CN203561706U

CN203561706U - 一种混响室条件下电磁屏蔽效能测试装置

Info

Publication number: CN203561706U
Application number: CN201320694089.7U
Authority: CN
Inventors: 王庆国; 毕军建; 程二威; 范丽思; 曲兆明; 贾锐; 王玉明
Original assignee: Ordnance Engineering College of PLA
Current assignee: Ordnance Engineering College of PLA
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2023-11-06

Abstract

本实用新型公开了一种混响室条件下电磁屏蔽效能测试装置，它包括位于混响室内部的被测屏蔽腔体、置于被测屏蔽腔体内部的运动机构和内部场强计、外部场强计、安装有步进电机控制卡的计算机、步进电机接线端子板和步进电机；所述外部场强计和步进电机置于被测屏蔽腔体和混响室之间；所述安装有步进电机控制卡的计算机和步进电机接线端子板置于混响室外部；本实用新型的优点是测量结果重复性好、允许在被测腔体谐振频点处测量，能够实现多点自动测量，避免了单点测量方法中因为场分布不均和可能的谐振导致的测量结果涨落太大和随机性强的问题，内置运动机构使得被测屏蔽腔体内无需复杂的内置搅拌器，实现了小尺寸屏蔽腔体的屏蔽效能的测量。

Description

一种混响室条件下电磁屏蔽效能测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种混响室条件下电磁屏蔽效能测试装置，尤其适用于混响室环境下小尺寸（线度小于2米）的屏蔽腔体内的屏蔽效能的测量。

背景技术

电磁屏蔽是一种直接而有效地控制辐射干扰的方法，它是用良导体将干扰源或者敏感电器包围起来，以隔离被包围部分与外界电场的、磁场的或者电磁场的相互干扰。电磁屏蔽广泛应用于科学研究、电子技术、航空航天，特别是军事技术等领域，是电磁兼容性学科一个重要的研究领域。例如航空航天领域的火箭系统、轨道舱，舰船和陆军使用的屏蔽方舱、军用涉密系统屏蔽体、军用电子装备的机箱机柜、各类导弹系统的外壳，以及电路板、敏感电子器件等都使用电磁屏蔽体或屏蔽装置，屏蔽体的尺寸大到几十米，小到几个厘米，形状和材料也不尽相同。电磁屏蔽效能是衡量屏蔽效果好坏的标志，直接影响着用频装备或者电子设备的工作性能和技术指标，处理不善，甚至会造成系统瘫痪或永久性破坏。

目前普遍采用的电磁屏蔽效能测试装置是按照一定的要求和规则，通过测量腔体内部一点和腔体外部一点的场强，然后比较内外场强来计算屏蔽效能。这种传统的装置有两点严重缺陷：(1)由于腔体内部场强分布不均匀甚至发生谐振现象，这种单点测量值决定了测得的屏蔽效能会因为不同位置的场强数值不同甚至有很大差别导致测量结果的随机性很强、重复性和可比性较差；（2）以前的装置都有明确要求，即测量的频点需要避开腔体的谐振频率。这是因为由于腔体内部的谐振形成驻波，选择的探测点的不同，测量得到的场强数值会因为可能测到波腹或者波谷而产生很强的涨落或者随机性，测量结果的重复性很差。然而，避开谐振频点的要求本身就不合理，因为屏蔽设备在使用过程中不能排除在谐振频点环境下工作的可能，如果避开谐振点的屏蔽效能测量，那么屏蔽体在谐振点的屏蔽性能如何就一无所知；对于混响室条件下的屏蔽效能测量，目前只有IEC61000-4-21给出了大尺寸（线度大于2米）屏蔽效能的测量方法，其测量原理是在被测腔体内部安装一个搅拌器，在搅拌器搅拌过程中，用单个场强探头测量内部的场，然后比较腔体内、外的场强得到腔体的屏蔽效能。这种测试方法的缺点是：对于小尺寸屏蔽腔体来说，由于被测腔体内没有足够的空间再安装搅拌器，，IEC61000-4-21标准不再适用。纵上所述，对于小尺寸屏蔽腔体的屏蔽效能测试，目前还没有合适的标准和测试装置。而目前大量电子设备的机箱、外壳等多数属于小尺寸（小于2米）屏蔽腔体，军工领域和电子工业都迫切需要有一种装置来测量小尺寸腔体的屏蔽效能，用以规范小尺寸腔体的设计和指标要求，提高电子设备的抗干扰能力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种测量结果重复性好、允许在被测腔体谐振频点处测量的混响室条件下电磁屏蔽效能测试装置。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型包括位于混响室内部的被测屏蔽腔体、置于被测屏蔽腔体内部的运动机构和内部场强计、外部场强计、安装有步进电机控制卡的计算机、步进电机接线端子板和步进电机；所述外部场强计和步进电机置于被测屏蔽腔体和混响室之间；所述安装有步进电机控制卡的计算机和步进电机接线端子板置于混响室外部；

