电波暗室及半电波暗室的分类和性能评价指标
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在屏蔽室的天花板和四面墙贴上吸波材料,地面的吸波材料采用活动式铺设,即构成EMC实验室。
该EMC 暗室(实验室)为十米法半电波暗室,在30MHz至18GHz的频率范围内,在3米测量距离拥有2米静区,10米测量距离拥有3米或更大静区,该暗室满足FCC、CE和VCCI对十米法暗室的认证、测量规则。
一.用途:可对通讯设备、电子、电气设备进行EMC(EMC)测量,即电磁干扰(电磁干扰)和电磁敏感度(EMS)测量。
适用频率30MHz-18GHz可延至40GHz。
二.主要规格及性能1.屏蔽效能,满足EN 50147-1、GB12190-90。
技术参数如下:频率屏蔽效能14 kHz >60 dB 磁场100 kHz > 80 dB 磁场100 kHz > 100 dB 电场1 MHz >100 dB 磁场1 MHz >100 dB 电场100 MHz > 100 dB 电场1 GHz >100 dB平面波10 GHz >100 dB微波18 GHz >100 dB微波100 MHz > 100 dB电场 1 GHz >100 dB &nb2.按照ANSI C63.4-2003的步骤和规定在直径3米的圆柱体静区内所有位置从30MHz至1GHz进行归一化场衰减测量,按照10米法测量的归一化衰减(NSA)值和理论值偏差优于±4dB;1GHz至18GHz频率范围内使用传输损耗(TL)测量方法进行测量,仅在5GHz、10GHz和18GHz三点进行测量,归一化衰减(NSA)值和理论值偏差优于±4dB。
同时满足CISPR16、EN50147-2、CISPR22-1997、GB9254-1998、VCCI V-3/99.05标准对场衰减的规则。
3.按照IEC61000-4-3步骤和规定,符合EN61000-4-3:1996和GB/T 17626.3-1998的规则,在30MHz至1GHz进行场均匀度测量,标准场为转台之上0.8米-2.3米范围内1.5米x1.5米的垂直平面,按照3米测量距离规则16个测量点的75%即12点场均匀性在0-6dB之间;1GHz至18GHz的测量仅在5GHz、10 GHz和18GHz三点以低于3v/m进行测量。
电波暗室分类
嘿,朋友们!今天咱们来聊聊电波暗室的分类。
你知道吗,电波暗室就像是一个神秘的魔法盒子,里面藏着各种不同的奇妙“世界”呢!
首先来说说全电波暗室。
哎呀呀,这就好比是一个超级豪华的隔音房,
能把一切外界的电波干扰都挡在外面。
比如说,你在一个嘈杂的环境里打电话,总是听不清对方在说啥,而全电波暗室呢,就像是给你开辟出了一个绝对安静、清晰的通话空间!厉害吧!
然后呢,是半电波暗室。
这个呀,就像是一个有一点点小缝隙的保护罩。
它虽然没有全电波暗室那么“厉害”,但也有着自己独特的用处呢。
就好比你家里的门,不能完全隔绝声音,但也能起到一定的阻隔作用呀!它能在很多情况下满足我们的需求呢。
还有一种是开阔场电波暗室。
这就像是一片广阔的大草原,没有太多的
遮挡。
你想想,在开阔的草原上,信号是不是能更好地传播呀?这种电波暗室在一些特定的场合可是非常重要的哟!
那它们到底都有啥用呢?比如说,在电子设备研发的时候,我们得确保它们不会受到外界电波的干扰,才能知道它们自己到底好不好呀,这时候电波暗室不就派上大用场啦!再比如,在进行一些精密的信号测试时,难道不需要一个安静的环境吗?
