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专利名称：屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法
技术领域：
本发明属于屏蔽效能测试技术领域，特别提出了屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法。
背景技术：
屏蔽室、屏蔽方舱等屏蔽腔体是由六块金属板通过导电连接，且对电磁波具有良好衰减的密闭矩形六面体腔体。随着带有隔舱的屏蔽室、屏蔽方舱等屏蔽腔体的广泛应用，对屏蔽腔体隔腔壁上的屏蔽门、波导通风窗等屏蔽结构与部件的屏蔽效能测试就显得日趋重要。图I给出了带有隔腔的屏蔽腔体示意图，其中屏蔽门包括了屏蔽腔体的外屏蔽门与隔腔壁上的屏蔽门等两类门。由于结构及功能原因，典型隔腔壁上的屏蔽门一般位于隔腔壁的某一侧，从而使得屏蔽门的上缝、下缝、侧缝，分别靠近两个隔腔的上壁面、下壁面与侧壁面。而屏蔽腔体的外屏蔽门虽然空间位置与隔腔壁上的屏蔽门相似，但舱门的上缝、下·缝、侧缝只靠近一个隔腔的上壁面、下壁面与侧壁面。根据GB12190、IEEE-299, MIL-STD-285等屏蔽效能测试标准的要求，屏蔽效能的测量是一种相对测量，由参考测量(即无屏蔽空间场的校准)和屏蔽测量两部分组成，屏蔽测量量值和参考测量量值间的差值为被测屏蔽体屏蔽效能量值。而在进行屏蔽效能数据处理时，对同一测试结构与部件而言，取相同频率的所有测试点中最低值作为屏蔽效能。根据测试标准的要求，在低频段测试时，需要对隔腔屏蔽门3上的测试位置(图2)采用环天线测试，结果发现凡是靠近隔腔的上壁面、下壁面与侧壁面近的测试点，即测试点
a、f、h、i，在小于300KHz频率范围内的磁场屏蔽效能都较其他测试点明显偏低，而采用同样拼装工艺、门结构的屏蔽腔体外屏蔽门相同测试点的屏蔽效能却高于隔腔屏蔽门。通过对这一现象分析可得，在进行这种屏蔽腔体隔腔屏蔽门的屏蔽效能测试时，有以下两个特点(I)被测部位位于隔腔壁板的边缘，测试位置距离上壁面、下壁面和侧壁面较近；(2)均属于低频磁屏蔽效能测试。显然，这种状态下，发射环天线所产生的场受壁板的影响较大，属于有边界场。目前对于这类带有隔腔的屏蔽腔体屏蔽效能测试，并没有相应的标准规定具体的天线布置方法，均参考GB12190、IEEE-299、MIL-STD-285等标准进行测试。而上述三个标准所规定的参考测量均采用在近似无界开阔场地进行无屏蔽空间场的测量，不适用于边界场环境下的参考测量。

发明内容
本发明的目的是提供一种屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法，以改进GB12190、IEEE-299, MIL-STD-285等标准所规定的测试方法，从而适应边界场环境下的参考测量，获得准确的屏蔽效能。本发明是这样实现的屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法，其特征是屏蔽腔体隔腔环境由隔腔壁板将腔体分成第一隔腔和第二隔腔，隔腔壁板安装有隔腔屏蔽门，壁板安装有外屏蔽门，发射天线在第一隔腔，接收天线在第二隔腔，发射天线和接收天线分别位于隔腔屏蔽门的两侧，在隔腔屏蔽门周边和中心选择11个测试点，发射天线电连接信号源，接收天线电连接接收机或频谱分析仪，通过信号源向发射天线发送信号，通过接收机或频谱分析仪接收信号，分别对11个测试点进行屏蔽测量和参考测量。所述的隔腔屏蔽门周边和中心分布了 11个测试点分别是第一测试点、第二测试点、第三测试点、第四测试点、第五测试点、第六测试点、第七测试点、第八测试点、第九测试点、第十测试点、第十一测试点，第一测试点在上壁面距中位置，第十一测试点在隔腔屏蔽门中心位置，其它从第一测试点开始从右依次排开。