
電波暗室(anechoic chamber)通常對於輻射試驗來說,測試場地分為三種,分(fèn)別是全電波暗室、半電波暗(àn)室和(hé)開闊場。在這三種測試場地(dì)中進行(háng)的輻射(shè)試驗一般都可以認為(wéi)符合電磁(cí)波在自由空間(jiān)中的傳播規律。
全電波暗室(shì)
全電波暗室減小了外界電磁波信號(hào)對測試信號的幹擾,同時電磁波吸波(bō)材料可以減小由於牆壁和天花板(bǎn)的反射對測試結果造成的多徑效(xiào)應影響,適用於發射、靈敏度和抗擾度實驗。實際使用中(zhōng),如果屏蔽體的屏(píng)蔽效能能夠達(dá)到80dB~140dB,那麽對於外界環境的幹擾就可以忽略不計,在(zài)全電波暗室中可以模擬自由空間的情況。同其它兩種測試場地相比,全電波暗室的地麵(miàn)、天(tiān)花板和牆壁反射最小(xiǎo)、受外界環境幹擾最小,並且不受外(wài)界天(tiān)氣的影響。它的(de)缺點(diǎn)在於受成本製約,測試空(kōng)間有限。

半電波暗(àn)室
半電波暗室與全電波暗室(shì)類似(sì),也是(shì)一(yī)個經過屏蔽設計的(de)六麵(miàn)盒體,在其內部覆蓋有電(diàn)磁波吸波材料,不(bú)同之處在於半電波暗室使用導電地板,不覆(fù)蓋吸波材料。半電波暗室模擬理想的開(kāi)闊場情況,即場(chǎng)地具有一個無限大的良好的導電地平麵。在半電(diàn)波暗室中,由於地麵沒(méi)有覆蓋吸波材料,因此(cǐ)將產生反射(shè)路(lù)徑,這(zhè)樣接收天線接收到的信號將是直射路徑和反(fǎn)射路徑信號的總和。

開闊場
開闊場(open area test, OAT)是平坦、空(kōng)曠、電導率均勻良(liáng)好、無任何反射物的橢圓(yuán)形或圓(yuán)形試驗場(chǎng)地,理想的開闊場地麵(miàn)具有良好(hǎo)的導電性,麵積無限大(dà),在30MHz~1000MHz之間接收天線(xiàn)接收到的信號將是直射路徑(jìng)和反射路徑信號(hào)的(de)總和。但(dàn)在實際應(yīng)用中,雖然可以獲得良好的地麵(miàn)傳導率,但是開闊場的麵積卻是有限的,因此可(kě)能造成發(fā)射天線與接收天線之間的相位差。在發射測試中,開闊場的使用和半電波暗室相同。

暗室有哪些要求?
暗(àn)室是模擬(nǐ)開闊場而進(jìn)行(háng)EMC測量,並提供一個電磁背景幹淨、場均勻性好的一個測量場地。暗室使用頻率一般在9KHz~40GHz左右。我們先來看看3米法電波暗室&10米法電波暗室兩個場(chǎng)地都有(yǒu)哪(nǎ)些共同的指標要求;
其中為滿足30MHz~40GHz的歸一化(huà)場地衰減規則,通常(cháng)暗室需采(cǎi)用鐵氧體片和滲碳(tàn)泡沫(mò)角錐(zhuī)或空心角錐複合型又或者加聚氨酯泡沫尖劈吸波材(cái)料的寬帶(dài)吸波材料。
1)尖劈(pī):
吸波材料電磁波吸收效果通常適用於450MHz以上,耐高溫、高場強。
2)鐵氧體:
鐵氧體電磁波吸收效果在(zài)1GHz以下,最佳在500MHz以下。
首先我們來看一下兩個暗室的區別(bié):
從上表中我們可以看出10米(mǐ)法電波暗室較3米法電波(bō)暗室從各個指標上看10米法的一個(gè)很明顯的優勢就是電波暗室結構更“大",轉台直徑更“大(dà)",承重能力更“大",接收天線方向更“智能",測試靜區範圍更“大(dà)",在低頻時的測試誤差更“小"。
下麵我們分析一下上述內容對於我們被測試樣品的影響在哪(nǎ)裏?