总之呀,电波暗室的分类可真是太有趣、太重要了。
不同的电波暗室就像是不同的工具,我们要根据实际需求选择合适的那个呀!别小看它们,它们可是在科技领域有着不可或缺的地位呢!。
汽车用半电波暗室设计及技术要求田永坡;王赛【摘要】长城汽车哈弗技术中心建设的用于车辆电磁兼容测试的3法半电波暗室已经投入使用.该暗室以其独特的设计,在满足零部件全项目测试能力的基础上,最大程度的兼容了整车测试能力.支撑了智能化、自动化车辆的研发验证,培养了人才,为10米法半电波暗室的建设及使用提供了技术储备.介绍了实验室的设计、建设经验及技术要求,分享半电波暗室建设过程中需要重点考虑的关键问题以供探讨.【期刊名称】《铜仁学院学报》【年(卷),期】2017(019)012【总页数】4页(P43-45,54)【关键词】电磁兼容;半电波暗室;设计【作者】田永坡;王赛【作者单位】长城汽车股份有限公司哈弗技术中心,河北保定071000;河北省汽车工程技术研究中心,河北保定071000;长城汽车股份有限公司哈弗技术中心,河北保定071000;河北省汽车工程技术研究中心,河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】R392随着汽车电子化、智能化、自动化发展,其电磁兼容(EMC)问题越来越突出。
各国政府及车辆制造商也极为重视,国内外相关的标准、规范、指令也陆续出台并强制实施。
我国对整车EMC实施强制认证工作,凡是不符合国家强制标准的产品,有关部门将对产品生产者和销售者依法进行处理。
汽车的电磁兼容性测试包括:①产品工作时产生的无意射频发射程度,即电磁骚扰特性;②在复杂的电磁环境中,产品能够正常工作的能力,即电磁抗扰能力。
如今电磁环境趋于复杂,各种有意发射、无意发射充斥其中,最实用的方法是建造半电波暗室来替代开阔试验场进行电磁兼容试验。
半电波暗室的主要性能有归一化场地衰减(NSA)、场地电压驻波比(sVSWR)、场均匀性(FU)、屏蔽效能(SE)、底噪(NF)[a]及静区尺寸、谐振频率、接地和绝缘特性等。
电波暗室是内部加装吸波材料的屏蔽室。
电波暗室分为全电波暗室与半电波暗室,与全电波暗室区别为半电波暗室地板没有加装吸波材料,用于汽车测试的是半电波暗室。
电波暗室又称为电波无反射室,通常所说的电波暗室在结构上大都由屏蔽室和吸波材料两部分组成。
电波暗室在工程应用上有两种结构形式:一种是在屏蔽室的四壁、天花板和地板上全装有电波吸收材料,称为全电波暗室,以等效自由空间,可用作天线测量、仿真试验、天线罩测量;另一种是在电磁屏蔽室的内壁、天花板上加装电波吸收材料,地板采用金属地板的导电面,这样可以与OATS 等效,称为半电波暗室, 在军、民用EMC 标准中均规定是在半电波暗室条件下进行EMC检测,这主要是由于以前的E M C标准制定是以O A T S 为基础的,采用半电波暗室具有继承性。
半电波暗室主要是模拟开阔场地,即在暗室中测试时,接收天线接收到的场是EUT辐射电磁波的直达波和标准地面反射波的矢量和。
因此,由暗室的外壳—屏蔽室解决背景噪声的问题,并在屏蔽室五个面上挂贴吸波材料,以消除屏蔽室内电磁波的漫反射。
半电波暗室工作频率范围由暗室的功能、需贯彻的军标或民标的要求决定。
例如,为满足GJB152A-97的要求,半电波暗室工作频率需要与它的屏蔽效能和所选的吸波材料相一致。
为满足30MHz~18GHz频率范围的归一化场地衰减要求,通常暗室需采用复合型的宽带吸波材料。
