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建立半電波暗室應(yīng)注意的幾個問題
在產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域,電磁兼容(EMC)研究變得越來越重要。許多工程部門希望擁有自己的EMC測試環(huán)境。在EMC測試中,產(chǎn)品的輻射發(fā)射測量對測試環(huán)境和設(shè)備的要求尤為重要。輻射發(fā)射要求的環(huán)境是一個開闊場(OATS)或一個半電波暗室(SAC)。對于其他形式的EMC測試,有一個工作臺或屏蔽室也就足夠了;對輻射抗擾度測試指標的實現(xiàn),則使用全電波暗室。
本文主要討論一些關(guān)于輻射發(fā)射測試的場地設(shè)計問題。開闊場為優(yōu)選的測試場地。然而,由于日益嚴重的電磁“污染"和開闊場對氣候的依賴性,半電波暗室已成為經(jīng)濟適用的替代品。本文結(jié)合民用EMC測試標準,對用于輻射發(fā)射測試SAC的設(shè)計和建造問題作一些介紹。
1、屏蔽室 SAC是由裝有吸波材料的屏蔽室組成的。屏蔽室將內(nèi)部容間和外部的電磁環(huán)境相隔離。環(huán)境電磁波頻譜來自包括電視信號、無線電廣播、個人通訊設(shè)備以及人為環(huán)境噪聲等等。屏蔽室的作用就是使屏蔽室內(nèi)的外部騷擾強度明顯低于受試設(shè)備(EUT)本身所產(chǎn)生的干擾場強。
在SAC的屏蔽室的建造中,有兩種基本構(gòu)造方法:組合型和焊接型。組合型由墻板和使墻板連接的夾具組成。墻板可以是兩面覆蓋鍍鋅薄層的膠合板或是鍍鋅的鋼板。夾具使墻板安裝成為一個整體,并保證了墻板的導電連續(xù)性。同時,墊襯和高頻吸波材料常常被用于提高屏蔽效能。即使大多數(shù)制造商應(yīng)用同樣的屏蔽系統(tǒng)概念,但由于設(shè)備的各自特性差別導致市場上各產(chǎn)品相互之間的性能的不一致。 焊接結(jié)構(gòu)是由鋼板或銅板經(jīng)焊接而成的一個緊密的針對射頻信號的密封體。這是一項工藝要求精密的技術(shù)。高水平的焊接體使屏蔽效能穩(wěn)定可靠,同時高性能的屏蔽效能取決于焊縫漏洞的排除。當然,焊接結(jié)構(gòu)的不理想因素就是造價較高。
在SAC中進行電磁兼容測試,地板是一個重要的部分。在輻射發(fā)射測試中,EUT的一部分發(fā)射信號通過地板反射,由接收天線測量接收,就象辦公室中的實際情況一樣。模擬一塊良好的地板,要使地板具備導電連續(xù)性,并且表面的起伏變化要盡可能小。我們可以通過建造高架地板獲得這種效果。所謂高架地板就是用與墻壁和天花板相同的金屬材質(zhì)制成的架空地板。測量和控制的電纜、電源線、轉(zhuǎn)臺的機械部分都置于高架地板之下。高架地板根據(jù)轉(zhuǎn)臺機械部分的情況,一般高度為30cm到60 cm。為了使地板獲得完整的導電連續(xù),轉(zhuǎn)臺的導電表面與周圍的地板是保證導電連續(xù)的。通常采用接地環(huán)等距空間連接的方法實現(xiàn)。
為了操作的目的,屏蔽室的穿孔是需要的。穿孔需要仔細選擇,施工時要保持屏蔽室的完整性。對一個典型的SAC包括以下介紹的幾個類型的基本穿孔。
1.1通道門 顯然,至少要一個門。最常見的部件是一種凹槽接觸裝置,即單刀雙簧,門邊是單刀結(jié)構(gòu),門框是凹槽結(jié)構(gòu),凹槽內(nèi)有雙簧片保持導電連續(xù)性;或是氣密墊,門和門框通過壓緊保證導電連續(xù)性。較流行且價格低廉的是旋轉(zhuǎn)門,它有一個或兩個合頁。旋轉(zhuǎn)門可以在一個或兩個合頁上安裝吸波材料,但開門后的靜空間非常小。為了彌補這一點,滑動門也是一種選擇,它具有使用方便,價格適宜的優(yōu)勢。
1.2波導窗 出于空氣流動和制冷的目的,低于截止頻率的氣流通過起到截止波導作用的蜂窩通風口出入,且只有很小的壓差變化。大部分波導窗的工作頻率可以達到10GHz。對于更高的頻率,例如達到40GHz,就需要更高級的設(shè)計。
1.3電源 安裝在屏蔽室外的電源線濾波器用于電源濾波,包括轉(zhuǎn)臺、天線桿、EUT及屏蔽室內(nèi)的相關(guān)設(shè)備。濾波器適于高電流、高電壓(400V)的交直流濾波。所參考的標準為用于電器性能考核的MIL-STD-220A和用于操作安全的UL1283。
1.4燈 白熾燈可以安裝在室內(nèi)。通常利用高帽燈具安裝的天花板上,以獲得充足的照明,減少對吸波材料的影響。
1.5接口板 接口板也是一個截止波導,包括用于發(fā)射測量的射頻接口、EUT信號接口、濾波器接口、光纖引入口、防火控制電纜。光纖控制電纜用于轉(zhuǎn)臺、天線桿和CCTV系統(tǒng)。其他穿孔包括各種穿入管,如制冷用途以及進風、排風的機械系統(tǒng)。
2、屏蔽效能 屏蔽室的性能是由屏蔽效能(SE)來定義的。它的意義也就是由于屏蔽室的存在而產(chǎn)生的信號衰減。目前,廣泛使用的定義SE的標準是NSA65-6(如表1)。在這個標準中,所定義的衰減等級,已經(jīng)超過用EMC的測試要求,對其他一些應(yīng)用測試也是足夠的。在EMC的應(yīng)用中,SE是定義在一個或一些特殊頻率上的。在1GHz這個常用的頻率點,組合型的屏蔽效能是100dB, 而焊接型屏蔽室可以獲得120dB,的屏蔽效能。