CN109116124A - 一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，包括信号发生装置、屏蔽腔、测试窗口和信号接收装置，屏蔽腔设置在移动升降装置上，屏蔽腔的高度通过移动升降装置进行调节，测试窗口设置在屏蔽腔侧壁，并且所述测试窗口的大小可调，所述屏蔽腔相对两个侧壁设置有电缆输出端口和光纤输出端口，测试信号从信号发射装置发射，并且经过测试窗口进入屏蔽腔内，再通过电缆输出端口或光纤输出端口传输至屏蔽腔外用信号采集装置进行测试。本发明采用上述结构的电磁屏蔽效能测试装置，能够实现测试装置的移动，以及多尺寸测试窗口的灵活切换。

Description

一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置

技术领域

本发明属于电磁屏蔽材料屏蔽效能测试技术领域，具体涉及一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置。

背景技术

随着电子科学与通信技术的快速发展，空间充斥着大量频率不同、能量各异的电磁波，对人类健康和各类设备的正常工作产生了严重影响。为了减轻电磁波对人类健康和各类设备的不良影响，各类电磁防护手段被开发出来，而使用各种电磁屏蔽材料进行电磁防护是一种最常见也是最重要的方法。

对电磁屏蔽材料而言，屏蔽效能是衡量其电磁屏蔽能力的重要技术指标。对电磁屏蔽材料屏蔽效能的准确测试至关重要，人们也因此发展了多种测试方法，如：采用屏蔽室法可对尺寸为300mm×300mm与600mm×600mm的屏蔽材料在10kHz~40GHz频率范围内的屏蔽效能进行测试，该方法频率覆盖范围广、测试结果准确，但屏蔽室建造成本高且不可移动，同时要求被测样品具有较大尺寸，一定程度上限制了其应用，特别是在实验室新开发材料屏蔽效能测试方面（一般实验室新开发材料尺寸难以做到300mm×300mm）。法兰同轴装置法可以满足直径为100mm的电磁屏蔽材料在30MHz~1.5GHz频率范围内的屏蔽效能测试，该方法操作简单、方便，测量结果准确，但可测频率范围窄，难以满足高频电磁测试需求。采用试件法可较为真实的反映待测材料的屏蔽性能，但存在待测试样制备难度大、测试结果重复性不好的缺点。另一方面，近年来随着大量大功率雷达、发射机的频繁使用，使得电磁环境日益复杂，特别是以高功率微波、高强度辐射场以及核电磁脉冲为代表的强电磁环境的出现，对电子系统的威胁急剧增大，研究电磁屏蔽材料在强电磁脉冲环境下的屏蔽效能，对提升电子系统在复杂电磁环境下的适应性尤为重要。然而，强电磁脉冲源一般体积重量大、移动不便，移动过程中易于损坏；另外，在强电磁脉冲条件下，测试电缆耦合信号较大，对测试结果的准确性会造成较大影响。因此，发明一种移动方便、可满足不同尺寸材料测试需求、测试结果不受外部电磁环境影响且成本低廉的屏蔽效能测试装置，不仅对新型屏蔽材料的设计与开发，且对屏蔽材料的强电磁屏蔽效能研究具有重要意义。

发明内容

本发明公开了一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其目的是克服目前电磁屏蔽效能测试装置难以满足多场景测试的需求，例如强电磁产生装置难以有效移动、线缆耦合信号强影响测试结果，以及测试窗口只能测试一种规格的样品等问题，通过移动升降装置的设置，对屏蔽腔实现移动和高度调节，多尺寸测试窗口灵活切换，能够兼具电缆和光纤输出两种方式。

本发明为实现上述目的，主要通过以下技术方案实现：一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于包括信号发生装置、屏蔽腔、测试窗口和信号接收装置，所述屏蔽腔设置在移动升降装置上，所述屏蔽腔的高度通过移动升降装置进行调节，所述测试窗口设置在屏蔽腔侧壁，并且所述测试窗口的大小可调，所述屏蔽腔相对两个侧壁设置有电缆输出端口和光纤输出端口，电磁信号从信号发射装置发射，并且经过测试窗口进入屏蔽腔内，再通过电缆输出端口或光纤输出端口传输至屏蔽腔外用信号采集装置进行测试。

