CN101526486B - 抗电磁辐射织物仿真测试仪 - Google Patents
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Abstract
一种抗电磁辐射织物仿真测试仪，用于解决纺织材料的仿真与测试问题。其技术方案是：构成中包括矢量网络分析仪和法兰同轴装置，法兰同轴装置连接于矢量网络分析仪的插损或回损测试回路中，在法兰同轴装置的中部设置试样架，试样架的外缘上设有间隔均匀的绕线豁口，其中，对边上绕线豁口的间距设置相同，在试样架中心设有与法兰同轴装置内的空腔同轴的圆孔，构成待测试织物的电磁线缠绕在绕线豁口上。本发明能对不同密度电磁线排列的织物进行仿真和测试，进而为设计满足要求的防电磁辐射纺织品提供可靠准确的数据依据，而且结构简单，能对软、硬平面材料进行精确测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种能对抗电磁辐射织物的结构进行仿真的纺织材料防电磁辐射性能测试装置，属测量技术领域。
背景技术
目前，国内外关于抗电磁辐射织物屏蔽效能的测试方法有多种，这些测试方法概括起来主要有远场法、近场法和屏蔽室测试法三大类。远场法主要有ASTM-ES-7同轴传输线法和法兰同轴法，近场法主要有ASTM-ES一双盒法和改进的MIL-STD-285法。
现有测试仪器共同存在的一个缺陷是仅能对成品织物的抗电磁辐射性能作出测定，但对设计人员而言，多数情况下希望对织物的防电磁性能在织造前作出预判，以便能据以修改设计方案，这就要求能对织物结构作出仿真模拟，以摆脱研发的盲目性，缩短织物的研发周期，节省研发费用，而已有测试技术根本无法满足这种需求。
综合考虑辐射源的类型、电磁波的频率、人们实际所处的电磁场环境，以及测试设备的制造成本等因素，目前最理想的织物防电磁辐射测试方法应为法兰同轴法。该方法根据电磁波在同轴传输线内传播的主模是横电磁波这一原理，模拟自由空间远场的传输过程，对处于两同轴心腔体之间的抗电磁辐射织物进行平面波的测定。但由于这种测试方法及其测试仪器不是针对纺织领域专门研究设计的，在测试过程中存在一些测试障碍，特别是对柔性测试对象，复杂的表面会引起复杂的干扰波，从而影响测试结果的准确性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种能对抗电磁辐射织物的结构进行仿真预测、且操作简便、测试结果准确可靠的抗电磁辐射织物仿真测试仪。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种抗电磁辐射织物仿真测试仪，构成中包括矢量网络分析仪和法兰同轴装置，法兰同轴装置连接于矢量网络分析仪的插损或回损测试回路中，在法兰同轴装置的中部设置试样架，试样架的外缘上设有间隔均匀的绕线豁口，其中，对边上绕线豁口的间距设置相同，在试样架中心设有与法兰同轴装置内的空腔同轴的圆孔，构成待测试织物的电磁线缠绕在绕线豁口上。
上述抗电磁辐射织物仿真测试仪，所述法兰同轴装置由两个对接的同轴心腔体构成，在一个或两个同轴心腔体的对接端面上设有与试样架外廓形状相匹配的试样槽。
上述抗电磁辐射织物仿真测试仪，所述试样架中心的圆孔内嵌设织物压环。
上述抗电磁辐射织物仿真测试仪，所述试样架的数量为两个，所述织物压环嵌装在其中一个试样架中心的圆孔内。
上述抗电磁辐射织物仿真测试仪，所述同轴心腔体对接端面上的试样槽的厚度与试样架的厚度相等。
