CN114019337A - 屏蔽件测量装置与测量系统 - Google Patents
屏蔽件测量装置与测量系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114019337A CN114019337A CN202111233595.1A CN202111233595A CN114019337A CN 114019337 A CN114019337 A CN 114019337A CN 202111233595 A CN202111233595 A CN 202111233595A CN 114019337 A CN114019337 A CN 114019337A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microstrip line
- shield
- composite probe
- network analyzer
- port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 143
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 61
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 60
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 137
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 4
- 238000003012 network analysis Methods 0.000 abstract 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本申请涉及一种屏蔽件测量装置与测量系统,包括微带线、匹配负载、复合探头和网络分析仪,网络分析仪将电磁信号发送至微带线后,根据法拉第电磁感应定律,复合探头中将会产生电磁波,并通过两个输出端传输至网络分析仪,根据差模和共模理论,在复合探头两个输出端传输的电磁波均包含电场和磁场,由此网络分析仪可以得到在有屏蔽件和无屏蔽件存在时,微带线与复合探头之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能,实现近场环境下电场与磁场屏蔽效能的同时测量,使用可靠。
Description
技术领域
本申请涉及电磁屏蔽技术领域,特别是涉及一种屏蔽件测量装置与测量系统。
背景技术
电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一,大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。电磁屏蔽就是利用屏蔽体的发射、吸收、衰减等使得电磁辐射场源所产生的电磁能流不能进入被屏蔽区域,从而抑制电磁干扰沿空间的传播。采用电磁屏蔽的方法解决电磁干扰问题的最大优势是不会影响电路的正常工作,不需要对电路进行任何修改,应用广泛。屏蔽效能是指在电磁场中同一地点无屏蔽体存在时电磁场强度与加屏蔽体后电磁场强度之比,是评判屏蔽效果的重要依据。
传统的屏蔽效能检测方法包括矩形波导近场屏蔽效能测量技术,这种测量系统通常包括矩形波导、网络分析仪、同轴TEM模式-矩形TE10模式转换器和射频同轴电缆,将试样放入壳体中间的横向断开面,分别测量未加载试样与加载试样的网络参数,做差值就可得到屏蔽效能。然而,这种方法只能评价材料在近场时电场的屏蔽效能,由于TE10模式的磁场存在沿着传播方向的分量,故对于磁场的屏蔽无法评价,导致得到的屏蔽效能不够准确。
发明内容
基于此,有必要针对传统的屏蔽效能检测方法得到的屏蔽效能不够准确的问题,提供一种屏蔽件测量装置与测量系统。
一种屏蔽件测量装置,包括微带线、匹配负载、复合探头和网络分析仪,所述微带线一端连接所述匹配负载,另一端连接所述网络分析仪的第一端口,所述复合探头的第一输出端连接所述网络分析仪的第二端口,所述复合探头的第二输出端连接所述网络分析仪的第三端口,所述匹配负载连接所述网络分析仪的第四端口,所述微带线与所述复合探头之间用于设置屏蔽件;
所述网络分析仪用于通过第一端口发送电磁信号至所述微带线,根据所述第二端口接收的能量和第三端口接收的能量,得到在有所述屏蔽件和无所述屏蔽件存在时,所述微带线与所述复合探头之间的耦合传输系数,并根据所述耦合传输系数得到所述屏蔽件的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能。
一种测量系统,包括屏蔽件和如上述的屏蔽件测量装置。