在上述技术方案中，所述信号发生装置包括依次通过电缆进行连接的信号发生器、功率放大器和发射天线，所述发射天线设置在屏蔽腔外并固定在发射天线支架上。

在上述技术方案中，当测试信号通过电缆端口进行输出时，信号接收装置包括依次通过电缆进行连接的接收天线和信号采集装置。

在上述技术方案中，当测试信号通过光纤输出端口输出进行输出时，信号接收装置包括依次连接的接收天线、电光转换模块、光电转换模块和信号采集装置，所述接收天线和电光转换模块、光电转换模块和信号采集装置均通过电缆连接，所述光电转换模块通过光纤进行连接。

在上述技术方案中，所述接收天线设置在屏蔽腔内并固定在接收天线支架上。

在上述技术方案中，所述测试信号由发射天线发射并且经测试窗口通过接收天线进行接收，所述发射天线、测试窗口和接收天线在同一水平轴线上依次设置。

在上述技术方案中，所述光纤输出端口为中空结构的螺杆，所述屏蔽腔壁设置有与光纤输出端口相适应的安装孔，所述螺杆通过一对与螺杆相配合的锁紧螺母固定在屏蔽腔壁。

在上述技术方案中，所述螺杆的内部设置有用于光纤引出的光纤导向件，所述光纤导向件外壁沿其轴线方向设置有光纤导向槽，所述光纤导向件通过固定螺母固定在螺杆内。

在上述技术方案中，所述测试窗口设置有与其配套使用的被测样品固定板和屏蔽盖板，所述被测样品固定板用于将样品固定在测试窗口，屏蔽盖板可开设不同尺寸的测试子窗口。

在上述技术方案中，所述移动升降装置为移动式液压升降台，所述电光转换模块设置在金属屏蔽盒内，所述屏蔽腔内表面由吸波材料制备而成。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的装置能够通过移动装置进行移动，其测试高度可以进行灵活调节，可满足多场景的屏蔽效能测试需求，特别是克服强电磁脉冲产生系统体积重量大、移动不变的问题，实现材料强电磁脉冲屏蔽效能测试。

本发明的装置测试窗口可通过在屏蔽盖板上设置不同尺寸的测试子窗口以满足不同尺寸材料屏蔽效能测试的需求，弥补现有的测试装置对测试样品尺寸有限制的短板，特别适用于处于实验室研究开发阶段的新材料屏蔽效能研究。

本发明的装置具有电缆和光纤两种输出方式，设置的光纤进行信号传输，消除了“场-线”耦合对测试结果的影响，提升了强电磁脉冲环境下材料屏蔽效能测试的准确性和可靠性。

本发明的装置不仅可以满足已有、在研屏蔽材料的小信号屏蔽测试要求，还能够用于强电磁脉冲屏蔽效能测试，对新型电磁屏蔽材料开发和强电磁脉冲屏蔽效能测试技术的发展具有积极的促进作用。

附图说明

图1是本发明的移动式电磁屏蔽效能测试装置整体结构示意图。

图2是本发明中的300mm×300mm测试窗口屏蔽盖板上设置的100mm×100mm的测试子窗口结构示意图。

图3是本发明中的300mm×300mm测试窗口屏蔽盖板上设置的30mm×30mm的测试子窗口结构示意图。

图4是本发明中的光纤波导输出端口剖面结构示意图。

图5是本发明中的光纤波导输出端口测试结构示意图。

其中：1、信号发生器，2、功率放大器，3、发射天线，4、发射天线支架，5、移动式液压升降台，6、屏蔽腔，7、600mm×600mm测试窗口，8、300mm×300mm测试窗口，9、100mm×100mm的测试子窗口，10、30mm×30mm的测试子窗，11、接收天线，12、接收天线支架，13、电光转换模块，14、光电转换模块，15、示波器，16、电缆，17、光纤，18、电缆输出端口，19、光纤波导输出端口，20、锁紧螺母，21、固定螺母，22、螺杆，23、光纤导向件，24、万向轮，25、把手。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明