所述的发射天线和接收天线在屏蔽测量时，发射天线和接收天线间距为60+屏蔽 门厚度cm，分别位于隔腔屏蔽门两侧，并且发射天线和接收天线的天线环面均垂直于隔腔 屏蔽门和隔腔壁板之间的门缝；发射天线和接收天线分别从靠近上壁面、侧壁面、下壁面的第一测试点、第六测试点、第八测试点、第九测试点点开始检测，信号源向发射天线输出信号，接收机/频谱分析仪检测接收天线分别在第一测试点、第六测试点、第八测试点、第九测试点点的信号作为各点的屏蔽测试场强。所述的发射天线和接收天线在参考测量时，发射天线和接收天线位于第一隔腔或第二隔腔中尺寸大的隔腔内，且两个天线间距为60+L，L=屏蔽门厚度，60+L的单位是cm，天线环面均垂直并紧靠隔腔壁板；信号源向发射天线输出信号，接收机或频谱分析仪检测接收天线的信号作为第一测试点、第六测试点、第八测试点、第九测试点点的参考测试场强。本发明的优点是计入了屏蔽腔体隔腔壁面对发射天线发射场的反射影响，提高了隔腔环境中屏蔽结构与部件低频屏蔽效能的测试准确性。


图I是本发明所适用的带有隔腔的屏蔽体示意图；图2是屏蔽门屏蔽效能的测试位置示意图；图3是本发明所述的屏蔽测量配置示意图；图4是本发明所述的参考测量配置示意图；图5是参考测量配置方式2的示意图；图6是参考测量配置方式I的镜像原理示意图；图7是参考测量配置方式2的镜像原理示意图。图中，I、第一隔腔；2、第二隔腔；3、隔腔屏蔽门；4、隔腔壁板；5、壁板；6、外屏蔽门；7、上壁面；8、侧壁面；9、下壁面；10、发射天线；11、发射天线磁力线；12、门缝；13、接收天线；14、接收天线磁力线；15、镜像源；另外Z>0区域为屏蔽腔体内部，是测试天线放置的区域。注a、第一测试点；b、第二测试点；c、第三测试点；d、第四测试点；e、第五测试点；f、第六测试点；g、第七测试点；h、第八测试点；i、第九测试点；j、第十测试点；k、第十一测试点。
具体实施例方式实施例I屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法，其特征是屏蔽腔体隔腔环境由隔腔壁板4将腔体分成第一隔腔I和第二隔腔2，隔腔壁板4安装有隔腔屏蔽门3，壁板5安装有外屏蔽门6，发射天线10在第一隔腔I，接收天线13在第二隔腔2，发射天线10和接收天线13分别位于隔腔屏蔽门3的两侧，在隔腔屏蔽门3周边和中心选择11个测试点，发射天线10电连接信号源，接收天线13电连接接收机或频谱分析仪，通过信号源向发射天线10发送信号，通过接收机或频谱分析仪接收信号，分别对11个测试点进行屏蔽测量和参考测量。实施例2 如图I所示，屏蔽腔体隔腔环境由隔腔壁板4将腔体分成第一隔腔I和第二隔腔2，隔腔壁板4安装有隔腔屏蔽门3，壁板5安装有外屏蔽门6，发射天线10在第一隔腔1，接收天线13在第二隔腔2，发射天线10和接收天线13分别位于隔腔屏蔽门3的两侧，在隔腔屏蔽门3周边和中心分布了 11个测试点，发射天线10电连接信号源，接收天线13电连接接收机或频谱分析仪。通过信号源向发射天线10发送信号，通过接收机或频谱分析仪接收信号，分别对11个测试点进行屏蔽测量和参考测量。隔腔屏蔽门3周边和中心分布了 11个测试点分别是第一测试点a、第二测试点b、第三测试点C、第四测试点d、第五测试点e、第六测试点f、第七测试点g、第八测试点h、第九测试点i第十测试点j、第十一测试点k，第一测试点a在上壁面7距中位置，第十一测试点k在隔腔屏蔽门3中心位置，其它从第一测试点a开始从右依次排开。其中，第一测试点a、第六测试点f、第八测试点h、第九测试点i都是造近上壁面7、侧壁面8、下壁面9的测试点。