上述屏蔽件测量装置与测量系统,包括微带线、匹配负载、复合探头和网络分析仪,微带线一端连接匹配负载,另一端连接网络分析仪的第一端口,复合探头的第一输出端连接网络分析仪的第二端口,复合探头的第二输出端连接网络分析仪的第三端口,匹配负载连接网络分析仪的第四端口,微带线与复合探头之间用于设置屏蔽件,网络分析仪用于通过第一端口发送电磁信号至微带线,根据第二端口接收的能量和第三端口接收的能量,得到在有屏蔽件和无屏蔽件存在时,微带线与复合探头之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能。网络分析仪将电磁信号发送至微带线后,根据法拉第电磁感应定律,复合探头中将会产生电磁波,并通过两个输出端传输至网络分析仪,根据差模和共模理论,在复合探头两个输出端传输的电磁波均包含电场和磁场,由此网络分析仪可以得到在有屏蔽件和无屏蔽件存在时,微带线与复合探头之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能,实现近场环境下电场与磁场屏蔽效能的同时测量,使用可靠。
在其中一个实施例中,所述复合探头包括依次层叠设置的第一屏蔽层、参考地层、传输线和第二屏蔽层,所述传输线的一端连接所述网络分析仪的第二端口,另一端连接所述网络分析仪的第三端口。
在其中一个实施例中,所述传输线为U型传输线。
在其中一个实施例中,所述微带线与所述复合探头平行。
在其中一个实施例中,所述微带线与所述复合探头之间的距离小于3mm。
在其中一个实施例中,屏蔽件测量装置还包括射频同轴连接器,所述射频同轴连接器设置于所述微带线和/或所述复合探头。
在其中一个实施例中,所述匹配负载与所述网络分析仪形成阻抗匹配。
在其中一个实施例中,所述网络分析仪采用频率扫描测量模式对所述屏蔽件的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能进行测量。
在其中一个实施例中,所述屏蔽件设置于所述微带线与所述复合探头的中间,且所述屏蔽件在所述微带线上的投影覆盖所述微带线的扫描区域。
附图说明
图1为一个实施例中屏蔽件测量装置的结构图;
图2为一个实施例中复合探头的第一屏蔽层的结构示意图;
图3为一个实施例中复合探头的参考地层的结构示意图;
图4为一个实施例中复合探头的传输线的结构示意图;
图5为一个实施例中复合探头的第二屏蔽层的结构示意图;
图6为一个实施例中复合探头的测试原理图;
图7为一个实施例中复合探头的电场耦合测试原理图;
图8为一个实施例中复合探头的磁场耦合测试原理图。
具体实施方式
为了使本申请目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下通过实施例,并结合附图,对本申请进行更加全面的描述。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,提供一种屏蔽件测量装置,该装置用于对屏蔽件400的屏蔽效能进行测量。请参见图1,屏蔽件测量装置包括微带线100、匹配负载、复合探头200和网络分析仪300,微带线100一端连接匹配负载,另一端连接网络分析仪300的第一端口,复合探头200的第一输出端连接网络分析仪300的第二端口,复合探头200的第二输出端连接网络分析仪300的第三端口,匹配负载连接网络分析仪300的第四端口,微带线100与复合探头200之间用于设置屏蔽件400。网络分析仪300用于通过第一端口发送电磁信号至微带线100,根据第二端口接收的能量和第三端口接收的能量,得到在有屏蔽件400和无屏蔽件400存在时,微带线100与复合探头200之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能。网络分析仪300将电磁信号发送至微带线100后,根据法拉第电磁感应定律,复合探头200中将会产生电磁波,并通过两个输出端传输至网络分析仪300,根据差模和共模理论,在复合探头200的两个输出端传输的电磁波均包含电场和磁场,由此网络分析仪300可以得到在有屏蔽件400和无屏蔽件400存在时,微带线100与复合探头200之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能,实现近场环境下电场与磁场屏蔽效能的同时测量,使用可靠。
具体地,微带线100是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线。微带线100具有两端,一端连接网络分析仪300的第一端口,通过网络分析仪300的第一端口接入电磁信号。微带线100接入电磁信号后,作为激励源,用来产生横向电磁波(TEM波)。通常微带线100单独制作在一个测试板上,合称为微带线测试板。微带线100的另一端连接匹配负载,匹配负载连接网络分析仪300的第四端口,匹配负载的阻值并不是唯一的,可根据连接的网络分析仪300确定。匹配负载可用于与网络分析仪300形成阻抗匹配,保证信号在传输过程中没有受到反射。
复合探头200可以探测微带线100产生的电场分量和磁场分量。当屏蔽件400设置于微带线100与复合探头200之间时,复合探头200还可以探测微带线100经过屏蔽件400屏蔽之后的电场分量和磁场分量。复合探头200可设置于微带线100的上方,具体为微带线100远离地面的一侧。复合探头200的结构并不是唯一的,可根据实际需求选择,只要本领域技术人员认为可以实现即可。