如图1所示，一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，包括信号发生装置、屏蔽腔、测试窗口和信号接收装置。

信号发生装置位于屏蔽腔外，可产生信号环境、窄带高功率微波、超宽/宽谱电磁脉冲、高强度辐射场以及核电磁脉冲等。信号发生装置包括种子信号发生器、功率放大器和发射天线，并且种子信号发生器、功率放大器和发射天线通过电缆依次连接。其中，发射天线固定在发射天线支架上。

屏蔽腔为矩形结构的密封腔体，由冷轧钢板制作而成，其长度为1200mm，宽度为1200mm，高度为1500mm，厚度为5mm。屏蔽腔的外壁涂有一层保护漆，内壁表面由吸波材料制备而成。

测试窗口设置在屏蔽腔的侧壁，用于放置待测样品。测试窗口设置有与配套使用的被测样品固定板，样品放在测试窗口后通过被测样品固定板进行固定。测试窗口可以在屏蔽腔相对两个侧壁上开设，这样一个屏蔽腔可以具有两个不同尺寸的测试窗口，但是也仅仅能够测试两种尺寸的样品。

因此，为了满足多种尺寸的样品测试，提高装置的通用性，两个测试窗口各自配备有一个屏蔽盖板，屏蔽盖板大小与测试窗口相适应，当测试其他尺寸的样品时，可以在屏蔽盖板上开设对应尺寸的测试子窗口，样品放在测试子窗口后，再通过与其对应的测试子窗口盖板进行固定，这样即实现了测试窗口大小的调节。两个测试窗口的规格可以选择不同尺寸，其中一个可以选用600mm×600mm的测试窗口，测试窗口上可开设不同尺寸的测试子窗口；另一个可以选用300mm×300mm的测试窗口，如图2所示，测试窗口上可开设100mm×100mm的测试子窗口，如图3所示，测试窗口上可开设30mm×30mm的测试子窗口，这样样品测试窗口可以在600mm×600mm~30mm×30mm的范围内进行灵活调节，以满足多种规格的样品测试需求。

为满足测试信号的多输出方式，在屏蔽腔相对两个侧壁设置有电缆输出端口和光纤输出端口，电缆输出端口在其中一个侧壁上设置，光纤输出端口在另一个侧壁上设置，光纤输出端口满足了材料强电磁脉冲屏蔽效能测试。信号发生装置设置在屏蔽腔外，测试信号从信号发射装置发射，并且经过测试窗口进入屏蔽腔内，再通过电缆输出端口或光纤输出端口传输至屏蔽腔外用信号采集装置进行测试。

当测试信号通过电缆输出端口进行信号输出时，信号接收装置包括依次通过电缆进行连接的接收天线和信号采集装置，测试信号由信号发生装置产生并通过发射天线进行发送，然后经过测试窗口到达屏蔽腔内，接收天线接收测试信号再通过电缆输出端口传送外屏蔽腔外的信号采集装置。

当测试信号通过光纤输出端口进行信号输出时，信号接收装置包括依次连接的接收天线、电光转换模块、光电转换模块和信号采集装置，接收天线和电光转换模块通过电缆进行连接，电光转换模块通过光纤与光电模块进行连接，光电转换模块与信号采集装置进行连接。测试信号由信号发生装置产生并通过发射天线进行发送，然后经过测试窗口到达屏蔽腔内，接收天线接收测试信号经电缆传输至电光转换模块，再通过光纤输出端口用光纤传输至屏蔽腔外的光电转换模块，最后经电缆最终传输至信号采集装置。信号采集装置可选用示波器。电光转换模块位于屏蔽腔中的金属屏蔽盒内，并且覆盖有吸波材料。

