普通屏蔽网房
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惠州市兴通电子有限公司
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特高频屏蔽室
频率范围：150KHz-2.4GHz
频率衰减度：优于65-90dB（2.4GHz达80dB）
一、用途：屏蔽室用途广泛，适用于各种无线电发射和接收的检测与计量：各种计算机、通讯机屏蔽机房，各种电子、机电产品电磁兼容性（EMC）的各种试验、检测与鉴定，各种电子新产品的开发、研制，是现代生产厂家*的设备。
二、结构简介：屏蔽室主要由电源系统和屏蔽单元二大部份组成：① 电源系统主要由室外的安全隔离变压器、EMC高频电源滤波器、换气扇、室内电源开关、防爆照明灯、电源扦座等组成。屏蔽室内供电系统经隔离过滤，为测试产品提供优质无干扰电源及空间。②屏蔽单元由25mm×25mm 镀锌方钢管以框架式结构焊接成，表面用0.5mm 厚镀锌板封装，屏蔽室门边装有进口铍铜弹簧片以防电磁波泄漏，屏蔽室整体以双层式结构拼装而成所需材料及配置：
1. 安全隔离变压器
2. 高频电源滤波器
3. C型防爆照明灯
4. 250mm换气扇
5. 多功能万用扦座
6. 双层工作台架一套
7. 移动轮架一套
注:尺寸可按客户要求定做.
射频屏蔽室屏蔽效能的测试技术 １ 前言 本文解释和描述了工业上所采用的屏蔽室屏蔽效能的测试过程。 ２ 屏蔽效能测试 测试屏蔽效能zui经常用到的两个测试标准或测试程序是ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５和ＮＳＡ ６５－６。这些文件描述了对设备配置和测试场地的要求。每个程序中也规定了测试频率和衰减量。 ３ 测试标准的描述 ３.１ ＭＩL－ＳＴＤ－２８５ 近年来，ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５不但在工业界广为应用，而且迄今为止应用。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５规定的测试程序在屏蔽室规范上经常被引用，但其频率需根据用户要求进行调整。 ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５是*个颁布的用于测试射频屏蔽小室标准，它颁布于１９５６年６月，用于替代颁布于１９５４年８月的ＭＩＬ－Ａ－１８１２３（ＳＨＩＰＳ）。 ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５标准的主要目的是为了建立一种标准或者方法，用于测量射频屏蔽室的衰减特性，这些屏蔽室用于频率范围从１００ＫＨｚ到１０ＧＨｚ的电子测试。该标准包括对测试频率、测试场地和屏蔽衰减（或者屏蔽效能）的要求。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５也提供了关于测试所需设备种类的描述。 尽管ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５标准覆盖了从１００ＫＨｚ到１０ＧＨｚ的频率范围，但它仅仅要求测量屏蔽室在５个频率点的衰减特性（参见表１）。 表１ ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５和ＮＳＡ６５－６对衰减的要求 MIL-STD-285 NSA-65-6 磁场 频率150KHz～200KHz间1个频率点 要求的衰减或屏蔽效能：70dB 1KHz到1MHz间4个频率点： 1KHz要求的屏蔽效能：20dB 10KHz要求的屏蔽效能：56dB 100KHz要求的屏蔽效能：96dB 1MHz要求的屏蔽效能：100dB 电场 三个频率点：200KHz、1MHz、18MHz 要求的衰减或屏蔽效能：100dB 1KHz到10MHz间5个频率点： 1KHz要求的屏蔽效能：70dB 10KHz要求的屏蔽效能：100dB 100KHz要求的屏蔽效能：100dB 1MHz要求的屏蔽效能：100dB 10MHz要求的屏蔽效能：100dB 平面波 一频率点：400KHz 要求的衰减或屏蔽效能：100dB 100KHz到10GHz间4个频率点： 100MHz要求的屏蔽效能：100dB 400MHz要求的屏蔽效能：100dB 1GHz要求的屏蔽效能：100dB 10GHz要求的屏蔽效能：100dB 起初ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５专门用来评价屏蔽室，它规定得极为详尽，甚至包括建议的测试点的位置，明确规定测试应在公用设施入口、门、观测窗等附近位置进行。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５也要求要给出屏蔽室四个面的测量结果，以及天线要根据截面接缝（section seam）和平面接缝（panel seam）进行水平和垂直定向的方法。 ３.２ ＮＳＡ６５－６ ＮＳＡ６５－６可能是关于评价射频屏蔽室的zui重要的标准，它发布于１９６４年１０月。ＮＳＡ６５－６也包括屏蔽室的装配、设计目标、屏蔽室的可靠性和电子滤波器要求等规范，并附加了对屏蔽性能的规定。 虽然ＮＳＡ６５－６没有打算替代ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５，但其已经成了一个标准。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５中建议的测试频率为１５０ＫＨｚ到４００ＭＨｚ（建议到１０ＧＨｚ），而ＮＳＡ６５－６规定的测试频率范围为１ＫＨｚ到１０ＧＨｚ。和ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５一样，ＮＳＡ６５－６也含有一个包括频率点和场的分类表格（参见表１）。 与ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５相比，ＮＳＡ６５－６不但增加了大量被测频率点，而且明确规定了测试点的位置。ＮＳＡ６５－６也了测试区域如门框（或周围）、接缝、滤波器和通风管。它也规定至少需要在四个不同位置移动天线来确定屏蔽室泄漏的zui大信号。 ４ 测试大纲 ５ 测试程序 ５.１ 屏蔽性能要求 衰减或屏蔽效能是屏蔽室的性能标准。屏蔽效能由屏蔽体导致的电磁衰减量来定义。 电场屏蔽效能的定义为：ＳＥｄＢ＝２０log10Eb/Ea 式中Ｅｂ是没有屏蔽的电场强度，而Ｅａ是加屏蔽后的电场强度。 磁场屏蔽效能定义为：ＳＥｄＢ＝２０log10Hb/Ha 式中Ｈｂ是没有屏蔽的磁场强度，而Ｈａ是加屏蔽后的磁场强度。 ５.２ 磁场和电场 在进行磁场和电场屏蔽效能测试之前，需要确立参考电平和动态范围。为了确立参考电平和动态范围，发射天线（测量磁场用可调的环状天线,测量电场用可调的棒状天线）应放在屏蔽室的外面,以确保接收机或频谱分析仪的外壳没有泄漏.天线相距２４英寸远,外加屏蔽介质约１英寸厚，总共相距２５英寸（参见图１）。在确立参考电平和动态范围过程中天线应保持同轴。 图１ 测量参考电平和动态范围的测试装置 接收信号电平值记录在屏蔽效能测试结果表（参见图２）的“参考电平”栏内。参考电平值是由任何外部衰减和在频谱仪（或接收机）上显示的接收信号电平共同决定的。 屏蔽效能测试结果 工作序号： 工程： 位置： 合格测试 验收测试 其它 场 中心频率 测试位置 参考电平 （dBm） 接收机灵敏度 （dBm） 动态范围 （dBm） 接收机电平（dBm） 衰减 （屏蔽效能）（dB） 指标（dB） H=磁场 E=电场 P=平面波 MW=微波 证明人： 测试人 日期： 日期： 图2 样品屏蔽效能测试结果表 在确定和记录参考电平之后，接收机的灵敏度／噪声基准就确定了。这可以通过把接收机天线放置在屏蔽室的内部并移去任何固定的衰减器和任何频谱仪／接收机内部的衰减器来完成。如果接收信号要求前置放大，那么在测量中要保留前置放大器。接收机灵敏度电平（以ｄＢ为单位）记录在测试结果表（参见图２）的“接收机灵敏度”栏内。在这个测试过程中，发射机或源是关闭的。 此时，已经能确立系统或测量的动态范围。动态范围就是参考电平值和接收机灵敏度值之间的数值之差。 在确立和记录参考电平、接收机灵敏度和动态范围的同时，将接收天线放在屏蔽室内事先确定的测试点处。天线与屏蔽表面（面板）之间的距离是１２英寸，其方向与参考电平确立时保持*。发射天线放在屏蔽室外面相同的测试点，距屏蔽表面（面板）１２英寸处并与接收天线保持同样的方向（参见图３）。在确立参考电平时使用的任何固定衰减器要从接收或发射线路上移出，并关上屏蔽室门。 在这个位置点的接收信号电平记录在测试结果表的“接收机电平”栏里。参考电平与接收机电平之间的数值之差就是该位置点的衰减或屏蔽效能。这个值记录在测试结果表的“衰减（屏蔽效能）"栏内。发射和接收天线放置在其它的任何测试点位置，要记录接收信号电平。在所有位置点测试完成后，为了保证源的增益或接收机灵敏度不发生变化，需要建立第二参考电平。 在某频率点上记录的zui低值即为该频率点的衰减或屏蔽效能。 ５.３ 平面波 表１给出了平面波测量的测试频率点。平面波的测试过程与磁场、电场的测试相同。 在进行屏蔽效能测试之前，先要确立参考电平和动态范围。为了确立参考电平和动态范围，发射（偶极子或对数周期）天线和接收（偶极子或对数周期）天线放置在屏蔽室的外面，以确保接收机或频谱仪机壳没有泄漏。天线相距７４英寸，加上屏蔽介质大约１英寸厚，总共相距７５英寸（参见图４）。在参考电平和动态范围确立过程中，天线采用两种极化方向（水平或者垂直极化）。 图3 在事先确定的测试点放置的接收天线 图4 平面波测量用测试装置 接收信号电平值记录在屏蔽效能测试结果表中（参见图２）。