当在微带线100上输入一个电磁信号时,根据法拉第电磁感应定律,放置上方的复合探头200中将会产生电磁波并传输至复合探头200的两个端口。此外,根据差模和共模理论,在复合探头200两个端口传输的电磁波均包含电场和磁场,并且两个端口的电压之和与电场耦合成正比,两个端口的电压之差与磁场和成正比。因此,网络分析仪300通过第二端口和第三端口获取到复合探头200的两个输出端输出的电压信号后,如果将两个端口的电压分别作差和作和,就可以分别得到耦合至复合探头200的电场和磁场能量。
网络分析仪300的包括标量网络分析仪和矢量网络分析仪,在本实施例中,网络分析仪300为矢量网络分析仪,使用成本低,工作性能佳。网络分析仪300的作用是测量由复合探头200与微带线100所组成的网络系统的传输特性。该网络系统中,通常以微带线100为输入件,而复合探头200为输出件,利用网络分析仪300测量信号传输的幅值衰减情况以及相位变化情况,探测输出端信号强度和相位变化。在本实施例中,网络分析仪300的第一端口为输入端,第二端口和第三端口为输出端,网络分析仪300根据第二端口接收的能量和第三端口接收的能量,得到在有屏蔽件400和无屏蔽件400存在时,微带线100与复合探头200之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能。
进一步地,电磁屏蔽的实质是屏蔽体对关键电路的电磁能量的反射、吸收和传导作用,而这些作用与屏蔽结构表面和屏蔽体内所感应的电荷、电流及极化现象密切相关。所谓屏蔽效能就是指在电磁场中同一地点无屏蔽体存在时电磁场强度与加屏蔽体后电磁场强度之比,并以对数表示:
SE=20log|E0/ES|或SE=20log|H0/HS| (1)
式中,E0,H0分别为无屏蔽体时某点的电场强度和磁场强度;ES,HS分别为加载屏蔽体后同一点的电场强度和磁场强度。因此,在得到有屏蔽件400存在和没有屏蔽件400存在时,耦合至复合探头200的电场和磁场能量后,可以通过网络分析仪300中差模和共模的计算方式来直接提取复合探头200中的电场和磁场分量,从而得到屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能。
在一个实施例中,请参见图2-图5,复合探头200包括依次层叠设置的第一屏蔽层(图2)、参考地层(图3)、传输线(图4)和第二屏蔽层(图5),传输线的一端连接网络分析仪300的第二端口,另一端连接网络分析仪300的第三端口。
具体地,复合探头200为多层复合层状结构,第一屏蔽层和第二屏蔽层作为复合探头200的顶层和底层,用于屏蔽外界的干扰,提高探测到的微带线100产生的能量的准确性。第一屏蔽层和第二屏蔽层的类型并不是唯一的,例如可均为金属层,金属层屏蔽效果好,使用寿命长。参考地层可以提高复合探头200的信号传输性能。传输线的两端分别作为复合探头200的第一输出端和复合探头200的第二输出端,传输线的一端连接网络分析仪300的第二端口,另一端连接网络分析仪300的第三端口。传输线用于探测微带线100产生的能量,并将探测到的能量通过两端传输至网络分析仪300进行分析处理。可以理解,在其他实施例中,复合探头200也可以为其他结构,只要本领域技术人员认为可以实现即可。
在一个实施例中,传输线为U型传输线。具体地,以传输线为U型传输线为例,当复合探头200置于微带线100的上方时,具体是复合探头200的U形传感部分置于微带线100的上方,微带线100产生的电场分量与磁场分量将会同时被复合探头200通过容性耦合与感性耦合的方式接收到,其接收原理如图6-8所示。然后,我们通过对图6-8中的U1M,U2M,U1E和U2E进行计算,可得到iE和iM表达式
iE=(i1+i2)/2 (2)
iM=(i1-i2)/2 (3)
其中,U1m表示1端口耦合接收到的磁场电压,U2m表示2端口耦合接收到的磁场电压,U1E表示1端口耦合接收到的电场电压,U2E表示2端口耦合接收到的电场电压。iE表示耦合的电场电流,iM表示耦合的磁场电流。因此,从微带线100耦合至复合探头200的电场能量和磁场能量均能够计算出。可以理解,在其他实施例中,传输线也可以为其他形状,只要本领域技术人员认为可以实现即可。
当在微带线100上输入一个电磁信号时,根据法拉第电磁感应定律,放置上方的复合探头200中将会产生电磁波并传输至复合探头200的两个端口。此外,根据差模和共模理论,在复合探头200两个端口传输的电磁波均包含电场和磁场,并且两个端口的电压之和与电场耦合成正比,两个端口的电压之差与磁场和成正比。因此,如果将两个端口的电压分别作差和作和,就可以分别得到耦合至复合探头200的电场和磁场能量。
在一个实施例中,微带线100与复合探头200平行。具体地,微带线100与复合探头200平行是指微带线100的延伸方向与复合探头200中传输线的探测部分的延伸方向平行。复合探头200与微带线100平行时,可以接收到最大的微带线100的磁场分量以及部分电场分量,探测效果好。可以理解,在其他实施例中,微带线100与复合探头200也可以成一定角度设置,只要本领域技术技术人员认为可以实现即可。但微带线100与复合探头200一般不能相互垂直,因为当垂直时,将无法接收到磁场分量。
