專利名稱：整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于屏蔽方艙屏蔽效能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別提出了一種整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法。
背景技術(shù)：
近年來，屏蔽方艙以其良好的屏蔽性能，兼具其他類型方艙所具有的環(huán)境防護(hù)與密封性能、運(yùn)輸靈活的機(jī)動性能，而廣泛應(yīng)用于各類地面機(jī)動式電子系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等。屏蔽方艙是由六塊金屬板通過導(dǎo)電連接，且對電磁波具有良好衰減的密閉矩形六面體腔體。對于屏蔽方艙最重要的性能即屏蔽效能而言，影響其的因素主要有方艙上的屏 蔽門、屏蔽觀察窗、波導(dǎo)通風(fēng)窗、壁板、信號轉(zhuǎn)接板、各類濾波器及相關(guān)安裝連接處的接縫等所產(chǎn)生的電磁泄漏。屏蔽效能測試是對屏蔽方艙各個泄漏因素在研制、生產(chǎn)以及使用等全壽命周期進(jìn)行泄漏抑制質(zhì)量的控制與監(jiān)測的一個重要手段與方法。我國對屏蔽方艙屏蔽效能的測試，主要依據(jù)GB6785、GB12190、IEEE-299,MIL-STD-285等屏蔽效能測試標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)對測試頻段、相對應(yīng)的測試天線及測試距離均進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定。但隨著對屏蔽方艙實用性的要求，對屏蔽方艙屏蔽效能的測試，已由只對未安裝設(shè)備的空艙測試，逐漸轉(zhuǎn)向?qū)σ寻惭b好訂購方所規(guī)定的全部設(shè)備或設(shè)施的方艙即整艙的測試。顯然如果整艙的空間能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)的測試條件，就可以完全按照原有標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測試和評價。但在實際測試中發(fā)現(xiàn)，某些整艙由于艙內(nèi)安裝的機(jī)柜、設(shè)備等，使得艙內(nèi)空間受限，無法滿足標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的屏蔽效能測試時的收、發(fā)天線測試距離及天線距方艙壁面的距離要求。由電磁理論可知，艙內(nèi)空間的變化意味著邊界條件的變化,這將直接導(dǎo)致整艙的電磁場分布與電磁耦合狀態(tài)有所變化，艙內(nèi)天線所接收到的電磁場信號也會相應(yīng)發(fā)生變化，這些變化將直接影響屏蔽效能的測試結(jié)果，造成同一臺方艙在整艙條件下與空艙條件下屏蔽效能不同的結(jié)果。同時由于屏蔽方艙設(shè)計指標(biāo)與測試標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的屏蔽效能均是針對空艙的，所以工程上將空艙屏蔽效能稱為標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能。故為了獲得屏蔽方艙統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，就需要將整艙的測試結(jié)果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能(空艙屏蔽效能)結(jié)果。目前對于整艙的測試和評價，還沒有標(biāo)準(zhǔn)的測試方法加以規(guī)定，缺乏具有理論依據(jù)的統(tǒng)一測試與評價方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述不滿足標(biāo)準(zhǔn)測試條件的情況，分析上裝設(shè)備后，在9KHz 20MHz頻率范圍內(nèi)對適用于空艙的屏蔽效能測試方法的影響程度，并通過對其的修正，給出適用于整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法。