GBT 12190-2006 电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法 (1)
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GBT 12190-2006 电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法 (1)
测试频段可以向高端或低端扩展。表2为包含扩展范围的典型测量频率范围 表2扩展范围的典型测盘频率范围
5.3判定准则 最低可接受的通过/不通过判定准则由所有者确定。 5.4屏蔽效能的计算
最低可接受的通过/不通过判定准则由所有
屏蔽效能的计算公式见表3和附录B。
住宅楼标准规范范本表3屏蔽效能的数学表达式
GB/T12190—2006
·在正式测试开始前,应确认测试仪器符合4.3的校准要求;参考电平和动态范围应按4,
5.6低频段测量(9kHz~20MHz)
5.6低频段测量(9kHz~20MHz) 在低频段,使用具有静电屏蔽的小环来评价屏蔽室对附近磁场源的屏蔽效能。
5.6.1频率范围和频影
推荐在以下三个频段内各选择一个频点进行测试:9kHz~16kHz、140kHz~160kHz和 14MHz~16MHz。实际的测试频点应由所有者来决定。 当频率向低端扩展到50Hz时,小环法同样适用。在较低频率,可能需要使用不同的设备以获得足 够的动态范围。例如,可以增加接收环天线和/或发射环天线的数。
5. 6.2测量设备和布置
信号源、测量设备和布置应满足本条和图1的要
5. 6. 2. 1磁场源
图1磁场测试配置示意图
磁场由直径为0.3m的静电屏蔽环中的电流来产生。如果使用阻抗匹配装置 放大器就可提供所需的环电流,
5. 6. 2.2 接收天线
接收天线是连接到场强仪、频谱分析仪或类似设备的直径为0.3m的静电屏蔽环。
5.6.3.1屏酸缺陷
因为在14MHz16MHz频率范围内容易发现屏蔽缺陷,所以极力推荐在该频率范围内进行磁场 洲试,并确定有问题的区域。
5. 6.4 参考场强的测最
在没有屏蔽室时,将接收环天线与发射环天线相距:0.6m与屏蔽室壁厚度之和(这是实际测量时 两个环大线间的真实距离);并且使两个环天线处于同一平面(共面法)。此时测得的场强即为参考 场强。 与此同时,按4.4和5.6.3确定动态范围是否合适。
测试布置如图1和图2所示。发射环与接收环离屏蔽室壁的距离均为0.3m,两者
于屏蔽墙、天花板或其他待测平面。在每一个频点和测试位置,信号源的输出值为5.6.4中测量参考场 强值时的输出值, 在测试过程中,通常使发射环天线固定不动,而将接收环天线升高或降低(至少在共平面上移动接 缝总长的1/4),以保证测得最坏的情况。应使用检测仪器的最大读数来确定屏蔽效能。在寻找最坏的 情况时允许发射环和接收环近似共面,但最终测量时应保证两者共面。
5. 6. 5. 2测量位置
对单门,应在图2a)和图2b)所示的14个位置上进行小环测试。环面应垂直于门缝。对于水平 门缝,要求环位于拐角和门缝的中间;对垂直门缝,要求环分别位于拐角、距门顶部和门底部的1/3处。 垂直接缝的上端和下端应按图2b)进行测试。 对多扇门,上述的测试位置分别应用于每扇门,见图2b)和图2c)。 对尺寸超过1.5mX2.5m的门,应再增加一些测试位置以保证两个测量点间距不超过1m。 采用板材构件的屏蔽室,其接缝区域的电性能是不均匀的。不连续区域是指用铆接、螺接、钎焊或 熔焊连接的部位。不连续处的测试方法与门的测试方法基本相同,只是这时不论水平还是垂直接缝,环 的中心都应位于每一接缝的中点(见图2d》)。
图2低频测试中环天线的标准位置
)拐角接缝局部可按近时的测量
)拐角接缝局部可按近时的测量
注,D为环天线的直径。
拐角接缝完全可接近时的测量
