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电磁兼容测试中屏蔽室和电波暗室的区别

更新时间:2024-06-04      点击次数:127

电磁兼容性测试EMC(Electro Magnetic Compatibility),是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。EMC设计与EMC测试是相辅相成的。EMC设计的好坏是要通过EMC测试来衡量的。只有在产品的EMC设计和研制的全过程中,进行EMC的相容性预测和评估,才能及早发现可能存在的电磁干扰,并采取必要的抑制和防护措施,从而确保系统的电磁兼容性。否则,当产品定型或系统建成后再发现不兼容的问题,则需在人力、物力上花很大的代价去修改设计或采用补救的措施。然而,往往难以的解决问题,而给系统的使用带来许多麻烦。


电磁兼容测试场地包括:


1.开阔试验场


理论基础:30-1000MHz高频电磁场的发射和接受是以空间直射波与地面反射波在接收点相互迭加。


标准:ANSI C63.7、CISPR 16


要求:平坦、空旷、电导率均匀良好、无任何反射物的椭圆形或圆形试验场地


开阔试验场的归一化场地衰减(Normalized Site Attenuation NSA):评定试验场质量的技术指标


2.屏蔽室


定义:专门设计的能对射频电磁能量起衰减作用的封闭室。


作用:对于EMC测量,屏蔽室提供符合要求的试验环境。


屏蔽室的屏蔽效能定义:没有屏蔽体时空间某点的电场强度Eo(或磁场强度Ho)与有屏蔽体时被屏蔽空间在该点的电场强度E1(或磁场强度H1)之比。

S=Eo/E1=Ho/H1

SE=20lg(Eo/E1)(采用对数单位分贝dB进行度量)

SH=20lg(Ho/H1)(采用对数单位分贝dB进行度量)

3.电波暗室


电波暗室(Anechoic Chamber)又称电波消声室或电波无反射室。


结构形式分为:


1.电磁屏蔽半波暗室(Electromagnetic Shielded Semi-anechoic Chamber) ,模拟开阔试验场

2.微波电波暗室(全电波暗室)Microwave Anechoic Chamber

屏蔽室只是一个大铁箱子,起到阻断室内外的无线电信号,通俗的讲,就是里面的出不去,外面的进不来,但是里面的电磁波会在内壁反射叠加。

电波暗室是在屏蔽室的基础上,在内壁铺设了吸波材料,模拟一个开阔场的效果,暗室比屏蔽室贵很多就是贵在暗室内贴的这些材料上面。里面的电磁波发射到内壁会被吸收,基本不会产生反射叠加的混波效应。适合测试样品的辐射发射干扰。暗室一般分全电波暗室和半电波暗室。

对实验环境要求不高的测试比如传导骚扰、静电测试、浪涌测试、雷击测试等都是通过电源线上进行的,所以只需要在屏蔽室内进行就够了;而对于空间辐射、空间骚扰通过空间传播的骚扰或者是抗干扰则对空间有特殊要求,因此需要在暗室内进行,模拟空旷场地的空间。

全电波暗室、半电波暗室、开阔场,在这三种测试场地中进行的辐射试验一般都可以认为符合电磁波在自由空间中的传播规律。



全电波暗室



全电波暗室减小了外界电磁波信号对测试信号的干扰,同时电磁波吸波材料可以减小由于墙壁和天花板的反射对测试结果造成的多径效应影响,适用于发射、灵敏度和抗扰度实验。实际使用中,如果屏蔽体的屏蔽效能能够达到80dB~140dB,那么对于外界环境的干扰就可以忽略不计,在全电波暗室中可以模拟自由空间的情况。同其它两种测试场地相比,全电波暗室的地面、天花板和墙壁反射最小、受外界环境干扰最小,并且不受外界天气的影响。它的缺点在于受成本制约,测试空间有限。




半电波暗室


半电波暗室与全电波暗室类似,也是一个经过屏蔽设计的六面盒体,在其内部覆盖有电磁波吸波材料,不同之处在于半电波暗室使用导电地板,不覆盖吸波材料。半电波暗室模拟理想的开阔场情况,即场地具有一个无限大的良好的导电地平面。在半电波暗室中,由于地面没有覆盖吸波材料,因此将产生反射路径,这样接收天线接收到的信号将是直射路径和反射路径信号的总和。



开阔场



开阔场是平坦、空旷、电导率均匀良好、无任何反射物的椭圆形或圆形试验场地,理想的开阔场地面具有良好的导电性,面积无限大,在30MHz~1000MHz之间接收天线接收到的信号将是直射路径和反射路径信号的总和。但在实际应用中,虽然可以获得良好的地面传导率,但是开阔场的面积却是有限的,因此可能造成发射天线与接收天线之间的相位差。在发射测试中,开阔场的使用和半电波暗室相同。


电磁兼容的各个测试项目都要求有特定的测试场地,其中以辐射发射和辐射抗扰度测试对场地的要求最为严格。由于80~1000MHz 高频电磁场的发射与接受是以空间直射波与地面反射波在接收点相互迭加的理论为基础的。场地不理想,必然带来较大的测试误差。


开阔试验场是重要的电磁兼容测试场地。但由于开阔试验场造价较高并远离市区,使用不便;或者建在市区,背景噪声电平大而影响EMC 测试,所以常用室内屏蔽室来替代。但是屏蔽室是一个金属封闭体,存在大量的谐振频率,一旦被测设备的辐射频率和激励方式促使屏蔽室产生谐振时,测量误差可达20 ~ 30dB,所以需要在屏蔽室的四周墙壁和顶部上安装吸波材料,使反射大大减弱,即电波传播时只有直达波和地面反射波,并且其结构尺寸也以开阔试验场的要求为依据,从而能模拟室外开阔场的测试,这就是电磁屏蔽吸波暗室,又简称为EMC 暗室,成了应用较普遍的EMC 测试场地。美国FCC、ANCI C63.6— 1992、IEC、CISPR 及标GJB152A-97、GJB2926-97《电磁兼容性测试实验室认可要求》等标准容许用电磁屏蔽半电波暗室替代开阔试验场进行EMC 测试。



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