具體講就是在整艙條件下，空艙上裝設(shè)備后，使艙內(nèi)空間不滿足屏蔽效能標(biāo)準(zhǔn)測試方法中所規(guī)定的測試距離要求時，參考屏蔽效能標(biāo)準(zhǔn)測試方法中所規(guī)定的測試天線與測試距離，根據(jù)整艙條件下的空間，在確保原有頻段測試天線不變的條件下，調(diào)整收、發(fā)間的測試距離(實測時，只改變艙內(nèi)接收天線與被測部件的距離，不改變艙外接收天線與被測部件的距離)，采用電磁場理論及孔耦合理論，給出收、發(fā)天線測試距離及艙內(nèi)天線距方艙壁面變化后的影響因素與理論公式，確定整艙的測試屏蔽效能偏離空艙屏蔽效能的修正值公式，最終獲取整艙的標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的整艙條件下的方艙屏蔽效能測試與評價方法，其特征是屏蔽方艙被測通風(fēng)波導(dǎo)窗7 (對于屏蔽門、信號轉(zhuǎn)接板等被測件與部位同樣適用)后有金屬機(jī)柜6，通風(fēng)波導(dǎo)窗7與金屬機(jī)柜6距離是L，發(fā)射天線2在屏蔽方艙3的外部，發(fā)射天線2與屏蔽方艙3的距離是Cl1，接收天線4在屏蔽方艙3的內(nèi)部，接收天線4與屏蔽方艙3的距離是d2，發(fā)射天線2與信號發(fā)生器I電連接，接收天線4與接收機(jī)5電連接。屏蔽方艙屏蔽效能分為三種狀態(tài)·
標(biāo)準(zhǔn)測試狀態(tài)(狀態(tài)一)空艙狀態(tài)下的屏蔽效能，即標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能SE1 ； 對比狀態(tài)(狀態(tài)二)由于實際測試狀態(tài)涉及接收天線測試距離及距機(jī)柜的距離等兩個因素，故為分析方便起見，設(shè)定僅改變接收天線測試距離且無機(jī)柜狀態(tài)的整艙屏蔽效能為SE2 ； 實際測試狀態(tài)(狀態(tài)三)設(shè)定改變接收天線測試距離且接收天線后面帶有機(jī)柜狀態(tài)下的整艙實測屏蔽效能為se3。則在9KHz 20MHz頻率范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能與整艙實測屏蔽效能之間的修正值為Δ F=SE1-SE3= Λ F1+ Λ F2(I)式中，Λ F為頻段修正值，Δ F1為測試距離變化所造成的修正值，Δ F2為機(jī)柜反射所造成的修正值。具體的修正值為
0.3+ Zyri.2 + 2 ■ Jk-Lu,,. + · ￡ Λ\·-γ p' κ
A^=601g(-+ 20Ig---^~~—(Z)
0.3 + 0.34,ri； 2 + 2-/1-0.3 + ^-0.32 e._式中:實測時，艙內(nèi)接收天線距方艙壁面的距離(m)；k 電磁波在空氣中的傳播常數(shù)；Lws—空艙狀態(tài)(即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))測試時，艙內(nèi)接收天線距壁面的距離為O. 3m。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明將整艙條件下的方艙屏蔽效能修正方法分為三種狀態(tài)即標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能SE1、只改變艙內(nèi)接收天線測試距離且接收天線后面沒有機(jī)柜狀態(tài)下的整艙屏蔽效能SE2、改變艙內(nèi)接收天線測試距離且接收天線后面帶有機(jī)柜狀態(tài)下的整艙實測屏蔽效能SE3。通過模型分析和理論計算，獲得整艙條件下電磁屏蔽效能測試結(jié)果的校準(zhǔn)因子。則可在具體測試中，只對整艙進(jìn)行屏蔽效能測試，再通過加入校準(zhǔn)因子的方法，即可獲取屏蔽方艙的標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能。


