CN116359616A - 多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，包括一个多层屏蔽箱体、贯穿其安装孔设置的可拆卸的滤波器件和光纤波导管、以及固定于其顶部开口的屏蔽盖板，多层屏蔽箱体的内部设有多个屏蔽腔体，屏蔽腔体至少包括屏蔽实验腔体，屏蔽实验腔体内安装有可移出的发射天线，多层屏蔽箱体的外部设有接收天线。本发明还提供了相应的测量方法。本发明的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统采用安装有可拆卸的滤波器件的多层屏蔽箱体作为测量对象，并利用发射天线和测量天线测量的天线数据和定标数据来确定指定个数的滤波器件的屏蔽效能，因此适用范围广，且多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量结果准确。

Description

多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统及方法

技术领域

本发明涉及一种多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统及方法。

背景技术

电磁屏蔽是射电望远镜建设及运行阶段抑制自身电磁干扰的最有效的措施。望远镜焦点位置干扰电平阈值低于军用电磁兼容标准GJB151B-2013RE102项目辐射限值约为80dB，依据典型数字类设备辐射发射频谱，望远镜某些区域设备的屏蔽要求需达到140dB。

依据我国国军标GJB 5792的电磁屏蔽体等级划分方法，目前最严厉的D级屏蔽体(屏蔽效能满足120dB)依旧无法满足望远镜电磁兼容设计要求，故多层电磁屏蔽技术是解决射电天文超高屏蔽需求的关键。然而，在复杂电磁环境下，采用计算和仿真的方法难以确定多层屏蔽滤波器级联后的屏蔽效能，故多层屏蔽后是否满足设计需求难以确定。

为解决多层屏蔽方案中滤波器件级联后的性能测量与验证技术问题，需要研发必要的测量验证装置和系统，并提出可靠的测量方法，进而解决大型射电望远镜电磁兼容设计技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统及方法，以确定多层屏蔽滤波器件级联后的屏蔽性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，包括一个多层屏蔽箱体、贯穿所述多层屏蔽箱体的安装孔设置的可拆卸的滤波器件和光纤波导管、以及固定于所述多层屏蔽箱体的顶部开口的屏蔽盖板；所述多层屏蔽箱体的内部设有由屏蔽隔板间隔开的多个屏蔽腔体，且所述屏蔽腔体至少包括屏蔽实验腔体；所述多层屏蔽箱体的屏蔽实验腔体内安装有可移出的发射天线，所述多层屏蔽箱体的外部设有接收天线。

所述多层屏蔽箱体的屏蔽实验腔体内安装有光电转换器；所述光电转换器在屏蔽盖板未安装的状态下，通过可拆卸的网线与所述多层屏蔽箱体的外部的计算机电连接，且通过光纤波导管和插设于光纤波导管内的网络光纤与所述多层屏蔽箱体的外部的网络连接；所述光电转换器通过电源线和所述滤波器件来与所述多层屏蔽箱体的外部的直流电源连接。

所述多层屏蔽箱体的每个屏蔽隔板上设有安装孔，且所述多层屏蔽箱体的远离所述屏蔽实验腔体的外壁上设有安装孔，每个滤波器件贯穿所述多层屏蔽箱体的一个安装孔设置。

所述屏蔽腔体包括依次排布的第一屏蔽腔体、第二屏蔽腔体和屏蔽实验腔体，所述安装孔包括设于所述屏蔽实验腔体的外壁上的第一安装孔组、设于第一屏蔽腔体和第二屏蔽腔体之间的屏蔽隔板上的第二安装孔组、以及设于第二屏蔽腔体和屏蔽实验腔体之间的屏蔽隔板上的第三安装孔组，第一安装孔组、第二安装孔组、第三安装孔组各包含2个所述的安装孔。

所述多层屏蔽箱体上设有一接地端子，并通过接地端子接地。

所述接收天线通过射频电缆与一信号分析仪相连，所述多层屏蔽箱体的外部设有一信号源，所述发射天线通过射频电缆和所述多层屏蔽箱体的侧壁上的射频连接器与所述信号源相连。

所述发射天线通过一天线支撑板固定在所述多层屏蔽箱体的底板上。

所述多层屏蔽箱体的顶部开口和屏蔽盖板之间设有高性能的屏蔽衬垫，所述多层屏蔽箱体、屏蔽盖板和屏蔽衬垫的材料均是导电材料。

另一方面，本发明提供一种多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量方法，包括：

S0：提供一个根据上文所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，对所述多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统的发射天线和接收天线进行定标，得到定标接收信号功率；

S1：利用多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，根据需要进行指定个数的滤波器件的屏蔽效能测量；

