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      電磁兼容測試中屏蔽室和電波暗室的區別

      更新時(shí)間:2024-06-04      點(diǎn)擊次數:168

      電磁兼容性測試EMC(Electro Magnetic Compatibility),是指設備或系統在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。EMC設計與EMC測試是相輔相成的。EMC設計的好壞是要通過(guò)EMC測試來(lái)衡量的。只有在產(chǎn)品的EMC設計和研制的全過(guò)程中,進(jìn)行EMC的相容性預測和評估,才能及早發(fā)現可能存在的電磁干擾,并采取必要的抑制和防護措施,從而確保系統的電磁兼容性。否則,當產(chǎn)品定型或系統建成后再發(fā)現不兼容的問(wèn)題,則需在人力、物力上花很大的代價(jià)去修改設計或采用補救的措施。然而,往往難以的解決問(wèn)題,而給系統的使用帶來(lái)許多麻煩。


      電磁兼容測試場(chǎng)地包括:


      1.開(kāi)闊試驗場(chǎng)


      理論基礎:30-1000MHz高頻電磁場(chǎng)的發(fā)射和接受是以空間直射波與地面反射波在接收點(diǎn)相互迭加。


      標準:ANSI C63.7、CISPR 16


      要求:平坦、空曠、電導率均勻良好、無(wú)任何反射物的橢圓形或圓形試驗場(chǎng)地


      開(kāi)闊試驗場(chǎng)的歸一化場(chǎng)地衰減(Normalized Site Attenuation NSA):評定試驗場(chǎng)質(zhì)量的技術(shù)指標


      2.屏蔽室


      定義:專(zhuān)門(mén)設計的能對射頻電磁能量起衰減作用的封閉室。


      作用:對于EMC測量,屏蔽室提供符合要求的試驗環(huán)境。


      屏蔽室的屏蔽效能定義:沒(méi)有屏蔽體時(shí)空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強度Eo(或磁場(chǎng)強度Ho)與有屏蔽體時(shí)被屏蔽空間在該點(diǎn)的電場(chǎng)強度E1(或磁場(chǎng)強度H1)之比。

      S=Eo/E1=Ho/H1

      SE=20lg(Eo/E1)(采用對數單位分貝dB進(jìn)行度量)

      SH=20lg(Ho/H1)(采用對數單位分貝dB進(jìn)行度量)

      3.電波暗室


      電波暗室(Anechoic Chamber)又稱(chēng)電波消聲室或電波無(wú)反射室。


      結構形式分為:


      1.電磁屏蔽半波暗室(Electromagnetic Shielded Semi-anechoic Chamber) ,模擬開(kāi)闊試驗場(chǎng)

      2.微波電波暗室(全電波暗室)Microwave Anechoic Chamber

      屏蔽室只是一個(gè)大鐵箱子,起到阻斷室內外的無(wú)線(xiàn)電信號,通俗的講,就是里面的出不去,外面的進(jìn)不來(lái),但是里面的電磁波會(huì )在內壁反射疊加。

      電波暗室是在屏蔽室的基礎上,在內壁鋪設了吸波材料,模擬一個(gè)開(kāi)闊場(chǎng)的效果,暗室比屏蔽室貴很多就是貴在暗室內貼的這些材料上面。里面的電磁波發(fā)射到內壁會(huì )被吸收,基本不會(huì )產(chǎn)生反射疊加的混波效應。適合測試樣品的輻射發(fā)射干擾。暗室一般分全電波暗室和半電波暗室。

      對實(shí)驗環(huán)境要求不高的測試比如傳導騷擾、靜電測試、浪涌測試、雷擊測試等都是通過(guò)電源線(xiàn)上進(jìn)行的,所以只需要在屏蔽室內進(jìn)行就夠了;而對于空間輻射、空間騷擾通過(guò)空間傳播的騷擾或者是抗干擾則對空間有特殊要求,因此需要在暗室內進(jìn)行,模擬空曠場(chǎng)地的空間。

