三同轴屏蔽效能测试装置的研制
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三同轴法电缆屏蔽效能
在电缆传输中,屏蔽效能是非常重要的。
三同轴法电缆是一种优
质的屏蔽工艺,具有许多优异的屏蔽效果。
三同轴法电缆是将电缆内部的传导体与外部的屏蔽体构成三个同
轴同心环,以实现对电信号的屏蔽保护。
在传输过程中,电信号将经
过中心传导体,随着传导体发生变化而发生信号传输。
同时,电信号
还会受到内部屏蔽体的限制,从而形成特定频段的传输能力。
外层屏
蔽体则可削弱外界的电磁噪声,使电信号传输清晰稳定。
三同轴法电缆的屏蔽效能优异,能在传输过程中保护信号免受干扰。
其屏蔽效果可减少一定范围内的电磁波干扰,从而保证数据传输
时的可靠性。
同时,三同轴法电缆不仅能保障数据传输,还可维护机
器设备运转的稳定。
这种电缆还能减少产生干扰的可能性,提高数据
传输的精准度和稳定性。
要想有效提高三同轴法电缆的屏蔽效能,需要注意以下几点:
1.电缆的结构原理要合理,传导体与屏蔽体的结构和位置要恰当,使其能形成良好的屏蔽效果。
2.电缆的材料选用要合适。
三同轴法电缆的电缆芯材质要求紧致
有规律,外层材质则需要有足够的剪切强度。
3.电缆的安装方法要规范。
在安装电缆时需要保证其与设备接触
良好,并进行可靠的固定。
总而言之,三同轴法电缆的屏蔽效能具有非常重要的作用。
电缆结构、材料选用和安装方法都对屏蔽效能存在着影响,正确的应用和维护能够大大提高其屏蔽效果,确保数据传输的清晰稳定。
屏蔽部件的屏蔽效能测试实验指导书一、实验目的理解屏蔽的分类,加强对屏蔽效能概念理解,掌握屏蔽效能测试原理及方法。
二、实验原理屏蔽效能是同一地点无屏蔽存在时的电磁场强度与加屏蔽体后的电磁场强度之比。
(一)屏蔽效能计算方法后前P PSE lg 10=()12SE A A dB =-其中:SE 为屏蔽效能,P 前和A 1为自由空间校准接收功率值,P 后和A 2为屏蔽后接收到的接收功率值。
测量原理图如图1所示。
图1屏蔽效能测试原理图 (二)屏效测试使用天线测试频段 频率范围 标准测试天线 低频段100Hz~30MHz环形天线三、实验仪器1.电磁屏蔽室(含屏效测试窗口)2信号源SP1642B,信号源MG3694A;3.测试天线组:KSTM-1013环形天线,KSTM-2213对称振子天线,KSTH-0508微波喇叭天线(各一对);4. 安捷伦N9020A微波频谱分析仪;5.测试电缆1#、2#、3#及附件;6.被试屏蔽材料样件。
四、实验内容及步骤实验内容:(一)磁场屏效测试(1)测试频点:250 kHz 、1MHz、30MHz(4)加屏蔽体后的测试。
(二)电场屏效测试(1)测试频点:300MHz、1GHz 。
(3)自由空间测试。
(4)加屏蔽体后的测试。
(三)平面波屏效测试(1)测试频点:4GHz、6GHz 。
(4)加屏蔽体后的测试。
测试具体步骤(以磁场频效测试为例):1.按原理图连接测试系统,经检查系统连接正常后,将信号发生器的电源插头插入220V电源,按下“电源”开关,将信号源预热30分钟;2.自由空间测试,将信号源输出频率依次调为实验内容中的测试频点,输出功率为+20dBm;在每个频率点下,在频谱仪中读出接收到的相应频率点处的功率电平幅度dBm值记为A1;3.加屏蔽体后的测试,保持信号源输出功率不变,通过频谱仪读出有屏蔽时接收到的相应频率点处的功率电平dBm值记为A2;注:应保证受试屏蔽样件与屏蔽室测试窗口安装法兰的电连续,尤其注意安装螺栓的均匀紧固,减小安装孔缝对测试结果的影响。