如果从外观上看不到构件板缝的位置,应借助结构的设计图纸或其他文件来试着确定接缝的位算 或板材的尺寸。如果插入的非屏蔽材料离屏蔽壁足够近,仍能满足环天线和屏蔽室之间规定的耦合距 离,则图2所示的测试位置应尽量用于可接近的区域。 可接近的拐角缝隙应按照图2f)进行测试,不能完全接近的拐角测试布暨见图2e)。每个可以接 近的构件板都要进行测试。 通风孔、接口板或连接器板的屏蔽性能测试与接缝的测试方法相似。以通风孔为例,环的平面应垂 直于:装有通风孔的板以及该板和通风孔所形成的各接缝,延伸的环平面应通过或尽量通过缝的中心 点。环的边缘应离开所测平板0.3m。测试时,屏蔽室正常使用时需要的辅助设备(例如风机或风扇 等)应正常就位;不是屏蔽室正常工作所需的部分则应在测试前移出屏蔽室。 对单个或少量的几个同轴穿墙式连接器,只需在一个位置上测试。 在电源线、信号线和控制线滤波器处的屏蔽性能也要测试。对滤波器的外壳进行测试时,应在每个 滤波器的穿入点处测试,以及在未经过钎焊或熔焊处理的缝隙(如果适用)处测试。
5.6.6低频段屏蔽效能的计算
如果测量值用线性单位表示,则屏蔽效能按照公式(B.1)和公式(R.2)计算;如 效能按照公式(B.5b)和公式(B.5c)计算。 谐振频段测量(20MHz~300MHz) 本方法直接测量电磁发射源在屏蔽室所有可以接近表面的影响。入射场可能不是平面波,尤 率范围的低端。屏蔽室的几何形状和物理尺寸对测试结果可能有明显的影响。
如果测量值用线性单位表示,则屏 萨效能按照公式(B.5b)和公式(B.5 c)计算
5.7谐振频段测量(20MHz300MHz)
该频密范围的低端。屏蔽室的几何形状和物理尺寸对测试结果可能有明显的影响。
5.7.1频率范围和频段
本条规定了20MHz~300MHz频率范围内的标准测试程序。因为大多数屏蔽室白 的最低踏振频 都在该频段内,所以在测试时要尽量避开这些频率点。屏蔽室的所有者如果出于菜种日的或其他原因, 要求获得屏蔽室在本频段的性能时,则不管潜在谐振是否有影响,测试都必须进行。 测试应该在所有者规定的、并列人测试计划的频点上进行。应尽可能避免在5.7.5.3中确定的屏 蓝谐振频率上或接近谐振频率的频点上进行测试。
5.7.2测盘设备和布置
在20MHz~100MHz频率范围内,给双锥天线施加功率激励电磁场;在高于100MHz时,给 子天线施加功率激励电磁场。加给天线的功率应足够大以产生所需的测量动态范围。
GB/T12190—2006
a)谐振范围参考测量布置(水平极化),20MIIz~100MHz
水平极化,20MHz~100MH
)谐振范围参考测量布置
垂直极化20MHz100MHz
图3谐振范围参考电平测试配置示意图
5.7.2.2接收天线
接收大线与发射天线应为向类型天线。如果用偶极于大线,应选入/ 对应的波长) 偶极子天线。将天线的输出通过平衡/不平衡变换器、同轴电缆连接到场强测量设备。上述电缆应与天 线的轴向垂直并至少保持1m距离。应使用带连续铁氧体护套的电缆,或者使用在电缆两端和中间都 套有磁环的电缆。由于互连电缆可能无意谐振(参见附录A.3.3),必要时可以更换电缆。测量结果中 应记录电缆的长度和类型。
5. 7. 2. 3 场强测量设备
测试前为探测屏蔽室的缺陷(目的是进行修复),可以参照附录E对屏蔽室进行初测 中,初测不是必须的。
5. 7. 4 参考电平的测量
通现检测设备测出信号的参考电平, 按图3测量参考电平。对上述两种类型的天线,测量方法相同。
振范围测量布置(发射天线水平极化),20MHz100M
b)谐振范围测量布置(发射天线垂直极化),20MHz~100MHz 图4谐振范围测试配置示意图
d)谐振范围测量发射天线布置(垂直极化),20MHz~100MHz
天线之间的距离至少为2m。如果受到物理尺寸的限制而不能实现,则应使天线间距尽可能大(不 能小于1m),并在测试报告中注明。 除非电缆紧邻屏蔽室,否则接收天线的连接电缆应与天线的轴向垂直并至少保持1m。该电缆最 好通过屏蔽壁上的穿墙式同轴电缆连接器通过屏蔽室墙壁。如果没有这种连接器,也可以把门稍开一 点,让电缆从门缝通过。此时要考虑直接耦合的影响:用一个模拟负载取代接收天线,并检查接收到的 任何信号比参考电平至少小10dB以上。 当天线为水平极化时,接收天线在垂直方向上至少移动土0.5m;而当天线为垂直极化时,接收天 线至少横向移动士0.5m。尽可能把周围人和物体的影响减到最小,记录下最大读数作为参考电平值。 5.7.5详细的测试方法