在一个实施例中,微带线100与复合探头200之间的距离小于3mm。当微带线100与复合探头200之间的距离小于3mm时,可以较完整地接收到微带线100的信号,减少信号损耗,提高检测效果。可以理解,复合探头200离微带线100越远,其接收到的信号越弱,离微带线100约近,其接收到的信号越强,在其他实施例中,微带线100与复合探头200之间的距离也可以为其他取值,可根据实际情况设置。
在一个实施例中,屏蔽件测量装置还包括射频同轴连接器,射频同轴连接器设置于微带线100和/或复合探头200。当射频同轴连接器设置于微带线100时,可设置微带线100的两端,微带线100的两端分别通过不同的射频同轴连接器连接网络分析仪300的第一端口和匹配负载。当射频同轴连接器设置于复合探头200时,可在复合探头200的第一输出端和第二输出端出均设置射频同轴连接器,复合探头200通过射频同轴连接器连接网络分析仪300的第二端口和第三端口。射频同轴连接器作为连接端口可以提供稳定的电性能,耐电压能力强,使用可靠。射频同轴连接器与微带线100和/或复合探头200的设置方式并不是唯一的,在本实施例中,射频同轴连接器焊接在微带线100和/或复合探头200上,以更好地保持位置稳定性。进一步地,射频同轴连接器的类型并不是唯一的,在本实施例中,射频同轴连接器可以为SMA(Sub-Miniature version A connector,超小型A型连接器)头,具有寿命长、性能优越和可靠性高等优点。可以理解,在其他实施例中,射频同轴连接器也可以为其他类型的连接器,只要本领域技术人员认为可以实现即可。
在一个实施例中,匹配负载与网络分析仪300形成阻抗匹配。匹配负载与网络分析仪300形成阻抗匹配,保证信号在传输过程中没有受到反射。匹配负载的阻值可根据连接的网络分析仪300调整,在本实施例中,匹配负载的阻值为50欧,微带线100的阻抗设计为50欧,有利于提高信号传输质量。可以理解,在其他实施例中,匹配负载的阻值也可以按需调整,只要本领域技术人员认为可以实现即可。
在一个实施例中,网络分析仪300采用频率扫描测量模式对屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能进行测量。具体地,网络分析仪300采用频率扫描测量模式对屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能进行测量,是指通过更改输入端的信号的频率,并探测输出端的同一频率信号强度和相位变化,从而实现不同频率下的屏蔽效能的测量。可以理解,在其他实施例中,网络分析仪300也可以其他测试模式对屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能进行测量,例如采用单频点测试模式,通常复合材料的屏蔽效能是使用某一个点频率下或某一段频率下的性能作表征的,单频点测试模式可以更好地检测复合材料的屏蔽效能。
上述屏蔽件测量装置,包括微带线100、匹配负载、复合探头200和网络分析仪300,微带线100一端连接匹配负载,另一端连接网络分析仪300的第一端口,复合探头200的第一输出端连接网络分析仪300的第二端口,复合探头200的第二输出端连接网络分析仪300的第三端口,匹配负载连接网络分析仪300的第四端口,微带线100与复合探头200之间用于设置屏蔽件400,网络分析仪300用于通过第一端口发送电磁信号至微带线100,根据第二端口接收的能量和第三端口接收的能量,得到在有屏蔽件400和无屏蔽件400存在时,微带线100与复合探头200之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能。网络分析仪300将电磁信号发送至微带线100后,根据法拉第电磁感应定律,复合探头200中将会产生电磁波,并通过两个输出端传输至网络分析仪300,根据差模和共模理论,在复合探头200两个输出端传输的电磁波均包含电场和磁场,由此网络分析仪300可以得到在有屏蔽件400和无屏蔽件400存在时,微带线100与复合探头200之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能,实现近场环境下电场与磁场屏蔽效能的同时测量,使用可靠。
在一个实施例中,提供一种测量系统,包括屏蔽件400和如上述的屏蔽件测量装置。具体地,屏蔽件400设置于屏蔽件测量装置的微带线100与复合探头200之间。
在一个实施例中,屏蔽件400设置于微带线100与复合探头200的中间,且屏蔽件400在微带线100上的投影覆盖微带线100的扫描区域。屏蔽件400设置于微带线100与复合探头200的中间时,屏蔽件400到微带线100的距离与到复合探头200之间的距离相等,可使得到的屏蔽效能结果更加准确。微带线100的扫描区域是指微带线100中用于测量屏蔽件400的屏蔽效能的区域,屏蔽件400在微带线100上的投影覆盖微带线100的扫描区域是指屏蔽件400在微带线100上的投影面积大于微带线100的扫描区域,可以防止未对应设置屏蔽件400区域的微带线100的信号泄露至复合探头200上,提高检测结果的准确性。