近几年半电波暗室采用的工作频率范围一般为10kHz~18GHz,个别实验室要求频率上限为40GHz。
半电波暗室尺寸暗室的长、宽、高是相对于被试设备(EUT)的最大尺寸和执行的E M C 标准确定的,在半电波暗室内进行辐射发射和敏感度测试时,希望EUT布置在暗室的静区范围之内(一般将产品置于转台上),并且与壳体上的吸波材料尖端有适当的间隙。
国际CISPR民用EMC标准对RE测试的收发距离通常是按EUT的最大尺寸来选择,如下表:收发距离与EUT最大尺寸的相关性目前国内外通常的提法有3 m 法半电波暗室、1 0 m法半电波暗室、30m法开阔试验场之分,近年来欧盟标准又出现5 m 法全电波暗室(草案),用于EUT 最大尺寸小于2.0m 的测试。
什么是核磁共振屏蔽室?核磁共振屏蔽室适用于永磁和超导核磁共振设备的磁场屏蔽,防止外界电磁场干扰核磁共振扫描成像仪(MRI)的正常工作,抑制MRI产生的磁场泄露影响外界设备的工作。
1核磁共振屏蔽机房施工工艺:(1)结构:MRI型屏蔽室设计有拼装式和焊接式两种结构。
(2)焊接工艺:0.5mm紫铜板作射频屏蔽层,焊接采用氩弧焊或铜焊,高导磁率钢板作磁屏蔽层(3)龙骨架支撑采用铝合金,并与墙体间作绝缘处理。
手动锁紧屏蔽门屏蔽门,可拆卸式铍青传指型铜簧片。
(4)高性能屏蔽观察窗双层铜网经特殊工艺制作,透光率好。
(5)其它:电源滤波器、信号转接板,空气供应及通风系统的屏蔽接口处理、同轴连接器、光纤转接盒、医疗气体波导接口、气体灭火截止波导管、心电监护系统接口或其它医疗设备接口以及室内照明等。
2核磁共振屏蔽室设计屏蔽体的使用寿命是20-30年,屏蔽壳体的抗震等级按照8级计算。
考虑到磁场影响和拆装方便,采用铜板拼装式设计。
(1)核磁屏蔽室底面设计:屏蔽室在核磁仪放置位置地沟要求:2.8m×2.8m×0.9m,室内其他地方挖深为:55公分,水平以下30公分用C25混凝土浇筑。
对浇注地基水泥沙浆磨平,进行双层SBS防水处理,铺设高强度的绝缘地坪,然后进行屏蔽体地面制作。
(2)屏蔽室壳体设计:屏蔽体是用0.35mm紫铜板及优质松木框架(刷防火涂料)拼装结构。
拼装模块之间夹多层铜网衬垫,采用M6*100不锈钢螺栓紧固。
3(3)屏蔽门设计:手动单开屏蔽门,尺寸:1.2m宽×2.1m高(外平开式);根据屏蔽室现场特点,采用单外开屏蔽门。
屏蔽室门是影响整个屏蔽室屏蔽效果的最重要部位,是保持屏蔽系统总性能免于退化的最薄弱部件,也是系统中唯一可动部分,因此保持屏蔽门屏蔽效能的稳定性尤为重要。
门的结构为单扇平开式,门板采用铜板、木龙骨和不锈钢框架焊接制成,门框边缘采用指型铍青铜弹片密封,使用无磁锁具。
在屏蔽室的天花板和四面墙贴上吸波材料,地面的吸波材料采用活动式铺设,即构成EMC实验室。
该EMC暗室(实验室)为十米法半电波暗室,在30MHz至18GHz的频率范围内,在3米测量距离拥有2米静区,10米测量距离拥有3米或更大静区,该暗室满足FCC、CE和VCCI对十米法暗室的认证、测量规则暗室是模拟开阔场而进行EMC测量的,并提供一个电磁背景干净、场均匀性好的一个测量场地。
吸收微波只是吸波材料的特点而已。
暗室使用频率一般在10KHz~40GHz左右。
暗室吸波材料通常是用铁氧体加聚氨酯泡沫尖劈吸波材料组成的复合材料,铁氧体在1GHz以下,最佳在500MHz以下;聚氨酯泡沫尖劈吸波材料通常适在450MHz以上,耐高温、高场强。