参考电平值由任何外部衰减和显示在频谱仪（或接收机）上的接收信号电平共同决定。 随着参考电平的确立和记录，接收机的灵敏度／噪声基准就被确定了。这可以通过把接收天线放置于屏蔽室的内部并移去任何固定的衰减器和任何频谱仪／接收机内部的衰减器来完成。如果接收信号要求前置放大，那么在测量中要使用前置放大器。接收机灵敏度的电平（以ｄＢｍ为单位）记录在测试结果表（参见图２）的“接收机灵敏度”栏内。在这个测试过程中，发射机或源是关闭的。 此时，已经确立了系统或测量的动态范围。动态范围是参考电平值和接收机灵敏度值之间的数值之差。 在确立和记录参考电平、接收机灵敏度和动态范围的同时，接收天线放在屏蔽室事先确定的测试点处。天线与屏蔽表面（面板）之间距离至少２英寸，方向与参考电平确立时保持*。发射天线放在屏蔽室外面相同的测试点，距离屏蔽表面（面板）７２英寸处并和接收天线保持同样的方向（参见图５）。在确立参考电平时使用的固定衰减器要从接收或发射器线路上移去，并关上屏蔽室门。 图5 平面波屏蔽性能的测试装置 在这个位置点的接收信号电平记录在测试结果表的“接收机电平”栏里。参考电平与接收机电平之间的数值之差就是测试点的衰减或屏蔽效能。这个值记录在测试结果表的“衰减（屏蔽效能）”栏内。发射和接收天线可放置在任何测试点，接收的信号电平要记录。在所有位置点完成测试后，为了保证源的增益或接收机灵敏度不发生变化，需要建立第二参考电平。 ５.４ 测试点位置 测试点位置包括以下一些区域： ａ.门的边框； ｂ.波导管穿透孔； ｃ.波导ＨＶＡＣ通风口（全扫描）； ｄ.电子和通信滤波器区域（全扫描）； ｅ.墙缝（缝的数量取决于屏蔽室的尺寸和在该位置点测试是否可行）。 至少要在门的六个位置点进行测试；如果屏蔽层的两个方向都可以进行测试，那么每面墙至少要测试一个缝隙。实际测试点的位置到测试时确定。 ６ 结论 无论使用哪种测试标准和程序，制定测试大纲并实施是很重要的。制定测试大纲后，实际测试要定期进行。当重新校准屏蔽室时，如果只有轻微调整，还可使用同样的或原有的测试大纲。 电磁屏蔽原理 在电子设备及电子产品中，电磁干扰（Electromagnetic Interference）能量通过传导性耦合和辐射性耦合来进行传输。为满足电磁兼容性要求，对传导性耦合需采用滤波技术，即采用EMI滤波器件加以抑制；对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下，其重要性就显得更为突出。 屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体，将电磁波局限于某一区域内的一种方法。由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波，因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同，在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。在设计中要达到所需的屏蔽性能，则需首先确定辐射源，明确频率范围，再根据各个频段的典型泄漏结构，确定控制要素，进而选择恰当的屏蔽材料，设计屏蔽壳体。 屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能SE（Shielding Effectiveness）来衡量，屏蔽效能的定义:没有屏蔽体时，从辐射干扰源传输到空间某一点（P）的场强 1（ 1）和加入屏蔽体后，辐射干扰源传输到空间同一点（P）的场强 2（ 2）之比，用dB（分贝）表示。 图1 屏蔽效能定义示意图 屏蔽效能表达式为 （dB） 或 （dB） 工程中，实际的辐射干扰源大致分为两类：类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和类似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源。由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的zui基本形式，实际的 辐射源在空间某点产生的场，均可由若干个基本源的场叠加而成（图2）。因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析，就可得出实际辐射源的远近场及波阻抗和远、近场的场特性，从而为屏蔽 分类提供良好的理论依据。 图2 两类基本源在空间所产生的叠加场 远近场的划分是根据两类基本源的场随1/r（场点至源点的距离）的变化而确定的， 为远近场的分界点，两类源在远近场的场特征及传播特性均有所不同。 表1 两类源的场与传播特性 场源类型 近场（ ） 远场（ ） 场特性 传播特性 场特性 传播特性 电偶极子 非平面波 以 衰减 平面波 以 衰减 磁偶极子 非平面波 以 衰减 平面波 以 衰减 波阻抗 为空间某点电场强度与磁场强度之比，场源不同、远近场不同，则波阻抗也有所不同，表2与图3分别用图表给出了 的波阻抗特性。 