CN2509822Y - 用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱 - Google Patents
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Abstract
一种用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱,包括蜂窝式波导窗和吸收式异型波导箱,其中,异型波导箱由金属薄板制成,整体成直角弯折状,其周缘各内壁表面粘贴角棱形吸波材料;在角棱形吸波材料的棱边固定安装由耐温PVC塑料制成的风道;组成所述蜂窝式截止波导窗的各蜂窝均为3cm×3cm的大孔径蜂窝,该波导窗安装在通风箱进入屏蔽室的孔口处;所述通风箱中心弯折处安装金属隔板。本波导通风窗适用以对10KHz—40GHz频率范围电磁波的屏蔽效能可达100dB以上,具有工作频带宽、屏蔽效能高、风阻小、不易堵塞的优点,充分满足屏蔽室及屏蔽暗室对电磁波屏蔽及通风的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波实验中的电磁屏蔽设备，具体地说，涉及一种超宽带微波实验屏蔽室及屏蔽暗室内使用的通风波导箱。
背景技术
屏蔽室或屏蔽暗室是封闭的金属壳体，它是微波实验的重要设备。为保证室内换气和空气调节，必须设置若干个进风口和出风口，为了使进、出风口不降低屏蔽室和屏蔽暗室的电磁屏蔽效能，必须对风口采取衰减电磁波的结构。目前国内外常见的办法是采用截止波导通风窗，它可让空气通过但对电磁波有屏蔽作用。如北京安达尔公司制造的各种规格的六角蜂窝式截止波导通风窗，可在范围10kHz-18GHz频率范围内利用蜂窝结构实现60-100dB的屏蔽效能。这种截止波导通风窗，采用在通风管道入口处以与气流垂直的方位设置如图1所示的蜂窝板状截止波导通风窗，利用波导自身的高通特性，当波导管宽边恰好等于电磁波波长的一半时，电磁波就会产生很大的衰减。波导允许截止频率以上的信号通过，而低于截止频率的信号则被阻止或衰减。借助这种六角蜂窝式截止波导通风窗既可保证空气的通入，又可防止屏蔽室及屏蔽暗室内的电磁波经通风管外泄。
然而，采用这种蜂窝板式波导通风窗，要想提高屏蔽效能，特别为适应对高频电磁波的屏蔽，就须增大蜂窝的密度，从而减小每个蜂窝的线度。例如，当频率达到40GHz，并且屏蔽效能达到100dB时，这种结构的蜂窝孔径将减小到3mm左右，相应地，其深度须在40mm以上，这势必加大风阻，使风压损失增加，甚至还可能造成蜂窝孔口被灰尘或杂物堵塞，且不易清除。随着屏蔽室和屏蔽暗室使用频率扩展到40GHz或更高，通风口的风阻与屏蔽效能的这种矛盾愈益突出。
此外，由于还须对各蜂窝周边镀镍，以致随着蜂窝密度的增大还会提高蜂窝板的造价。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种适用于毫米波段的、用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，在保证良好的通风性能的同时，还具有较高的屏蔽效能。
为实现上述目的，本实用新型提供一种用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，包括蜂窝式波导窗和吸收式异型波导箱，其中，所述异型波导箱由金属薄板制成，整体成直角弯折状，其周缘各内壁表面粘贴角棱形吸波材料；在角棱形吸波材料的棱边固定安装由耐温PVC塑料制成的风道；组成所述蜂窝式截止波导窗的各蜂窝均为大孔径蜂窝，该波导窗安装在通风箱进入屏蔽室的孔口处；所述通风箱中心弯折处安装金属隔板。
作为选择，所述金属薄板为冷轧薄钢板，也可为镀锡钢板。
作为选择，所述角棱形吸波材料可为硬质聚氨酯渗碳材料。
