CN103777099A - 一种基于混响室条件下的织物材料屏蔽效能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于混响室条件下的织物材料屏蔽效能测试方法，其步骤包括：1）用被测织物电磁屏蔽材料构建一个小型机械搅拌混响室；2）制作嵌套混响室；3）设置信号源的频率并通过发射天线向大混响室辐射电磁波，启动大、小混响室内的搅拌器；4）测量计算大、小混响室中一个搅拌周期内的电场平均值E_out和E_in；5）计算被测织物电磁屏蔽材料的屏蔽效能SE；6）判断完成所需个数的测试频点，则结束测试，否则返回4）重复上述步骤。本发明的优点是避免测试窗口的孔缝耦合效应对测试结果的影响，操作简便，更适合于测试被测织物电磁屏蔽材料被拉伸至不同强度及不同形状时对电磁波的屏蔽能力，结果精确且重复性好。

Description

一种基于混响室条件下的织物材料屏蔽效能测试方法

技术领域

本发明涉及一种基于混响室条件下的织物材料屏蔽效能测试方法，尤其适用于混响室内织物材料的屏蔽效能的检测。

背景技术

随着电子信息技术的飞速发展，电磁环境日益恶化，随之而来的电磁干扰问题日趋凸显，纱线混纺等织物材料在导电织物袋、防电磁辐射服等领域得到广泛应用，因此正确评价此类材料的电磁屏蔽能力变得尤为重要。然而传统材料屏蔽效能测试方法逐渐暴露出某些不足，并不能全面、客观的反映其真实的电磁屏蔽能力。例如我国的GJB6190-2008中规定的屏蔽室法与法兰同轴法普遍采用单一平面波垂直辐照受试材料，而材料实际面对的电磁环境往往比这要复杂的多，这些测试方法显然无法准确评估材料在复杂电磁环境下的屏蔽能力。

混响室作为一种新兴的电磁兼容性测试场地，能够提供电磁波传播方向多样、极化方式随机的电磁环境。由于混响室电磁环境与材料在实际使用中遇到的电磁环境情况更为接近，因此混响室条件下的材料屏蔽效能测试结果更加贴近实际，成为未来评价材料屏蔽能力的技术发展趋势。为此，国际电工委员会提出将开有测试窗口的一个小混响室放置于混响室内，并在测试窗口加载受试材料，通过对比大、小混响室内的平均功率值来计算材料的屏蔽效能。然而该方法无法消除测试窗口对结果的影响，其中最显著的一个问题就是在未加载受试材料时，因测试窗口的孔径耦合效应，得到的屏蔽效能值并不为零。

针对上述问题，需要提出一种新的材料屏蔽效能测试方法，消除测试窗口等因素对结果的影响，准确表征材料在复杂电磁环境下的屏蔽能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种混响室条件下的织物材料电磁屏蔽效能的测试方法，评估织物材料在复杂电磁环境下的电磁屏蔽能力。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的步骤如下：

步骤1：利用被测织物电磁屏蔽材料构建一个小型机械搅拌混响室：

首先通过非导电杆横纵交叉构造三维框架，然后将被测织物电磁屏蔽材料制成同样大小的三维腔体；所述三维腔体的一面安装有拉链；打开拉链，用非导电杆制成的三维框架将所述被测织物电磁屏蔽材料撑起，形成一个各壁面由被测织物电磁屏蔽材料包覆的三维腔体，在三维腔体内部放置一个由步进电机与扇叶组成的第一搅拌器，而后拉紧拉链，构成一个密闭的小型机械搅拌混响室；

步骤2：将所述小型机械搅拌混响室放置于大混响室的测试区域内，形成一个嵌套混响室；

步骤3：设置信号源的频率并通过发射天线向大混响室辐射电磁波，启动置于小型机械搅拌混响室外部、大混响室内部的第二搅拌器使得电磁波从各个方向辐照小混响室，同时启动所述第一搅拌器；