表2 两类源的波阻抗 场源类型 波阻抗 （Ω） 近场（ ） 远场（ ） 电偶极子 120π 120π 磁偶极子 120π 120π 能量密度包括电场分量能量密度和磁场分量能量密度，通过对由同一场源所产生的电场、磁场分量的能量密度进行比较，可以确定场源在不同区域内何种分量占主要成份，以便确定具体的屏蔽分类。能量密度的表达式由下列公式给出: 电场分量能量密度 磁场分量能量密度 场源总能量密度 表3 两类源的能量密度 场源类型 能量密度比较 近场（ ） 远场（ ） 电偶极子 磁偶极子 表3给出了两种场源在远、近场的能量密度。从表中可以看出，两类源的近场有很大的区别，电偶极子的近场能量主要为电场分量，可忽略磁场分量；磁偶极子的近场能量主要为磁场分量，可忽略电场分量；两类源在远场时，电场、磁场分量均必须同时考虑。 屏蔽类型依据上述分析可以进行以下分类： 表4 屏蔽分类 场源类型 近场（ ） 远场（ ） 电偶极子（非闭合载流导线） 电屏蔽（包括静电屏蔽） 电磁屏蔽 磁偶极子（闭合载流导线） 磁屏蔽（包括恒定磁场屏蔽） 电磁屏蔽 电屏蔽的实质是减小两个设备（或两个电路、组件、元件）间电场感应的影响。电屏蔽的原理是在保证良好接地的条件下，将干扰源所产生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体。因此，接地良好及选择良导体做为屏蔽体是电屏蔽能否起作用的两个关键因素。 磁屏蔽的原理是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路，从而对干扰磁场进行分流，因而选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的材料和设计盒、壳等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素。 电磁屏蔽的原理是由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的远区场，即同时屏蔽场源所产生的电场和磁场分量。由于随着频率的增高，波长变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相当，从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽zui关键的控制要素。 屏蔽体的泄漏耦合结构与所需抑制的电磁波频率密切相关，三类屏蔽所涉及的频率范围及控制要素如表5所示： 表5 泄漏耦合结构与控制要素 屏蔽类型 磁屏蔽 电屏蔽 电磁屏蔽 频率范围 10kHz~500kHz 1MHz~500MHz 500MHz~40GHz 泄漏耦合结构 屏蔽体壳体 屏蔽体壳体及接地 孔缝及接地 控制要素 合理选择壳体材料 合理选择壳体材料 良好接地 抑制孔缝泄漏 良好接地 实际屏蔽体上同时存在多个泄漏耦合结构（n个），设机箱接缝、通风孔、屏蔽体壁板等各泄漏耦合结构的单独屏蔽效能（如只考虑接缝）为SEi（i=1,2,…，n），则屏蔽体总的屏蔽效能 由上式可以看出，屏蔽体的屏蔽效能是由 各个泄漏耦合结构中产生zui大泄漏耦合的结构所决定的，即由屏蔽zui薄弱的环节所决定的。因此进行屏蔽设计时，明确不同频段的泄漏耦合结构，确定zui大泄漏耦合要素是其首要的设计原则。 在三类屏蔽中，磁屏蔽和电磁屏蔽的难度较大。尤其是电磁屏蔽设计中的孔缝泄漏抑制zui为关键，成为屏蔽设计中应重点考虑的首要因素。 图4 典型机柜结构示意图 根据孔耦合理论，决定孔缝泄漏量的因素主要有两个：孔缝面积和孔缝zui大线度尺寸。两者皆大，则泄漏zui为严重；面积小而zui大线度尺寸大则电磁泄漏仍然较大。 图4所示为一典型机柜示意图，上面的孔缝主要分为四类： ● 机箱（机柜）接缝 该类缝虽然面积不大，但其zui大线度尺寸即缝长却非常大，由于维修、开启等限制，致使该类缝成为电子设备中屏蔽难度zui大的一类孔缝，采用导电衬垫等特殊屏蔽材料可以有效地抑制电磁泄漏。 该类孔缝屏蔽设计的关键在于：合理地选择导电衬垫材料并进行适当的变形控制。● 通风孔 该类孔面积和zui大线度尺寸较大，通风孔设计的关键在于通风部件的选择与装配结构的设计。在满足通风性能的条件下，应尽可能选用屏效较高的屏蔽通风部件。 ● 观察孔与显示孔 该类型孔面积和zui大线度尺寸较大，其设计的关键在于屏蔽透光材料的选择与装配结构的设计。 ● 连接器与机箱接缝 这类缝的面积与zui大线度尺寸均不大，但由于在高频时导致连接器与机箱的接触阻抗急剧增大，从而使得屏蔽电缆的共模传导发射变大，往往导致整个设备的辐射发射出现超标，为此应采用导电橡胶等连接器导电衬垫。 综上所述，孔缝抑制的设计要点归纳为： ● 合理选择屏蔽材料； ● 合理设计安装互连结构。
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