屏蔽测量时，测量天线的布置方法如图3所示，发射天线10和接收天线13分别位于隔腔屏蔽门3两侧，发射天线10和接收天线13的天线环面均垂直于隔腔屏蔽门3和隔腔壁板4之间的门缝12 ;发射天线10和接收天线13间距为60+L，L是屏蔽门厚度，60+L的单位是cm，发射天线10和接收天线13分别从靠近上壁面7、侧壁面8、下壁面9的第一测试点a、第六测试点f、第八测试点h、第九测试点i点开始检测，7信号源向发射天线10输出信号，接收机/频谱分析仪检测接收天线13分别在第一测试点a、第六测试点f、第八测试点h、第九测试点i点的信号作为各点的屏蔽测试场强。参考测量时，测量天线的布置方法如图4所示，发射天线10和接收天线13分别位于第一隔腔I和第二隔腔2，第一隔腔I和第二隔腔2之间为空，取掉隔腔屏蔽门3，两个天线间距为60+L，L =屏蔽门厚度，天线环面均垂直并紧靠上壁面7、侧壁面8、下壁面9的壁板，信号源向发射天线10输出信号，接收机或频谱分析仪检测接收天线13的信号作为第一测试点a、第六测试点f、第八测试点h、第九测试点i点的参考测试场强，上壁面7、侧壁面8、下壁面9以外的，的壁板除第一测试点a、第六测试点f、第八测试点h、第九测试点i点外的其他测试点，发射天线10和接收天线13分别位于第一隔腔I和第二隔腔2屏蔽效能测试均参考GB12190、IEEE-299,MIL-STD-285 等标准进行。
为阐明本发明参考测量的发射天线10和接收天线13的布置方法的特点，下面将以三种参考测量的配置方式进行说明配置方式I :发射、接收天线置于尺寸较大的隔腔内，天线环面均垂直并紧靠隔腔壁板，如图4所示；配置方式2 :发射、接收天线置于尺寸较大的隔腔内，天线环面均平行并紧靠隔腔壁板，如图5所示；配置方式3 :发射、接收天线置于屏蔽腔体外开阔场地。其中配置方式3即GB12190、IEEE-299、MIL-STD-285等要求的近似无界开阔场地的无屏蔽空间场测量配置方式。由镜像原理可知，对于磁场方向平行于壁板的发射源，其对应的镜像源的磁场方向也平行于壁板，且方向与发射源相同；而对于磁场方向垂直于壁板的发射源，其对应的镜像源的磁场方向也垂直于壁板，且方向与发射源相反。基于镜像原理的配置方式I和配置方式2的分析模型如图6、图7所示，其中Ltl为收发天线之间的距离(标准要求为(60+L) cm，L为屏蔽门厚度)，h为门缝距离壁面的距离，r为收、发天线距离壁面的距离，镜像源到接收天线处的距离
Z1 =仏2 +4.,2 = ^Z02 +4-/12 C由于测量所用的环天线工作在30MHz以下，波长大于10m，所以环天线可视为电小尺寸，可将其等效为磁基本振子；而在测量频段内，InL1均远小于\ 2 ，属于近场区。磁基本振子的近区磁场公式(0 =90)He =-.1,. e-Jkr(I)
Ak rJ其中，I为环天线的电流强度(A)，S为环天线的面积(m2)，k为传播常数。( I)对于配置方式I，由图6可以看出，有源发射天线的磁场方向平行于壁面，镜像源的磁场也平行于壁面，两者方向相同。所以有源与镜像源传播到接收天线处的场强(z>0区域)因相互叠加而加强
_4] & = ￡★ ^.e^'⑵由于低频条件下，kr 乂 1，e_jfc 乂 1，所以式(2)可化简为
rr /S I I , ISHvj =.( + )=. '' \(3)
4 兀 La L' 471 Z0 -Z1(2)对于配置方式2，从图7中可以看出，原有源(发射天线)的磁场方向向上垂直于壁面，而镜像源的磁场向下垂直于壁面，所以原有源与镜像源传播到接收天线处的场强(Z>0区域)因相互抵消而减弱
rnrusl H = — ■ — ■ejlH(4) 4疋L, ^Z13由于低频条件下，kr 乂 1，e_jfc 乂 1，所以式(4)可化简为