为了更好地理解上述实施例,以下结合一个具体的实施例进行详细的解释说明。在一个实施例中,屏蔽件测量装置包括微带线100、匹配负载、复合探头200和网络分析仪300,网络分析仪300为矢量网络分析仪。微带线100作为激励源,用来产生横向电磁波(TEM波),通常微带线100单独制作在一个测试板上。微带线100两端与SMA头焊接,一端用于注入信号,另一端连接50欧姆匹配负载。微带线100的阻抗设计为50欧,目的是与矢量网络分析仪形成阻抗匹配,保证信号在传输过程中没有受到反射。
复合探头200的结构如图2-5所示。复合探头200包括四个平面,顶层和底层是金属接地层,用于屏蔽外界的干扰,中间1层为参考地,中间2层是U形传输线,U形传输线的两端接SMA。当复合探头200置于微带线100的上方时,具体是探头的U形传感部分置于微带线100的扫描区域的正上方,以接收微带线100产生的电场分量和磁场分量。微带线100产生的电场分量与磁场分量将会同时被复合探头200通过容性耦合与感性耦合的方式接收到,其接收原理如图6-8所示。复合探头200与微带线100平行时,可以接收到最大的微带线100的磁场分量以及部分电场分量,当垂直时,将无法接收到磁场分量。
通过对图6-8中的U1M,U2M,U1E和U2E进行计算,可得到iE和iM。因此,从微带线100耦合至复合探头200的电场能量和磁场能量均能够计算出。当在微带线100上输入一个电磁信号时,根据法拉第电磁感应定律,放置上方的复合探头200中将会产生电磁波并传输至复合探头200的两个端口。此外,根据差模和共模理论,在复合探头200两个端口传输的电磁波均包含电场和磁场,并且两个端口的电压之和与电场耦合成正比,两个端口的电压之差与磁场和成正比。因此,如果将两个端口的电压分别作差和作和,就可以分别得到耦合至复合探头200的电场和磁场能量。
网络分析仪300的作用是测量由复合探头200与微带线100所组成的网络系统的传输特性。该网络系统中,通常以微带线100为输入端,而复合探头200为输出端,利用网络分析仪300测量信号传输的幅值衰减情况以及相位变化情况,测量的模式是频率扫描,即通过更改输入端的信号的频率,并探测输出端的同一频率信号强度和相位变化。测量系统的结构示意图如图1所示,矢量网络分析仪的端口1(第一端口)连接微带线100的端口1,端口2(第二端口)连接复合探头200的端口2(第一输出端),端口3(第三端口)连接复合探头200的端口3(第二输出端),微带线100的端口4端接50欧姆的匹配负载。复合探头200放置于PCB测试板微带线100的上方,高度为小于3mm。屏蔽件400置于微带线100与复合探头200的中间位置并完全覆盖一定区域的微带线100,防止微带线100的信号泄露至复合探头200上。
矢量网络分析仪可测量得到微带线100与复合探头200之间的耦合传输系数S21和S31,由于S21和S31中均包含耦合电场与耦合磁场,分别对S21和S31作差和作和,就可以分别得到耦合至复合探头200的电场和磁场能量。利用矢量网络分析仪中差模和共模的计算方式来直接提取复合探头200中的电场和磁场分量。耦合传输系数可由矢量网络分析仪直接检测并显示。
Scom=(S21+S31)/2 (4)
Sdiff=(S21-S31)/2 (5)
其中,Scom为电场耦合能量,Sdiff为磁场耦合能量,S21为网络分析仪300的端口2与端口1之间的耦合传输系数,S31为网络分析仪300的端口3与端口1之间的耦合传输系数。根据屏蔽效能的定义,未加屏蔽件400时可测得一组差模Sdiff_1和共模信号Scom_1,加屏蔽件400时可测得另外一组差模Sdiff_2和共模信号Scom_2。两者作差就可分别得到屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能,即:
SE(电场)=Scom_1-Scom_2 (6)
SE(磁场)=Sdiff_1-Sdiff_2 (7)
其中,SE(电场)为屏蔽件400的电场屏蔽效能,SE(磁场)为屏蔽件400的磁场场屏蔽效能,Scom_1为未加屏蔽件400时的电场耦合能量,Scom_2为加了屏蔽件400时的电场耦合能量,Sdiff_1为未加屏蔽件400时的磁场耦合能量,Sdiff_2为加了屏蔽件400时的磁场耦合能量。
本申请的屏蔽件测量装置与测量系统主要是利用微带线100与复合探头200之间的场线耦合效应,且两者均产生TEM波,来实现近场环境下电场与磁场屏蔽效能的同时、快速、多次测量。
