CN211148799U - 一种方舱屏蔽性能电磁检测设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种方舱屏蔽性能电磁检测设备，包括电磁波发射装置和电磁波场强测试装置；所述电磁波发射装置包括晶振单元，及与晶振单元输出端电连接的二公分电路；所述二公分电路电连接DDS单元和PLL单元；所述DDS单元和PLL单元电连接到第一单片机最小系统；所述第一单片机最小系统分别电连接液晶显示器、电源按键、频率选择按键和射频开关；所述DDS单元和PLL单元电连接射频开关；所述射频开关输出端电连接LNA模块；本实用新型的方舱屏蔽性能电磁检测设备，能够高效测试方舱屏蔽性能，并能够进行定量显示。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电磁检测设备，具体涉及一种方舱屏蔽性能电磁检测设备，属于电磁检测设备技术领域。
背景技术
随着电子技术的快速发展，电磁屏蔽技术在各个领域得到广泛应用；电磁屏蔽技术为利用金属隔离来抵抗电磁干扰的方法，通常利用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，从而实现防止干扰电磁场向外界扩散的作用；由于屏蔽体可有效的将来自于导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波能量进行吸收、反射和抵消，以此来消除两个空间区域之间的电磁感应和电磁辐射，进而有效的减弱干扰源；为了对方舱的电磁屏蔽效果进行评估，需要对方舱电磁屏蔽效能测试,实际上就是要测出作为屏蔽体的方舱使电磁场的衰减程度；即分别在有方舱屏蔽和无方舱屏蔽的情况下,测出同一发射装置在空间同一距离处辐射产生的电磁场强度,二者的差值就是方舱对电磁场能量的衰减值(以dB表示)；现有的方舱电磁屏蔽检测设备比较单一，无法高效检测方舱电磁屏蔽效果。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提出了一种方舱屏蔽性能电磁检测设备，能够高效测试方舱屏蔽性能，并能够进行定量显示。
本实用新型的方舱屏蔽性能电磁检测设备，包括电磁波发射装置和电磁波场强测试装置；所述电磁波发射装置包括晶振单元，及与晶振单元输出端电连接的二公分电路；所述二公分电路电连接DDS单元和PLL单元；所述DDS单元和PLL单元电连接到第一单片机最小系统；所述第一单片机最小系统分别电连接液晶显示器、电源按键、频率选择按键和射频开关；电源按键为整个电磁波发射装置的电源开关；频率选择按键选择第一单片机最小系统内预设的频率值，使第一单片机最小系统向DDS模块和PLL模块发送频率控制值，使其分别产生9kHz、150kHz和14MHz的正弦波信号或产生410MHz与930MHz高频正弦波信号；频率选择确定了，相对应的射频开关选到对应的通道；频率选择按键按下时，第一单片机最小系统接受来自频率选择按键的控制信号，再输出信号用于控制DDS单元和PLL单元产生所需的信号频率，以及控制后级射频开关电路选择高频信号或低频信号输出；所述DDS单元和PLL单元电连接射频开关；所述射频开关输出端电连接LNA模块；所述LNA模块电连接输出天线，输出天线主要是把产生的信号按照特定方向发射出去，便于检验设备收到，来计算出方舱屏蔽设备的屏蔽性能；所述电磁波场强测试装置包括检测天线，所述检测天线输出端电连接到射频功率检波器；射频功率检波主要用来把信号的功率转换为电压值，并在一定动态范围内成线性变化；所述射频功率检波器输出端电连接到第二单片机最小系统；所述第二单片机最小系统电连接有液晶显示屏、电源开关、频率点循环按键、参考测量按键和屏蔽测量按键；电源开关用于设备启动，以便天线将接收到的电磁波通过线缆传输给射频功率检波器；射频