所述内部场强计和外部场强计的输出端分别通过场强计光纤与计算机的相应输入端相连接；所述步进电机控制卡的输出端通过专用控制线缆与步进电机接线端子板的输入端相连接，所述步进电机接线端子板的输出端接步进电机，所述步进电机通过其输出轴驱动运动机构的运动速度和方向；

所述运动机构包括固定内部场强计的支座、用于牵引支座移动的传动带和定滑轮；所述定滑轮与步进电机的输出轴通过传动带相连接；所述支座置于传动带上随其移动。

所述外部场强计固定在距离被测屏蔽腔体1m以上距离处。

所述传动带为链条、皮带或细绳。

所述内部场强计和外部场强计的型号为EMR-200；所述步进电机控制卡的型号为PCI-8132；所述步进电机接线端子板的型号为DIN-100S-01；所述步进电机的型号为SM257-55H；所述专用控制线缆的型号为ACL-102100-1型100针SCSI-II线缆。

所述被测屏蔽腔体更加适用于小尺寸屏蔽腔体，一般小尺寸屏蔽腔体特指外部尺寸小于2m、大于0.4m的屏蔽体。

本实用新型的有益效果是：

（1）由于在被测屏蔽腔体内设有可移动的内部场强计能够实现多点自动测量，最后为平均值的计算提供了方便，能有效提高屏蔽效能测量结果的重复性，使变异系数小于5％，避免了单点测量方法中因为场分布不均和可能的谐振导致的测量结果涨落太大和随机性强的问题。

（2）允许在被测屏蔽腔体的谐振频率处进行屏蔽效能进行测量。

（3）被测屏蔽腔体内无需复杂的内置搅拌器，因而本装置更加简单实用，便于操作，解决了小尺寸屏蔽腔体内无法安装搅拌器的问题，实现了小尺寸屏蔽腔体的屏蔽效能的测量。

附图说明

附图1为本实用新型的结构框图。

附图2为本实用新型中运动机构的示意图。

其中，1-1内部场强计、1-2外部场强计、2被测屏蔽腔体、3-1～3-2场强计光纤、4计算机、5步进电机控制卡、6步进电机接线端子板、7步进电机、8运动机构、9混响室、10专用控制线缆、11支座、12传动带、13定滑轮。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细的说明。

本实用新型包括位于混响室9内部的被测屏蔽腔体2、置于被测屏蔽腔体2内部的运动机构8和内部场强计1-1、外部场强计1-2、安装有步进电机控制卡5的计算机4、步进电机接线端子板6和步进电机7；所述外部场强计1-2和步进电机（7置于被测屏蔽腔体2和混响室9之间；所述安装有步进电机控制卡5的计算机4和步进电机接线端子板6置于混响室9外部；

被测屏蔽腔体2采用不锈钢板制作，钢板厚5mm，其为长方体结构，长×宽×高为1000mm ×800mm×700mm，在800mm×1000mm表面中央开缝，开缝尺寸为200mm×40mm。在相对的面上开有φ10mm的波导孔，以便引出各种非金属连接线。

所述内部场强计1-1和外部场强计1-2的输出端分别通过场强计光纤3-1、3-2与计算机4的相应输入端相连接；所述步进电机控制卡5的输出端通过专用控制线缆10与步进电机接线端子板6的输入端相连接，所述步进电机接线端子板6的输出端接步进电机7，所述步进电机7通过其输出轴驱动运动机构8的运动速度和方向；

所述运动机构8包括固定内部场强计1-1的支座11、用于牵引支座11移动的传动带12和定滑轮13；所述定滑轮13与步进电机7的输出轴通过传动带12相连接；所述支座11置于传动带12上随其移动。