步骤4：分别测量大混响室和小型机械搅拌混响室内在一个搅拌周期内的2个以上的电场值，并分别计算其电场平均值E_out和E_in；

步骤5：依照如下公式（1）计算被测织物电磁屏蔽材料的屏蔽效能：

SE=20*log                                                

                       （1）

其中，SE为被测织物电磁屏蔽材料的屏蔽效能；

步骤6：判断所需测试频点是否测试完毕，若未测试完毕，则返回步骤4重复上述步骤；若所需测试频点测试完毕，则结束测试。

所述非导电杆为塑料杆或PVC管。

本发明的有益效果为：（1）利用被测织物屏蔽材料构建矩形腔体，并接收各个方向电磁波的辐照，避免了以往测试窗口的孔缝耦合效应对测试结果的影响，测试结果更加精确。（2）本方法采用大、小混响室嵌套，使被测织物材料的屏蔽效能在入射方向、极化方向任意的电磁环境下即可测得，利用了电磁场“统计均匀”的特性，较传统单一平面波垂直辐照受试材料的测试结果更加贴近实际，能够更好地评估材料在实际使用中的电磁屏蔽能力。（3）大、小混响室内的电场检测探头测试位置可任意放置，测试结果重复性好，不同人员在不同混响室内测试得到的结果具有可比性。

附图说明

附图1为本发明的测试流程图。

附图2为由被测被测织物电磁屏蔽材料构建的小型机械搅拌混响室透视结构图。

附图3为本发明使用的测试系统的结构原理图。

其中，1小型机械搅拌混响室、2非导体杆、3被测织物电磁屏蔽材料、4拉链、5大混响室、6第一步进电机、7第一扇叶、8发射天线、9第二步进电机、10第二扇叶、11-1内部接收天线、11-2外部接收天线、12主控计算机、13信号源、14功率放大器、15示波器或频谱仪。

具体实施方式

下面结合附图1~3和实施例对本发明进行进一步说明：

实施例1的步骤如下，如附图1所示：

步骤1：利用被测织物电磁屏蔽材料构建小型机械搅拌混响室：

如附图2所示，将被测织物电磁屏蔽材料3缝制成一个矩形腔体，其中某一面设置有拉链4，打开拉链4，用非导体杆2制成的矩形框架将其撑起，并在其内部放置小型搅拌器，而后封闭拉链4形成一个小型机械搅拌混响室1；所述小型搅拌器由第一步进电机6与第一扇叶7组成，所述第一步进电机6输出驱动第一扇叶7转动。

步骤2：搭建测试平台：

将小型机械搅拌混响室1放置于大混响室5的测试区域内，形成一个嵌套混响室；

步骤3：按照附图3所示的测试系统的结构原理框图搭建测试系统，设置信号源13的频率并通过发射天线8向大混响室5辐射电磁波，启动小型机械搅拌混响室1内的小型搅拌器和大混响室5内置的搅拌器分别步进转动，其中主控计算机12与信号源13和示波器15间采用GPIB总线进行连接；所述大混响室5内置的搅拌器由第二步进电机9和第二扇叶10组成，所述第二步进电机9输出驱动第二扇叶10转动。

步骤4：首先进行参数设置，然后分别测量并记录大混响室5和小型机械搅拌混响室1内在一个搅拌周期内搅拌器步进转动12次的电场值，再分别计算12次电场值的平均值E_out和E_in，以保证电磁波是从各个方向辐照小型机械搅拌混响室1的；

步骤5：依照如下公式（1）计算被测织物电磁屏蔽材料的屏蔽效能：

SE=20*log                       （1）

其中，SE为被测织物电磁屏蔽材料的屏蔽效能；

步骤6：判断所需测试频点是否测试完毕，若未测试完毕，则返回步骤4重复上述步骤；若所需测试频点测试完毕，则结束测试。

实施例2的步骤如下：

步骤1：利用被测织物电磁屏蔽材料构建小型机械搅拌混响室：

将被测织物电磁屏蔽材料3缝制成一个锥形腔体，其侧面设置有拉链4，打开拉链4，用非导体杆2制成的锥形框架将其撑起，并在其内部放置小型搅拌器，而后封闭拉链4形成一个小型机械搅拌混响室1；所述小型搅拌器由第一步进电机6与第一扇叶7组成，所述第一步进电机6输出驱动第一扇叶7转动。