圖I是整艙狀態(tài)下的屏蔽效能測試配置簡圖；圖2是分析開孔方艙泄漏模型時的簡易示意圖；圖3是三種屏蔽效能狀態(tài)模型示意圖；圖4是測試狀態(tài)三中的機(jī)柜影響分析示意圖；圖5是測試狀態(tài)三中的接收天線處的疊加場示意圖；圖6是通風(fēng)波導(dǎo)窗測試位置示意圖；圖7是方案I測試配置簡圖；圖8是方案2測試配置簡圖；圖中，I :信號發(fā)生器；2 :發(fā)射天線；3 :屏蔽方艙；4 :接收天線；5 :接收機(jī)；6 :金屬機(jī)柜；a :第一測量點；b :第二測量點；c :第三測量點；d :第四測量點；e :第五測量點噸艙外發(fā)射天線距方艙壁面的距離；d2 :艙內(nèi)接收天線距方艙壁面的距離；L :金屬機(jī)柜到方艙壁面的距離。
具體實施例方式圖I給出了整艙屏蔽效能測試狀態(tài)示意圖，被測通風(fēng)波導(dǎo)窗或屏蔽門、或信號轉(zhuǎn) 接板等被測件7后有金屬機(jī)柜6，通風(fēng)波導(dǎo)窗7與金屬機(jī)柜6距離是L，發(fā)射天線2在屏蔽方艙3的外部，發(fā)射天線2與屏蔽方艙3的距離是Cl1，接收天線4在屏蔽方艙3的內(nèi)部，接收天線4與屏蔽方艙3的距離是d2，發(fā)射天線2與信號發(fā)生器I電連接，接收天線4與接收機(jī)5電連接。在圖I的條件下，由于L的限制，致使d2有可能不滿足標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定距離要求，即使?jié)M足標(biāo)準(zhǔn)距離要求，也由于機(jī)柜的反射作用，艙內(nèi)天線所接收到的電磁場信號發(fā)生變化，這些變化將直接影響屏蔽效能的測試結(jié)果，因此也不滿足空艙測試的要求。如圖2所示，屏蔽效能分三種狀態(tài) 標(biāo)準(zhǔn)測試狀態(tài)(狀態(tài)一)空艙狀態(tài)下的屏蔽效能，即標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能SE1 ； 對比狀態(tài)(狀態(tài)二)由于實際測試狀態(tài)涉及接收天線測試距離及距機(jī)柜的距離等兩個因素，故為分析方便起見，設(shè)定僅改變接收天線測試距離且無機(jī)柜狀態(tài)的整艙屏蔽效能為SE2 ； 實際測試狀態(tài)(狀態(tài)三)設(shè)定改變接收天線測試距離且接收天線后面帶有機(jī)柜狀態(tài)下的整艙實測屏蔽效能為SE3 ；由狀態(tài)一和狀態(tài)二可知測試距離發(fā)生變化后，接收點的場強(qiáng)必然發(fā)生變化，因此需要分析測試距離的變化對屏蔽效能的影響，即測試距離變化所造成的修正值Δ F1=SE1-SE2(5)由狀態(tài)二和狀態(tài)三可知當(dāng)頻率很高時，由于波長小于接收天線到機(jī)柜的距離，故機(jī)柜反射作用將對內(nèi)部場強(qiáng)產(chǎn)生影響，因此需要分析機(jī)柜反射對屏蔽效能的影響，即機(jī)柜反射所造成的修正值Δ F2=SE2-SE3(6)由狀態(tài)一和狀態(tài)三可知，標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能與實測屏蔽效能的修正值應(yīng)包括測試距離的變化對屏蔽效能的影響(狀態(tài)一和狀態(tài)二)和機(jī)柜反射作用對內(nèi)部場強(qiáng)產(chǎn)生影響這兩部分
Δ F= (SE1-SE2) + (SE2-SE3) = Δ F1+ Δ F2(7)其中，Λ F1是測試距離變化所造成的修正值，Δ F2是機(jī)柜反射所造成的修正值.修正值Λ F通過如下方式獲得由于在9ΚΗζ 20MHz頻率范圍內(nèi)，波長遠(yuǎn)大于接收天線與機(jī)柜的距離，致使電磁波反射引起的誤差可忽略不計，即機(jī)柜存在對內(nèi)部場強(qiáng)無影響，則AF2=0。因此只需分析由于測試距離的變化所造成的影響，而忽略機(jī)柜反射的影響。則有Δ F= Δ F1=SE1-SE2(8)結(jié)合圖2，設(shè)艙外發(fā)射天線距艙壁的距離為L# ;艙內(nèi)接收天線距壁面的距離為L &在評價測試屏蔽效能時，L#按照屏蔽方艙測試標(biāo)準(zhǔn)均取為O. 3m，而1^則根據(jù)實際情況在小于O. 3m (取為L _)或等于O. 3m的范圍內(nèi)予以選取。則表I給出了兩種測試狀態(tài)的發(fā)射與接收天線間距。表I發(fā)射與接收天線間距
發(fā)射4接收丨 山空間有方艙
測 i」〔狀態(tài) I. Uil) I iM!)