GTEM Cell的制作及其在射频同轴电缆屏蔽效能测试中的应用的开题报告一、选题背景随着无线通讯技术的不断发展,射频电子产品越来越广泛地应用于生产和生活中。
然而,这些设备可能会对周围环境产生不良影响,干扰其他电子设备的正常工作。
因此,在电子设备的设计中必须考虑EMI(电磁干扰)控制。
射频同轴电缆是一种用于传输高频信号的电缆。
由于电缆传输的信号宽带,可能会对周围环境产生电磁干扰。
屏蔽抑制可以减少EMI的产生。
为了测试射频同轴电缆的屏蔽效能,需要使用一个适用于高频测试的测试设备——GTEM Cell。
GTEM Cell是用于高频电磁干扰测试的一种设备,它可以提供稳定的高频电磁场环境,以测试电子设备或电缆的抗干扰性能。
本文将介绍如何制作一个GTEM Cell,并研究它在射频同轴电缆屏蔽效能测试中的应用。
二、研究内容本文主要研究内容如下:1. GTEM Cell的基本原理及特点2. GTEM Cell的制作及其测试方法3. 射频同轴电缆的屏蔽效能测试方法4. GTEM Cell在射频同轴电缆屏蔽效能测试中的应用三、研究意义本文的研究意义如下:1. 掌握GTEM Cell的制作方法和测试方法,有助于提高电磁兼容性测试的水平。
2. 探索将GTEM Cell应用于射频同轴电缆屏蔽效能测试中的方法,为电子产品设计者提供更可靠的测试手段。
3. 对于射频同轴电缆屏蔽效能测试的研究将直接影响高频电路设计及电磁兼容性测试结果的准确性。
四、拟定研究计划本文研究计划如下:1. 在文献中了解GTEM Cell的基本原理及特点。
2. 设计GTEM Cell的结构,并进行制作。
3. 通过测试确认GTEM Cell的性能并记录数据。
4. 研究射频同轴电缆的屏蔽效能测试方法,并进行测试和分析。
5. 将GTEM Cell应用于射频同轴电缆屏蔽效能测试中,并进行测试和分析。
6. 撰写论文并进行答辩。
五、预计结果通过本文的研究,预计可以得出以下结果:1. 设计并制作出一个稳定可靠的GTEM Cell。
3GHz三同轴法射频同轴电缆屏蔽效能测试装置的研
制的开题报告
一、选题背景
随着现代通信技术的发展,射频同轴电缆成为了一种常用的传输介质。
而同轴电缆的屏蔽效能对于信号传输质量有着至关重要的作用。
因此,研究同轴电缆的屏蔽效能测试方法和装置具有重要的实际意义。
二、研究目的
本文旨在研制一种有效的测试同轴电缆屏蔽效能的装置,以满足
3GHz高频信号传输的需求。
该装置通过三同轴法测量同轴电缆屏蔽效能,提供了一种可靠的测试方法。
三、研究内容与方法
1. 研究同轴电缆屏蔽效能的测试方法
本文将介绍同轴电缆屏蔽效能的测试原理和方法。
其中,通过三同
轴法进行测试,并对测试结果进行分析和评估。
2. 研制同轴电缆屏蔽效能测试装置
本文将设计和研制一种用于测试同轴电缆屏蔽效能的装置。
该装置
主要由信号源、功率计、同轴电缆、滤波器等组成,通过相应的测量仪
器进行信号采集和处理。
3. 测试与分析
本文将进行同轴电缆屏蔽效能测试,并对测试结果进行分析和评估。
同时,将详细介绍测试过程和结果分析。
四、研究意义与结论
通过该研究,可以获得一种有效的同轴电缆屏蔽效能测试方法和装置,这对于提高同轴电缆传输质量具有积极的实际意义。
同时,通过测试结果的分析和评估,可以了解同轴电缆的屏蔽效能水平,为同轴电缆的使用和设计提供参考。
总之,该研究对于同轴电缆屏蔽效能测试方法和装置的研发具有一定的理论和实际意义,有助于推动射频通信技术的发展。
DR-S02平面材料屏蔽效能测试仪产品手册使用本产品前请仔细阅读本手册;本装置内部为精密机械机构,使用或运输途中切忌猛烈碰撞,以免影响仪器性能;本装置出厂前已调试至最佳性能状态,用户不可随意拆卸,使用如有问题请致电本公司,本公司将提供及时的技术支持与维修服务。