采用本实用新型的用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，由于其中设置金属隔板，使整个通风箱形成异形波导，即波导整体成弯折状，即成迷宫状，可大大增长波导的总有效长度，使电磁波的传输路径可以达到2米，从而使电磁波在波导内多次反射，特别是箱内周缘各内壁表面粘贴有角棱形硬质聚氨酯渗碳吸波材料，这种微波吸收材料对频率愈高的电磁波衰减愈大，从而大大增加电磁波中高频成分的衰减和吸收损耗，实验表明，本方案适用的频率高端可大大超过40GHz，比如可扩展到60GHz。
与此同时，所述各角棱形吸波材料的棱边固定安装的PVC塑料制成的风道，可起到减小风阻的作用，还能防止灰尘及杂物落入角棱形吸波材料的角缝中。而且，这种材料对电磁波，特别是高频成分电磁波是透明的，从而不影响各角棱形吸波材料对电磁波的吸收。
另外，本实用新型波导通风箱与屏蔽室或屏蔽暗室结合的孔口处安装大孔径六角蜂窝式截止波导窗，用以屏蔽电磁波中的低频成分，比如1GHz以下的电磁波成分，这种“分段负责”的整体组合结构，可大大扩张本实用新型波导通风箱对电磁波屏蔽的有效波段，可达从10KHz直至40GHz超宽频段范围，加之波导的总有效长度被大大加长，所以，整个波导通风箱的屏蔽效能可达到100dB以上，也即可使电磁波的泄露减小到10-5。
此外，由于本实用新型的波导通风箱中的六角蜂窝式截止波导窗只承担对低频电磁波成分的屏蔽，所以可增大各蜂窝的线度，从而减小蜂窝的密度，这就大大降低了因要给蜂窝镀镍的成本部分。
本截止通风波导箱既是通风系统的进(出)风管，又具有电磁衰减(即电磁屏蔽)功能，大大减小了风阻，并彻底排除了灰尘、杂物堵塞的可能性。当该异型波导箱工作低于低频段时，可依据屏蔽指标的要求，控制通风箱的根截面尺寸，形成截止波导效应，但若要求低频段的屏蔽效能达到100dB以上，则需加装传统的低频段截止波导窗来补充；当其工作于高频段时，可依靠性能优良的吸波材料来吸收电磁波，实现预定的屏蔽指标。
附图说明
以下结合附图通过对具体实施例的详细描述，进一步说明本实用新型超宽带波导通风箱的结构，其中：
图1是表示本实用新型超宽带波导通风箱一种实施例结构的透视图；
图2是图1所示波导通风箱的俯视图；
图3是沿图2中A-A线所取的截面图；
图4是沿图2中的C向视图；
图5是沿图3中的B向视图。
具体实施方式
参照图1，示出本实用新型超宽带波导通风箱一种实施例结构的透视图，图中的右端为通风箱的进风口，左端前向为通风箱的出风口方向，此端与屏蔽室或屏蔽暗室的室壁开口相接，实现对屏蔽室或屏蔽暗室的换气和空气调节。
结合参照图2和3，图1所示实施例波导通风箱，所述通风箱被制成异型波导箱1，它由冷轧薄钢板制成，整体略成直角弯折状，颇似“城垛”状。通风箱周缘各内壁表面均粘贴有硬质聚氨酯渗碳材料制成的角棱形吸波材料2，用以吸收大于1GHz频率的电磁波成分。整个异型波导箱1的占空长度为1.4m，宽度为0.8m，深0.5m；并且该通风箱的通风口截面(即与屏蔽室相接的口径，见图5)为40cm×40cm。
沿整个通风箱内部所有角棱形吸波材料2的棱边固定安装由耐温PVC塑料制成的风道3。这种材料对电磁波，特别是高频成分电磁波是透明的，也即不反射电磁波，从而不影响各角棱形吸波材料对高频电磁波成分的充分吸收。并且，用这种塑料制成的风道3，不仅能够减小风阻，还能防止灰尘及杂物落入角棱形吸波材料2的角缝中，从而减少了整个波导通风箱的维修保养工作量。
屏蔽室内经所示通风口外泄的电磁波沿上述结构的异形波导箱1传输的有效路径总长为2.35m。所述外泄电磁波最高1GHz以上的电磁波成分在该异形波导箱1中经多次反射，被所述微波吸收材料衰减量可大于100dB。
被安装在通风口处的有效孔径为3cm×3cm的六角形蜂窝式截止波导窗4，对1GHz以下的电磁波成分衰减量大于100dB。于是，在10KHz-40GHz频率范围内，本实施例异形波导通风箱1的进风口与出风口之间的总屏蔽效能均大于100dB。采用本实施例的异形波导通风箱1，在风道3内流过的气流风速为4m/s条件下，风道的静压降为20Pa，而同样条件下采用传统的六角蜂窝截止波导窗，所述静压降为60Pa。
以下给出本实施例超宽带截止波导通风箱与传统的截止波导通风箱的风阻和屏蔽指标的比较：
表1 风阻特性比较