人線injiili (m) 接收場強(qiáng)接收場強(qiáng) SE1 O. 3 ()·:)> Ix=O. 3+0.3TZ1Ii1
SH, ) 1 /Z2=O.I、 Ti兩種測試狀態(tài)中，天線的發(fā)射功率相同。屏蔽效能的定義公式見=2018|(9)
H免由此可得 狀態(tài)一屏蔽效能取=20丨g ^(K))
H1 狀態(tài)二屏蔽效能貨2 =20Ig ^(11)
Ha則標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能與實測屏蔽效能之間的差值MF= SE1 - SE2 = 20Ig ￡- —20Ig = 20Ig U
HjH \Η H飛=201g￡^+201g￡^(12)
σ ZrΖ7
12% lit其中萬和及2、瓦分別為發(fā)射天線在自由空間的輻射磁場和方艙由于存在孔縫而產(chǎn)生的泄漏磁場(具體含義見表I)。
由于該頻段內(nèi)20MHz的波長最短，所以20MHz所對應(yīng)的λ /2 π最小(2. 387m)。而該頻段兩測試天線間的測試距離為O. 6m，小于λ/2π所對應(yīng)的2. 387m，所以接收天線位于近場區(qū)；又由于采用環(huán)天線測試，天線所產(chǎn)生的磁場分量遠(yuǎn)大于電場分量，再加上所用環(huán)天線半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作波長，因此可將環(huán)天線等效為磁基本振子來考慮。故互、及的表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法，其特征是方艙被測通風(fēng)波導(dǎo)窗(7)后有金屬機(jī)柜(6)，通風(fēng)波導(dǎo)窗(7)與金屬機(jī)柜(6)距離是L，發(fā)射天線(2)在屏蔽方艙(3 )的外側(cè)，發(fā)射天線(2 )與屏蔽方艙(3 )的距離是Cl1，接收天線(4)在屏蔽方艙(3 )的內(nèi)側(cè)，接收天線(4)與屏蔽方艙(3)的距離是屯，發(fā)射天線(2)與信號發(fā)生器(I)電連接，接收天線(4)與接收機(jī)(5)電連接；方艙屏蔽效能分三種狀態(tài)，SE1為標(biāo)準(zhǔn)測試狀態(tài)下的屏蔽效能、SE2為僅改變接收天線測試距離且無機(jī)柜狀態(tài)的整艙屏蔽效能、SE3為改變接收天線測試距離且接收天線后面帶有機(jī)柜狀態(tài)下的整艙實測屏蔽效能； 則方艙被測通風(fēng)波導(dǎo)窗(7)后有金屬機(jī)柜(6)的修正值為A F=SE1-SE3= A F1+ A F2A F1=SE1-SE2,A F2=SE2-SE3 AF為真實屏效與實測屏效之間的修正值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法，其特征是所述的被測通風(fēng)波導(dǎo)窗，其測試與評價方法不但適用與通風(fēng)波導(dǎo)窗，也適用于屏蔽門、信號轉(zhuǎn)接板等其他屏蔽被測件與被測部位。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法，其特征是所述的改變接收天線測試距離是指，與標(biāo)準(zhǔn)測試方法相比，只改變艙內(nèi)接收天線與被測部件的距離，不改變艙外接收天線與被測部件的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法，其特征是所述的低頻的頻率范圍在9KHf 20MHz之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法，其特征是所述的修正值A(chǔ) F= A F1+ A F2包括兩部分，其中，A F1是測試距離變化所造成的修正值，A F2是機(jī)柜反射所造成的修正值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法，其特征是所述的修正值是依據(jù)如下公式得到
全文摘要
本發(fā)明屬于屏蔽方艙屏蔽效能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別提出了一種整艙條件下的屏蔽方艙低頻屏蔽效能測試與評價方法，其特征是方艙被測通風(fēng)波導(dǎo)窗(7)后有金屬機(jī)柜(6)，通風(fēng)波導(dǎo)窗(7)與金屬機(jī)柜(6)距離是L，發(fā)射天線(2)在屏蔽方艙(3)的外側(cè)，發(fā)射天線(2)與屏蔽方艙(3)的距離是d1，接收天線(4)在屏蔽方艙(3)的內(nèi)側(cè)，接收天線(4)與屏蔽方艙(3)的距離是d2，發(fā)射天線(2)與信號發(fā)生器(1)電連接，接收天線(4)與接收機(jī)(5)電連接。確定整艙的測試屏蔽效能偏離空艙屏蔽效能的修正值公式，最終獲取整艙的標(biāo)準(zhǔn)屏蔽效能。
文檔編號G01R29/08GK102955091SQ20121050743
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者邱揚(yáng), 田錦, 許社教, 孫建亮 申請人:西安開容電子技術(shù)有限責(zé)任公司