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屏蔽室和暗室的区别

摘要:  屏蔽室只是一个大铁箱子,起到阻断室内外的无线电信号,通俗的讲,就是里面的出不去,外面的进不来,但是里面的电磁波会在内壁反射叠加。 电波暗室是在屏蔽室的基础上,在内壁铺设了吸波材料,模拟一个开阔场的效 ...

屏蔽室只是一个大铁箱子,起到阻断室内外的无线电信号,通俗的讲,就是里面的出不去,外面的进不来,但是里面的电磁波会在内壁反射叠加。


电波暗室是在屏蔽室的基础上,在内壁铺设了吸波材料,模拟一个开阔场的效果,暗室比屏蔽室贵很多就是贵在暗室内贴的这些材料上面。里面的电磁波发射到内壁会被吸收,基本不会产生反射叠加的混波效应。适合测试样品的辐射发射干扰。暗室一般分全电波暗室和半电波暗室。


对实验环境要求不高的测试比如传导骚扰、静电测试、浪涌测试、雷击测试等都是通过电源线上进行的,所以只需要在屏蔽室内进行就够了;而对于空间辐射、空间骚扰通过空间传播的骚扰或者是抗干扰则对空间有特殊要求,因此需要在暗室内进行,模拟空旷场地的空间。

全电波暗室、半电波暗室、开阔场,在这三种测试场地中进行的辐射试验一般都可以认为符合电磁波在自由空间中的传播规律。

全电波暗室 - FAR:Fully Anechoic Chanber
全电波暗室减小了外界电磁波信号对测试信号的干扰,同时电磁波吸波材料可以减小由于墙壁和天花板的反射对测试结果造成的多径效应影响,适用于发射、灵敏度和抗扰度实验。实际使用中,如果屏蔽体的屏蔽效能能够达到80dB~140dB,那么对于外界环境的干扰就可以忽略不计,在全电波暗室中可以模拟自由空间的情况。同其它两种测试场地相比,全电波暗室的地面、天花板和墙壁反射最小、受外界环境干扰最小,并且不受外界天气的影响。它的缺点在于受成本制约,测试空间有限。


半电波暗室 - SAC:Semi Anechoic Chanber
半电波暗室与全电波暗室类似,也是一个经过屏蔽设计的六面盒体,在其内部覆盖有电磁波吸波材料,不同之处在于半电波暗室使用导电地板,不覆盖吸波材料。半电波暗室模拟理想的开阔场情况,即场地具有一个无限大的良好的导电地平面。在半电波暗室中,由于地面没有覆盖吸波材料,因此将产生反射路径,这样接收天线接收到的信号将是直射路径和反射路径信号的总和。


3m 半电波暗室

10m 半电波暗室


开阔场 OATS - Open Area Test Site
开阔场是平坦、空旷、电导率均匀良好、无任何反射物的椭圆形或圆形试验场地,理想的开阔场地面具有良好的导电性,面积无限大,在30MHz~1000MHz之间接收天线接收到的信号将是直射路径和反射路径信号的总和。但在实际应用中,虽然可以获得良好的地面传导率,但是开阔场的面积却是有限的,因此可能造成发射天线与接收天线之间的相位差。在发射测试中,开阔场的使用和半电波暗室相同。

电磁兼容的各个测试项目都要求有特定的测试场地,其中以辐射发射和辐射抗扰度测试对场地的要求最为严格。由于80~1000MHz 高频电磁场的发射与接受完全是以空间直射波与地面反射波在接收点相互迭加的理论为基础的。场地不理想,必然带来较大的测试误差。

开阔试验场是重要的电磁兼容测试场地。但由于开阔试验场造价较高并远离市区,使用不便;或者建在市区,背景噪声电平大而影响EMC 测试,所以常用室内屏蔽室来替代。但是屏蔽室是一个金属封闭体,存在大量的谐振频率,一旦被测设备的辐射频率和激励方式促使屏蔽室产生谐振时,测量误差可达20 ~ 30dB,所以需要在屏蔽室的四周墙壁和顶部上安装吸波材料,使反射大大减弱,即电波传播时只有直达波和地面反射波,并且其结构尺寸也以开阔试验场的要求为依据,从而能模拟室外开阔场的测试,这就是电磁屏蔽吸波暗室,又简称为EMC 暗室,成了应用较普遍的EMC 测试场地。美国FCC、ANCI C63.6— 1992、IEC、CISPR 及国军标GJB152A-97、GJB2926-97《电磁兼容性测试实验室认可要求》等标准容许用电磁屏蔽半电波暗室替代开阔试验场进行EMC 测试。