如用户私自拆卸或由于私自拆卸造成的问题,本公司一律不给予提供保修服务。
非经本公司书面许可,任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本手册内容的部分或全部,并不得以任何形式传播。
本手册中的信息可能变动,恕不另行通知。
DR-S02平面材料屏蔽效能测试仪核心部件为完全按照ASTM 4935标准规定的同轴法兰测试装置(DR-S01),结合精巧结构设计,解决同轴法兰装置测试笨重难操作的问题,同时高精密加工的同轴法兰部件在测试频率范围内具有非常小的驻波比和非常低的插入损耗(见附录),有效的保证了测试结果的真实性与准确性;适用于屏蔽织物、金属薄板、非导电材料表面涂层或镀层、金属网、导电膜、导电玻璃、导电介质板等平板型电磁屏蔽材料的平面波屏蔽效能的测量。
适用标准:ASTM 4935、GJB 6190-2008和SJ20524-1995。
主要参数AC220V/ 50Hz 电源≤1dB 插入损耗(IL )≤1.3(同轴测试装置)最大驻波比(VSWR )660mm ×420mm ×380mm (H ×W ×D )外形尺寸N 型接头输入/输出约35kg重量30MHz ~1.5GHz ,(可在9kHz ~3GHz 内使用,最大驻波比不大于2)频率范围说明主要参数装箱单—1产品手册2—1合格证3防震泡沫箱包装1DR-S02测试仪1备注数量名称序号配套选件DC~3GHz ,1W ,6dB 或10dB 2同轴衰减器2根据客户要求定制功能1屏蔽效能测试软件3进口同轴电缆2测试电缆1备注数量名称序号图2 典型插入损耗图1 典型驻波比附录同轴屏蔽效能测试装置的典型驻波比和插入损耗。
关于编织型电缆结构对屏蔽性能影响的数据化分析摘要本文简要介绍三同轴管中管法测试屏蔽性能的原理,利用三同轴管中管测试方法对不同电缆结构的屏蔽性能进行测试,分析了电缆结构对屏蔽衰减及转移阻抗的影响,得出了结论编织层数越多,屏蔽衰减越好;第三层第四层屏蔽层主要影响低频转移阻抗和屏蔽衰减。
关键字编织型电缆;屏蔽衰减;转移阻抗;三同轴管中管法前言随着电子技术的高速发展,电缆作为传输信号的媒介,还可以向外辐射信号或者受到外界的信号干扰,造成信号失真。
随着频率越来越高,对电缆及组件的屏蔽性能要求也越来越高。
而对屏蔽衰减起关键作用的就是电缆的屏蔽层,一般多为铜、铝管外导体或编织外导体结构,CATV中经常用到编织型外导体。
不同类型的外导体对屏蔽性能也有较大的影响,本文研究编织型外导体的不同结构对最终屏蔽性能的影响。
1 测试电缆与测试方法1.1 编织型电缆结构简介同轴编织电缆结构由内导体、绝缘介质、屏蔽层、护套构成,信号在内导体与屏蔽层之间传输。
编织线一般按照屏蔽层结构分为标准屏蔽、三层屏蔽和四层屏蔽。
1.2 屏蔽性能测试原理屏蔽性能测试方法目前主要有三同轴法、线注入法、吸收钳法、GTEM小室法[1]。
三同轴可以同时测试组件的转移阻抗及屏蔽衰减,动态范围广,测试极限可达到-120dB。
本文采用的是三同轴测试方法中的管中管法测试[2]。
对于一些射频连接器或短的电缆组件,三同轴方法测试截止频率会很高,测试屏蔽效率只能增加电缆组件长度来测试[3]。
因此根据IEC62153-4-7中规定了扩展的三同轴法——管中管法测量可测试不同长度的屏蔽效率。
管中管法是通过采用金属延长管来调整被试组合件的电长度,使被试组合件的电长度变长,在低频率范围,也可以测量屏蔽衰减[4-5]。
