CN103760445A - 一种基于混响室的不规则结构腔体屏蔽效能测试方法 - Google Patents

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本发明公开了一种基于混响室的不规则结构腔体屏蔽效能测试方法，其步骤如下：步骤1：辐射天线置于混响室工作区域外部，电场探头置于不规则结构腔体内；辐射天线和电场探头分别与矢量网络分析仪的发射端口和接收端口相连接；步骤2：对矢量网络分析仪进行校准；步骤3：设置矢量网络分析仪扫频的起始频点、终止频点和频点个数，测得散射参数S21；步骤4：将不规则结构腔体从实验台上移下，再次测得散射参数S’21；步骤5：S21和S’21相减，其差值列表格；步骤6：取某一频率点为中心的带宽内对应的差值求平均值，得到屏蔽效能。本发明的优点是可产生连续的电磁信号，测试速度快，测试设备少，对腔体空间大小和形状无要求，测试结果重复性好。

Description

一种基于混响室的不规则结构腔体屏蔽效能测试方法
技术领域
本发明涉及一种基于混响室的腔体屏蔽效能测试方法，尤其适用于不规则结构腔体的屏蔽效能测试。
背景技术
电子设备的外部腔体在起固定、支撑、隔离外部环境、保护电子部件的作用的同时，也能够阻隔腔体内、外电磁波的传播，具有一定的屏蔽能力。我国对腔体屏蔽效能的测试，主要依据GJB6785-2009、GJB5972-2006、GB/T12190-2006等屏蔽效能测试标准，这些标准规定的测试方法主要有外置辐射源法、内置辐射源法和机械搅拌式混响室法。但是如导弹外壳、无人机机壳等不规则结构腔体，在使用上述三种测试方法测试其屏蔽效能时存在困难。
比如在使用外置辐射源法和内置辐射源法测试不规则结构腔体的屏蔽效能时，在谐振频段腔体内部的电磁场分布是不均匀的，天线放置位置不同测试结果会相差较大，导致不同测试人员之间的测试结果不具有可比性。为了解决腔体在谐振频段内部电场分布不均匀的问题，国际电工委员会提出了机械搅拌式混响室测试方法，通过在腔体内部安装机械搅拌器，使腔体内部电场分布达到空间统计均匀，这样测试天线无论放置在腔体内部任何位置其测试结果都是一样的。但是对于不规则结构腔体来说，如果腔体内部空间狭小，就无法安装搅拌器，不能使用机械搅拌式混响室法测试。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于混响室的对腔体内部放置测试仪器设备的空间及位置无要求的不规则结构腔体屏蔽效能测试方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明用到的测试设备包括辐射天线、电场探头、矢量网络分析仪、混响室和同轴电缆，其特征在于所述测试方法步骤如下：
步骤1：构建测试环境：辐射天线置于混响室工作区域外部，不规则结构腔体置于混响室工作区域内部的实验台上，电场探头置于所述不规则结构腔体内部任意位置；所述辐射天线和电场探头分别通过同轴电缆与矢量网络分析仪的发射端口和接收端口相连接；
步骤2：在所述矢量网络分析仪的发射端口和接收端口保持连接同轴电缆的情况下，进行校准：并且在校准后，所述同轴电缆不能更换，不能改变走线位置；一旦更换同轴电缆，需重新校准；
步骤3：根据测试需要设置所述矢量网络分析仪扫频的起始频点、终止频点和频点个数，所述矢量网络分析仪测试并记录矢量网络分析仪的发射端口和接收端口测得的信号之差，即散射参数S21，该参数与电场强度成正比；
步骤4：将不规则结构腔体从实验台上移下，但不将其移出混响室，露出原安装在其内部的电场探头，保持电场探头的位置和线缆的走线位置不变，利用步骤3中设置好的矢量网络分析仪扫频的起始频点、终止频点和频点个数，再次使用矢量网络分析仪测试并记录此时各个频点下发射端口和接收端口测得的信号之差，即散射参数S’21，该参数与电场强度成正比；
步骤5：将两次得到的散射参数S21和S’21相减，得到与上述一系列扫描频率点一一对应的散射参数差值；
步骤6：以上述一系列扫描频率点中某一频率点为中心，取其左右相等带宽内的频率点所对应的散射参数差值，求平均值，记作不规则结构腔体在该频率点时的屏蔽效能。
所述辐射天线的辐射方向对准距离其最近的一个混响室角落。
所述步骤6中，以上述一系列扫描频率点中某一频率点为中心，取得50MHz~100MHz频率带宽内频率点所对应的散射参数差值求平均值，记作不规则结构腔体在该频率点时的屏蔽效能。
本发明的有益效果为：
（1）本方法不需要在腔体内部安装机械搅拌器，无需机械搅拌器转动，测试腔体屏蔽效能速度快，节省测试时间，缩短测试周期，采用矢量网络分析仪减少了测试设备，易于搭建测试平台；（2）在不规则腔体内部通过统计平均计算出均匀的电磁场频率信号，电场探头可放置在腔体内任意位置，消除了对测试仪器设备安装位置的要求，测试结果重复性好，与真实使用环境贴近，对不规则屏蔽腔体的屏蔽效能的评估更为准确；（3）用于接收信号的电场探头可安装在腔体内部任意位置，无需在被测腔体内部内置机械搅拌器和大尺寸测试设备，消除了对腔体空间大小和形状的要求，适用各类型腔体的屏蔽效能测试；（4）本方法步骤简单，易于实现，成本低，便于推广，市场前景广阔。
附图说明
附图1为本发明的原理流程图。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本发明进行进一步说明：