如图4和图5所示，光纤波导传输端口采用黄铜材料制备而成，为中空结构的螺杆。屏蔽腔对应位置设置有与光纤波导传输端口相适应的安装孔，螺杆通过一对与螺杆相互配合的固定螺母固定在屏蔽腔壁，其中一个锁紧螺母位于屏蔽腔壁的内侧，另一个锁紧螺母在屏蔽腔内侧，螺杆放入安装孔后，转动螺母使光纤波导传输端口固定。在螺杆的内部还设置有用于光纤引出的光纤导向件，光纤导向件外壁沿其轴线方向设置有光纤导向槽，光纤导向件通过固定螺母固定在螺杆内。

由于强电磁脉冲源一般体积重量较大，移动不变，因此，屏蔽腔放置在移动升降装置上，移动升降装置设置有万向轮和把手。其中万向轮设置在移动升降装置的底部，便于屏蔽腔的移动，把手设置在移动升降装置一侧，方便推动装置。

移动升降装置可以选用移动式液压升降台，这样屏蔽腔的位置和高度可以根据试验需要进行调整。

当测试样品材料进行电磁屏蔽效能测试时，首先根据测试样品的尺寸设置对应的测试窗口，再将测试样品放在测试窗口上并用被测样品压接板进行固定，信号发生装置产生电磁信号并通过发射天线将信号通过测试窗口传输至屏蔽腔内，通过电缆输出端口或光纤输出端口传输至屏蔽腔外并达到信号采集装置，通过对比测试窗口是否放置有被测样品时接收到的电磁信号计算被测样品的屏蔽效能，完成样品材料的屏蔽效能测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于包括信号发生装置、屏蔽腔、测试窗口和信号接收装置，

所述屏蔽腔设置在移动升降装置上，所述屏蔽腔的高度通过移动升降装置进行调节，

所述测试窗口设置在屏蔽腔侧壁，并且所述测试窗口的大小可调，

所述屏蔽腔相对两个侧壁设置有电缆输出端口和光纤输出端口，

电磁信号从信号发射装置发射，并且经过测试窗口进入屏蔽腔内，再通过电缆输出端口或光纤输出端口传输至屏蔽腔外用信号采集装置进行测试。

2.根据权利要求1所述的一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述信号发生装置包括依次通过电缆进行连接的信号发生器、功率放大器和发射天线，所述发射天线设置在屏蔽腔外并固定在发射天线支架上。

3.根据权利要求2所述的一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于当测试信号通过电缆输出端口进行输出时，信号接收装置包括依次通过电缆进行连接的接收天线和信号采集装置。

4.根据权利要求2所述的一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于当测试信号通过光纤输出端口进行输出时，信号接收装置包括依次连接的接收天线、电光转换模块、光电转换模块和信号采集装置，所述接收天线和电光转换模块、光电转换模块和信号采集装置均通过电缆连接，所述电光转换模块通过光纤与光电进行连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述接收天线设置在屏蔽腔内并固定在接收天线支架上。

6.根据权利要求5所述的一张移动式电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述测试信号由发射天线发射并且经测试窗口通过接收天线进行接收，所述发射天线、测试窗口和接收天线在同一水平轴线上依次设置。

7.根据权利要求1所述的一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述光纤输出端口为中空结构的螺杆，所述屏蔽腔壁设置有与光纤输出端口相适应的安装孔，所述螺杆通过一对与螺杆相配合的锁紧螺母固定在屏蔽腔壁。

8.根据权利要求7所述的一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述螺杆的内部设置有用于光纤引出的光纤导向件，所述光纤导向件外壁沿其轴线方向设置有光纤导向槽，所述光纤导向件通过固定螺母固定在螺杆内。

9.根据权利要求1所述的一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述测试窗口设置有与其配套使用的被测样品固定板和屏蔽盖板，所述被测样品固定板用于将样品固定在测试窗口，屏蔽盖板可开设不同尺寸的测试子窗口。

10.根据权利要求1所述的一种移动式多输出电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述移动升降装置为移动式液压升降台，所述电光转换模块设置在金属屏蔽盒内，所述屏蔽腔内表面由吸波材料制备而成。