步骤2：搭建测试平台：

将小型机械搅拌混响室1放置于大混响室5的测试区域内，形成一个嵌套混响室；

步骤3：按照附图3所示的测试系统的结构原理框图搭建测试系统，设置信号源13的频率并通过发射天线8向大混响室5辐射电磁波，启动小型机械搅拌混响室1内的小型搅拌器和大混响室5内置的搅拌器分别步进转动，其中主控计算机12与信号源13和示波器15间采用GPIB总线进行连接；所述大混响室5内置的搅拌器由第二步进电机9和第二扇叶10组成，所述第二步进电机9输出驱动第二扇叶10转动。

步骤4：首先进行参数设置，然后分别测量并记录大混响室5和小型机械搅拌混响室1内在一个搅拌周期内搅拌器步进转动12次的电场值，再分别计算12次电场值的平均值E_out和E_in，以保证电磁波是从各个方向辐照小型机械搅拌混响室1的；

步骤5：依照如下公式（1）计算被测织物电磁屏蔽材料3的屏蔽效能：

SE=20*log

                       （1）

其中，SE为被测织物电磁屏蔽材料的屏蔽效能；

步骤6：判断所需测试频点是否测试完毕，若未测试完毕，则返回步骤4重复上述步骤；若所需测试频点测试完毕，则结束测试。

如附图3所示，在实施例中使用的测试系统包括信号辐射模块，信号检测模块和搅拌器控制模块和主控计算机12。

其中信号辐射模块由信号源13、功率放大器14和发射天线8组成；所述主控计算机12的相应输出端依次经信号源13、功率放大器14接发射天线8；

信号检测模块由内部接收天线11-1、外部接收天线11-2和示波器（或频谱仪）15构成；所述内部接收天线11-1、外部接收天线11-2与示波器或频谱仪15的相应输入端连接，所述示波器或频谱仪15的输出端接主控计算机12的相应输入端；

   所述搅拌器控制模块由第一步进电机6、第二步进电机9和第一扇叶7、第二扇叶10构成；所述主控计算机12分别控制小型机械搅拌混响室1中的第一步进电机6和大混响室5中的第二步进电机9，各模块在主控计算机12的控制下协调工作。

采用本方法能消除测试窗口等因素对结果的影响，更适合于测试被测织物电磁屏蔽材料被拉伸至不同强度及不同形状时对电磁波的屏蔽能力，准确表征材料在复杂电磁环境下的屏蔽能力，具有很强的实践性和推广性。

Claims (2)

1.一种基于混响室条件下的织物材料屏蔽效能测试方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：利用被测织物电磁屏蔽材料构建一个小型机械搅拌混响室：

首先通过非导电杆横纵交叉构造三维框架，然后将被测织物电磁屏蔽材料制成同样大小的三维腔体；所述三维腔体的一面安装有拉链；打开拉链，用非导电杆制成的三维框架将所述被测织物电磁屏蔽材料撑起，形成一个各壁面由被测织物电磁屏蔽材料包覆的三维腔体，在三维腔体内部放置一个由步进电机与扇叶组成的第一搅拌器，而后拉紧拉链，构成一个密闭的小型机械搅拌混响室；

步骤2：将所述小型机械搅拌混响室放置于大混响室的测试区域内，形成一个嵌套混响室；

步骤3：设置信号源的频率并通过发射天线向大混响室辐射电磁波，启动置于小型机械搅拌混响室外部、大混响室内部的第二搅拌器使得电磁波从各个方向辐照小混响室，同时启动所述第一搅拌器；

步骤4：分别测量大混响室和小型机械搅拌混响室内在一个搅拌周期内的2个以上的电场值，并分别计算其电场平均值E_out和E_in；

步骤5：依照如下公式（1）计算被测织物电磁屏蔽材料的屏蔽效能：

SE=20*log                                                

                       （1）

其中，SE为被测织物电磁屏蔽材料的屏蔽效能；

步骤6：判断所需测试频点是否测试完毕，若未测试完毕，则返回步骤4重复上述步骤；若所需测试频点测试完毕，则结束测试。

2.根据权利要求1所述的基于混响室条件下的织物材料屏蔽效能测试方法，其特征在于：所述非导电杆为塑料杆或PVC管。

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