1、半电波暗室静区电磁兼容测试性能分析半电波暗室静区电磁兼容测试性能分析2011-07-2015:27摘要通过分析半电波暗室屏蔽层和吸波材料层两个决定半电波暗室静ix_特性的卞要因素，解释了产生电磁兼容测试误差的卞要原因，在此基础上总结了在半电波暗室进行电磁兼容测试的测试方法，对于评价暗室测试提供了新的思路。关键词半电波暗室静区电磁兼容测试方法1引言随着国内对电了设备电磁兼容性能重视水平的提高，电磁兼容测试需求不断增加，国内电波暗室的数量也迅速增加。但是由于测试人员对暗室特性缺乏了解、测试方法存在差异造成测试结果与实际值偏差较大。通过分析决定电波暗室静区特性的主要因素，及金属屏蔽层的反射特性和吸波
2、材料对反射波的抑制作用，就如何评价电波暗室特性、提高电磁兼容测试水平提出了自己的见解。2电波暗室常用电磁兼容性测试所需的场地主要包括开阔场、屏蔽室、电波暗室等。其中开阔场通常是椭圆形测试场地，长轴是焦距的2倍，短轴是焦距的根号三，被测设备与接收天线分别置于椭圆的两个焦点上。在开阔场上，被测设备产生的电磁波只能通过直射路径和地面反射路径进入接收天线，因此测试结果准确。但是在开放环境中，无法避免外界环境电磁噪声的干扰，很难找到理想的开阔测试场地。屏蔽室能克服外界干扰，提供噪声电平低而恒定的电磁环境，但由于被测设备在屏蔽室中产生的电磁波也通过屏蔽室的六个金属面产生无规则漫反射，在屏蔽室内形成驻波而带
3、来较大的测量误差2。电波暗室采用将吸波材料贴附在屏蔽室内壁的结构，既避免了外部干扰又降低了电磁波在内部的漫反射，同时吸取了开阔场和屏蔽室的优点，但也造成建造成本高，影响电磁兼容测试性能的因素比较复杂的问题3。在工程应用中，根据地面是否铺设吸波材料分为六面均装有吸波材料的全电波暗室和五面装有吸波材料、地面为金属反射面的半电波暗室。半电波暗室由于存在地面反射，一般只做发射测试和传导敏感度测试，而全电波暗室还可以完成辐射敏感度测试和大功率辐射发射测量，可充当标准天线的校准场地。半电波暗室作为开阔场地的替代场地，已被国内外标准认可，成为应用最广泛的电磁兼容测试场所。国际标准化组织CISPR和SC77规
4、定的电磁兼容电波暗室性能指标有被测频率范围内归一化场地衰减NSA、场地电压驻波比SVSWR和场均匀性FU三项指标2。这三项指标在实际测试分析中由于受到工作频率范围、屏蔽效能、谐振频率、地面反射、吸波材料特性、天线接收位置、暗室静区要求等多种因素的制约难以准确计算和测试，而目_半波暗室工作频率的下限取决于暗室的宽度和吸收材料的长度，上限取决于暗室的长度和所允许的静区的最小截面积，在具体分析中多种因素相互牵制，致使三项指标更是难以参考。相对而言，暗室静区范围和静区静度指标则更易把握。3影响电波暗室静区测试性能的主要因素和解决方法国内进行电磁兼容测试通常采用3米法半电波暗室和10米法半电波暗室，在测
5、试被测设备的电磁兼容指标时，往往忽视了一定形状半电波暗室中静区空问的大小和静区静度，由于工作频率与暗室条件不符或设备摆放位置不合理，造成测试结果与实际值的偏差。若将半电波暗室中静区范围大小计算出来，就可以推断出被测设备的最大允许尺寸和可测频率范围，这样有助于专门从事电磁兼容测试的测试工作人员明确测试要求。31电波暗室静区范围和测试频率范围暗室静区是指电波暗室室内受反射干扰最弱的区域，也是放置被测设备和接收天线(发射天线)的最佳位置。暗室静区范围的大小与暗室的形状、大小、结构、工作频率、所用吸波材料的电性能、静区所要求的静区静度、静区的形状等有关。由于要求静区范围不得小于被测设备的尺寸，开始电磁
6、兼容测试前，首先要明确有效工作频率范围和静区范围。特定频率的静区范围与静区静度相对应，测试精度要求越高、静区静度需求越大，则静区范围越小，反之，也可放宽静区范围。国内外对半波暗室中静区大小的计算还没有成熟的方案，但可以依据电磁场的儿何绕射理沦、反射理论推导出暗室内不同频率下静区静度与材料性质和材料形状的关系，并依此反推一定静区静度要求下的静区范围和测试频率范围,电磁兼容。在规则矩形体半波暗室中，静区中心应是暗室的焦点，被测设备与接收天线应分别置于暗室的两个焦点上。32电波暗室反射特性对静区静度的影响暗室静区静度是暗室性能的重要指标之一，它定义为在静区各壁反射能量总和与直达波能量之比。暗室静区静
7、度决定了暗室性能的好坏，它与作为暗室主体的屏蔽室反射路径损耗、暗室内壁所敷设吸波材料的吸收性能等因素有关a。暗室静区静度，指静区内某一点的反射信号强度与直射信号强度的比值，又称静区反射电平，但容易与反射信号测量电压混淆,静电放电发生器。通常以对数的形式表示600)makesmallpic(this,600,脉冲群发生器,1800);src=“border=“0“alt=“1.jpg“title=“1.jpg“/600)makesmallpic(this,600,1800);src=“width=“378“height=“600“border=“0“alt=“3.jpg“title=“3.jpg
8、“/从以上讨论可知，当不考虑被测设备电场辐射的方向性时，对静区静度的影响因素主要是直射波与反射波之问的程差和相位差引起的衰减，这就是通常所说的路径损耗。路径损耗引起的衰减对暗室的静区静度指标的贡献较小，通常为26低因此需要采取其它抑制反射电波能量的措施。为了减少通过金属地板一次反射到达暗室静区内的电磁波能量，一般采取两种方法改进测试条件:通过增加被测设备和接收天线问的距离增加空问损耗以减小地面的反射影响，10米法暗室测试的精度优于3米法就是依此原理，但是建设大型暗室成本很高，在现有暗室条件下我们建议采用第二种方法。在暗室地面加装吸波材料，如图2所示。一般把铺设吸波材料的地面称为镜区，依靠吸波材
9、料吸收反射波能量，通过增加镜区反射路径损耗达到，减小对测试结果的影响，吸波材料的性能越好，表面反射率越小(绝对值越大)，内部损耗越大，测试误差越小。600)makesmallpic(this,600,1800);src=“width=“223“height=“600“border=“0“alt=“4.jpg“title=“4.jpg“/600)makesmallpic(this,600,1800);src=“border=“0“alt=“10.jpg“title=“10.jpg“/磁波反射次数越多衰减越大。所以选择镜区吸波材料时，在不影响直射电波传输的条件下，应选取较厚较密的角锥吸波材料。以上
10、分析对其它五面屏蔽面上的吸波材料同样有效，增加反射路径损耗，意味着降低了静区反射电波强度，提高了暗室静区静度。4改进测试方法的流程通过以上分析，我们发现在以往的电磁兼容测试中，常常由于忽视了半电波暗室的静区特性而导致一些不必要的错误，如:测试超过暗室静区尺寸的电了设备;被测设备放置位置偏离静区中心;接收天线或发射天线架设过高或过低;车np1射测试时镜区没有辅设吸波材料;在暗室频率测试范围之外，测试一些超高频段或超低频段的电磁兼容特性;测试大功率辐射特性。为了避免以上问题，我们把半电波暗室的电磁兼容测试工作分成了两个阶段。第一阶段，通过数值计算掌握暗室的基本特性，及暗室静区范围和正J常测试频率范
11、围，计算结果可以作为暗室长期使用的参考，如图4所示。第二阶段，参照计算结果，在不同设备测试前合理制定测试计划，以保证测试数据的可靠准确，如图5所示。600)makesmallpic(this,600,1800);src=“width=“362“height=“600“border=“0“alt=“7.jpg“title=“7.jpg“/5结束语通过对半电波暗室静区性能的分析，可以避免复杂的归一化场地衰减NSA分析，对于电磁兼容测试分析提供了捷径，同时也为改进试验方法提供了参考依据。例如，我们容易得到以下常识性结论:应在金属地面辅设吸波材料;吸波材料在不影响电波直射效果的情况下尽量加厚，并保证单位面积中角锥尽量多，尖顶角尽量小;选择复合吸波材料时，应避免两种介质阻抗剧烈变化;测试前检查设备和天线尺寸是否过大，摆放位置、高度是否合适;要了解暗室有效的频率测试范围;尽量选择10米法暗室测试以提高精度。通过暗室静区分析，电磁兼容测试人员可以很快得到暗室特征和测试流程，为提高电磁兼容测试精度提供了保证。目前，静区分析只能解释半电波暗室的部分特征，计算方法也不成熟，还需进一步深入研究。相关的主题文章:
