HB 6159-1988 电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法.pdf

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1、空工HB 6159-88 电磁屏蔽室屏蔽效能的方法1988-04-09发布1988-09-01实施中华人民共和国航空工业批准目录1 名词术语. . . . .们)2 测试频率范围.川.(1) 3 屏蔽效能计算山. .川.(1 ) 3. 1 低频段.川.,. (1) 3. 2 3. 3 超高频段. .,. . . . .山(1)徽波波段.川.(1) 4 要求. .) 4. 1 一般要求山.(幻4. 2 技术要求. . (2) 5 测试方法山.(的5. 1 低频段测试.川.(的5. 1. 1 大环法.川.川)5.1.1.1 频率范围.(3)5.1. 1. 2 测试布局. (3) 5. 1. 1.

2、3 5. 1.1. 4 5. 1. 1. 5 磁场惊. 检测器. 测试步骤. . . (3) . (3) . . a. 初测.(4) (4) (4) (4) b. 实澳.C. 求无屏蔽时的场强.川d.屏蔽效能的确定山5. 1. 2 备用大环法(用于部分壁面可接近的屏蔽室.(5)5. 1. 2.1 频率范围.臼5.1.2.2 5.1.2.3 5. 1. 2.4 5. 1. 2.5 设备布局.(5) 磁场摞. (5) 检测器.川-.(日测试步骤.(5)a.初测. . . . .川. (日b.实测.(5) C.求无屏蔽时的场强.(日d.屏蔽效能的确定. . . . . (5) 5. 1. 3 5.

3、l. 3.1 5. 1. 3.2 5. 1. 3. 3 J、环法. .川.(日频率范围. . (5) 设备布局川. (5) 磁场源. .(5) 1 5. 1. 3.4 5. 1. 3.5 检测器. . .刊的测试步骤. . . .山. . u.仍a.初测山山.川.(的b.实测. .(的c求无屏蔽时的场强. . (创d.屏蔽效能的确定川. . . . . . . . . . . .明)5. 2 超高频段测试.) 哼d( 5. 2. 1 频率范围 (7) 5. 2. 2 设备布局. . . . . . .山. (7) 岳.2. 3 超高频电磁场源. . .川川山. . . . . .但)5. 2.

4、 4 检测器山.(8) 5.2.5 测试步骤. (8) 5.2.5.1 初测.山. . . .) 5.2.5.2 5.2.5.3 实测. . . . .) 求无屏蔽时的自由场强川.(9) 5.2.5.4 屏蔽效能的确定山. .山. .) 5. 3 微波波段测试川. . .仰5. 3. 1 频率范围山. . . .) 5. 3.2 设备布局山. . . .(9) 5.3.3 微波电磁场惊. . (的5.3.4 探测器5. 3. 5 测试步骤(1 0) (1 0) (1 0) (11) ( J 1 ) (1 2) 5.3.5.1 初测5.3.5.2 实测. 5.3.5.3 求无房蔽时的自由场强川.

5、 5.3.5.4 屏蔽效能的确定2 中华人民共和部标准电效法HB 6159-88 本标准为确定电磁屏蔽室榈对屏蔽效能提供一个统一的测量与计算方法。这些方法尤其适用各边尺寸范围在1.515M之间的长方体屏蔽室。1 名词术语本标准中所涉及的名词术语应符合HBS843 -834町m铜线绕成。在低频段，用通用的信号源，再加上合适的降压变压器如通用的音频输出变压器).就足5 HB6159-88 以提供所需的环电流。如果信号源功率不足，可增加小环的回数回在高领段，则要求较大功率的信号源和良好的调谐匹配。5.1.3.4 检测器检测器，可用一台干扰场强仪带一只与发射环相同的接收环，也可用一台商阻抗电压表带一只

6、与发射环相同的接收环，用来测量环中的感应电压。5.3.5 测试步骤a，初测设备布局与图3中的布置相吨，按1.1条要求就绪后按下述方法进行g升高或降低发射到二和接收环，但保持圈3所示的尺寸基本不变，同时注意输出仪表的读数是杏明显地高出正常数值，记录下最坏的情况，若可能应对下列各段所示的部位进行统一测量，并写出有关报告。测试应保证在没有机壳泄漏的情况下进行。当检测器未接上接收环戎接收环在发射环附近被短路时.仪表的读数应远小于最小测量值。b.实测测量按图3布置进行，发射环和接收环，离屏蔽壁各为Q.3m，两者共面并垂直于屏蔽壁要测的部位(缝隙、接头、孔等)。对门而言，要按圈4所示的六个位置进行浏量。环