功率检波器将场强大小转换为直流电压值；通过频率点循环按键使第二单片机最小系统通过自带的ADC功能对直流电压进行模数转换，即第二单片机最小系统其单片机采集外部的模拟电压信号转换为数字量，其为现有技术，在此不再详述其具体电路结构和工作原理；通过参考测量按键，记录下没有屏蔽方舱时对应频率的场强大小；通过屏蔽测量按键，记录下有屏蔽方舱时对应频率的场强大小；通过第二单片机最小系统数值计算，将场强衰减大小即方舱电磁屏蔽效能通过液晶显示屏进行显示；检测时，通过把电磁波发射装置放置于方舱屏蔽设备内，加电产生发射信号通过天线输出，电磁波场强测试装置在外面进行测试，把发射信号的幅度值通过电磁波场强测试装置内部处理，得出方舱屏蔽设备的屏蔽值，并显示在液晶显示屏上。
作为优选的，所述晶振单元为产生100MHz的晶振源，晶振源能产生100MHz特定振荡频率的电路，特点是频率稳定度高、相位噪声低，其通过公分电路为DDS单元和PLL单元提供参考信号；所述二公分电路由型号为SBTC-2-10L+功分器经典电路构成；所述DDS单元由型号为ADF4159的频率合成器及其外围电路构成；其区别于传统的PLL(锁相环)的技术，具有低成本、低功耗、高分辨率(Hz级别)以及跳频速度快(us级别)等特点，在本实用新型中是产生9kHz，150kHz和14MHz低频正弦波信号；所述PLL单元由型号为ADF4351BCPZ的宽带频率合成器及其外部电路构成；其为锁相环电路，一般晶振由于工艺和成本原因，做不到很高频率，直接数字频率合成器技术产生频率最高也就到几百MHz左右，所以高频信号一般采用PLL技术；PLL电路主要由晶振、鉴相器、分频器和VCO与环路滤波器等组成；PLL一般需要外部质量极好的信号作为参考信号，通过鉴相器与内部的VCO(压控振动器)实现信号相位同步，参考信号频率稳定度高、相位噪声低，而VCO产生的频率高，所以整个PLL电路能产生出信号质量很好频率又高的信号；在本实用新型中主要是产生410MHz与930MHz高频正弦波信号；所述射频开关由型号为HMC197A芯片及其外围电路构成；射频开关用于选择低频信号或高频信号通过，一般配合频率码使用；所述LNA模块为由运放及其外围电路构成低噪声放大器，其主要用于实现增大信号增益，达到所需的信号功率；所述ADF4159、ADF4351BCPZ和HMC197A其控制端电连接到第一单片机最小系统其I/O口；所述射频功率检波器由型号为LT5537的对数检波器及其外围电路构成；射频功率检波主要用来把信号的功率转换为电压值，并在一定动态范围内成线性变化；选用的芯片，频率范围DC-1GHz，-80dBm优越的灵敏度性能，82dB的动态范围，20dB/mV的对数-线性转换斜率，体积小3mm*2mm的封装；
作为优选的，所述LT5537其ENBL端由型号为ADM7150ACPC-3.3芯片及其外围电路构成的线性稳压器供电；所述LT5537其VCC端和线性稳压器输入端由型号为MIC5209-5.0BM芯片及其外围电路构成的低噪声LDO稳压器供电。
本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的方舱屏蔽性能电磁检测设备，把发射信号的幅度值通过电磁波场强测试装置内部处理，电磁波场强测试装置在外面进行测试，得出方舱屏蔽设备的屏蔽值，并显示在液晶显示屏上；能够高效测试方舱屏蔽性能，并能够进行定量显示。
附图说明
图1为本实用新型的电磁波发射装置电路框图。
图2为本实用新型的电磁波场强测试装置电路框图。
图3为本实用新型的电磁波发射装置电路原理图。
图4为本实用新型的晶振单元和公分电路连接电路原理图。
图5为本实用新型的DDS单元部分电路原理图。
图6为本实用新型的DDS单元部分电路原理图。
图7为本实用新型的PLL单元电路原理图。