屏蔽效能在国际上也有等级之分,根据EN50117标准定义,屏蔽效能等级中最高等级为class a++,具体指标屏蔽衰减>105dB @30-1000MHz ,屏蔽衰减>95dB@1000-2000MHz,屏蔽衰减>85dB@2000-3000MHz2 结果与分析将四层屏蔽电缆、三层屏蔽电缆、标准屏蔽电缆按照同样的方式与匹配接头进行组装,电缆均量取1.5m,接头均采用F头,组装完成后,将三种样品放入三同轴测试系统中分别进行测试,测试频率为5MHz-3000MHz。
连接器和电缆电磁屏蔽效果的测试方法摘要:在当前电磁频谱日趋密集、电磁功率密度急剧增加、设备大量混合使用的情况下,系统电磁环境日益恶化。
连接器和电缆作为系统安装过程中不可缺少的一部分,影响着系统数据传输的速度和信号传送的质量,电磁屏蔽的重要性更为突出。
文章主要阐述五种测试电磁屏蔽效果的方法,并分析它们各自的特点。
关键词:电磁屏蔽;测试;连接器;电缆1 引言连接器和电缆是重要的电子元件,如果电磁屏蔽效果差,就会因为串扰、耦合等原因产生无用信号或者噪声,最终影响系统性能的稳定和寿命等,因此对连接器和电缆屏蔽效果测试方法的研究尤为重要。
本文阐述五种电磁屏蔽效果的测试方法:三同轴法、管中管法、吸收钳法、模式搅拌法和GTEM室法,并对它们进行对比。
2 电磁屏蔽效果的测试方法2.1 三同轴法2.1.1 活塞可调节的三同轴法图1为三同轴法的结构,工作原理是测试射频泄漏源四周的泄漏能量。
在测试过程中,被测连接器放置在终端接匹配负载的均匀传输线中构成完整的同轴系统,再放置在一个圆筒内,从而形成第二个同轴系统,其一端端接可调的短路活塞,而另一端则接圆锥形的过渡器,过渡器连接到匹配检波器。
调节短路活,使检波器示数最大。
然后,直接将检波器接至射频电源,测得保持检波器初始电平需要的衰减变化量,最后根据衰减量计算出接有被测件的装置的接人引起的总衰减量。
2.1.2 活塞不可调节的三同轴法图2也是一种三同轴法的结构,但是没有可调节的短路活塞。
通常外同轴线阻抗总是大于5012。
IEC规范中缺省值是15012,内、外系统问信号传输速率相差10%。
由于内、外同轴线传输速率不同时会影响测试结果,因此要引入修正因数被测件特性阻抗(通常为5011),引入的修正值为10 l0g加(2zs/R),z为外同轴线特性阻抗,R为△n(见公式3)为了连接到标准接口,图2采用台阶的结构。
无论是台阶还是锥度,由于径向尺寸变小,在频率不断增大时,传输中都会出现高次模,由于高次模的出现会影响电磁屏蔽测试结果,因此推荐测试频率低于外同轴线截止频率。
电缆转移阻抗测量方法及实践陈渊硕【摘要】转移阻抗是衡量外部电磁场能量透过电缆屏蔽层的特征参数.介绍了测量转移阻抗的三同轴方法,探索了并联铜带分流和扁钢分流的测量方法,得出了利用分流物可以增强电缆屏蔽效能的结论.【期刊名称】《上海电力学院学报》【年(卷),期】2014(030)003【总页数】4页(P231-234)【关键词】电缆;屏蔽;转移阻抗;三同轴【作者】陈渊硕【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM246在电气系统及电子系统领域,电缆能够将两个或多个不同的系统联系起来,起到能量传递和信息传送的作用.目前,电缆的电磁兼容主要存在两个问题:外界对电缆传输线的耦合;电缆传输线对外的辐射.[1]这两个问题主要取决于电缆的屏蔽效能,[2]也就是电缆屏蔽层的作用.随着电磁兼容方面的要求与日俱增,光靠理论分析已不能得到精确的结论,而测量转移阻抗是一种有效的度量屏蔽效能的方法.[3-4]本文通过实际测量转移阻抗,探索了提高电缆屏蔽效能的方法.1 三同轴测试方法转移阻抗是一个比值,在获得单位长度的电缆屏蔽层与电缆芯线上的电压降U以及屏蔽层上流经的感应电流I0这两项参数后,相除即可得到.