更多关于开阔场测试的信息,请查阅 : EMC现场测试 & 开阔场测试 - 电磁兼容定制方案 (dzfa.com)

暗室结构组成
EMC 暗室结构通常由RF 屏蔽室、吸波材料、电源、天线、转台等几部分构成:由RF 屏蔽室保证测试不受外界干扰;由吸收材料保证暗室的吸收特性;天线、转台保证被测物按标准要求的状态及条件进行测试;电源系统保证试验用电。RF 屏蔽门、通风波导窗、摄像机、照明灯、电源箱等辅助设备都应尽可能设计放在主反射区之外,避免任何金属部件暴露在主反射区。

暗室的地板是电磁波唯一的反射面。对地板的要求是:连续平整无凹凸。不能有超过最小工作波长1/10的缝隙,以保持地板的导电连续性。暗室内接地线和电源线要靠墙脚布设,不要横越室内,电线还应穿金属管,并保持金属管与地板良好搭接。为了避免电波反射影响测量误差,人和测试控制设备不应在测试场地内。所以一般EMC 暗室都由测试暗室和控制室构成,测试暗室内安放测试天线和被测设备,操作人员和测试控制仪器都在控制室内。如有大功率功放设备,还应建立功放室放置这些设备, 以免对周围环境产生干扰。暗室和控制室要各自采用独立的供电系统,使用不同相的电源,经过各自的滤波器,以避免控制室的干扰通过电源线进入暗室内。

电波吸收器有三种类型:电阻吸收材料(导电纤维等)、介电吸收材料(碳橡胶、含碳泡沫)和磁性吸收材料(铁氧体烧结体),但在 EMC 测试的电波暗室中,使用铁氧体(磁性吸收材料)和介电吸收材料的组合,支持宽带的高精度测量。

暗室的评价与性能 - CISPR16-1-4

使用"场地归一化场地衰减"特征或"场地电压驻波比法"方法评估夜视室是否适合测量

NSA:Normalized Site Attenuation - CISPR16-1-4
根据国际标准 (CISPR16-1-4),NSA 特性的评估对于 30MHz 到 1GHz 或更低的频率,SVSWA 方法规定了 1GHz以上频段的频率。 NSA 特性将发射天线和接收天线放置在无线电波暗室中,从发射天线发送无线电波,并使用接收天线测量无线电波,以确定天线之间的损耗。 在这种情况下,接收天线在 1 米到 4 米高度的范围内变化,以获得最大的电场强度。


然后,改变发射天线的位置,评估测量区域的特性。
标准以标准开放场的衰减量为基准值,与基准值的偏差在±4dB以内。

SVSWR(Site Voltage Standing Wave Rtio) - CISPR16-1-4

SVSWR 方法是在半电波暗室地板表面安装吸波材料,以便在电波暗室中的6个面均无反射的情况下进行评估的方法。 假定圆柱形测试体积,传输天线的参考位置为 F6、C6、L6 和 R6,如图所示。 L6、R6 的位置为 L1,距离 R1 40 厘米。 发射和接收天线的高度,从测试体积的下表面1米或测试体积的中间,在F的位置和测试体积的上表面的高度。 当发射天线安装在远离参考位置 2 厘米、10 厘米、18 厘米、30 厘米和 40 厘米的位置时,接收强度的偏差将分别用于水平极化/垂直极化。
从发射天线发射的无线电波与从墙壁等反射的无线电波发生干扰,当发射天线位置发生变化时,接收天线的接收电平会发生变化。


CISPR16-1-4 标准要求SVSWR符合性站点的最大值和最小值之间的差值小于 6dB。

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