7、的平面要垂直于受试的门和板缝.对于门的垂直部分(缝).环的中，b位置在门的顶部和底部总沃的三分之一处.对于门的水平部位，环应在两垂直边框等距处。如果条件许可，垂直接缝的上端和下端应按图们的和(b)进行测试，否则用图4Cd)所示的位置进行。屏蔽室任何不连续处都要进行测试。(末连续处应包括螺钉或锄钉连接、焊接等)，测试方法与门相似，只是环的中心应位于具接缝的中点。拐角处的接缝按圈4(d)或(c)来进行。拐角可以接近时，则应按图们的进行。通风孔、电源滤搜器按接缝处理，环的平面距屏蔽壁O.3m，并垂直于板和通风孔所形成的接缝，对唯其中心点。为方便测试，发射环与接收环的位雪，允许近似共面，在测量时，接收

8、环应重新调整方位，升高或降低(至少为缝长的四分之一)。以保证测得最坏的情况，对每一位置，测量值应取最大的检测读数。c求无屏蔽时的场强无屏蔽室时，信号源产生的磁场强度H，由接收环直接测量得到。发射环与接收环的中心距离。.6m加上屏蔽壁的厚度，与屏蔽室在时距离相同。d屏蔽效能的确定如果检测器是干扰场强仪，并按等效的电场(伏/米)进行校准，则无屏蔽时的磁场强度为2FI=Ee等效jz(1日有屏蔽室时的磁场强度为E= E2等效jZ . ( 16) 6 HB615988 如果检测器是高阻抗电压表时，磁场强度可用下列公式算出3对于接收环为，H1 =V，(NA2f) -j . (1 7) H，V，(N2f)一

9、L . . . . . .川(18)式(1 7)、(8)中2mu , A、f定义同5.1. . 4条N一一表示坏的匣数2V，一一元屏蔽时测得的等效电ffi(V) V，-有屏蔽时测得的等效电压(V) 对于小环法测试:Nl A (0.3) Xn/4 电()= 4X 10- H，二1.7XIOXV，/fE.(1 70) ll, = 1.7 X 10 X V，!f.(18时屏蔽效能由公式。)算出最小值.由公式(5)和公式(J)算出平均值。5.2 越南频段测试超高频测试方法是用来测量在超高频段内屏蔽室整体性能的。为了模拟近源效应，这里提出了一种专门的测试方法，用来测量屏蔽壁面某-部位的屏蔽效能.远源效应

10、是对屏蔽壁所有可能接近部位的测量结果，进行综合考虑的。5. 2. 1 频率范围测试的频率在E围为300lOOOMHzo信号源的频率范围应选择得比屏蔽室最低固有谐振频率高出许多。对于一般型式(长方体)的屏蔽军其固有谐振频率也，可由下列公式算出=即，fo=150、(K/W子+Cm/h) +归11).(MHz) 式中K、响、n为正整数0，, 2. W、h, ，分别为屏蔽寰的宽、高、长，M当w比h或t小时，最低固有谐振频率可由下式计算Ef 150/hV1丰T万万. . (MHz) .川川(19) 式中，h、i为屏蔽室最大侧壁的高度和长度.单位为m。这一频率也可由阁5查到。5. 2, 2 设备布局所有信

11、号源、接收装置和测量设备以及它们与屏蔽室的相对布置方式，按图6、图7所示。7 HB6159-&8 5.2. 3 超高频电磁场源信号发生器至少能向匹配负载提供10瓦的功率。情号发生器应接到750不平衡到300()平衡的变换器上，变换器的3000输出端应接到对称折叠偶极子天线r.该偶极于天线调谐在测试频率的半波长上。只要能提供平衡激励并消除电缆辐射的其它形式的天线也是可以的，但应在测试报告中说明.电缆应垂直子天线，其至少为2m或2坟，取其中数值较大的一个。5. 2. 4 检测器接收天线是一个电偶极子，其总的电长度为八分之-波长(阻扰变化最J，)0接收天线的输出通过平衡/不平衡变换器接到天线电缆(如