所述混响室9为模式搅拌式混响室，内部尺寸为10.5m×8m×4.3m，可用测试空间6.5 m×5.0 m×2.2 m ，可用频率范围80 MHz～18 GHz。

所述外部场强计1-2固定在距离被测屏蔽腔体2一米以上距离处。

所述传动带12为链条、皮带或细绳。

所述内部场强计1-1和外部场强计1-2的型号为EMR-200；所述步进电机控制卡的型号为PCI-8132；所述步进电机接线端子板6的型号为DIN-100S-01；所述步进电机7的型号为SM257-55H；所述专用控制线缆10的型号为ACL-102100-1型100针SCSI-II线缆。

本测试装置还包括安装于混响室9中的发射天线和搅拌器、位于混响室9外部的受计算机4控制的搅拌器控制器、搅拌器电机、信号发生器、功率放大器、双定向耦合器、同轴电缆以及双通道功率计；所述计算机4的输出端接所述信号发生器的相应输入端，所述信号发生器的输出端经同轴电缆接功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端经同轴电缆接双定向耦合器，所述双定向耦合器的一输出端经同轴电缆接发射天线，所述双定向耦合器的前向输出功率监测端和后向反射功率监测端接双通道功率计；所述受计算机4控制的搅拌器控制器的输出信号通过搅拌器电机驱动搅拌器。

本实用新型的工作原理：

在混响室条件下，通过屏蔽效能（SE）的统计定义，利用如下计算公式（1），采用多点统计的方法，通过比较腔体内外的场强统计平均值，获得小型屏蔽腔体的屏蔽效能（SE）。

（1）

其中，

为被测屏蔽腔体外部测得的统计平均参考场强；

为被测屏蔽腔体内部测得的统计平均场强。

所述多点统计的方法是按照一定规则测量得到的场强数值的平均值；（1）测量

的规则是：将外部场强计放置在混响室的工作区内，且保持在距离被测屏蔽腔体1米以上距离处，根据混响室内辐射场的频率不同，外部场强计在混响室的搅拌器的一个旋转周期中的采样数目不同。

在某一混响室内辐射场的频率下，按照步进方式旋转搅拌器，测量相应数目的场强数值，然后计算平均值作为该频率下

的数值。（2）测量的规则是：滑动轨道设置在被测屏蔽腔体内中间位置的一条直线上，如果混响室内辐射场的波长大于被测屏蔽腔体的尺寸，则在被测屏蔽腔体的线度内，利用在滑动轨道移动的内部场强计测定20个以上的场强数值，然后计算平均值得到

的数值。

上述详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型的等效实施或变更，均应包含于本案的专利保护范围中。

Claims

1. 一种混响室条件下电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于包括位于混响室（9）内部的被测屏蔽腔体（2）、置于被测屏蔽腔体（2）内部的运动机构（8）和内部场强计（1-1）、外部场强计（1-2）、安装有步进电机控制卡（5）的计算机（4）、步进电机接线端子板（6）和步进电机（7）；所述外部场强计（1-2）和步进电机（7）置于被测屏蔽腔体（2）和混响室（9）之间；所述安装有步进电机控制卡（5）的计算机（4）和步进电机接线端子板（6）置于混响室（9）外部；

所述内部场强计（1-1）和外部场强计（1-2）的输出端分别通过场强计光纤（3-1、3-2）与计算机（4）的相应输入端相连接；所述步进电机控制卡（5）的输出端通过专用控制线缆（10）与步进电机接线端子板（6）的输入端相连接，所述步进电机接线端子板（6）的输出端接步进电机（7），所述步进电机（7）通过其输出轴驱动运动机构（8）的运动速度和方向；

所述运动机构（8）包括固定内部场强计（1-1）的支座（11）、用于牵引支座（11）移动的传动带（12）和定滑轮（13）；所述定滑轮（13）与步进电机（7）的输出轴通过传动带（12）相连接；所述支座（11）置于传动带（12）上随其移动。

2.根据权利要求1所述的混响室条件下电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述外部场强计（1-2）固定在距离被测屏蔽腔体（2）1m以上距离处。

3.根据权利要求1所述的混响室条件下电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述

传动带（12）为链条、皮带或细绳。

4.根据权利要求1所述的混响室条件下电磁屏蔽效能测试装置，其特征在于所述内部场强计（1-1）和外部场强计（1-2）的型号为EMR-200；所述步进电机控制卡的型号为PCI-8132；所述步进电机接线端子板（6）的型号为DIN-100S-01；所述步进电机（7）的型号为SM257-55H；所述专用控制线缆（10）的型号为ACL-102100-1型100针SCSI-II线缆。