图8为本实用新型的射频开关输出端电连接LNA模块电路原理图。
图9为本实用新型的电磁波场强测试装置电路原理图。
图10为本实用新型的电磁波场强测试装置电源电路原理图。
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示，一种方舱屏蔽性能电磁检测设备，包括电磁波发射装置和电磁波场强测试装置；所述电磁波发射装置包括晶振单元，及与晶振单元输出端电连接的二公分电路；所述二公分电路电连接DDS单元和PLL单元；所述DDS单元和PLL单元电连接到第一单片机最小系统；所述第一单片机最小系统分别电连接液晶显示器、电源按键、频率选择按键和射频开关；电源按键为整个电磁波发射装置的电源开关；频率选择按键选择第一单片机最小系统内预设的频率值，使第一单片机最小系统向DDS模块和PLL模块发送频率控制值，使其分别产生9kHz、150kHz和14MHz的正弦波信号或产生410MHz与930MHz高频正弦波信号；频率选择确定了，相对应的射频开关选到对应的通道；频率选择按键按下时，第一单片机最小系统接受来自频率选择按键的控制信号，再输出信号用于控制DDS单元和PLL单元产生所需的信号频率，以及控制后级射频开关电路选择高频信号或低频信号输出；所述DDS单元和PLL单元电连接射频开关；所述射频开关输出端电连接LNA模块；所述LNA模块电连接输出天线，输出天线主要是把产生的信号按照特定方向发射出去，便于检验设备收到，来计算出方舱屏蔽设备的屏蔽性能；所述电磁波场强测试装置包括检测天线BF2，所述检测天线输出端电连接到射频功率检波器；射频功率检波主要用来把信号的功率转换为电压值，并在一定动态范围内成线性变化；所述射频功率检波器输出端电连接到第二单片机最小系统；所述第二单片机最小系统电连接有液晶显示屏、电源开关、频率点循环按键、参考测量按键和屏蔽测量按键；电源开关用于设备启动，以便天线将接收到的电磁波通过线缆传输给射频功率检波器；射频功率检波器将场强大小转换为直流电压值；通过频率点循环按键使第二单片机最小系统通过自带的ADC功能对直流电压进行模数转换，即第二单片机最小系统其单片机采集外部的模拟电压信号转换为数字量，其为现有技术，在此不再详述其具体电路结构和工作原理；通过参考测量按键，记录下没有屏蔽方舱时对应频率的场强大小；通过屏蔽测量按键，记录下有屏蔽方舱时对应频率的场强大小；通过第二单片机最小系统数值计算，将场强衰减大小即方舱电磁屏蔽效能通过液晶显示屏进行显示；检测时，通过把电磁波发射装置放置于方舱屏蔽设备内，加电产生发射信号通过天线输出，电磁波场强测试装置在外面进行测试，把发射信号的幅度值通过电磁波场强测试装置内部处理，得出方舱屏蔽设备的屏蔽值，并显示在液晶显示屏上。
如图2至10，所述晶振单元为产生100MHz的晶振源1，晶振源能产生100MHz特定振荡频率的电路，特点是频率稳定度高、相位噪声低，其通过公分电路2为DDS单元和PLL单元提供参考信号；所述二公分电路2由型号为SBTC-2-10L+功分器经典电路构成；所述DDS单元3由型号为ADF4159的频率合成器及其外围电路构成；其区别于传统的PLL(锁相环)的技术，具有低成本、低功耗、高分辨率(Hz级别)以及跳频速度快(us级别)等特点，在本实用新型中其用于产生9kHz，150kHz和14MHz低频正弦波信号；其供电电源和调整电压由型号NCP3335A500的超高精度低压差稳压芯片及外围电路构成多组第一稳压器；由型号为ADP151的超低噪CMOS线性稳压芯片构成多组第二稳压器进行稳压基准供电；通过HMC739压控振荡器给ADF4159频率合成器频率，通过选择不同的输入电压，控制输出频率，从而控制ADF4159频率合成器输出频率；其在现有的DDS_PLL频率合成器中广泛应用，且ADF4159和HMC739电路均是经典接法，在此不再详述其具体