12、SYV-50-3或类似的同输电缆)再接到场强仪1:0 (如图6所示)如果干扰场强仪没有自身衰减或衰减不够时.最好在干扰场强仪前端加一个衰减器。干扰场强仪应远离测试区，除在非常靠近屏蔽室壁或屏蔽室地板的区域外，同轴电缆必须总是垂直于电偶极子的轴线，干扰场强仪应有川OdBm或更高一些的灵敏度，并且与屏蔽室的导电部分绝缘。5. 2. 5 测试步骤5.2.5.1 初测按4.1条要求就绪后，按图6所示进行。将发射天线大致正对着l*检查区域，接收天线为探测器，初步确定出透入最大的部位。下列部位应检查测试z门缝，电源滤波器安装板，通风孔四周壁缝以及同轴电缆迸出口。接收天线放在离受试都位1/1波长距离咐，改变

13、它的位置和极化方向找出最大值的地方。最好所有的缝隙和搭接处，用这种方法快速的查一遍.一旦探明某一位置，则按图B所示的距离离受照中心点约士.3m)变换发射天线的位置，探测图6所指出的邻近区域。如果屏蔽室性能差，建议在实测前采取补救的措施，穿透特别大的区域，应在测试报告中注明。5. 2. 5. 2 实测将屏蔽室的壁面划成较小的区域，发射天线逐个照射而进行测量目发射天线与屏蔽壁之间的距离，是按在提供较小区域内受到较均匀照射的原则进行选择的。对于高度不超过3m的屏蔽室，发射天线的每一位置相隔2.6m (即较小的区域为2.6mX2. 6m) 0 对于高度超过3m的屏蔽室，应分层按上述分割的区域进行测试，

14、使整个壁面都能测试到。考虑到穿透能在屏蔽室内引起不同极化的驻波，因此要求接收天线的位置在士1/4波长范围移动，以便使驻波影响最小D接收天线应改变方向，探测一切可能的极化方式.发射天线的平面与受试壁面平行，其两者距离为1.3m.至少为超高频频段l句最长波长的5/4.以便使天线加载效应最小，同时又能均匀照射.(如果扩展到甚高频频段内进行测试时.这一距离始终要保持为波沃的5/4倍)发射天线的中心应J1E:屏蔽室壁面拐角1.3m，高为h/2处。接收天线在屏蔽室内，并与屏蔽壁面平行，离开壁liO. 3m (超过最低波长的1/4倍).高度8 HBS159-88 与发射天线相同中心距屏蔽室壁面拐角为1.3m

15、。发射天线首先作水平极化测试，后作垂直极化测试，对于每种极化发射，发射天线都要从最初安放的水平极化位置起，后回到垂直极化的位置，同时左右移动至少为/4，上下移动歪少h/4，以便找出可能的驻波最大点，并应记下这读数。距同一壁面另一视角1.3m处，应进行类似测试，每隔2.6m (或更近一些重复一次，最后使整个壁面都能受到照射为止。要求再两个测试结果.场强的最大值和平均值。其他可接近的每个壁面，都要求进行类似的测试。建议在场强仪输入端接一个lOdB步进衰减器来扩大量程的范围。这样保证在整个测试过程中，输出端的仪表一直工作在同一非线性区域内。5.2.5.3 求元房蔽时的自由场强模拟自由场环境的理想方法

16、，是在一个无反射的自由空间环境中，使用相同的测试距离，但实际是做不到的，所以这里所描述的一种方法:是把屏蔽壳体的外表面做为一个基本均匀的反射面。反射将产生驻波回该驻波的平均值，在小范围内是自由空间中远场的一种度量。为了模拟无屏蔽时的自由场，提出了下列测试方法.这种方法，是在包括屏蔽室在内的典型实验场所内进行的(尽量不依赖长期的校准值)，如图7所示。接收天线放在挥蔽室外大约O.3m处.(超过高频频段最td皮长的1/1倍其他各个位置与图6所示致。, 接收电偶极子所用的同轴电缆要垂直于偶极予的轴线(除非离屏蔽壁近做不到儿接收偶极子的电缆，可通过屏蔽壁上的同轴电缆接到干扰场强仪上去(若无电缆接孔时，可

17、通过门缝接到卡扰场强仪k去)干扰场强仪输入端最好接J-.校准过的衰减楞，以便扩大量程.发射天线和接收天线都用水平极化，接收天线至少上、F移动h/4.并向发射天线和离开发射天线水平移动至少1./4，以便测出可能存在的最大值和最小值，根据所记录的最大值和最小值的平均值来模似无屏蔽的自由场强。5.2.5.4 府蔽效能的确定屏蔽哎能的最小值，由公式(2)算出，由公式(6)租公式(2)算出每个测量位置屏蔽效能的平均值。5. 3 微波测试微波测试方法，是用来测量在微波搜段内屏蔽室的稿体性能的，它也包括上面所提到的那些结构上的特性和其他恃性的效应.5. 3. 1 频率范围傲波测试方法适用的损率范围为1.71

18、2.1GHzo 5. 3. 2 设备布局所有的信号源，接收装置测量设备以及它们与屏蔽室的相对布局方式战阐8所示。5. 3. 3 微波电磁场源为达到必要的动态范围，要求微波糠能输出足够大的功率(峰值功率)，用官来激励发射天9 H86159-88 线团发射天线可用开口波导天线或与接收天线相同的喇叭天线e如果使用喇叭天线应考虑适当的增加测试点，已达到覆盖的被测表面.开口波导天线在远场的波束宽度均为500 600。表1列出每微波频率范围对应的开口被导天线的尺寸。频率在围(GH, ) 8.2 12.4 5. 828. 2 3.955.82 2. 6 3. 95 1. 7 -2.6 表1开口波导天线的尺寸

19、和频率范围内部尺寸(cm)2.3 X 1 3.5Xl.6 4.8X2.2 7目2X 3.4 II X 5. 5 披导型号BJ -100 BJ-70 BJ-48 BJ-32 BJ-22 信号源和天线之间应加一个隔离器，以保证功率输出恒定。隔离器正向插入损耗不大于ldB。反射波的仰制不小于20dB.或更大些。也可以加一个微波电场或磁场调谐器.在一个任选的基础上，使天线输出功率最大。发射天线的中心到被测壁之距应为2m.到拐角的距离应为.3m和高为h/2处。其辐射轴线垂直子被测壁画。5.3.4 探测器探测器为一喇叭天线，其远场的波束宽度约为30ee表2列出了每一波段天线的尺寸。表2探测器的天线尺寸和频

20、率范围A(最小值)B(约值)C(约值)频率范围(GH, ) (cm) (误差在土O.3cm之内8. 2 -12. 4 l2. 6 7.6 5. 8 5.85-8.2 20 11.6 8. 6 3. 955. 85 26. 4 l b. 7 11. 6 2.6 -3.95 40 23.5 17. 5 1. 7-2.6 41. 6 34 26 天线的输出通过个转接器接到SYV-50-的(或等效同轴电缆。其电缆校度应在2-3m之间z通过一个转接器接到干扰场强仪的输入端。千扰场强f义的灵敏度至少为一11OdBm 0 5. 3. 5 测试步骤5.3.5.1 初测10 HB615日88在测量前应保证.探测

21、器和电缆不存在泄漏。b.当把发射电缆或接收夭线去掉并封盖后，干扰场强仪小应高超过剧奋本机噪声的指可亏。C.用一块金属板盖住喇叭天线时，在开、关发射机时探测器应没有指示。按4.1条要求就绪后，寻找给定区域内的屏蔽缺陷，如图8(.)所示。发射天线近似对着该区域放置，接收天线作为探测器.用来初步确定出透入最大的部位。门缝、也源攘攘器安装板、通风孔的四周壁、板接缝.以及同轴电缆的迸出口都耍进行检查测试。喇叭接收天线日应放在探查区域的1/4皮长范围内，变化其位置及极化方向，以便获取最大的接收值。应首先按照这个方法检查全部接缝和搭接处。一旦探明某个给定的区域(离开照射面中心大约士1.3m)后，发射天线要象

