新建電波暗室需要滿足那些要求?
點擊數(shù):37922017-12-08 09:51:24 來源: 重慶哥爾摩科技有限公司、電波暗室、電磁兼容暗室、汽車電子暗室、EMI系統(tǒng)測試、EMS系統(tǒng)測試、EMC測試附件、EMC測試天線
電波暗室是模擬開闊場而進行EMC測量,并提供一個電磁背景干凈、場均勻性好的一個測量場地。電波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地都有哪些共同的指標(biāo)要求;
其中為滿足30MHz~40GHz的歸一化場地衰減規(guī)則,通常暗室需采用鐵氧體片和滲碳泡沫角錐或空心角錐復(fù)合型又或者加聚氨酯泡沫尖劈吸波材料的寬帶吸波材料。
1)尖劈:
吸波材料電磁波吸收效果通常適用于450MHz以上,耐高溫、高場強。
2)鐵氧體:
鐵氧體電磁波吸收效果在1GHz以下,最佳在500MHz以下。
首先我們來看一下兩個暗室的區(qū)別:
從上表中我們可以看出10米法電波暗室較3米法電波暗室從各個指標(biāo)上看10米法電波暗室的一個很明顯的優(yōu)勢就是電波暗室結(jié)構(gòu)更“大”,轉(zhuǎn)臺直徑更“大”,承重能力更“大”,接收天線方向更“智能”,測試靜區(qū)范圍更“大”,在低頻時的測試誤差更“小”。
下面我們分析一下上述內(nèi)容對于我們被測試樣品的影響在哪里?
1) 樣品的尺寸:更大結(jié)構(gòu)的電波暗室及轉(zhuǎn)臺直徑及靜區(qū)面積(啥是靜區(qū)?莫急,且看后面分解)可以容納更大尺寸的樣品。
2) 樣品的重量:更大的轉(zhuǎn)臺承重可以承擔(dān)大噸位的重量級樣品。
3) 樣品的頻率:因為測試在遠(yuǎn)場(啥是遠(yuǎn)場?莫急,且看后面分解)的條件下其測試的結(jié)果才更準(zhǔn)確。而近場和遠(yuǎn)場的區(qū)別又和當(dāng)前測試距離下被測頻率所對應(yīng)的波長有關(guān)。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(xiàn)在我們總結(jié)一下10米相對3米電波暗室的優(yōu)點:
1. 轉(zhuǎn)臺直徑大,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(qū)更大,可以測量外觀更大的樣品。樣品直徑超過1.5米,就請選擇10米法電波暗室。
3. 誤差更小,數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,更具權(quán)威。注意:現(xiàn)在很多國家或地區(qū)在1GHz以下的輻射騷擾數(shù)據(jù)已經(jīng)不接受3m法電波暗室的測試結(jié)果。即輻射騷擾的測試頻率小于1GHz,就請選擇10米法電波暗室。
增加科普1:
靜區(qū)是暗室性能的最重要指標(biāo)之一。暗室靜區(qū)是指電波暗室室內(nèi)受反射等干擾最弱的區(qū)域,也是放置被測設(shè)備和接收天線(發(fā)射天線)最佳的位置。
暗室靜區(qū)大小與暗室形狀、大小、結(jié)構(gòu)、工作頻率、所用吸波材料的電性能、靜區(qū)所要求靜度等有關(guān)。一般而言3m法電波暗室最大只能設(shè)計2m(2m直徑)測試靜區(qū),而10米電波暗室可以設(shè)計到3m或更大。
2m直徑的圓柱內(nèi)最大只能切1.5m長寬的長方體出來,因此大于1.5m的被測物,會超出靜區(qū)范圍使得測量不準(zhǔn)確,必須使用擁有更大的靜區(qū)的電波暗室進行測試
增加科普2:
近場和遠(yuǎn)場的影響:
簡單粗暴的公式:當(dāng)測試距離r >λ/2π達(dá)到遠(yuǎn)場測試條件, r <λ/2π 為近場測試條件。
1)對于近場:電場和磁場方向無規(guī)律
①場源是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變小,但波阻抗變大
②場源是高電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,但波阻抗變小
2)對于遠(yuǎn)場:電場和磁場方向垂直
E∝1/r , H ∝1/r, 隨距離增加電場磁場都會變小,但波阻抗Z=E/H=120π=377(Ω)恒定
其中遠(yuǎn)場是平面波,比較容易分析和測量,只需測量出電場就能算出磁場,反之亦然。近場比較復(fù)雜,電場和磁場沒有特定關(guān)系,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,測量的重復(fù)性差,無法保證測試的一致性。