S1具体包括：

S110：在所述多层屏蔽箱体上安装指定个数的滤波器件；

S120：将发射天线固定于所述多层屏蔽箱体的屏蔽实验腔体内，并将屏蔽盖板安装于所述多层屏蔽箱体上；

S130：利用发射天线发射典型的频率信号，利用接收天线接收发射天线的信号，得到屏蔽接收信号功率；

S140：根据定标接收信号功率和屏蔽接收信号功率来确定指定个数的滤波器件的屏蔽效能。

所述多层屏蔽箱体的屏蔽实验腔体内安装有光电转换器；在所述步骤S110之后，所述步骤S120之前，还包括：在屏蔽盖板未安装的状态下，将滤波器件通过电源线连接直流电源和光电转换器，将网络光纤插入光纤波导管并连接至光电转换器；将计算机与光电转换器通过可拆卸的网线连接，验证光电转换器是否处于正常工作状态，验证通过，则执行步骤S120；否则，结束流程。

本发明的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统采用安装有可拆卸的滤波器件的多层屏蔽箱体作为测量对象，并利用发射天线和接收天线测量的天线数据和定标数据来确定指定个数的滤波器件的屏蔽效能，为多层屏蔽中多级滤波屏蔽部件的屏蔽效能验证提供技术支撑。

附图说明

图1和图2是根据本发明的一个实施例的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统在去除天线后的结构示意图，其中图1和图2示出了两个不同的视角。

图3是根据本发明的一个实施例的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

第一实施例多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统

如图1-图3所示，所述多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统包括一个多层屏蔽箱体10、贯穿多层屏蔽箱体10的安装孔设置的可拆卸的滤波器件20和光纤波导管30、以及固定于所述多层屏蔽箱体10的顶部开口的屏蔽盖板40。其中，滤波器件20为待测对象。

所述多层屏蔽箱体10的内部设有由屏蔽隔板11间隔开的多个屏蔽腔体，且所述屏蔽腔体至少包括屏蔽实验腔体103。屏蔽腔体的数量至少为3层，通常情况下，3层屏蔽可以满足各技术领域需求；每一个屏蔽隔板11的厚度为4mm-10mm，多个屏蔽隔板11的材料相同；不同屏蔽隔板11之间通过空气间隔以形成分隔开的屏蔽腔体。在本实施例中，所述屏蔽腔体的数量为3层，所述屏蔽腔体包括依次排布的第一屏蔽腔体101、第二屏蔽腔体102和屏蔽实验腔体103，第一屏蔽腔体101、第二屏蔽腔体102和屏蔽实验腔体103的作用主要是隔离电磁波，如防止屏蔽实验腔体内电磁波进入到第二屏蔽腔体102和第一屏蔽腔体101。第一屏蔽腔体101、第二屏蔽腔体102、屏蔽实验腔体103的尺寸满足基本的器件安装和维护即可。

如图3所示，所述多层屏蔽箱体10的屏蔽实验腔体103内安装有光电转换器50和可移出的发射天线60，所述多层屏蔽箱体10的外部设有接收天线70和信号源61。所述多层屏蔽箱体10上设有一接地端子80，并通过接地端子80接地，保证实验验证系统的可靠性。

所述接收天线70通过射频电缆与一信号分析仪71相连，从而构成信号接收系统。

所述发射天线60通过射频电缆和所述多层屏蔽箱体10的侧壁上的射频连接器63与所述信号源61相连。由此，发射天线60、射频连接器63、信号源61共同构成了信号发射系统。所述发射天线60通过一天线支撑板62固定在所述多层屏蔽箱体10的底板上，天线支撑板的材料采用铁板，安装于屏蔽实验腔体底部，发射天线60的底座具有磁性，通过吸力固定在天线支撑板上。

所述光电转换器50在屏蔽盖板40未安装的状态下，通过可拆卸的网线与所述多层屏蔽箱体10的外部的计算机51电连接，且通过光纤波导管30和插设于光纤波导管30内的网络光纤31与所述多层屏蔽箱体10的外部的网络连接，从而为光电转换器50提供光信号形式的网络信号，由此，通过确定计算机是否能够通过网线上网，能够确定光电转换器50是否正常工作，而光电转换器50的主要作用是在屏蔽盖板40未安装状态下验证通过滤波器件的电子设备(如光电转换器50)是否工作，进而确定经过滤波器件的链路供电是否正常，滤波器件是否处于可用状态。

所述光纤波导管30贯穿所述多层屏蔽箱体10的每个屏蔽隔板11和远离所述屏蔽实验腔体103的外壁，这会影响屏蔽效能，因此所述光纤波导管30优选为金属管，其内径为内径3-8mm，长度大于10mm，用于保证本发明的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统的整体屏蔽效能。

所述光电转换器50通过电源线53和所述滤波器件20来与所述多层屏蔽箱体10的外部的直流电源52连接(即直流电源52通过滤波器件为光电转换器进行供电)，其中，在屏蔽盖板40安装前后均保持连接状态。在没有安装滤波器件20的安装孔处，电源线53可以直接穿过所述安装孔，从而不经过滤波，进而可以实现滤波器件20的级联个数的可调节。

所述滤波器件20的作用是低频通过，高频抑制，进而实现高频(30MHz-10GHz)屏蔽作用。所述光电转换器50和直流电源52均通过电源线53与所述滤波器件20连接，具体来说，通过电源线53焊接到滤波器件20的外侧连接端，使得直流电源52连接滤波器件20，通过电源线53焊接到滤波器件20的内侧连接端，使得滤波器件20连接至光电转换器50。

所述多层屏蔽箱体10的每个屏蔽隔板11上设有安装孔，且所述多层屏蔽箱体10的远离所述屏蔽实验腔体103的外壁上设有安装孔，每个滤波器件20贯穿所述多层屏蔽箱体10的一个安装孔设置。滤波器件20的固定方式如下：滤波器件20的安装端上设有螺纹，且所述安装孔具有与滤波器件20匹配的螺纹孔，使得滤波器件20与所述多层屏蔽箱体10的安装孔螺接固定。对于没有与滤波器件20螺接固定的所述多层屏蔽箱体10的安装孔(即不需要安装滤波器件)，则电源线53不经滤波器件20穿过安装孔即可。

在本实施例中，所述安装孔包括设于所述屏蔽实验腔体103的外壁上的第一安装孔组110、设于第一屏蔽腔体101和第二屏蔽腔体102之间的屏蔽隔板11上的第二安装孔组120、以及设于第二屏蔽腔体102和屏蔽实验腔体103之间的屏蔽隔板11上的第三安装孔组130，第一安装孔组、第二安装孔组、第三安装孔组各包含2个安装孔，因此最多可安装2套滤波器件，进而测量验证滤波器件的屏蔽效能，从而得到多层屏蔽滤波器件的级联屏蔽效能。

所述多层屏蔽箱体10和屏蔽盖板40均可采用铝、铝合金、铁、铜等导电材料制成。所述多层屏蔽箱体10的顶部开口和屏蔽盖板40之间设有高性能的屏蔽衬垫41，屏蔽衬垫41的材料也是导电材料。这些高性能的屏蔽衬垫41用于堵住多层屏蔽箱体和屏蔽盖板之间的缝隙，防止电磁泄漏。其中，屏蔽衬垫41安装在所述多层屏蔽箱体10的顶部开口的边缘的衬垫安装槽42中。屏蔽盖板40与屏蔽衬垫41接触，并通过螺钉与所述多层屏蔽箱体10连接，屏蔽盖板40上的螺钉孔均需要安装螺钉，以确保多层屏蔽箱体10内部的电磁波不会泄露至外部。

第二实施例多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量方法

本发明的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量方法包括以下步骤：

步骤S0：提供一个根据上文所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，对所述多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统的发射天线和接收天线进行定标，得到定标接收信号功率；

对所述多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统的发射天线和接收天线进行定标，具体包括：在发射天线正常工作的状态下，将发射天线放于屏蔽盖板40的顶部，并保持接收天线与发射天线处于同一高度且彼此正对，其中，接收天线与发射天线距离大于2m；利用发射天线发射典型的频率信号，利用接收天线接收发射天线的信号，通过信号分析仪得到定标接收信号功率P。

接收天线接收到的定标接收信号功率为P，单位为dBm。

步骤S1：利用多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，根据需要进行指定个数的滤波器件的屏蔽效能测量；

在一个实施例中，进行的是单个滤波器件的屏蔽效能测量，相应地，步骤S1具体包括：

步骤S11：在所述多层屏蔽箱体10的第一安装孔组的位置安装滤波器件20；将滤波器件20连接直流电源52和光电转换器50(因此电源线53不经滤波器件20穿过第二安装孔组、第三安装孔组)；将网络光纤31插入光纤波导管30并连接至光电转换器；将计算机51与光电转换器50连接，验证光电转换器50处于正常工作状态，验证通过则确定滤波器件20处于可用状态。