本发明利用设置在试样架上的间隔均匀的绕线豁口对纱线进行缠绕定位，对所设计的新型防电磁辐射织物进行仿真和测试，从而对其性能作出预判，为设计方案的修正提供可靠的数据依据，摆脱研发的盲目性。织物压环用于将被测成品织物张紧并压在试样架上，使之始终保持平整，试样架置于两同轴心腔体之间的试样槽内，使之能准确定位，因而本装置不仅能测试质地较硬的平面材料，还能测试织物等柔性材料，平整的支撑和准确定位可保证测试结果更加精确。本发明能对不同密度电磁线排列的织物进行仿真和测试，进而为设计满足要求的防电磁辐射纺织品提供可靠准确的数据依据，而且结构简单，对软、硬平面材料都能进行精确测试。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明测试插损的电原理图；
图2为本发明测试回损的电原理图；
图3为法兰同轴装置的结构示意图；
图4为两同轴心腔体6对接端面结构示意图；
图5为试样架结构示意图；
图6为试样架的A-A剖视图。
图中各标号为：1、矢量网络分析仪；2、法兰同轴装置；3、衰减器；4、反射电桥；5、匹配负载；6、同轴心腔体；7、中心电极；8、试样槽；9、腔体支架；10、试样架；11、织物压环。
具体实施方式
参看图1、2，在测试插损时，法兰同轴装置2的两端分别通过一个衰减器3接于矢量网络分析仪1的输出端和输入端；所谓插损是指插入损耗，即发射装置与接收装置之间，因插入电缆或元器件而产生的信号损耗，以接收信号电平的对应分贝数(db)来表示，一般用于测量透过率。在测试回损时，利用反射电桥4将法兰同轴装置2连接到矢量网络分析仪1上，法兰同轴装置2的另一端连接匹配负载5。所谓回损是指从法兰同轴装置反射回来的输入功率的分量的量度，一般用于衡量反射率的大小；匹配负载5是一种射频测试附件，阻抗为50Ω，用于与矢量网络分析仪阻抗匹配。
参看图3、图4，法兰同轴装置2的两个同轴心腔体6同轴安装于腔体支架9上，两同轴心腔体6的大端面相对，两同轴心腔体6或其中之一的大端面上设有与试样架外廓形状相匹配的试样槽8；所述试样槽8的形状是四个角为圆弧角的正方形，且中心部位为直径76.20mm的空腔。
参看图5～6，试样槽8内设有试样架10，试样架10可以是一个，也可以是两个，若试样架10是一个，且两同轴心腔体6的大端面上均设有试样槽8，则两同轴心腔体6对接端面上试样槽8的厚度之和与试样架的厚度相等；当两同轴心腔体6的试样槽8厚度相等时，则试样架10的厚度是试样槽8的厚度的2倍；若试样架10是一个，而两同轴心腔体6之一的大端面上设有试样槽8，则试样架10的厚度与试样槽8的厚度相等；若试样架10是两个，且两同轴心腔体6的大端面上均设有试样槽8，则一个试样架10的厚度对应一个试样槽8的厚度；若试样架10是两个，而两同轴心腔体6之一的大端面上设有试样槽8，则试样架10两个的厚度之和与试样槽8的厚度相等。
当试样架10是单个时，织物压环11的厚度是试样架10的厚度的一半；当试样架10是两个时，织物压环11的厚度与套装在它外部的一个试样架10的厚度相同，且其内径等于另一个试样架10的内径。
试样架10是四角为圆角的方形、中心带有与同轴心腔体6的空腔对应的圆孔的板状物，由金属材料制成，中心圆孔直径与同轴心腔体6空腔直径相同。
测试成品织物时，把一定大小的测试织物的周边夹在试样架10与织物压环11之间，目的是将织物撑展平整，提高测试精度。
对新研发的织物进行仿真时，根据设计要求选择不同的绕线密度，将电磁线缠绕在绕线豁口中，且试样架只单面有电磁线，模拟织物中防辐射电磁线的排列型式。测试纱线时有两种情况：一种情况是只测单向平行排列的纱线，此时根据不同的排列密度只需将纱线缠绕在单个纱线架的一对对边凹槽中；另一种情况是测试双向垂直交叉排列的纱线，该方案又有以下两种情况：一是测交点相接的两组垂直纱线，可用来模拟开发混纺或长丝嵌入等情况下的织物而进行测试，此时只需将纱线按一定的排列密度缠绕在两个纱线架相同的一对对边凹槽中，将两组纱线垂直放置，且有纱线的一面相对；一是测交点不相接的两组垂直纱线，可用来模拟开发一些花式纱等情况下的织物而进行测试，此时只需将纱线按一定的排列密度缠绕在两个纱线架相同的一对对边凹槽中，将两组纱线垂直放置，且有纱线的一面不相对放置。