1)樣品的尺寸:更大結構的電波暗室及轉台直徑及靜區麵(miàn)積(啥(shá)是靜區?莫(mò)急,且看後麵分解)可以容納更大尺寸的樣品。
2)樣品的重量:更大的轉台承重可以承擔(dān)大噸位的(de)重(chóng)量級樣品。
3)樣品的頻率:因為測(cè)試在遠場(啥是遠場?莫急,且看後(hòu)麵分(fèn)解)的條件下其測試的結果才更準(zhǔn)確。而近場和遠場的區別又和當前測試距(jù)離下被測頻率所對應的波長有關。所以10米法電波暗室可以準(zhǔn)確的測試出更低的工作主頻。
所以,現在(zài)我們總結一下(xià)10米相對3米電波暗室的優點:
1.轉台直(zhí)徑大(dà),承重能力強,可以測量更重的樣品。樣品超過1噸,就請選擇10米法電波暗室。
2.靜區更大,可以測量外觀更大的(de)樣品。樣品直(zhí)徑超過1.5米,就請選擇10米法電波暗室。
3.誤差更小,數據更加準確,更具權()威。注意:現在很多國家或地區在1GHz以下的輻射騷擾數據已經不接受3m法電波暗室的測試(shì)結(jié)果。即輻射騷擾的測試頻率(lǜ)小於1GHz,就請選擇10米法電(diàn)波暗室。
增加科普1:
靜區是(shì)暗室性能(néng)的最重要指標之一。暗室靜區(qū)是指電波暗(àn)室室內受反射等幹擾最弱的區域,也是放置被測設備和接收天線(xiàn)(發射天線)最(zuì)佳的位置。
暗室(shì)靜區大小與暗(àn)室形狀、大小、結構、工作頻率(lǜ)、所用吸波材料的電性能、靜區所要求靜度等有關。一般而言3m法電波暗室最大隻(zhī)能設計2m(2m直徑)測試靜區,而10米電波暗(àn)室可(kě)以設計到3m或更大。
2m直徑的圓柱內最大隻能切1.5m長寬的長(zhǎng)方體出(chū)來,因此大於1.5m的被(bèi)測物,會超出靜區範(fàn)圍使得測量不準確,必須使用擁有更大的靜區的電波暗室進行測試
增加科(kē)普2:
近場和遠場的影(yǐng)響:
簡單粗暴的(de)公式:當測試距離r >λ/2π達到遠場測試條件, r <λ/2π 為近場測試條件。
1)對於近場:電場和磁場方向無規律
①場源是(shì)高電壓小電流的源近場主要為電場。因為E∝1/r3,H ∝1/r2,隨距離增加電場磁場都會(huì)變小,但波阻抗(kàng)變(biàn)大
②場源是高電(diàn)流小電壓的源近場主要為磁場。因為E∝1/r2,H ∝1/r3,隨距離增加電場磁場都會變小,但(dàn)波阻抗變小
2)對於遠場:電場和磁場方向垂直
E∝1/r , H ∝1/r, 隨距離增加電場磁(cí)場都會變小,但(dàn)波阻抗Z=E/H=120π=377(Ω)恒(héng)定
其(qí)中遠場是平麵(miàn)波,比較容易分析和測(cè)量(liàng),隻需(xū)測量出電(diàn)場就能算出磁場,反之亦然。近場比較複雜,電場(chǎng)和磁場沒有特定關係,需要分別測量,同時近場場強和1/r3, 1/r2有關(guān),所以位置的微小變化會引起較大的測量誤差,測量(liàng)的重複性差,無(wú)法保證測試(shì)的一致性。
在可(kě)能的場合下,應在遠場(chǎng)條件下進行測(cè)量,遠(yuǎn)場區(qū)可以由下列條件來確定(dìng):
測量距離d選擇為:
a)d≥λ/2π≈λ/6,在此距離Z=120π=377Ω,電場分量與磁場分量正交。測量誤差約3dB
d≥λ,測量誤()差0.5dB
EMC實驗室配置(zhì)的主要(yào)附屬設備
1、暗室(shì)的基本(běn)設施和設備
1)、屏(píng)蔽殼體一間(jiān):內部尺寸為20m長×12m寬×8m高,采用(yòng)美國拚裝式工藝建造,保證屏蔽(bì)效能的同(tóng)時,也(yě)能保證(zhèng)屏蔽室的堅固(gù)耐用,並可以整體搬遷或擴建。
2)、屏蔽門:全(quán)開尺寸2.5m*2.5m,手動、電動或氣動開啟。
3)、波導通風口:8個,尺寸為300mm*300mm。
4)、電氣係統:300瓦鹵素燈8盞,220V/單相(xiàng)/插座,380V/3相/插座。
5)、電源濾波器:用於EUT、照明、天線塔、轉台CCTV 係統的電源濾波器,可增加電話濾波器、網絡濾波器等。220VAC/50Hz/單相/2*30A 一台符合MIL-STD-220A 標準,在10MHz~10GHz 頻率範圍內,插入損失100dB,同時滿足UL1283標準。