确定屏蔽室外发射天线和屏蔽室内接收天线的位置:测量接收信号的最大幅值。
5.7.5.1发射天线位置
按图4的布置,以测试计划(见4.2)为依据) 分别在水 平极化和垂直极化方向上测试。测试点间的水平距离应不大于2.6m。如果测参考电平时两天线间的 距离不足2m,则选择的测试点间距应不大于1.3m 如果屏蔽墙壁的高度小于3m,则将天线的几何 中心放在屏蔽墙壁高度的一半位置上。如果高度超过了3m,那么在垂直方向上要选取几个测试点,测 试点间距离应不大于2.0m,且天线应定位于每个垂直分段的中心。如果测参考电平时两天线间距小 于2m,则垂直方向上选取的测试点间距应不大于1m。发射天线距离屏蔽壁测试表面至少为1.7m (不包括屏蔽室壁厚度);并保证至少离地0.3m。如果因为物理尺寸的局限而使两天线的间距不足 2m,则发射天线距离屏蔽壁的距离为参考距离与0.3m的差值。 测试时,馈给发射天线的功率应等于测量参考电平的发射功率,
5.7.5.2接收天线的位置和数据记录
接收天线应在屏蔽室内的所有位置和极化方向上寻找最大的响应。用记录下的最大值计算屏 小屏蔽效能。接收天线离屏蔽壁距离至少0.3m
5.7.5.3屏蔽室最低谐振频率的确定
用图5或公式(1)确定最低固有谐振频率f.,记录该值。应在记录中说明规定测试频点和最 率之间的关系,并用f(参见A.3.1)的小数倍数表示。
图5最低固有谐振频率图
对于最大尺寸分别为α(单位:m)和b(单位:m)的屏蔽室,其最低谐振频率f.(单位:MH1z)的计算 公式如公式(1)所示:
. = 150 / +A
./.5.4 测试 用测试计划中规定的方法(参见A,4),在所有发射天线位置、测试频率、屏蔽室的各表面重复 5.7.5.2。建议测试人员按照测试参数(频率、天线位置)的顺序进行测试,以缩短测试时间。
5.7.6谐振频段屏蔽效能的计算
测量值如果使用线性单位,则屏蔽效能按照公式(B.2)、公式(B.3)或公式(B.4)计算;如果使 单位,则按照公式(B.5a)公式(B.5c)或公式(B.5d)计算。
下面的注释应包含在测试报告中: 该频段内单频点测试时得到的屏蔽效能测试结果并不能代表整个频段内其他频率点的屏蔽效能。 由于谐振或反射的影响,测试结果可能有明显的差异,
5.8高频段测量(300MHz~18GHz)
高频段的测试方法是在所有可接近的屏蔽壁上直接测出高频源的影响。当相关的波长和周围的结 构允许时,入射到屏蔽体的场应是平面波。
5.8.1频率范围和频段
本条规定300MHz~18GHz频率范围内的标准测试方法。实际测试频点应该由所有者决定并写 在测试计划中。在任何情况下,最低测试频率点应至少是屏蔽室最低固有谐振频率f,的3倍。用 5.7.5.3图5或公式(1)确定最低固有谐振频率f。 建议在下列频段内各只选一个频点进行测试:300MHz~600MHz、600MHz~1GHz、1GHz~ 2GHz、2GHz~4GHz、4GHz~8GHz和8GHz~18GHz。 如果有合适的测量设备,该方法的频率范围可以扩展到100GHz
5.8.2测盘设备和布置
信号源、测量设备与布置见以下条文和图6、图
图6参考测量配置(频率低于1000MHz)
和测量配置(频率高于
b)无屏敲室时场强的模拟
6.8.2.1模拟电磁场源
用偶极子天线、对数周期天线、喇肌关线、八木关线或者其他线极化天线来模拟电磁场源。 为获得足够的动态范围,可能要采用大功率的超高频源或者微波源,但要注意射频场对人员照射产 生的危害。 在任何情况下都要考虑传输电缆的影响。以偶极子天线为例,与天线轴垂直的传输电缆部分至少 要长于一个波长,
5.8.2.2电磁场检测设备