转移阻抗是一项参数值,用于评估外界电磁波通过电缆屏蔽层的指标.电缆屏蔽层有3个作用:一是减少外界电磁场对电缆的干扰;二是减少相邻电缆间的耦合;三是减少电缆自身对外界的辐射.屏蔽电缆转移阻抗的最普遍形式为:[5]式中:I0——电缆屏蔽层上流过的电流;d U/d x——单位长度的电缆屏蔽层与电缆芯线上的电压降;I——电缆芯线上流过的电流.三同轴测量方法是一种比较快速有效的测量转移阻抗的方法,[6]可用于测量同轴电缆、类同轴屏蔽对称电缆、屏蔽多芯电缆等多种型号的电缆.所谓三同轴就是在被测电缆外部安装一根外回流圆管,将被测电缆套在里面,由被测电缆芯线、被测电缆屏蔽层和外屏蔽层(外回流圆管)构成三同轴的结构,如图1所示.图1 三同轴测试系统示意三同轴测量方法所需的条件是一个相对理想化的状态,且该方法是针对同轴电缆制定的,其测试结构要求严格.三同轴测量方法在适应频率范围上较有优势,可以随被测电缆长度的变化而发生改变.[7]一般而言,如果被测电缆的长度为1 m,可用于测量的频率应低于30 MHz;如果被测电缆的长度为0.3 m,可用于测量的频率应低于100 MHz.由于其所需条件相对理想化而不易满足,因此在实际实验过程中要对三同轴法作改良.改良的方法如下:将测量线的l端点与驱动线的2端点短接,使被测电缆的芯线与被测电缆的屏蔽层构成内部回路,而测量工具与被测电缆的屏蔽层构成外部回路.这样的改良处理存在一定的缺陷,由于l端点与2端点短接后,会造成被测电缆的芯线上流过的电流分配不均匀,从而使测量的频率范围有所减小,但仍能够完成测试.[8]2 实验装置搭建及实验结果分析2.1 实验装置搭建本实验中,采用一根长钢管作为外回流管.由于被测电缆的芯线与屏蔽层本身已经在被测电缆中形成了二同轴,加套一个外回流圆管后即构成三同轴的结构.由于钢管比较长,可在钢管中每隔一段距离架上支架,尽量使被测电缆与外回流管在同一轴线上.为了模拟实际工程中的外部干扰对电缆内部芯线的耦合程度,需要选择激励源.可以向电缆屏蔽层注入冲击电流,选择冲击电流发生器,并采用8/20μs波形的冲击电流.具体接线情况如下:在电源端,将电缆芯线与电缆屏蔽层焊在一起;将冲击电流正极接在电缆芯线及屏蔽层上,负极连在外回流圆管上;在测量端,用手工将电缆屏蔽层和电缆芯线分离,并分开放置;将电缆芯线接在示波器上,并将外回流圆管与屏蔽层连接在一起;将测量端的示波器的信号输入端接在电缆芯线上,而地线就接在电缆屏蔽层与外回流管的连线上.[9]2.2 实验结果及分析每注入一次冲击电流后,分别记录电源端和测试端示波器的波形,对采集到的波形进行滤波处理.滤波后,对波形进行傅立叶分解,得到电压和电流的频谱分析.将两者相除后,即可得到转移阻抗的值.[10]图2和图3分别为两种不同型号的电缆在无分流情况下得到的转移阻抗波形图.图2 jvvp电缆无分流情况下转移阻抗波形从图2和图3可以看出,在低频下转移阻抗总体变化不大,其原因是在这个频段里,影响转移阻抗的重要因素是电缆屏蔽层的分离作用,表现为电缆屏蔽层的直流电阻;而在高频下,外界电磁场能量经由电缆屏蔽层上的孔洞与电缆芯线形成耦合作用,随着频率的增加,转移阻抗迅速增加.[11]比较jvvp电缆和kvv22电缆的转移阻抗波形可以发现,前者较为曲折而后者较为光滑,这是由于两种电缆的屏蔽层结构不同所致.由于jvvp电缆的编织网形电缆屏蔽层是密集孔结构,[12]较易为外力作用所改变,因此电磁能量在耦合过程中的路径存在多变性;kvv22电缆的钢铠屏蔽层质地较为厚实,是缝结构,且不易发生形变,因此电磁能量在耦合过程中的路径比较有规律性.图3 kvv22电缆无分流情况下转移阻抗波形在无法改变电缆内部屏蔽层的前提下,可以为屏蔽层添加分流物,以提高电缆的抗干扰能力.