22、图8Ca)那样更换位置，探测图8(.)所指出的邻近位置。如果发现屏蔽室性能很羞，建议在实测前采取补救措施。穿透特别严重的区域应在测试报告中注明。5.3.5.2 实测首先，将屏蔽室的整个壁面，按2.6 m分割成儿个较小的民域。发射天线逐个照射进行测试。X波段的源天线波柬应奇近似为50的宽度，对于2.5m的面积，它能产生基本均匀的照射.测试时z为了使驻波影响最小，则要求接收夭线的位置至少在;)4的范围内移动，改变天线的方向，测量所有可能的极化方式。将接收喇叭天线放在距屏蔽室一壁1.3m处，且与照射壁及其相对壁的中心线上，接收天线与发射夭线其辐射轴应共线。在屏蔽室壁长大于2.6m的地方，则在另-损角

23、和其他距中心线2.6m (或更小)处进行类似测量，做到l所高的以域都得到l测试。(见图8(a)测试时，发射天线先在垂直极化方向上，然后在水平极化方向上。如果屏蔽室由单层连续板构成，对于发射天线的每一种极化，采用下列方法接收天线应面对受辐射区域放置，并在保持天线增益斗斗变的条件1.对康区域进行测试。然后把夭线的极化平面转900，在重复测试。在整个测试期间，接收天线的位置应在各个方向上大致移动凡的距离，成记下每一位置的最大透入场强或衰减读数。如果屏蔽室是由多层构成时，应采用r911方法z当扉蔽层之间的距离是1/4.皮长的奇数俏时，同l屏蔽效能将是最大值。若是半波长整数倍时.川l屏蔽效能将是最小宜。

24、鉴于两层哩之间的驻波效应，建议在可能的情况下，增加对应于两层壁间距为四分之一波长的奇数借和半搜忱的整数倍的频率，分别进行测试(重复上述的测量方法).记录最大的穿透频率和测量值。5.3.5.3 求无屏蔽日才自由场强由于在a定的民域中，驻波的平均值是自由空间中远场的一种度量6用这种方法可以减小反射的影响。如果把反射波柬指向尽可能大的无反射耳域肘，反射影响口J进一步减少。屏蔽室自由场的模拟按图以b)和下h文所述接有衰减器和L16G型连接器的X波段干扰场强仪留在屏蔽室内，接收犬线旋在屏蔽室11 HB6159 -88 外并与发射天线共线。两天线的距离为2m再加J二屏蔽壁相邻壁的一半。在测量过程中，走向娟

25、合器用呵轴电缆与天线连接，再用一根长为23m的电缆接到X波段于拢场强仪上。如同上述试验一样，两天线的高度应大致相同，接收天线的输出，通过-校准的定向糯合器接到SYV-50-3或等效电缆上，一模拟负载与定向搁合器联用，能保证干扰场强仪中的衰减器不致接收过量的功率。测量时2接收夭线应在所有j向上移动四分之一波长距离，以便探测到l由驻波引起的最大值和最小值，这个最大值和最小值按4.2条1直稽lJ.t坏的fv忖吊( b) 屑于小环法测试的标准布置。|?中L 寸W/2h (c)唰f，t吁书!喻II.jJj, rn I、1冒tu |钊(川阳旧制棋fI时t刊的位置。( d I HB6159 -88 ;:a

26、( ) L 斗2一一二( a) 因42 | 山14 7 6 5 司 .c 3 ) 2 。1 HB6159 88 234567 ( I .幸)图5最低固有谐振频率特性典线。15 75Y Y-503 位割注.I 与信号宜生器相匹配的蝇盹延伸糯2信号宜生辑16 3木凳4平苗-f平葡变换器5墙强悦6 挺畸器7 电缆卡扭8折叠偶极T天蜻.H86159-88 CJ -勺旨.12C2 ，.自hl, 2 3 C J 2章或2(取其大青)图6超高频测试布置HB615988 c, ciRULJ2 c, 人8J:cz/2 移动土人4) (a) 平面罔1 . 3来-1d 或取太者)/1 Ai l|i句:131.3来_ J_一h0比!.i，Ii;更大)。J 1-隔离器d正向i卦叫，反向20分贝l完电瞄蜗调l器u13. X i虎段场强仪w11 负我1 5. .=.桂111的崔间用什器，16. X皮段场强叹。附加说明2本标准由航空工业部三。一所提出【牛二标准由航常工业部兰。一所负责起草木标准等效采用rEEE-299.69(高效能屏敝宅扉蔽效能的测鼠方法