应用场强仪、接收机、频谱分析仪或其他类似设备来测量场强。 在300MHz~1GHz频率范围内,只能使用偶极子天线。电偶极子的长度应为入/2。其输出应通 过平衡/不平衡变换器连接至场强检测设备上;电缆应与偶极子天线垂直,且垂直长度应保持在1m 认上。 频率高于1GHz以上时,应采用标准增益喇叭天线。本标准使用的是无脊矩形波导喇叭天线,其 典型尺寸见表4
标准中,初测不是必须的
5. 8. 4 参考电平的测
天线之间的距离至少为2m。如果因物理尺寸的限制而达不到,则应保证天线间距尽可能大(不能 小于1m),同时在测试报告中加以注明。 除非电缆紧邻屏蔽室,否则接收天线的连接电缆应与天线的轴向垂直并至少保持1m。该电缆最 好通过屏蔽壁上的穿墙式同轴电缆连接器通过屏蔽室墙壁。如果没有这种连接器,也可以把门稍开一 点,让电缆从门缝通过;此时要考虑直接耦合的影响:用一个模拟负载取代接收天线,并检查接收到的任 何信号比参考电平应至少小10dB以上。 当两个天线为水平极化时,接收天线在垂直方向上至少上下各移动屏蔽室高度h的1/4,并且应该 再朝向或离开发射源的方向移动(1/4)入;当天线为垂直极化时,接收天线至少左右各横向移动屏蔽室被 测屏蔽壁宽度的1/4;并且应该再朝向或离开发射源移动(1/4)入。将记录下的最大读数作为参考电 平值。
8.4.2喇以天线的参考电平测量(1GHz以上
参考电平的测量见图8b。 如果测量时使用到与场强仪相连的衰减器和N型适配器,则应将其放置在屏蔽室内。接收天线放 置的位置应离屏蔽壁有一定的距离。发射天线与接收天线应该共轴,口径面相距2m;当两天线之间的 间距限制了动态范围,可以适当减小两个天线的间距,但不能小于1m,并在报告中注明此时的间距。 在屏蔽室壁上安装穿墙式插座,使定向耦合器的输出通过传输线连到场强仪。 两天线的高度应和测量过程中的两天线高度近似相同。应选择合适的电缆与接收天线的输出端连 接。测量时,接收天线应在各个方向上移动大致(1/4)入的距离;记录最大的读数。
.8.5详细的测试方法
确是发射天线和接收天线距 量还是用喇叭天线测量,方法均相同
5.8.5.1发射天线位置
按照图7和图8,根据测试计划选取一些测试点,选取的发射天线位置和极化应能分别覆盖屏蔽室 的各表面。 测量分别在水平极化和垂直极化方向上进行。相邻测试点间的水平间距应不大于2.6m。但如果 测量参考电平时发射天线和接收天线间的距离不足2m,则相邻测试点间水平间距应不大于1.3m。 如果屏蔽墙体高度不大于3m,则将天线中心放在屏蔽墙体高度的一半位置上。如果屏蔽墙体高度超 过3m,则在垂直方向上要增加测试点。垂直方向测试点间距不应大于2m,天线应位于每个垂直分段 的中心。但如果测量参考电平时发射天线和接收天线间的距离不足2m,则相邻测试点间垂直间距应
ZJM0标准规范范本GB/T 12190—2006
不大于1m。发射天线距离屏蔽壁测试表面至少为1.7m(不包括屏蔽室壁厚度),并保证至少离地 0.3m。如果因为物理尺寸的限制而使两天线的间距不足2m,则发射天线到屏蔽壁的距离为参考距离 与0.3m的差值 测试时.馈给发射天线的功率应等于5.8.4中测量参考电平时使用的功率
5.8.5.2接收天线的位置和数据记录
接收天线应在屏蔽室内的各个位置、各个极化方向上来寻找最大的响应。用记录下的最大值 蔽室的最小屏蔽效能。接收天线到屏蔽壁的最近距离应不小于0.3m。
5. 8. 5.3测试点
用测试计划中规定的方法(参见 5.8.5.2。建议测试人员按照测试
电子产品标准5.8.6屏蔽效能的计算
如果测量值用线性单位表示,则屏效能按照公式(B.2)、公式(B.3)或公式(B.4)计算 数单位表示,则屏蔽效能按公式(B.5a)、公式(B.5c)或公式(B.5d)计算,
测试报告中至少应包含以下内容: a)客户名称; b)测试机构名称; c)屏蔽室名称及简单描述; d)测试地点; e)测试人员; 测试日期; g) 测试频率点; 5 具体的测试位置; 使用的测量仪器:包括制造商、型号、序号、校准有效日期; D 测试方法和试验配置; k)屏蔽效能的计算方法,以及与标准测试方法的差异; 屏蔽效能结果
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