6)、接頭及(jí)接頭(tóu)扳:用於連(lián)接控製室的設備,裝設於高架(jià)地板之下。300mm*300mm 接頭扳2個,有N型接頭,BNC型接頭,SMA型接頭。
7)、高架地板:最大承(chéng)重2000kg,地板麵裝有3個接(jiē)頭扳,高架地板下有兩個(gè)配線管道,連接接頭扳到地麵接頭扳(bān)。
8)、暗室內部四麵牆和天花板貼滿鐵(tiě)氧(yǎng)體瓦,鐵(tiě)氧體瓦上麵再以velcro 叉(chā)型粘扣帶與魔鬼氈貼微波(bō)吸收材料,在(zài)鏡麵菲涅(niè)爾區貼上微波吸收材料。地(dì)麵之吸波材料采用活動式設計,以滿(mǎn)足抗幹擾(EMS)測試(shì)。
9)、CCTV:影像及控製需以光纖傳輸(shū),配彩(cǎi)色(sè)PAL機型。可(kě)耐100V/M場(chǎng)強,(DC-18MHz頻率範圍)6mm固定攝像機及腳架一支。可耐100V/M場強,廣角境頭,焦距、遠近、光(guāng)圈大小及上下左右可調整的攝(shè)像機。攝像機控製器一台,它通(tōng)過(guò)光纖與攝(shè)像機連結,控(kòng)製攝像頭(tóu)上下左右(yòu)移動,變焦、聚焦。17英寸彩色監示器一套。
2、EMC暗室(shì)量測係(xì)統
1)、待測物轉台
尺寸:直徑3米
材質:金屬結構(gòu)、金屬台麵
載重:2000kg
控製:電驅動、定位及轉速由室外遙(yáo)控
旋轉角度:順時針及逆時針各可旋轉360度,定位誤差優於±10
轉(zhuǎn)台全是光纖控(kòng)製(zhì),避免引入電磁幹擾
2)、天線架(天線升降塔):
材質:FRP
尺寸:高6.3米,垂直調控距離優於1.0-6.0 米萬用天線夾具及收線機
控製:控製器以光(guāng)纖遙控天線架(jià)具有氣動極(jí)向(xiàng)變換位置光纖傳輸
3)、雙通道(dào)控製器一台:控製轉台和天線架移動
4)、EMI測試軟件一套(tào)
暗(àn)室吸波材料通常是用鐵氧體加聚(jù)氨酯泡沫尖劈吸波材料(liào)組成的複合材料,鐵氧體用於1GHz以下,最佳在500MHz以下;聚氨酯泡沫尖劈吸波材料通常適用於450MHz以上,耐高溫、高場強。
為滿足30MHz~18GHz的歸一化場地衰減要求,通常暗室需采用鐵氧體(tǐ)片與滲碳泡沫角錐或空心角錐複合型的寬(kuān)帶吸波材料。根據文獻報道(dào),對(duì)於10m法(fǎ)暗室,為滿足歸一化場(chǎng)地衰減偏(piān)差≤±4dB要求,吸波材料在30~1000MHz垂直入射時反(fǎn)射係數應小於(yú)-20dB,45°入射角時(shí)小於-15dB。對於1~40GHz 頻率範圍(wéi),吸波材料垂直入射(shè)及45°角入(rù)射(shè)的(de)反射係數也應不高於上述數值。
關於複合型寬帶吸波材料,要注意以(yǐ)下兩點:
a)與鐵氧體片組合的滲碳聚氨酯泡沫角錐,其(qí)含碳量不同於單(dān)獨使用的角錐,對於這(zhè)點,國內在早期研製複(fù)合型吸波(bō)材料時並不清楚,而是沿用常規的角(jiǎo)錐吸波材料的含(hán)碳量配(pèi)方。
b)複合型吸波材料與屏蔽室之(zhī)間(jiān)宜加一層膠合板。根據國(guó)外文獻報道(dào),增加這層電介質(膠合板)對改善反(fǎn)射係數是有益的。
EMC暗室與微波暗室的區別
沒(méi)有下麵的鐵氧體和(hé)膠合(hé)板的暗室一般是用來(lái)測試天線的微波暗室,這個EMC暗室不一樣,EMC 暗室必須要有鐵氧體
1、EMC暗室模擬開闊場,也就是說五個麵是沒有任何障礙物,所以EMC暗室五個麵要(yào)粘貼吸波材料,吸收電磁波,防止(zhǐ)反射;而(ér)微(wēi)波暗室是模擬自由(yóu)空(kōng)間,因此六個麵都要粘貼吸波材料;
2、測試原理不一(yī)樣,EMC測試接收能量是(shì)通過空間直射和(hé)地麵反射(shè)疊加值,而微波暗室是直接發射接收到的值(zhí)。
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