本实施例用到的测试设备包括辐射天线、电场探头、矢量网络分析仪、不规则结构腔体、混响室和同轴电缆，所述测试方法步骤如下：
步骤1：构建测试环境：辐射天线置于混响室工作区域外部，不规则结构腔体置于混响室工作区域内部的实验台上，电场探头置于所述不规则结构腔体内部任意位置；所述辐射天线和电场探头分别通过同轴电缆与矢量网络分析仪的发射端口和接收端口相连接；
步骤2：在所述矢量网络分析仪的发射端口和接收端口保持连接同轴电缆的情况下，进行校准：并且在校准后，所述同轴电缆不能更换，不能改变走线位置；一旦更换同轴电缆，需重新校准；
步骤3：设置矢量网络分析仪扫频的起始频点为90MHz、终止频点为142MHz、频点个数为27，所述矢量网络分析仪测试并记录各个频点下辐射天线发射的信号强度和电场探头接收的信号强度之差，记作S21；
如下表格1所示：
表格1 
Figure 216274DEST_PATH_IMAGE001
 步骤4：将不规则结构腔体从实验台上移下，但不将其移出混响室，以确保混响室的品质因数不发生变化，露出原安装在其内部的电场探头，保持电场探头的位置和线缆的走线位置不变，利用步骤3中设置好的矢量网络分析仪扫频的起始频点、终止频点和频点个数，再次使用矢量网络分析仪测试并记录此时各个频点下辐射天线发射的散射参数和电场探头接收的散射参数之差，记作S’21；
如下表格2所示：
表格2
Figure 133415DEST_PATH_IMAGE002
步骤5：将两次得到的数值S21和S’21相减，得到与上述一系列扫描频率点一一对应的散射参数差值，如下表格3所示：
表格3
 步骤6：以上述一系列扫描频率点中某一频率点为中心，取其左右相等带宽内的频率点所对应的散射参数差值，求平均值，记作不规则结构腔体在该频率点时的屏蔽效能。
取得以被测频率点116MHz为被测频点，以其为中心在52MHz带宽内计算所有频率的平均值，计算出不规则结构腔体在116MHz频率点时的屏蔽效能为50dB。
所述辐射天线的辐射方向对准距离其最近的一个混响室角落。
本发明采用混响室测试平台，通过矢量网络分析仪扫频和对后续数据做统计平均，使不规则结构腔体内部的电磁场形成理论意义上空间统计均匀的电磁环境，消除测试位置对结果的影响。测试屏蔽效能所采用的电场探头可以放置在被测腔体内部，也可以嵌套在被测腔体壁上，消除了对被测腔体内部空间大小和形状的要求。
基于此种方法所用到的设备包括混响室、矢量网络分析仪、辐射天线和电场探头。
所述混响室主要用于提供不规则结构腔体屏蔽效能测试场地，提供空间分布为统计均匀的电磁环境。
所述矢量网络分析仪主要用于产生一个宽频带电磁信号，并通过与发射端口相连接的辐射天线将信号辐射出去，通过与接收端口相连接的电场探头接收宽带电磁信号，辐射出去的信号和接收到的信号的差值记作S21。
本发明提出了一种针对不规则腔体屏蔽效能测试方法，降低对腔体内部测试空间的要求，消除测试位置对结果的影响，满足各种类型不规则结构腔体屏蔽效能测试的需要，适用于各种类型不规则结构腔体屏蔽效能测试，测试耗时少，所需测试设备少，测试结果贴近实际且重复性好。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于混响室的不规则结构腔体屏蔽效能测试方法，其测试设备包括辐射天线、电场探头、矢量网络分析仪、混响室和同轴电缆，其特征在于所述测试方法步骤如下：
步骤1：构建测试环境：辐射天线置于混响室工作区域外部，不规则结构腔体置于混响室工作区域内部的实验台上，电场探头置于所述不规则结构腔体内部任意位置；所述辐射天线和电场探头分别通过同轴电缆与矢量网络分析仪的发射端口和接收端口相连接；
步骤2：在所述矢量网络分析仪的发射端口和接收端口保持连接同轴电缆的情况下，进行校准：并且在校准后，所述同轴电缆不能更换，不能改变走线位置；一旦更换同轴电缆，需重新校准；
步骤3：根据测试需要设置所述矢量网络分析仪扫频的起始频点、终止频点和频点个数，所述矢量网络分析仪测试并记录矢量网络分析仪的发射端口和接收端口测得的信号之差，即散射参数S21，该参数与电场强度成正比；
步骤4：将不规则结构腔体从实验台上移下，但不将其移出混响室，露出原安装在其内部的电场探头，保持电场探头的位置和线缆的走线位置不变，利用步骤3中设置好的矢量网络分析仪扫频的起始频点、终止频点和频点个数，再次使用矢量网络分析仪测试并记录此时各个频点下发射端口和接收端口测得的信号之差，即散射参数S’21，该参数与电场强度成正比；
步骤5：将两次得到的散射参数S21和S’21相减，得到与上述一系列扫描频率点一一对应的散射参数差值；
步骤6：以上述一系列扫描频率点中某一频率点为中心，取其左右相等带宽内的频率点所对应的散射参数差值，求平均值，记作不规则结构腔体在该频率点时的屏蔽效能。
2.根据权利要求1所述的基于混响室的不规则结构腔体屏蔽效能测试方法，其特征在于：所述辐射天线的辐射方向对准距离其最近的一个混响室角落。
3.根据权利要求2所述的基于混响室的不规则结构腔体屏蔽效能测试方法，其特征在于：所述步骤6中，以上述一系列扫描频率点中某一频率点为中心，取得50MHz~100MHz频率带宽内频率点所对应的散射参数差值求平均值，记作不规则结构腔体在该频率点时的屏蔽效能。
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