在可能的場合下,應(yīng)在遠(yuǎn)場條件下進行測量,遠(yuǎn)場區(qū)可以由下列條件來確定:
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實驗室配置的主要附屬設(shè)備
1、暗室的基本設(shè)施和設(shè)備
1)、屏蔽殼體一間:內(nèi)部尺寸為20m長×12m寬×8m高,采用美國拼裝式工藝建造,保證屏蔽效能的同時,也能保證屏蔽室的堅固耐用,并可以整體搬遷或擴建。
2)、屏蔽門:全開尺寸2.5m*2.5m,手動、電動或氣動開啟。
3)、波導(dǎo)通風(fēng)口:8個,尺寸為300mm*300mm。
4)、電氣系統(tǒng):300瓦鹵素?zé)?盞,220V/單相/插座,380V/3相/插座。
5)、電源濾波器:用于EUT、照明、天線塔、轉(zhuǎn)臺CCTV 系統(tǒng)的電源濾波器,可增加電話濾波器、網(wǎng)絡(luò)濾波器等。220VAC/50Hz/單相/2*30A 一臺符合MIL-STD-220A 標(biāo)準(zhǔn),在10MHz~10GHz 頻率范圍內(nèi),插入損失100dB,同時滿足UL1283標(biāo)準(zhǔn)。
6)、接頭及接頭扳:用于連接控制室的設(shè)備,裝設(shè)于高架地板之下。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:最大承重2000kg,地板面裝有3個接頭扳,高架地板下有兩個配線管道,連接接頭扳到地面接頭扳。
8)、暗室內(nèi)部四面墻和天花板貼滿鐵氧體瓦,鐵氧體瓦上面再以velcro 叉型粘扣帶與魔鬼氈貼微波吸收材料,在鏡面菲涅爾區(qū)貼上微波吸收材料。地面之吸波材料采用活動式設(shè)計,以滿足抗干擾(EMS)測試。
9)、CCTV:影像及控制需以光纖傳輸,配彩色PAL機型??赡?00V/M場強,(DC-18MHz頻率范圍)6mm固定攝像機及腳架一支??赡?00V/M場強,廣角境頭,焦距、遠(yuǎn)近、光圈大小及上下左右可調(diào)整的攝像機。攝像機控制器一臺,它通過光纖與攝像機連結(jié),控制攝像頭上下左右移動,變焦、聚焦。17英寸彩色監(jiān)示器一套。
2、EMC暗室量測系統(tǒng)
1)、待測物轉(zhuǎn)臺
尺寸:直徑3 米
材質(zhì):金屬結(jié)構(gòu)、金屬臺面
載重:2000kg
控制:電驅(qū)動、定位及轉(zhuǎn)速由室外遙控
旋轉(zhuǎn)角度:順時針及逆時針各可旋轉(zhuǎn)360 度,定位誤差優(yōu)于±10
轉(zhuǎn)臺全是光纖控制,避免引入電磁干擾
2)、天線架(天線升降塔):
材質(zhì):FRP
尺寸:高6.3 米,垂直調(diào)控距離優(yōu)于1.0-6.0 米萬用天線夾具及收線機
控制:控制器以光纖遙控天線架具有氣動極向變換位置光纖傳輸
3)、雙通道控制器一臺:控制轉(zhuǎn)臺和天線架移動
4)、EMI測試軟件一套
暗室吸波材料通常是用鐵氧體加聚氨酯泡沫尖劈吸波材料組成的復(fù)合材料,鐵氧體用于1GHz以下,最佳在500MHz以下;聚氨酯泡沫尖劈吸波材料通常適用于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片與滲碳泡沫角錐或空心角錐復(fù)合型的寬帶吸波材料。根據(jù)文獻報道,對于10m法暗室,為滿足歸一化場地衰減偏差≤±4dB 要求,吸波材料在30~1000MHz垂直入射時反射系數(shù)應(yīng)小于-20dB,45°入射角時小于-15dB。對于1~40GHz 頻率范圍,吸波材料垂直入射及45°角入射的反射系數(shù)也應(yīng)不高于上述數(shù)值。
關(guān)于復(fù)合型寬帶吸波材料,要注意以下兩點:
a)與鐵氧體片組合的滲碳聚氨酯泡沫角錐,其含碳量不同于單獨使用的角錐,對于這點,國內(nèi)在早期研制復(fù)合型吸波材料時并不清楚,而是沿用常規(guī)的角錐吸波材料的含碳量配方。
b)復(fù)合型吸波材料與屏蔽室之間宜加一層膠合板。根據(jù)國外文獻報道,增加這層電介質(zhì)(膠合板)對改善反射系數(shù)是有益的。
EMC暗室與微波暗室的區(qū)別
沒有下面的鐵氧體和膠合板的暗室一般是用來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,也就是說五個面是沒有任何障礙物,所以EMC暗室五個面要粘貼吸波材料,吸收電磁波,防止反射;而微波暗室是模擬自由空間,因此六個面都要粘貼吸波材料;
2、測試原理不一樣,EMC測試接收能量是通過空間直射和地面反射疊加值,而微波暗室是直接發(fā)射接收到的值。