的工作过程；所述PLL单元由型号为ADF4351BCPZ的宽带频率合成器及其外部电路构成；其为锁相环电路，一般晶振由于工艺和成本原因，做不到很高频率，直接数字频率合成器技术产生频率最高也就到几百MHz左右，所以高频信号一般采用PLL技术；PLL电路4主要由晶振、鉴相器、分频器和VCO与环路滤波器等组成；PLL一般需要外部质量极好的信号作为参考信号，通过鉴相器与内部的VCO(压控振动器)实现信号相位同步，参考信号频率稳定度高、相位噪声低，而VCO产生的频率高，所以整个PLL电路能产生出信号质量很好频率又高的信号；在本实用新型中主要是产生410MHz与930MHz高频正弦波信号；所述射频开关5由型号为HMC197A芯片及其外围电路构成；射频开关用于选择低频信号或高频信号通过，一般配合频率码使用；所述LNA模块6为由运放及其外围电路构成低噪声放大器，其主要用于实现增大信号增益，达到所需的信号功率；所述ADF4159、ADF4351BCPZ和HMC197A其控制端电连接到第一单片机最小系统其I/O口；所述射频功率检波器由型号为LT5537的对数检波器A13及其外围电路构成；射频功率检波主要用来把信号的功率转换为电压值，并在一定动态范围内成线性变化；选用的芯片，频率范围DC-1GHz，-80dBm优越的灵敏度性能，82dB的动态范围，20dB/mV的对数-线性转换斜率，体积小3mm*2mm的封装；
其中，所述LT5537其ENBL端由型号为ADM7150ACPC-3.3芯片A30及其外围电路构成的线性稳压器供电；所述LT5537其VCC端和线性稳压器输入端由型号为MIC5209-5.0BM芯片A31及其外围电路构成的低噪声LDO稳压器供电。
上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
Claims (3)
1.一种方舱屏蔽性能电磁检测设备，其特征在于：包括电磁波发射装置和电磁波场强测试装置；所述电磁波发射装置包括晶振单元，及与晶振单元输出端电连接的二公分电路；所述二公分电路电连接DDS单元和PLL单元；所述DDS单元和PLL单元电连接到第一单片机最小系统；所述第一单片机最小系统分别电连接液晶显示器、电源按键、频率选择按键和射频开关；所述DDS单元和PLL单元电连接射频开关；所述射频开关输出端电连接LNA模块；所述LNA模块电连接输出天线；所述电磁波场强测试装置包括检测天线，所述检测天线输出端电连接到射频功率检波器；所述射频功率检波器输出端电连接到第二单片机最小系统；所述第二单片机最小系统电连接有液晶显示屏、电源开关、频率点循环按键、参考测量按键和屏蔽测量按键。
2.根据权利要求1所述的方舱屏蔽性能电磁检测设备，其特征在于：所述晶振单元为产生100MHz的晶振源；所述二公分电路由型号为SBTC-2-10L+功分器经典电路构成；所述DDS单元由型号为ADF4159的频率合成器及其外围电路构成；所述PLL单元由型号为ADF4351BCPZ的宽带频率合成器及其外部电路构成；所述射频开关由型号为HMC197A芯片及其外围电路构成；所述LNA模块为由运放及其外围电路构成低噪声放大器；所述ADF4159、ADF4351BCPZ和HMC197A其控制端电连接到第一单片机最小系统其I/O口；所述射频功率检波器由型号为LT5537的对数检波器及其外围电路构成。
3.根据权利要求2所述的方舱屏蔽性能电磁检测设备，其特征在于：所述LT5537其ENBL端由型号为ADM7150ACPC-3.3芯片及其外围电路构成的线性稳压器供电；所述LT5537其VCC端和线性稳压器输入端由型号为MIC5209-5.0BM芯片及其外围电路构成的低噪声LDO稳压器供电。
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