尺寸及承載能力，同時(shí)要考慮轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度和定位精度;監(jiān)控系統(tǒng)包括安裝在暗室中的攝像機(jī)和安放在控制室內(nèi)的監(jiān)視器，可根據(jù)實(shí)際使用情況來(lái)選擇攝像機(jī)和監(jiān)視器的數(shù)量，攝象機(jī)要選擇可在寬的頻率范圍和高的場(chǎng)強(qiáng)下正常工作且不會(huì)產(chǎn)生射頻干擾信號(hào)的機(jī)種，并將其安裝在無(wú)飯射區(qū)域。

10.暗室的性能測(cè)試和保修培訓(xùn)。由于暗室不僅適用于EMC中的EMI測(cè)試，還可用于EMS中的輻射抗擾度測(cè)試。因此，暗室的性能檢測(cè)要包括暗室屏蔽體建成后的屏蔽性能測(cè)試和暗室全部建造完成后的場(chǎng)地衰減測(cè)試和場(chǎng)均勻測(cè)試。這些測(cè)試要根據(jù)合同要求和國(guó)際上暗室建造驗(yàn)收的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。要選擇有知名度的和經(jīng)過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可的測(cè)試機(jī)構(gòu)。暗室的保修和配套設(shè)備、部件的保修以及培訓(xùn)要寫(xiě)進(jìn)合同中去。

審核編輯 ：李倩