      全電波暗室、半電波暗室、開(kāi)闊場(chǎng),在這三種測試場(chǎng)地中進(jìn)行的輻射試驗一般都可以認為符合電磁波在自由空間中的傳播規律。



      全電波暗室



      全電波暗室減小了外界電磁波信號對測試信號的干擾,同時(shí)電磁波吸波材料可以減小由于墻壁和天花板的反射對測試結果造成的多徑效應影響,適用于發(fā)射、靈敏度和抗擾度實(shí)驗。實(shí)際使用中,如果屏蔽體的屏蔽效能能夠達到80dB~140dB,那么對于外界環(huán)境的干擾就可以忽略不計,在全電波暗室中可以模擬自由空間的情況。同其它兩種測試場(chǎng)地相比,全電波暗室的地面、天花板和墻壁反射最小、受外界環(huán)境干擾最小,并且不受外界天氣的影響。它的缺點(diǎn)在于受成本制約,測試空間有限。




      半電波暗室


      半電波暗室與全電波暗室類(lèi)似,也是一個(gè)經(jīng)過(guò)屏蔽設計的六面盒體,在其內部覆蓋有電磁波吸波材料,不同之處在于半電波暗室使用導電地板,不覆蓋吸波材料。半電波暗室模擬理想的開(kāi)闊場(chǎng)情況,即場(chǎng)地具有一個(gè)無(wú)限大的良好的導電地平面。在半電波暗室中,由于地面沒(méi)有覆蓋吸波材料,因此將產(chǎn)生反射路徑,這樣接收天線(xiàn)接收到的信號將是直射路徑和反射路徑信號的總和。



      開(kāi)闊場(chǎng)



      開(kāi)闊場(chǎng)是平坦、空曠、電導率均勻良好、無(wú)任何反射物的橢圓形或圓形試驗場(chǎng)地,理想的開(kāi)闊場(chǎng)地面具有良好的導電性,面積無(wú)限大,在30MHz~1000MHz之間接收天線(xiàn)接收到的信號將是直射路徑和反射路徑信號的總和。但在實(shí)際應用中,雖然可以獲得良好的地面傳導率,但是開(kāi)闊場(chǎng)的面積卻是有限的,因此可能造成發(fā)射天線(xiàn)與接收天線(xiàn)之間的相位差。在發(fā)射測試中,開(kāi)闊場(chǎng)的使用和半電波暗室相同。


      電磁兼容的各個(gè)測試項目都要求有特定的測試場(chǎng)地,其中以輻射發(fā)射和輻射抗擾度測試對場(chǎng)地的要求最為嚴格。由于80~1000MHz 高頻電磁場(chǎng)的發(fā)射與接受是以空間直射波與地面反射波在接收點(diǎn)相互迭加的理論為基礎的。場(chǎng)地不理想,必然帶來(lái)較大的測試誤差。


      開(kāi)闊試驗場(chǎng)是重要的電磁兼容測試場(chǎng)地。但由于開(kāi)闊試驗場(chǎng)造價(jià)較高并遠離市區,使用不便;或者建在市區,背景噪聲電平大而影響EMC 測試,所以常用室內屏蔽室來(lái)替代。但是屏蔽室是一個(gè)金屬封閉體,存在大量的諧振頻率,一旦被測設備的輻射頻率和激勵方式促使屏蔽室產(chǎn)生諧振時(shí),測量誤差可達20 ~ 30dB,所以需要在屏蔽室的四周墻壁和頂部上安裝吸波材料,使反射大大減弱,即電波傳播時(shí)只有直達波和地面反射波,并且其結構尺寸也以開(kāi)闊試驗場(chǎng)的要求為依據,從而能模擬室外開(kāi)闊場(chǎng)的測試,這就是電磁屏蔽吸波暗室,又簡(jiǎn)稱(chēng)為EMC 暗室,成了應用較普遍的EMC 測試場(chǎng)地。美國FCC、ANCI C63.6— 1992、IEC、CISPR 及標GJB152A-97、GJB2926-97《電磁兼容性測試實(shí)驗室認可要求》等標準容許用電磁屏蔽半電波暗室替代開(kāi)闊試驗場(chǎng)進(jìn)行EMC 測試。



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