「 n IS ,1 I、 IS3/(-XH 二 ——(-———；-=-----^V(5)
4 兀 L: Z13 Ak L-L^(3)对于配置方式3所述的屏蔽腔体外开阔场地自由空间校准，其分析模型可看作磁基本振子在自由空间的辐射场。由于不存在腔体壁面所导致的反射，因而天线的摆放位置对测试结果无影响。接收天线处的场强为
权利要求
1.屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法，其特征是屏蔽腔体隔腔环境由隔腔壁板将腔体分成第一隔腔和第二隔腔，隔腔壁板安装有隔腔屏蔽门，壁板安装有外屏蔽门，发射天线在第一隔腔，接收天线在第二隔腔，发射天线和接收天线分别位于隔腔屏蔽门的两侧，在隔腔屏蔽门周边和中心选择11个测试点，发射天线电连接信号源，接收天线电连接接收机或频谱分析仪，通过信号源向发射天线发送信号，通过接收机或频谱分析仪接收信号，分别对11个测试点进行屏蔽测量和参考测量。
2.根据权利要求I所述的屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法，其特征是所述的隔腔屏蔽门周边和中心分布了 11个测试点分别是第一测试点、第二测试点、第三测试点、第四测试点、第五测试点、第六测试点、第七测试点、第八测试点、第九测试点、第十测试点、第十一测试点，第一测试点在上壁面距中位置，第十一测试点在隔腔屏蔽门中心位置，其它从第一测试点开始从右依次排开。
3.根据权利要求I所述的屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法， 其特征是所述的发射天线和接收天线在屏蔽测量时，发射天线和接收天线间距为60+屏蔽门厚度cm，分别位于隔腔屏蔽门两侧，并且发射天线和接收天线的天线环面均垂直于隔腔屏蔽门和隔腔壁板之间的门缝；发射天线和接收天线分别从靠近上壁面、侧壁面、下壁面的第一测试点、第六测试点、第八测试点、第九测试点点开始检测，信号源向发射天线输出信号，接收机/频谱分析仪检测接收天线分别在第一测试点、第六测试点、第八测试点、第九测试点点的信号作为各点的屏蔽测试场强。
4.根据权利要求I所述的屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法，其特征是所述的发射天线和接收天线在参考测量时，发射天线和接收天线位于第一隔腔或第二隔腔中尺寸大的隔腔内，且两个天线间距为60+L，L=屏蔽门厚度，60+L的单位是cm，天线环面均垂直并紧靠隔腔壁板；信号源向发射天线输出信号，接收机或频谱分析仪检测接收天线的信号作为第一测试点、第六测试点、第八测试点、第九测试点点的参考测试场强。
全文摘要
本发明涉及一种屏蔽腔体隔腔环境中的低频屏蔽效能测试的天线布置方法，其特征是屏蔽腔体隔腔环境由隔腔壁板将腔体分成第一隔腔和第二隔腔，隔腔壁板安装有隔腔屏蔽门，壁板安装有外屏蔽门，发射天线在第一隔腔，接收天线在第二隔腔，发射天线和接收天线分别位于隔腔屏蔽门的两侧，在隔腔屏蔽门周边和中心选择11个测试点，发射天线电连接信号源，接收天线电连接接收机或频谱分析仪，通过信号源向发射天线发送信号，通过接收机或频谱分析仪接收信号，分别对11个测试点进行屏蔽测量和参考测量。本发明的优点是计入了屏蔽腔体隔腔壁面对发射天线发射场的反射影响，提高了隔腔环境中屏蔽结构与部件低频屏蔽效能的测试准确性。
文档编号G01R31/00GK102955092SQ20121050912
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者邱扬, 田锦, 许社教, 孙建亮 申请人:西安开容电子技术有限责任公司