为满足30MHz~40GHz的归一化场地衰减规则,通常暗室需采用铁氧体片和渗碳泡沫角锥或空心角锥复合型的宽带吸波材料。
民用为30M-18G,军用为9k-40GHz的频段。
根据文献报道,对于10m法暗室,为满足归一化场地衰减偏差≤±4dB规则,吸波材料在30~1000MHz垂直入射时反射系数应小于-20dB,45°入射角时小于-15dB。
对于1~40GHz频率范围,吸波材料垂直入射及45°角入射的反射系数也应不高于上述数值。
关于复合型宽带吸波材料,要注意以下两点:a)和铁氧体片组合的渗碳聚氨酯泡沫角锥,其含碳量不同于单独使用的角锥,对于这点,国内第一次(1995年)研制复合型吸波材料时并不清楚,而是沿用常规的角锥吸波材料的含碳量配方。
b)复合型吸波材料和屏蔽室之间宜加一层胶合板。
根据国外文献报道,增加这层电介质(胶合板)对改善反射系数是有益的。
没有下面的铁氧体和胶合板的暗室一般是用来测量天线的微波暗室,这个EMC暗室不一样,EMC暗室必须要有铁氧体1)EMC暗室模拟开阔场,也就是说五个面是没有任何障碍物,所以EMC暗室五个面要粘贴吸波材料,吸收电磁波,防止反射;而微波暗室是模拟自由空间,因此六个面都要粘贴吸波材料;2)测量原理不一样,EMC测量接收能量是通过空间直射和地面反射叠加值,而微波暗室是直接发射接收到的值;静区性能是微波暗室综合性能的体现,也是暗室设计的关键。
1 引 言电磁兼容测试包括电磁辐射骚扰(RE)和电磁辐射抗扰度(RS)的测量,常用测试场有开阔试验场(OATS)、SAC等。
OATS是重要的电磁兼容测试场地,但OATS造价高且需远离市区(闹市区背景噪声电平大,影响EMC测试),现在测试主要使用SAC替代无电磁波干扰的OATS 进行电磁辐射骚扰(RE)和电磁辐射抗扰度(RS)的测量。
SAC是EMC实验室最重要的组成单元,是汽车整车和电子零部件及系统进行RE和RS测试最直接测试场所。
SAC的测试环境需要能够模拟OATS的电磁波传播条件,需要使用电磁波传播的两径模型,即直射波和地面反射波,其规模直接影响实验室的建造费用,其的性能参数直接影响整个EMC的技术指标。
公司在考虑进行SAC的建设时,需要根据实验室定位和市场需求,结合实际提出科学合理的技术指标,进而完成SAC技术和建设的转化。
此外,在技术参数的确定过程中,还要充分的考虑被测设备(EUT)的类型、任务的饱和率、技术的先进性、前瞻性、可扩展性,以满足公司当前和未来相当长时间内的检测、科研任务的需求。
本文主要针对整车用半电波暗室的性能和建设进行设计。
2 SAC电波暗室SAC是除了接地平板之外其余五面都装有吸波材料的屏蔽室,吸波材料可以吸收测试设备和EUT产生的辐射波,较小屏蔽体内壁对电磁波的反射。
SAC用于模拟OATS,现已经被国内外标准认可,成为广泛应用的EMC测试场所。
但是SAC由于地面仍为金属面板,依然存在漫反射引起的驻波问题,以及测试天线的升降问题。
SAC的主要性能指标包括屏蔽效能(SE)、归一化场地衰减(NSA)、场地电压驻波比(SVSWR)、场均匀性(FU)等。
SAC的接地平板铺设附加的吸波材料后可以升级为增强型SAC。
地面上铺设吸波材料后没有反射,可以进行RS的测试;在RE测试时将吸波材料移走,还原成SAC。
根据测试方法的不同,即天线与被测物体的距离,SAC可划分为以下几种类型:(1)3m法电波暗室的最小尺寸为9*6*6m,适合频率为26MHz~18GHz,可用于RE、RS测试。
附件:3m法半/全电波暗室技术要求及配置1、基本要求★3m法半/全电波暗室可进行30MHz~18GHz频率范围内的EMC测试。
1.1、暗室须满足的标准要求ANSI C63.4-2003,U.S. FCC (Class B) parts 15 and 18,EN50147EN 55022IEC6100-4-3-2006GR-1089-CoreCISPR11,14,15,16,22 ,25CISPR publication 17GB 9254-1998NRL8093DIN4102 A1DIN4102 B2MIL-STD 220AMIL-STD 461MIL-STD 4621.2 尺寸要求★暗室屏蔽体外尺寸不小于: 9.0m(L)× 6m(W)×6 m(H)★控制室(屏蔽室)内净空尺寸不小于: 8m(L)×4.0m(W)×3.0m(H) ★功放室(屏蔽室)内净空尺寸不小于: 2.0m(L)×4.0m(W)×3.0m(H),1.3 暗室的性能要求★场衰减:从30 MHz~18 GHz 按照ANSI C63.4-2003 的标准测试,实际的NSA 和理论的NSA相比优于± 3.5 dB ,符合美国. FCC Class B(3m)和国际标准。
★静区:在30MHz ~1GHz 频率范围内严格按照ANSI C63.4-2003标准进行测试,在3 米测试距离,有一个直径2 米的圆柱体静区。
在静区内进行归一化场衰减测试的NSA 值和理论的NSA 值相比优于±3.5dB★场地电压驻波比:从1GHz - 18 GHz 按照CISPR16-1-4 ED2 2006和CISPR/A/710 FDIS,直径2米,高2米的圆柱体静区,测试距离3m,两个高度,两个极化方向场地电压驻波比优于6dB。
★场均匀度:从26MHz~18GHz 的频率范围内16 个测试点中的12 个点的均匀性为0~+6 dB,标准场为转台之上0.8m~2.3m 范围内1.5m× 1.5m 的垂直平面★背景噪声:暗室内空间环境的背景噪声(暗室内转台、天线升降塔、照明灯和电视监视器等设备开启状态)测试电平比在30MHz~1GHz的频率范围内的EN55022、GB9254 标准所规定B 级的限值的电平至少低20dB,1GHz~6GHz电平低于6dB。
电波暗室及半电波暗室的分类和性能评价指标
1.1 按电波暗室的用途分类
电波暗室按用途可分为天线图测试室、雷达截面测试室、电磁兼容(EMC)测试室、电子战(对抗)测试室。
1.1.1天线图测试室
天线是电磁兼容测试中不可缺少的一部分,天线参数的准确性将对测试结果产生影响。
天线图测试室就是专门测试天线参数的实验室,如:天线的方向性图和增益等。
1.1.2雷达截面测试室
用于测试舰船、飞机、导弹(火箭)、车辆等所载雷达截面。
1.1.3电磁兼容测试室
这是使用最为广泛的一种电波暗室,对于一般的电子产品,在其投入市场正式使用前都要进行辐射发射和辐射抗扰度的测试,以便判断产品是否可以投入市场,电磁兼容测试室便可以完成测试任务。
1.1.4电子战(对抗)测试室
模拟实战电磁干扰情况下装备系统的工作状况。
1.2 按电波暗室的形状分类
电波暗室按形状可分为矩形电波暗室、锥型电波暗室。
1.2.1矩形电波暗室
目前大部分电波暗室都建造成矩形,标准3m法、5m法和10m法暗室都是指矩形暗室。
1.2.2锥型电波暗室
这种暗室可以有效的避免侧面、顶面和地面的反射,而这些因素经常会影响矩形电波暗室的性能。