| 风速(m/s) | 普通波导通风窗静压降(Pa) | 超宽带截止波导通风箱静压降(Pa) | |
| 15#样件(双层) | 13#样件(双层) | 2#样件 | |
| 1.00 | 3.21 | 8.87 | 1.28 |
| 2.00 | 23.82 | 25.95 | 5.19 |
| 4.00 | 59.42 | 60.09 | 20.16 |
| 6.00 | 87.54 | 94.24 | 44.64 |
| 7.00 | 98.79 | 111.31 | 60.45 |
| 7.80 | 106.45 | 124.97 | 78.64 |
从表1中可以看出，几种波导通风窗/箱的风速与静压降的测试结果反映了不同波导通风窗的风阻特性。在一定的风速条件下，静压降越大说明流体流过的静压损失越大，即空气通过波导时受到的阻力越大。从表1所给结果可以看出，在同一风速下，小号异型波导箱的风阻远远小于普通波导通风窗。
表2插入损耗比较
| 测试频率(GHz) | 普通截止波导窗 | 超宽带截止波导通风箱 | ||
| 13#样件(dB) | 15#样件(dB) | 1#样件(dB) | 2#样件(dB) | |
| 27 | 80 | 95 | 107 | |
| 35 | 96 | 106 | 120 | |
| 40 | 102 | 82 | 101 | 100 |
表2给出本实用新型超宽带截止波导通风箱与普通截止波导窗关于屏蔽效能的对比测试结果，对比可见，本实用新型的组合式波导通风箱在40GHz频率时的屏蔽效能大于100dB。如上所述，本实用新型的通风箱，其风阻系数也大大低于传统的蜂窝式截止波导窗，从而解决了多年来屏蔽室及屏蔽暗室通风系统中存在的不能兼顾其屏蔽效能与通风效能的问题。而且，本实用新型的通风箱适用的电磁波频带宽度远远宽于普通蜂窝式截止波导窗。
Claims (8)
1.一种用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，包括蜂窝式波导窗和吸收式异型波导箱，其特征在于，所述异型波导箱由金属薄板制成，整体成直角弯折状，其周缘各内壁表面粘贴角棱形吸波材料；在角棱形吸波材料的棱边固定安装由耐温PVC塑料制成的风道；组成所述蜂窝式截止波导窗的各蜂窝均为大孔径蜂窝，该波导窗安装在通风箱进入屏蔽室的孔口处；所述通风箱中心弯折处安装金属隔板。
2.如权利要求1所述用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，其特征在于，所述金属薄板为冷轧薄钢板。
3.如权利要求1所述用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，其特征在于，所述金属薄板为镀锡钢板。
4.如权利要求1至3任一项所述用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，其特征在于，所述角棱形吸波材料(2)为硬质聚氨酯渗碳材料。
5.如权利要求2所述用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，其特征在于，所述波导通风箱(1)的占空长度为1.4m，宽度为0.8m，深0.5m；并且所述通风箱的通风口截面为40cm×40cm。
6.如权利要求2或5所述用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，其特征在于，所述异形波导箱(1)传输的有效路径总长为2.35m。
7.如权利要求2或5所述用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，其特征在于，所述蜂窝式截止波导窗(4)的各蜂窝有效孔径为3cm×3cm。
8.如权利要求6所述用于屏蔽室的超宽带截止波导通风箱，其特征在于，所述蜂窝式截止波导窗(4)的各蜂窝有效孔径为3cm×3cm。
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