一般矢量网络分析仪上设有信号源、接收器、数据处理器、显示器、打印机、U盘接口，面板上设有输出端、输入端，此外还配有50ΩN型套件，该套件包括开路器、短路器、失配负载、保护接头、反射电桥、衰减器、匹配负载。矢量网络分析仪1可以模拟所需电磁波的发射，其发射频率范围为30兆赫-3200兆赫；
法兰同轴装置2的同轴心腔体6采用了标准N型接口，使本发明连接方便、适用范围广。
同轴心腔体6、试样架10或两个改造成的纱线架均采用黄铜，具有优良的导电率和导磁率。腔体支架9采用了金属铝，具有质地轻、成本低的特性。
仪器操作过程为：
1、测试插损操作过程：
(1)按图1连接仪器；
(2)打开矢量网络分析仪的电源，在主菜单下进行扫频方案的设置，包括频域、起始频率、频距、终止频率、测试点数、选常规、输入口测试为插损、校直通的选择；
(3)将基准试样放入相应的试样架中校直通使其归零，消除连接口及其他方面对测试的影响，此时画面应为方格坐标，测试值为0dB；
(4)将基准试样取出，放入负载试样进行测试；
(5)打印测试结果，或用U盘进行保存；
(6)测试结束，进行复位或关闭矢量网络分析仪电源。
2、测试回损操作过程：
(1)按图2连接仪器，此时电桥测试端口应为开路；
(2)打开矢量网络分析仪的电源，在主菜单下进行扫频方案的设置，包括频域、起始频率、频距、终止频率、测试点数、选常规、输入口测试为回损的选择；
(3)根据需要在反射电桥测试端口接上开路器校开路(注意在测试频率较小时可空着不接开路器)，此时显示器右下角频率在变动，直到出现‘校短路’字样；
(4)在电桥测试端口接上短路器校短路，画面转成方格坐标屏幕显示测试值为0dB，拔掉短路器屏幕显示测试值仍为0dB；
(5)当电桥定向性不到30dB时，或侧较小的反射时，需要进行校零，校零时在电桥测试端口上接上精密负载即可进行校零；
(6)在电桥测试端口接上待测负载，即可看变化趋势，具体数值见闪电参数；
(7)打印测试结果，或用U盘进行保存；
(8)测试结束，进行复位或关闭矢量网络分析仪。
Claims (5)
1.一种抗电磁辐射织物仿真测试仪，构成中包括矢量网络分析仪(1)和法兰同轴装置(2)，法兰同轴装置(2)连接于矢量网络分析仪(1)的插损或回损测试回路中，其特征是：在法兰同轴装置(2)的中部设置试样架(10)，试样架(10)的外缘上设有间隔均匀的绕线豁口，其中，对边上绕线豁口的间距设置相同，在试样架中心设有与法兰同轴装置(2)内的空腔同轴的圆孔，构成待测试织物的电磁线缠绕在绕线豁口上。
2.根据权利要求1所述抗电磁辐射织物仿真测试仪，其特征是，所述法兰同轴装置(2)由两个对接的同轴心腔体(6)构成，在一个或两个同轴心腔体(6)的对接端面上设有与试样架(10)外廓形状相匹配的试样槽(8)。
3.根据权利要求2所述抗电磁辐射织物仿真测试仪，其特征是，所述试样架(10)中心的圆孔内嵌设织物压环(11)。
4.根据权利要求3所述抗电磁辐射织物仿真测试仪，其特征是，所述试样架(10)的数量为两个，所述织物压环(11)嵌装在其中一个试样架中心的圆孔内。
5.根据权利要求4所述抗电磁辐射织物仿真测试仪，其特征是，所述同轴心腔体(6)对接端面上的试样槽(8)的厚度与试样架(10)的厚度相等。
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