上述测量系统,包括微带线100、匹配负载、复合探头200和网络分析仪300,微带线100一端连接匹配负载,另一端连接网络分析仪300的第一端口,复合探头200的第一输出端连接网络分析仪300的第二端口,复合探头200的第二输出端连接网络分析仪300的第三端口,匹配负载连接网络分析仪300的第四端口,微带线100与复合探头200之间用于设置屏蔽件400,网络分析仪300用于通过第一端口发送电磁信号至微带线100,根据第二端口接收的能量和第三端口接收的能量,得到在有屏蔽件400和无屏蔽件400存在时,微带线100与复合探头200之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能。网络分析仪300将电磁信号发送至微带线100后,根据法拉第电磁感应定律,复合探头200中将会产生电磁波,并通过两个输出端传输至网络分析仪300,根据差模和共模理论,在复合探头200两个输出端传输的电磁波均包含电场和磁场,由此网络分析仪300可以得到在有屏蔽件400和无屏蔽件400存在时,微带线100与复合探头200之间的耦合传输系数,并根据耦合传输系数得到屏蔽件400的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能,实现近场环境下电场与磁场屏蔽效能的同时测量,使用可靠。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种屏蔽件测量装置,其特征在于,包括微带线、匹配负载、复合探头和网络分析仪,所述微带线一端连接所述匹配负载,另一端连接所述网络分析仪的第一端口,所述复合探头的第一输出端连接所述网络分析仪的第二端口,所述复合探头的第二输出端连接所述网络分析仪的第三端口,所述匹配负载连接所述网络分析仪的第四端口,所述微带线与所述复合探头之间用于设置屏蔽件;
所述网络分析仪用于通过第一端口发送电磁信号至所述微带线,根据所述第二端口接收的能量和第三端口接收的能量,得到在有所述屏蔽件和无所述屏蔽件存在时,所述微带线与所述复合探头之间的耦合传输系数,并根据所述耦合传输系数得到所述屏蔽件的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能。
2.根据权利要求1所述的屏蔽件测量装置,其特征在于,所述复合探头包括依次层叠设置的第一屏蔽层、参考地层、传输线和第二屏蔽层,所述传输线的一端连接所述网络分析仪的第二端口,另一端连接所述网络分析仪的第三端口。
3.根据权利要求2所述的屏蔽件测量装置,其特征在于,所述传输线为U型传输线。
4.根据权利要求1所述的屏蔽件测量装置,其特征在于,所述微带线与所述复合探头平行。
5.根据权利要求1所述的屏蔽件测量装置,其特征在于,所述微带线与所述复合探头之间的距离小于3mm。
6.根据权利要求1所述的屏蔽件测量装置,其特征在于,还包括射频同轴连接器,所述射频同轴连接器设置于所述微带线和/或所述复合探头。
7.根据权利要求1所述的屏蔽件测量装置,其特征在于,所述匹配负载与所述网络分析仪形成阻抗匹配。
8.根据权利要求1所述的屏蔽件测量装置,其特征在于,所述网络分析仪采用频率扫描测量模式对所述屏蔽件的电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能进行测量。
9.一种测量系统,其特征在于,包括屏蔽件和如权利要求1-8任意一项所述的屏蔽件测量装置。
10.根据权利要求9所述的测量系统,其特征在于,所述屏蔽件设置于所述微带线与所述复合探头的中间,且所述屏蔽件在所述微带线上的投影覆盖所述微带线的扫描区域。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111233595.1A CN114019337A (zh) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | 屏蔽件测量装置与测量系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111233595.1A CN114019337A (zh) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | 屏蔽件测量装置与测量系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114019337A true CN114019337A (zh) | 2022-02-08 |
Family
ID=80057104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111233595.1A Pending CN114019337A (zh) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | 屏蔽件测量装置与测量系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114019337A (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030111264A1 (en) * | 2001-12-13 | 2003-06-19 | Tan Fern Nee | Electromagnetic emissions shielded test contactor |
US20150160309A1 (en) * | 2013-12-09 | 2015-06-11 | National Taiwan University | Magnetic field probe, magnetic field measurement system and magnetic field measurement method |