矩形电波暗室在低频(1GHz以下)性能比较差,锥形电波暗室就没有这个缺点。
所以它常用来试验或测量卫星通信以及整个卫星。
1.3 按内表面吸波材料的粘贴方式分类
按照内表面吸波材料的粘贴方式,可将暗室分为半电波暗室、全电波暗室和改进型半电波暗室。
1.3.1半电波暗室
半电波暗室是除了地面(接地平板)之外,其余五面都装有吸波材料的屏蔽室。
作为室外开阔试验场地的替代场所,半电波暗室已被国内外标准认可,成为应用广泛的EMC测试场所。
但半电波暗室存在自身缺陷,如天线的升降,地平面电磁波反射等引起的测量值的不稳定。
半电波暗室被用于EMC~I量和电磁辐射敏感度测量。
主要性能指标用归一化场地衰减(NSA)和测试面场均匀性(FU)来衡量。
1.3.2全电波暗室
全电波暗室是内表面全部装有吸波材料的屏蔽室。
用来模拟自由空间的传播环境。
全电波暗室完全摒弃了平面大地干涉原理,解决了半电波暗室固有的许多缺陷。
同时由于模拟自由空间,没有反射的发生,不存在干涉模型,对水平极化、垂直极化的一致性较好;并且不存在3m和10m之争,只需3mUl可,为电磁兼容测试提供了一种低造价、低费用、方便高效、灵活准确的测试方法。
全电波暗室主要用于微波天线系统的参数测量。
通常用静区,反射率电平,交叉极化度,多路径损耗,幅度均匀性和工作频率等六项指标来表示。
1.3.3改进型半电波暗室
改进型半电波暗室是在接地平板上装有附加吸波材料的半电波暗室。
由于电波暗室不仅是骚扰辐射的测试场地,也是抗扰度测试场地。
设备抗扰度(设备敏感度)测试时评估EUT对来自空间的辐射电磁场的抗扰性能,该测试应在电波暗室中进行,地面上应铺设吸波材料。
因此,对于半电波暗室,测试时必须把吸波材料补上,使之没有反射,这就变成了改进型半电波暗室。
在测试辐射发射时将吸波材料移走,又还原成半电波暗室。
1.4 按电波暗室的尺寸分类
电波暗室按照尺寸大小可分为超紧缩型预测式全波暗室、最小实用尺寸电波暗室、小型电波暗室、3米法电波暗室、5m法电波暗室、10m法电波暗室。
1.4.1超紧缩型预测式全波暗室
尺寸约为4.6m×2,5m×2.75m。
它主要用来进行抗扰度测试,也可以进行辐射发射的预测试。
这种暗室占用空间小,造价低,特别是由于它是拼装成的,所以在任何地方都可以拆卸和安装。
并且升级到733型暗室和标准3米法暗室也很容易。
此类暗室很适合中小型企业使用。
1.4.2最小实用尺寸电波暗室
尺寸约为7m×3m×3m。
主要用于射频抗扰度,发射预估及自由空间发射测试。
适合频率为26MHz~1GHz,价格约为10万美元,造价较低,适用于中小型企业做内部测试。
1.4.3小型电波暗室
尺寸约为8m×4m×4m。
主要用于射频抗扰度发射预估及自由空间发射测试。
适合频率为26MHz~1GHz,价格约为127Y美元,比最小实用尺寸电波暗室略高,尺寸也略大。
1.4.4 3m法电波暗室
尺寸约为9m×6m×6m。
用于射频抗扰度及发射测试尺寸在2m以下的产品。
价格约为30
万美元,是国际上普遍采用的代替开阔场的实验场地。
1.4.5 5m法电波暗室
尺寸约为1lm×7m×9m。
费用约为40万美元,价格只比3m法电波暗室贵15%,但只是10m 法价格的三分之一。
性能在较宽范围内都比3m法电波暗室优越,且与10m法的换算修正关系较之3m法对10m法的换算修正关系更优越。
可以测试较大体积的EUT。
这种暗室已经逐渐得到推广和应用。