在上述所做的实验中,冲击电流只打在电缆芯线与屏蔽层上,而并联分流物后,外部进入的冲击电流将打在电缆芯线、屏蔽层及分流物上,冲击电流势必会从分流物上分流掉一部分.测量这种接线方式下的电缆转移阻抗,可以选择不同的分流物,观察分流物的分流能力.在本实验中对电缆屏蔽层加装铜带或扁钢分流,即在外回流管中铺设铜带或扁钢,接线示意图如图4所示.图4 用扁钢或铜带作为分流线的接线示意图5和图6分别为同型号电缆加分流物后得到的转移阻抗波形图,可以看出,用扁钢或铜带作分流后,所得到的转移阻抗值确实比无分流情况下的转移阻抗值小.其主要原因是经过分流物与电缆屏蔽层的并联分流后,电缆上的冲击电流比无分流时少了很多,降低了电缆芯线上耦合出的电压,使得电缆末端感应电压明显减小,对电缆造成的干扰也相应减小,从而提高了电缆的屏蔽效果.也就是说,外加分流物可以改进电缆的屏蔽效果.而通过扁钢分流的转移阻抗值比通过铜带分流的转移阻抗值小,这说明扁钢分流比铜带能更好地增强屏蔽效能.图5 kvv22电缆铜带分流情况下转移阻抗波形图6 kvv22电缆扁钢分流情况下转移阻抗波形理论上,为了得到更好的屏蔽效果,可以采取几种分流物组合在一起的方法,[13]例如扁钢与铜带并联分流,但需要考虑扁钢与铜带之间的谐振问题.3 结论(1)三同轴测量转移阻抗方法效果较好,经过简单改进的三同轴装置比较容易实现.(2)电缆的屏蔽效果由屏蔽层的性质所决定,孔结构电缆屏蔽层易发生形变,且屏蔽效果不稳定,而钢铠结构屏蔽层不易形变,且屏蔽效果相对较稳定.在实际应用中,应根据电磁兼容方面的要求,结合设计成本等因素加以考虑,选择合适的电缆.(3)外加分流物可以有效减小转移阻抗数值,增强屏蔽效果,如扁钢分流比铜带分流的效果更好.在实际应用中,如果使用外加分流物增强屏蔽效果,须结合实际情况,并考虑安全因素.【相关文献】[1]郭银景,吕文红,唐富华,等.电磁兼容原理及应用教程[M].北京:清华大学出版社,2004:172-175.[2]张琦,石立华,张祥,等.电缆屏蔽效能评估方法比较研究[J].核电子学与探测技术,2012,32(4):421-428.[3]VANCE E F.Coupling to shielded cables[M].New York: John W iley&Sons Press,1978:32-38.[4]孙蓓云,郑振兴,周辉,等.屏蔽电缆转移阻抗的测量[J].核电子学与探测技术,2002,22(2):179-181.[5]SALIS.An improved model for the transfer impedance calculation of braided coaxial cables[J].IEEE Transactions on EMC,1991,33(2):139-143.[6]VANLANDSCHOOT B,MARTENS L.New method for measuring transfer impedance and transfer adm ittance of shields using a tri-axial cell[J].IEEE Transactions on EMC,1997,39(2):180-185.[7]FOURIE A P C,GIVATIO,CLARK A R.Simple technique for the measurement of the transfer impedance of variablelength coaxial interconnecting leads[J].IEEE Transactions on EMC,1998,40(2):163-166.。