CN109061320A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-21 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所(工业和信息化部电子第五研究所、中国赛宝实验室) | 电磁场复合探头和探测系统 |
CN109596897A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-04-09 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | 电磁场复合无源探头 |
CN209198570U (zh) * | 2018-11-09 | 2019-08-02 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 一种新能源汽车高压电缆屏蔽效能的测试装置 |
CN110456189A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-11-15 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | 近场屏蔽效能测试装置、系统及方法 |
CN110531172A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 重庆大学 | 一种电动车高压电缆屏蔽效能测量方法 |
CN111398882A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-10 | 浙江大学 | 一种基于多分量的电场探头和磁场探头校准系统及方法 |
-
2021
- 2021-10-22 CN CN202111233595.1A patent/CN114019337A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030111264A1 (en) * | 2001-12-13 | 2003-06-19 | Tan Fern Nee | Electromagnetic emissions shielded test contactor |
US20150160309A1 (en) * | 2013-12-09 | 2015-06-11 | National Taiwan University | Magnetic field probe, magnetic field measurement system and magnetic field measurement method |
CN109061320A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-21 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所(工业和信息化部电子第五研究所、中国赛宝实验室) | 电磁场复合探头和探测系统 |
CN209198570U (zh) * | 2018-11-09 | 2019-08-02 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 一种新能源汽车高压电缆屏蔽效能的测试装置 |
CN109596897A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-04-09 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | 电磁场复合无源探头 |
CN110456189A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-11-15 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | 近场屏蔽效能测试装置、系统及方法 |
CN110531172A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 重庆大学 | 一种电动车高压电缆屏蔽效能测量方法 |
CN111398882A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-10 | 浙江大学 | 一种基于多分量的电场探头和磁场探头校准系统及方法 |
US20210318404A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-14 | Zhejiang University | Electric field probe and magnetic field probe calibration system and method based on multiple components |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李守荣;张潇;: "平面型材料的宽频带电磁屏蔽效能测试", 河北师范大学学报(自然科学版), no. 03, 31 May 2015 (2015-05-31) * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109061320B (zh) | 电磁场复合探头和探测系统 | |
Wilson et al. | Techniques for measuring the electromagnetic shielding effectiveness of materials. II. Near-field source simulation | |
CN109884407B (zh) | 电磁屏蔽效能测量系统及测量方法 | |
US8030947B2 (en) | Electronic apparatus noise measurement method | |
Groh et al. | TEM waveguides for EMC measurements | |
CN113049883B (zh) | 一种基于耦合微带线的单纤维介电常数测试装置 | |
Po'Ad et al. | Analytical and experimental study of the shielding effectiveness of a metallic enclosure with off-centered apertures | |
Ishibashi et al. | Non-contact PIM evaluation method using a standing wave coaxial tube | |
Weber et al. | Measurement techniques for conducted HPEM signals | |
CN114019337A (zh) | 屏蔽件测量装置与测量系统 | |
CN109884412A (zh) | 一种采用u型结构的超宽带电场探头 | |
Harada et al. | Time‐domain magnetic field waveform measurement near printed circuit boards | |
CN113238098B (zh) | 可同时测量双分量电场的宽频电场探头 | |
EP1995599A1 (en) | Method for determining an antenna parameter | |
CN109884406B (zh) | 高频电磁屏蔽效能测量系统、测量方法及装置 | |
Kotwal et al. | Modelling and Analysis of Gigahertz Transverse Electromagnetic Mode (GTEM) Cell | |
CN110456189B (zh) | 近场屏蔽效能测试装置、系统及方法 | |
Wang et al. | A Simple Wideband Differential Magnetic Probe Loaded with Out-of-phase Balun and Parasitic Loop | |
US9529027B2 (en) | Method for estimating PCB radiated emissions | |
Murofushi et al. | Non-contact PIM measurement method using balanced transmission lines for impedance matched PIM measurement systems | |
Schulze et al. | Improved transmission-line model for a cable with an attached suppression ferrite | |
Christianson et al. | Measurement of ultra low passive intermodulation with ability to separate current/voltage induced nonlinearities | |
Wang et al. | A Composite Probe With Connected Via for High Sensitivity Measurement of Electromagnetic-Field Components | |
Dawson et al. | New screened room techniques for the measurement of RFI | |
Gu et al. | Development of a TEM cell with 2 m in height |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |