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發(fā)布時(shí)間：2019年07月04日
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電波暗室
電波暗室( anechoic chamber)又稱電波消聲室，或電波無(wú)反射室，通常簡(jiǎn)稱EMC暗室或半電波暗室。它有兩種結(jié)構(gòu)形式：電磁屏蔽半電波暗室( electromagnetic shielded semi-ane choic chamber)和微波電波暗室( microwave anechoic chamber，又稱全電波暗室)。
半電波暗室五面貼吸波材料，主要模擬開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)地，即電波傳播時(shí)只有真射波和地反射波。開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)EMC測(cè)試可全部采用電磁屏蔽半電波暗室替代進(jìn)行，包括電磁輻射騷擾測(cè)量和電磁輻射敏感度測(cè)量。主要性能指標(biāo)用歸一化場(chǎng)地衰減NSA和測(cè)試面場(chǎng)均勻性來(lái)衡量。半電波暗室頻率從十幾兆赫茲到微波段。
微波電波暗室六面購(gòu)吸波材料，模擬自電空間傳播環(huán)境。而且可以不帶屏蔽，將吸波材料粘貼于木質(zhì)墻壁，甚至建筑物的普通墻壁和天花板上。
從使用目的看，半電波暗室主要用于電磁兼容測(cè)量，微波電波暗室主要用于微波天線系統(tǒng)的指標(biāo)測(cè)量。暗室性能用靜區(qū)尺寸大小、反射電平(靜度)、固有雷達(dá)截面、交叉極化度等參數(shù)表示。
1.半電波暗室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
半電波暗室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括暗室尺寸的確定、吸波材料的選擇和布置、地板和電源等內(nèi)容。
和開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)一樣，電波暗室測(cè)試空間的長(zhǎng)度為2R，寬為√3R。高度應(yīng)為上半個(gè)橢圓的短軸高度√3R/2加上發(fā)射源的高度，發(fā)射天線的最大高度為2m，所以暗室高度應(yīng)為√3R/2+2。進(jìn)行3m法測(cè)試時(shí)，接收天線的高度要求在1~4m范圍內(nèi)改變；如采用垂直極化天線，還應(yīng)在4m上加天線上半部尺寸和天線端與暗室頂部吸波材料尖端間的距離0.25m。因此,3m法測(cè)試空間高度約7m。10m法所需測(cè)試空間比較大，測(cè)試時(shí)接收天線高度要求在2~6m范圍內(nèi)改變。
2.吸波材料的選擇
吸波料對(duì)入射電波的反射率越小，其吸波性能越好。泡沫尖劈型吸波材料的反射率與尖劈長(zhǎng)度和使用頻率有關(guān)，尖劈越長(zhǎng)，頻率越高，反射率越小。通常根據(jù)測(cè)量誤差要求來(lái)確定材料的反射率，然后再確定吸波材料的類型。日前暗室中所采用的吸波材料大致分為三種類型。
半電波暗室是在鐵氧體的基礎(chǔ)上內(nèi)貼吸波材料。由于吸波材料太長(zhǎng)，既占空間，又易變形，因此將角錐狀吸波材料粘貼在雙層鐵氧體磚上構(gòu)成復(fù)合吸波材料。雙層鐵氧體磚由一層鐵氧體和一層特殊介質(zhì)材料構(gòu)成，此材料起阻抗過(guò)渡的作用。鐵氧體片的應(yīng)用可以補(bǔ)償吸波材料低頻端的性能，使角錐形吸波材料長(zhǎng)度縮短至lm以內(nèi)，大大增加半電波暗室的測(cè)試空間。
單層鐵氧體片直接將鐵氧體片粘貼于暗室墻壁及天花板上，微波暗室地板也貼，工作頻率范圍30~1000MHz。國(guó)外生產(chǎn)鐵氧體片的主要廠家有韓國(guó)TODAISD生產(chǎn)的ISU5.2型鐵氧體磚。圖1為ISU5.2鐵氧體磚外形圖。其電氣特性和物理特性如表2所示。圖3所示為ISU5.2的反射損耗頻響曲線。最小反射損耗大于-10dB；最大反射損耗可達(dá)-35dB。
圖1 ISU5.2鐵氧體磚外形圖
表2 ISU5.2型鐵氧體磚物理電氣特性
圖3 FT-100鐵氧體片的反射耗頻響特性
在鐵氧體的基礎(chǔ)上再固定層角錐形吸波材料，可以改善電波暗室的高頻吸波特性。角錐形吸 波材料分為兩類。第一類為角錐形含碳海綿復(fù)合吸波材料，如圖4(a)所示，由聚氨酯類泡沫塑料在碳膠溶液中滲透而成，具頻率/有較好的阻燃特性。吸波材料通常設(shè)計(jì)成角錐狀或楔形，使其傳輸
阻抗盡可能接近于周圍空氣介質(zhì)的阻抗。角錐長(zhǎng)度與欲吸收的電磁波頻率有關(guān)。頻率越低，則角錐長(zhǎng)度越長(zhǎng)，通常應(yīng)大于或等于最低吸收頻率的四分之一波長(zhǎng),30MHz時(shí)可達(dá)2.5m。
圖4 吸波材料
角錐形含碳海綿吸波材料的缺點(diǎn)為：顏色藍(lán)黑，吸收光線，導(dǎo)致暗室內(nèi)燈光昏暗，不夠明
亮；重量偏重，且易掉粉塵，對(duì)空氣循環(huán)、過(guò)濾系統(tǒng)要求較高
第二類為角錐形含碳苯板復(fù)合吸波材料，如圖1.6.5(c)所示，由數(shù)塊含碳苯板拼接而
成，粘貼于鐵氧體磚上。含碳苯板為加入碳粉(或碳纖維)和阻燃劑制成的灰黑色泡沫塑料板，
具有良好的吸波特性和阻燃特性，且質(zhì)輕不易變形。在拼組而成的尖錐頂部有一突臺(tái)，可將
塊配套的白色泡沫塑料板戴在突臺(tái)上，使得電波暗室就像貼白色瓷磚的房間一樣美觀、明亮
而且粉塵被隔離在白色苯板與墻壁之間的尖劈空隙內(nèi)，并可以被抽掉，避免進(jìn)入測(cè)試空間。
3.吸波材料的布置
發(fā)射天線發(fā)出的電波經(jīng)各金屬反射面反射到接收天線處，可以認(rèn)為是發(fā)射天線對(duì)各金屬面的鏡像天線輻射空間波直達(dá)接收天線。理論分析與實(shí)踐證明：電波傳播時(shí)起主導(dǎo)作用的費(fèi)涅爾空間區(qū)，是一個(gè)以鏡像天線和接收天線為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢球體。此橢球與金屬面相交的截面是個(gè)橢圓，稱實(shí)效反射區(qū)。該區(qū)的中心位置、橢圓的長(zhǎng)軸短軸均可由公式計(jì)算。在主反射區(qū)內(nèi)，應(yīng)粘貼吸波性能較好的材料。門通風(fēng)波導(dǎo)窗、監(jiān)視器、照明燈電源箱等輔助設(shè)備都應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)放在主反射區(qū)之外，并覆蓋鐵氧體吸波材料。避免任何金屬部件暴露在主反射區(qū)。
4.地板和電源
暗室的地板是電磁波唯一的反射面，應(yīng)平整無(wú)凸凹。焊縫高度不得超過(guò)1mm。平面不平度應(yīng)小于3mm/2m，不能有超過(guò)最小工作波長(zhǎng)1/10的縫隙，以便保持地板的導(dǎo)電連續(xù)性。
接地線和電源線要靠墻腳布設(shè)，不要橫越室內(nèi)。電線還應(yīng)穿金屬管，并保持金屬管與地板良好搭接。
暗室和控制室分別要采用獨(dú)立的供電系統(tǒng)，使用不同相的電源，經(jīng)過(guò)各自的濾波器，以避免控制室的騷擾通過(guò)電源線進(jìn)入暗室內(nèi)。
5.半電波暗室測(cè)試面場(chǎng)均勻性的測(cè)試
在完成暗室屏蔽殼體的建造后，應(yīng)按GB/T12190-1990進(jìn)行屏蔽效能的測(cè)試。在粘貼吸波材料后，則應(yīng)進(jìn)行歸一化場(chǎng)地衰減和測(cè)試面場(chǎng)均勻性的測(cè)試。
進(jìn)行電磁輻射敏感度測(cè)量時(shí)，需在被測(cè)設(shè)備(EUT處產(chǎn)生規(guī)定的場(chǎng)強(qiáng)(3~10V/m)，考察是否會(huì)引起EUT工作性能下降。由于EUT表面有一定范圍，所以在EUT區(qū)域內(nèi)規(guī)定了一個(gè)1.5m×1.5m的垂直平面，要求該平面上場(chǎng)強(qiáng)均勻?？蓪⒃撁婢鶆騽澐?6個(gè)點(diǎn)，如圖5中區(qū)域所示。然后按圖11.6.7所示布置，用各向同性探頭測(cè)量每個(gè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，取數(shù)值最接近的12個(gè)值，剔除另外4個(gè)。12個(gè)值中，最大和最小的差值小于6dB，則認(rèn)為該測(cè)試面場(chǎng)是均勻的，可以進(jìn)行電磁輻射敏感度的檢測(cè)
圖5 輻射場(chǎng)均勻性測(cè)試示意圖
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