其中，第一安装孔组设于多层屏蔽箱体10的远离所述屏蔽实验腔体103的外壁上。

具体来说，计算机51通过网线连接光电转化器，若计算机51能通过网线上网，说明光电转换器正常工作；而直流电源52通过滤波器件(其作用低频通过，高频抑制，进而起到屏蔽作用)为光电转换器正常供电，说明滤波器件起到工作作用。

步骤S12：确定滤波器件20处于可用状态时，将发射天线固定于所述多层屏蔽箱体10的屏蔽实验腔体103内，并将屏蔽盖板40安装于所述多层屏蔽箱体10上。

将屏蔽盖板40安装于所述多层屏蔽箱体10上，具体包括：将屏蔽衬垫41安装在所述多层屏蔽箱体10的顶部开口的边缘的衬垫安装槽42中，将屏蔽盖板40与屏蔽衬垫41接触，并通过螺钉与所述多层屏蔽箱体10连接，并确保每个螺钉拧紧。

步骤S13：利用发射天线发射典型的频率信号，利用接收天线接收发射天线的信号，通过信号分析仪得到第一屏蔽接收信号功率P1；

第一屏蔽接收信号功率P1的单位为dBm。

步骤S14：根据定标接收信号功率P和第一屏蔽接收信号功率P1来确定单个滤波器件的屏蔽效能；

其中，单个滤波器件的屏蔽效能SE1为：SE1＝p＝p1。

在另一个实施例中，进行的是两个滤波器件的级联屏蔽效能测量，相应地，所述步骤S1具体包括：

步骤S11’：在多层屏蔽箱体10的第一安装孔组的位置、第二安装孔组的位置均安装滤波器件20；将滤波器件20连接直流电源52和光电转换器50；将网络光纤31插入光纤波导管30并连接至光电转换器；将计算机51与光电转换器50连接，验证光电转换器50处于正常工作状态，验证通过则确定滤波器件20处于可用状态。

其中，第一安装孔组设于多层屏蔽箱体10的远离所述屏蔽实验腔体103的外壁上，第二安装孔组设于第一屏蔽腔体101和第二屏蔽腔体102之间的屏蔽隔板11上。

步骤S12’：确定滤波器件20处于可用状态时，将发射天线固定于所述多层屏蔽箱体10的屏蔽实验腔体103内，并将屏蔽盖板40安装于所述多层屏蔽箱体10上。

步骤S13’：利用发射天线发射典型的频率信号，利用接收天线接收发射天线的信号，得到第二屏蔽接收信号功率P2；

第二屏蔽接收信号功率P2的单位为dBm。

步骤S14’：根据定标接收信号功率P和第二屏蔽接收信号功率P2来确定两个滤波器件的级联屏蔽效能。

其中，两个滤波器件的级联屏蔽效能SE2为：SE2＝P-P2。

在另一个实施例中，进行的是三个滤波器件的级联屏蔽效能测量，相应地，所述步骤S1具体包括：

步骤S11”：在多层屏蔽箱体10的第一安装孔组的位置、第二安装孔组、第三安装孔组的位置均安装滤波器件20；将滤波器件20连接直流电源52和光电转换器50；将网络光纤31插入光纤波导管30并连接至光电转换器；将计算机51与光电转换器50连接，验证光电转换器50处于正常工作状态，验证通过则确定滤波器件20处于可用状态。

步骤S12”：确定滤波器件20处于可用状态时，将发射天线固定于所述多层屏蔽箱体10的屏蔽实验腔体103内，并将屏蔽盖板40安装于所述多层屏蔽箱体10上。

步骤S13”：利用发射天线发射典型的频率信号，利用接收天线接收发射天线的信号，得到第三屏蔽接收信号功率P3，其单位为dBm；

步骤S14’：根据定标接收信号功率P和第三屏蔽接收信号功率P3来确定三个滤波器件的级联屏蔽效能。

其中，三个滤波器件的级联屏蔽效能SE3为：SE3＝P-P3。

综上，步骤S1具体包括：

步骤S110：在所述多层屏蔽箱体10上安装指定个数的滤波器件20；

步骤S120：将发射天线固定于所述多层屏蔽箱体10的屏蔽实验腔体103内，并将屏蔽盖板40安装于所述多层屏蔽箱体10上。

在所述步骤S110之后，所述步骤S120之前，还包括：在屏蔽盖板40未安装的状态下，将滤波器件20通过电源线53连接直流电源52和光电转换器50，将网络光纤31插入光纤波导管30并连接至光电转换器；将计算机51与光电转换器50通过可拆卸的网线连接，验证光电转换器50是否处于正常工作状态，验证通过(即光电转换器50正常工作)则确定滤波器件20处于可用状态，执行步骤S120；否则说明滤波器件20不可用，结束本发明的流程。

步骤S130：利用发射天线发射典型的频率信号，利用接收天线接收发射天线的信号，得到屏蔽接收信号功率；

第二接收信号功率的单位为dBm。

步骤S140：根据定标接收信号功率P和屏蔽接收信号功率Pn来确定指定个数的滤波器件的屏蔽效能。

指定个数的滤波器件的屏蔽效能SE为：SE＝P-Pn。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，其特征在于，包括一个多层屏蔽箱体、贯穿所述多层屏蔽箱体的安装孔设置的可拆卸的滤波器件和光纤波导管、以及固定于所述多层屏蔽箱体的顶部开口的屏蔽盖板；

所述多层屏蔽箱体的内部设有由屏蔽隔板间隔开的多个屏蔽腔体，且所述屏蔽腔体至少包括屏蔽实验腔体；所述多层屏蔽箱体的屏蔽实验腔体内安装有可移出的发射天线，所述多层屏蔽箱体的外部设有接收天线。

2.根据权利要求1所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，其特征在于，所述多层屏蔽箱体的屏蔽实验腔体内安装有光电转换器；所述光电转换器在屏蔽盖板未安装的状态下，通过可拆卸的网线与所述多层屏蔽箱体的外部的计算机电连接，且通过光纤波导管和插设于光纤波导管内的网络光纤与所述多层屏蔽箱体的外部的网络连接；所述光电转换器通过电源线和所述滤波器件来与所述多层屏蔽箱体的外部的直流电源连接。

3.根据权利要求1所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，其特征在于，所述多层屏蔽箱体的每个屏蔽隔板上设有安装孔，且所述多层屏蔽箱体的远离所述屏蔽实验腔体的外壁上设有安装孔，每个滤波器件贯穿所述多层屏蔽箱体的一个安装孔设置。

4.根据权利要求3所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，其特征在于，所述屏蔽腔体包括依次排布的第一屏蔽腔体、第二屏蔽腔体和屏蔽实验腔体，所述安装孔包括设于所述屏蔽实验腔体的外壁上的第一安装孔组、设于第一屏蔽腔体和第二屏蔽腔体之间的屏蔽隔板上的第二安装孔组、以及设于第二屏蔽腔体和屏蔽实验腔体之间的屏蔽隔板上的第三安装孔组，第一安装孔组、第二安装孔组、第三安装孔组各包含2个所述的安装孔。

5.根据权利要求1所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，其特征在于，所述多层屏蔽箱体上设有一接地端子，并通过接地端子接地。

6.根据权利要求1所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，其特征在于，所述接收天线通过射频电缆与一信号分析仪相连，所述多层屏蔽箱体的外部设有一信号源，所述发射天线通过射频电缆和所述多层屏蔽箱体的侧壁上的射频连接器与所述信号源相连。

7.根据权利要求1所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，其特征在于，所述发射天线通过一天线支撑板固定在所述多层屏蔽箱体的底板上。

8.根据权利要求1所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，其特征在于，所述多层屏蔽箱体的顶部开口和屏蔽盖板之间设有高性能的屏蔽衬垫，所述多层屏蔽箱体、屏蔽盖板和屏蔽衬垫的材料均是导电材料。

9.一种多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量方法，其特征在于，包括：

步骤S0：提供一个根据权利要求1-8之一所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，对所述多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统的发射天线和接收天线进行定标，得到定标接收信号功率；

步骤S1：利用多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量系统，根据需要进行指定个数的滤波器件的屏蔽效能测量；

步骤S1具体包括：

步骤S110：在所述多层屏蔽箱体上安装指定个数的滤波器件；

步骤S120：将发射天线固定于所述多层屏蔽箱体的屏蔽实验腔体内，并将屏蔽盖板安装于所述多层屏蔽箱体上；

步骤S130：利用发射天线发射典型的频率信号，利用接收天线接收发射天线的信号，得到屏蔽接收信号功率；

步骤S140：根据定标接收信号功率和屏蔽接收信号功率来确定指定个数的滤波器件的屏蔽效能。

10.根据权利要求9所述的多层屏蔽滤波器件的级联性能的测量方法，其特征在于，所述多层屏蔽箱体的屏蔽实验腔体内安装有光电转换器；在所述步骤S110之后，所述步骤S120之前，还包括：在屏蔽盖板未安装的状态下，将滤波器件通过电源线连接直流电源和光电转换器，将网络光纤插入光纤波导管并连接至光电转换器；将计算机与光电转换器通过可拆卸的网线连接，验证光电转换器是否处于正常工作状态，验证通过，则执行步骤S120；否则，结束流程。

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