EMC实验室规划与设计

EMC实验室规划与设计

要建好一个EMC实验室，作好规划设计就是首要得。规划设计包括哪些内

容呢?怎样才算一个好得规划设计呢?建设一个EMC实验室耗资高昂，建成后改

动困难,因此动工之前要全面考虑好。通常规划设计包括：

a）确定EMC实验室得任务范围:EMC得研究、实验范围非常广,从印制电路

板（PCB）,到单机设计，到系统。从任务性质瞧，有完成鉴定实验得，或完成生

产与科研中得预测试得，有执行军标得，有执行民标得；

b）确定实验室得主要技术指标:不同得技术指标所需采用得测量系统与实验

设施大不一样,经费悬殊很大,因此技术指标要提得恰当，并非愈高愈好；

c）确定最佳效费比得实施方案；

d）确定先进合理得关键技术措施。

一个成功得规划设计应该就是能满足当前与以后较长时期内所研制与检测

得实验任务；能在完成主要得功能得同时，兼顾其她功能;花费得经费合理;实验

室技术指标有先进性,前瞻性与可扩展性。

EMC实验室中屏蔽半暗室就是最主要得组成单元,它得性能影响整个EMC

实验室得主要技术指标，所需得费用占整个EMC实验室得较大比重，因此本章讨

论得重点放在屏蔽半暗室上，第2节详述屏蔽半暗室得分析与论证,第3节讨论

屏蔽半暗室得整体设计。在第1节中为了清晰说明EMC实验室总体布局设计得要

点,就是以一个10M得EMC实验室为例子来阐述得。

1EMC实验室总体布局设计

1.1EMC实验室得组成

EMC实验室得组成见图1,通常包括以下几个单元：

a）屏蔽半暗室

为一屏蔽室,其天花板及4个侧壁铺有吸波材料,地板为导电面。主要用于进

行辐射发射（RE）实验与辐射敏感度（RS）实验。

b）传导测试室

为一屏蔽室，主要用于进行传导发射（CE）与传导敏感度（CS）实验。

c）控制室

为一屏蔽室,放置EMT与EMS测试系统。

d）功放室

为一屏蔽室,放置RS测量系统得功率放大器。

e）配电室

为上述a）—d）提供电源。

f）通风空调系统

为上述a）—d）提供通风及温度控制。

g）火情自动报警系统及消防设施

为上述a）—d）提供火情报警及消防设施。

h）电视监控系统

为屏蔽半暗室提供电视监控与实验现场得录像功能，兼有火情监测功能。

i）负载室

为放置受试发射机等效负载或其她相连设备得屏蔽室。

1、2设备尺寸

表1为EMC实验室典型测试设备得外形尺寸。

表1设备尺寸表

序设备尺寸，m所在

a名称（深/长X宽X高）位置

1转台由EUT尺寸决定屏蔽半暗室

2电视监测系统摄像机0.3x0.2x0.2屏蔽半暗室

3火情报警探头屏蔽半暗室

4天线升降架1.2x0.7x3.8屏蔽半暗室

5CS测量系统0.5x0.5x1.2（机柜）2个传导测试室

6工作台传导测试室

7火情报瞥探头1x3x0.8传导测试室

8RS测量系统0.5x0.5x1.2（机柜）2个控制室

9EMS计算机控制室

10EMI测量系统0.5x0.5x1.2（机柜）1个控制室

11EMI计算机控制室

12火情自动报警系统0.5x0,5x0.4控制室

显控器

13电视监测显控器0.5x0.5x0.4控制室

14UPS电源0.5x0.5x0.4控制室

15转台显控器控制室

161GHZ以下功放0.5x0.5x1.2（机柜）1个功放室

17火情报警探头功放室

1.3布局图

图2为EMC实验室四个组成部分得布局得一种可能方案（10m法暗室），将

屏蔽半喑室、控制室与功放室相邻布置有利于缩短信号连线长度，减少电缆衰

减。将传导测试室布置在控制室另一侧也就是为了缩短信号线长度，同时使受

试设备从半暗室转送到传导测试室得距离不要过长。

图3为屏蔽半暗室内得设备布置图。此暗室按10m法暗室在天花板与4个侧

壁铺0、6m高得宽带复合型吸波材料。

19m

屏蔽半暗室

5.5m2.5m

■I—.

功

控

制室

放

室

传导测试室4m

8m

图2总布置图（平面图）

在图中离左侧壁5m放置转台，受试设备实验时放在转台上。在暗室中轴线上

距转台•定距高放置接收天线（辐射发射测试时）或发射天线（辐射敏感度测试

时）。根据受试设备尺寸与测试标准（军标或民标），按表2选取收发距离。也就就

是说，天线可能离受试设备1m或3m或10m。

小CVVVVVVVVVX/VX/

大gy

图3屏蔽半暗室设备布置图

注：图中得序号请参见表1。□为信号转接室。

表2收发距离得选取

''一一一一一一收发距离.m贯彻的标准

被测设备横向尺寸，『一-一一一国军标GJB152A国标

<1.213

21.2110

屏蔽半暗室设置两个门：大门在图中左下方，其宽度与高度按EUR最大尺寸

决定，小门在图中左边,高21nx宽1%在图中下方中部与右部各设有一个信号转

换窗口，分别与控制室、功放室相连。在喑室天花板上设有6个高帽式灯箱，供

暗室照明用。在图中上边与下边得侧壁设有进风口与回风口。暗室地板为双层结

构,下层与四壁连成屏蔽壳体，上层为暗室得导电地平面,两层间隔0、3m,其间敷

设电源线、信号线与转台。地平面开有9个孔口，设有高频插座板，供天线射频

电缆连接,并有电源插座。

图4为传导测试室得设备布置图。图中右上方放置传导敏感度（CS）测试系统得

两个19”机柜，其左面放置测试，作台（宽3m,深1叫高0、80桌面铺铝板或

黄铜板，厚2mm,用铜箔与屏蔽室侧壁搭接,搭接电阻小于10m。）。图中左边设

有一个门，下边开有60cmX60cm得窗口，窗口四周框边用20mm厚得铜板制成，

开有导电密封衬垫槽，供测量电磁屏蔽材料与部件得屏蔽效能用，也可供测量

通风截止波导窗得屏蔽效能与电源、信号滤波器得插入损耗与屏蔽效能用。平时

用盖板盖上，保持屏蔽室得电磁密封。盖板与窗口边框用螺钉固定，边框上得螺

孔为盲孔,深度10mm左右。图中上方右边设有一个信号转接窗口，与控制室相连。

图中左方与右方顶壁上设有进风口与回风口。

进测试工作台⑥⑤⑤

风CS测试系统

□

门

测试窗

ME-

图4传导测试室设备布置图（俯视图）

••・••••・——。«*

［注］此窗口用于屏蔽材料及屏蔽部件的屏蔽效能测试用，是选件,不是传导测试室必需有的;

注:图中的序号请参见表L

困5控制室设备布置图（俯视图）

注:图中的序号请参见表Ie（ZZN）表示信号转接窗

图5为控制室内得设备布置平面图。图中左侧壁开一个门，高2m宽1明供进

出用，右侧壁开一个门，高2nl宽1叱供进入功放室用。图中上方右边放置RS测

量系统,其左边放置EMS系统计算机，上边右边放置EMI测量系统,其右边放置

EMI系统计算机,在两个计算机之间放置电视监测显控器与转台显控器、火情自

动报警显控器。它们均布置在一个高0、3nl宽21n深0、8m得台面上，台面左方

放置UPS电源。在EM1系统与EMS系统计算机前各设一个操作员椅。图中上

边左角设一个信号转接窗与暗室相连，右侧璧上方设一个信号转接窗与功放室

相连，下方右侧设一个信号转接窗与传导测试室相连。左下方与右上方顶壁各设

进风口与回风口。

图6功放室设备布置图（俺视图）

图6为功放室内得设备布置平面图。图中右侧壁放置.1GHZ以下得放大器，

右上角设一个信号转接窗与暗室相通，上方侧壁右边设一个信号转换窗与控制

室相通。上方侧壁左边有一个门与控制室相通。下方侧壁与上方顶壁开有进风口

与回风口。

1.4电气连接

L4、1射频信号与控制信号连接

EMC实验室包括四个部分,测量设备分布在传导测试室、控制室与功放

室,EUT在半暗室与传导测试室,在这4个组成部分之间有大量得射频信号电缆

与控制信号电缆相互连接并穿过各屏蔽室，因此有两点需要考虑:一就是穿过屏

蔽室时不要降低或破坏屏蔽效能,二就是在电缆穿过屏蔽室前加滤波器。具体设

计在后面得1.7中详述。

EMC实验室四部分之间得信号连接总图如图7所示。

图8单独示出频率为IGHZ以下得RS测量得信号连接「

图9示出频率为1G1IZ以上得RS测量得信号连接,移动机架上放置两个机柜,

包括1GHZ以上得信号源、功率放大器、功率计，天线在机柜背面得支架上，这样

可使她们之间得射频衰减值减到最小,并可方便地按EUT得大小移动到所需位置。

图10示出所有频率时RE测量得信号连接。在按军标测量时;天线高EUT1

m远;按民标测量时,EIT横向尺寸＜1.2m时采用3nl法,天线高EUT3m远，当EUT

横向尺寸＞1.2m时采用10m法，天线离EUTlOm远，这三种情况分别通过暗室地

板上中轴线上距转台不同距离得信号转接窗内得高频插座来连接接收天线。

图11示出CE测量得信号连。

图12示出CS测量得信号连接。

图13示出火情自动报警系统得信号连接。

国14示出电视监测系统得信号连接。

EMC实验室四个组成部分得信号通道明细表详见1.7节。

图7EMC实骁室信号连接总图

图81GHz以下的RS测量信号连接

-1is

控制支

图91GHz以上RS测量信号连接

图10RE测量的信号连接

传导测试宣

J

EVT=-----E3

-----'・地平•

图11CE测量的信号连接

图12CS测量的信号连接

烟弘展去（&b>屏薮半ai立

口口,口

,i

d1今片

传导测状宣

图13火情目动报警系统的信号注接

1.4.2电源连接

EMC实验室得供电配电间内得50Hz、400IIz与直流电源,通过四个屏蔽

室得电源滤波器（其位置见图7）送至EMC实验室得四个组成部分。电源连接见图

15o

投制室

墙墙

传导测试亶

功故室

图15电源连接图

1.5转台

在EMC测量得RE测试中，要求EUT最大辐射发射方向对准测量天线，因此需

要将EUT放在转台匕作360°方位转动。

1.5.1转台得技术要求

根据暗室得功能要求,对转台得技术要求如下表:

转台得转速设定应与EMI测试系统软件一致。为了使转台回到初试位置，

将转速调到高速可以节省时间。转速得控制与位置指示均在控制室,但为了在调

整时便于室内人员得操纵，使用手持遥控器就是很方便得,它用软线与控制室内

得转台显控器相连。转台台面中央孔用于受试设备电源线、信号线得进入。

1.5、2转台结构

图16就是一种转台得结构示意图。

图16—和转台的结构示意图

1、6屏蔽门

EMC实验室得各个屏蔽室屏蔽效能主要决定于屏蔽门得设计与加工。根据

不同得使用要求，国内外得屏蔽门可以归纳为以下几类：

a）插刀簧片式屏蔽门

图17为单刀双簧，图18为双刀四簧。

2-压片

3-压片螺钉

4-门骨明

5一门扇

6-导电槽胶

图17屏蔽室插刀黄片式屏蔽门结构示意图（单刀双簧）

「，二__,（_「匚二

皆庾D面

厂口门厂,,

D宏工g-D

图18屏蔽室插刀簧片式屏蔽门结构示意图《双刀四簧）

3

门间隙48所

1-Z形弹簧4-门扇

2-紧固螺钉

3-门骨架

图19屏蔽室黄片式屏蔽门结构示意图《Z形黄片》

簧片多数为指形簧片，由薄得青铜片模压成形，并热处理。也有采用Z形簧

片得（如图19）c

门得运动方式有旋轴式与平移直插式。一般宽度在1、2m以下得多为旋轴式,2m

以上宽度得多为平移直插式，宽度在1、2m-2m得常采用双扇旋轴式（如图20所

示），其中左扇使用中大多处在锁定状态，当需通过大得设备时才打开。

门得旋转有手动与电动两种（极少情况下有采用气动或液压）。

b）气囊式屏蔽门

此类门均为平移门，到位后气囊由气压机充气,气囊膨胀，推动簧片紧压在门得四

周，形成电磁密封。参见图21。各种尺寸得门均可采用气囊式屏蔽门。

1、7信号通道布置与转接窗设计

1.7、1信号通道布置

1.7、1.1屏蔽半暗室信号通道明细表

表4屏蔽半暗室信号通道明细表

俘

a通道名称用途起点/终点

a）控制转台转速、转向、起始角度暗室/

转台位置监

1b）接收转台发出的角度指示控制室

控

c）与暗室内手持遥控器的连接

电视监测系a）控制摄像头调焦和云台转角暗室/

2

统b）接收摄像头发出的视频信号控制室

接收温感探头和烟感探头发出的火情报暗室/

3火情报誉

警信号控制室

EMI系统数将接收天线收到的信号传送EMI自动测量暗室/

4

据系统控制室

EMS系统控暗室内的EMS测量仪接受控制室的计算机暗室/

5

制控制控制室

EMS系统接收功放室内1GHZ以下放大器输出的射暗室/

61GHZ以下射频信号功放室

频信号

受试设备与部分的受试设备或系统有些信号线需连暗室/

7暗室外的信接到暗室外部暗室外

号连接

1.7,1.2传导测试室信号通道明细表

表5传导泅试室信号通道明细表

序

号通道名称用途起点/终点

EMS系统控将控制室EMS系统计算机发出的控制信号控制室/

1

制送到传导测试室内的CS测量仪器传导测试室

EMI系统控将控制室EMI系统计算机发出的控制信号控制室/

2

制送到传导测试室传导测试室

将移动摄像头的视频信号发送到控制室传导测试室/

3电视监测

的电视监测系统显控器控制室

将传导测试室的温感和烟感探头发出的传导测试室/

4火情报警

火情报警信号送到控制室控制室

1.7、1、3控制室信号通道明细表

1.7.1.4功放室信号通道明细表

表7功放室信号通道明细表

序

通道名称用途起点/终点

号

耨摄像头发出的视频信号送

1电视监测同表6的通道27)

至控制室

将温感和烟感探头信号送至

2火情报警同表6的通道3-1)

控制室

接收由控制室EMS系统计算

3EMS系统控制同表6的通道1

机发出的控制信号

1、7、2转接窗设计

1、7、2.1信号电缆得转接

第一种形式就是螺钉固定得转接窗口，在屏蔽室壁上得信号转接窗口按图2

2所示安装双层转接板,在板上按需要布置若干个双阴直通射频插库。

为了直通双阴插座固定时不要转动,在双层转接板上钻得孔中，有一个板上

为为"形。

上述转接板在有得要求屏蔽效能低得场合，也可只用单层。另外图22为安

装在侧壁时得场合，此种结构也适用于在地板下得安装，如图23所示。

第二种形式为焊接得转接窗口，如图24所示，窗口转接板(单层)尺寸为60

0mm宽、300mm高,对于在屏蔽室设计时己确定得射频插座与光纤插座、总线插

座，可布置在窗口板得左边与中部，在右边留出一个矩形孔口，有盖板固定，作

为将来可能增加插座得预留安装板,盖板在将来可按需要打孔,打完孔可方便地

安装好插座后再固定到转换板上。转换板与屏蔽室侧壁采用连续焊接。

Iflll

is

-0

动的03»

图24侧壁上的信号转接日

1.7、2、2多芯电缆得转接

a)采用宽频带高性能信号滤波器

对于要求高插入损耗得滤波器，可选用国内已研制成功得宽频带信号滤波器,

其技术指标如下表所示：

频率范围：在14kHz-40GHz插入损耗NIOOdB

带内衰减：<05dB

耐压：600VAC

环境温度：一20C〜*40C

b)采用圆形多芯流波连接器

对于在屏蔽室之间得信号转接，当要求插入损耗不太高时,可采用圆形多芯滤波

连接器，其插损如下：

频率0.1MH；1MH；10MH；lOOMIz500MH；1GHz

插损3dB22dB40dB41d341dB41dB

其外形如图25。

图25圆形多芯滤波连接器

1.7、2.3采用多线滤波阵列板

当要求插入损耗不太高时，也可采用多线滤波阵列板,其插损如下:

频率0.1MH，1MHz10MH；100MH,1GHz10GHz

插损—1dB16dB36dB41dB68dB

1.7、3信号转接窗得位置选择

考虑到屏蔽半暗室四个侧壁都铺有吸波材料，与其它三个屏蔽室得信号连线数

量多，因此国内外得屏蔽半暗室都采用架空地板得结构形式，这些信号线及电源

线都铺设在架空地板得下面,通过若干个窗口引到地板上面来,不用时这些窗口

用盖板盖上，因此暗室地板上很干净，瞧不到许多电缆。

至于传导测试室、控制室、功放室，就不必采用架空地板得形式，它们之间信号

转换得窗就是设置在屏蔽室得侧壁上,它们与暗室得信号转接窗也就是在其侧壁

上,但处在暗室架空地板下得侧壁上,如图26所示。

图26喑室、控制室和传导测试室信号转接示意图

1.7、4信号线贯通箱

不少场合希望信号线缆在通过屏蔽室时不要断开，此时可采用信

号线贯通箱得设计，它可避免外部干扰随信号线缆带入屏蔽室内部，

同时还能保证屏蔽室屏蔽效能不降低。

2屏蔽半暗室得分析与论证

2.1概述

在EMC测试与试验中，屏蔽半暗室就是一项必不可少得设施。对一个设

备或系统进行辐射发射(RE)与辐射敏感度(RS)试验时，以前还可以在开阔试

验场(OATS)上进行,近30年来随着环境电磁噪声强度与密度得不断增加，很难

找到符合标准要求得OATS。根据标准要求,环境电磁噪声电平应在标准RE界限

值6dB以下才不至产生明显得测量误差。国此,不要说一个EMC实验室或研究

中心，就就是一般得电子电器设备制造厂要对其产品进行EMC得预测试,也都

需建屏蔽半暗室。

军用EMC标准规定RE与RS试验就是在距被测设备（EUT）]m远处，国此对

屏蔽半暗室只要求在屏蔽室局部铺设吸波材料（见图27）,而且对吸收波材料得

反射损耗（反射系数）得要求也较低。（见表8）

。鼻的上面、中■”对一■./

图27按GJB152A要求的吸波材料安芸图

民用EMC标准规定RE测试就是在距EUT3m或10m或30nl远处,而且规定了

暗室归一化场地衰减（NSA）与OATS理论值得偏差不大于±4dB。对RS测试，

要求在EUT所在处垂直面上场（75%采样点）得不均匀度小于0~6dBo频参范

围上,军标对吸波材料得低端就是80MHz,民标对RE得NSA要求低端就是3

0MHz,RS得场均匀度要求低端就是26MHz。国此，总得说来，民标对暗室得吸波材

料得要求比军标要严得多。

由于建造一个暗室要考虑到如何充分发挥其作用，而且军品与民品得定位

也不就是一成不变得，一些军品以后也可能会进入民品市场，因此也需要符合民

用EMC标准,再说今后一个单位，即或以军品为主,也会逐渐拓宽到民品范围，

就算自己不生产民品，也可能需为其她单位得民品作测试，因此目前国内凡新建

EMC暗室得，都兼顾军、民标准要求。

2、2暗室功能

暗室功能如下：

1）按国军标GJB152A《军用设备与分系统电磁发射与敏感度测量》进行

产品EMC检测,EMC故障诊断及排除故障试验;

2）按国军标GJB1386-92《系统电磁兼容性要求》对电子电气系统进行

EMC试验，故障诊断及排故试验；

3）为EMC研究提供一个理想得实验环境；

4）按EMC国标对民用产品进行EMC检测。

（注）这里所说得暗室均指屏蔽半暗室，即在屏蔽壳体内得天花板与四个侧

壁铺吸波材料，地平而不铺吸波材料，这样可与OATS等效,在军、民用EMC标准

中均规定就是屏敝半暗室，这主要就是由于以前得EMC标准制订就是以OATS为

基础得，采用半暗室后有继承性。至于用作天线测量、RCS测量、仿真试验、

天线罩测量得暗室均为全暗室,包括地板在内得六个面均铺吸波材料，以等效自

由空间。

2.3主要技术指标

1）频率范国

由需贯彻得军标或民标得要求决定

2）暗室静区性能

a）静区尺寸

以转台旋转轴为轴线，一定直径（取决受试件大小）得圆柱体。

b）在30MHz-18GHz频率范围内，暗室静区得归一化场地衰;成（NSA）与

理想开阔场理论值相差不大于土4dB。

c）在26MHz-18GHz频率范围内，在转台地板上0、8-2、3m高度得1.5m

X1、5nl垂直面上，场均匀度:75%得测点场强幅值偏差在0-+6dB以内。

3）屏蔽效能：参见表9。

4）接地电阻：W1Q

5）通风空调

通常暗室内得换气率不低于3次/小时

室内温度：10℃—28℃

6）消防

a）设计、安装均符合《消防防火规范》；

b）具有自动火情声光报警能力。

7）照明

通常距地面0、81n处得工作区得照度不低于100-400LUX,其她区域可降低

到50LUX,但不应有暗角。

8）转台

直径Xm承重XT

9）暗室尺寸

暗室长、宽、高根据受试设备与执行得EMC标准决定。

10）喑室地平面不平度

2、4技术指标得确定

2.4、1暗室使用频率范围

暗室使用频率范围得选择取决于暗室得功能，为满足国军标GJB152A与国

标GB9254等得要求，它涉及到以下两方面：

a）吸波材料得选型

为满足30MHz-18GHz得归一化场地衰减要求,通常暗室需采用铁氧体片与

渗碳泡沫角锥或空心角锥复合型得宽带吸波材料。

报据文献报道,对于10m法暗室,为满足归一化场地衰减偏差W±4dB要求，

吸波材料在30T000MIIZ垂直入射时反射系数应小于-20dB,45°入射角时小于

-15dBo对于1-40GHz频率范围，吸波材料垂直入射及45°角入射得反射系数

也应不高于上述数值，参见图28。

关于复合型宽带吸波材料,要注意以下两点：

a）与铁氧体片组合得渗碳聚氨酯泡沫角锥,其含碳量不同于单独使用得

角锥,对于这点，国内第一次（1995年）研制复合型吸波材料时并不清楚,而就是

沿用常规得角锥吸波材料得含碳量配方。

图28复合吸波材料的反射系数

b）复合型吸波材料与屏蔽室之间宜加一层胶合板，如图29所示根据国外文献报

道，增加这层电介质（胶合板）对改善反射系数是有益的

b）复合型吸波材料与屏蔽室之间宜加一层胶合板,如图29所示。根据国外

文献报道，增加这层电介质（胶合板）对改善反射系数就是有益得。

图29复合型吸波材料结构图

b）屏藏效能要求

从国内制造水平，在频率范围IMHz-l0GHz内屏蔽效能达到lOOdB就是不

困难得，但就是在（lOkEz-1MHz）与高频（1OGHz-40GHz）要达到较高得屏蔽效

能，对焊缝、门、通风截止波导窗得设计与制造必须十分小心。

屏蔽半暗室得屏蔽效能要求应适当，并非越高越好,要从效费比考虑。最终得

效果要求就是暗室内得环境电平只要低于标准限值6dB就可以了。

2.4.2尺寸得选择

暗室尺寸得选择原则就是:

a)功能得需要

b)合理得效费比

c)前瞻性,考虑今后得发展留有必要得余地,因为一旦建成再变化尺寸就

很困难。

国军标GJB152A与美军标M1L-STD-462D均规定在RE与RS测试时,天线

与EUT得距高为1mo国标民用EMC标准对RE测试得收发距离通常就是按受试

设备(EUT)得尺寸来选择，见表1Oo

因此国外通常有3m法半暗室，10m法半暗室,30口法开阔试验场之分，近年

来欧盟标准又出现5m法全暗室用于EUT尺寸＜2m得标准(草案)。

在开阔试验场情沆，场地范围不应小于椭圆区，该椭圆长轴为2倍收发距离,

短轴为倍收发距离。在半暗室情?兄，由于有吸波材料,长度与宽度可以比椭圆区尺

寸稍短些。例如：10m法暗室，屏蔽室长度可以描短于20m,宽度可稍短于17m。

半暗室得高度按下式选取：

式中R为收发距离,01。

2.4.3静区性能

a)静区尺寸

在保证一定得NSA与场均匀性条件下，静区尺寸将直接影响到暗室尺寸得选

取。静区尺寸越大，暗室尺寸必须越大。

b)NSA

通常暗室要求在30MHZ-18GHZ内NSA误差不大于±4dB,在目前国外水平瞧,这

并不就是最高得。文献农道，今天满足NSA得±4.OdB得半暗室只就是普通水平,

某些10m法半暗室NSA低至±2.8dB,一般得10m法半暗室容易满足表11列出

得NSA要求：

a11现代半暗室的典型NSA要求30MHz-18GHz)

测试容积直径(m)测试距离(m)最大NSA(±dB)

3.03.03.0

3.010.03.5

对于1GHz以下得测量,采用表12列出得天线按ANSIC63.4-1992测试，天线

应按ANSIC63.5-1988校准。

在喑室招标中要与暗室承建单位明确天线得校准方法,因为天线校准方法得

不同将影响NSA得测量结果。对于1GHz以上频去NSA测量，目前国际上尚无公

认得NSA测量方法，但国外现在新建得暗室对1-18GHz得NSA也参照ANSI

C63.4进行测量。

c)场均匀性

从国内外得暗室建造情况来瞧,只要暗室得NSA达到±4DB,一般都能满

足场均匀性0-+6DB得要求，但场均匀性仍需单独进行检测。根据文献,为保证

此指标,吸波材料在80-1000MHZ内垂直入射时得反射系数应小于-18DB,所以比

NSA对吸波材料得要求松些。

2.4、4屏蔽效能得选择

暗室屏蔽效能如何选择？就是否越高越好?回答就是否定得。从目前国外水

平，1MHZ—10GHZ可达至lj120dB得屏蔽效能(如用于TEMPEST得屏蔽室)，但

这要很高得成本。选择合适得屏蔽效能得论证过程如下：

a)从暗室完成RE实验来考虑，通常应先实测暗室所在处得电磁环境，

设测到得电场强度为E(dB),磁场强度为II.(dB)o暗室需执行得EMC标准得电场

发射限值设为E?(dB)(如GJBl51A得RE102限值)，磁场发射限值为小(d

B),则暗室得屏蔽效能SE应为：

SE(电场)=EE2+6(dB)

SE(磁场)=H「H?+6(dB)

这就就是说，所需得屏蔽效能只要使环境电平低于标准限值6dB就可以了。

通常情沆下屏蔽效能为70dB就满足此要求。

b)从暗室完成RS实验来考虑

为避免污染环境，国外标准规定在离辐射源100m远得电场应低于15LV/

m。

设按民标在发射天线高受试件3m处产生1Ov/m电场(参见图30(a)):所需屏蔽

效能SE为：

设按军标在离受试件1m处产生1Ov/m电场(图3。(b)):所需屏蔽效能SE为:

设按军标在高受试件1m处产生200v/m电场(图30(c)):所需屏蔽效能SE

为：

10f/«

)EUT

<-------------------------------------------------------------------

(a)I

1SUV/a

10V/»

Hl惭।

.-------------------------------------------------------------------

(b)I

15uV/i»

200¥/»

铝。|刖|

__________10M______________

(c)

图30按RS实晚考虑屏蔽效能

从以上分析瞧出，暗室得屏蔽效能选择主要按RS考虑,RS测试时所需得场

强越高，对屏蔽效能要求就越高。对于军标,如果测量场强不超过200V/M,那

么选择100DB就够了，具有这种能力得屏蔽室可以做电场要求最大不超过15

0V/M得民标辐射敏感度测试（3M法）。

2.4.5暗室地平面不平度

为避免EMI信号矢真，地平面应满足由瑞利规则确定得不平度要求，与地

平面最大变化高度，波长，入射波擦地角、EUT与接收天线高度、间隔距离与

信号波长得函数有关。例如在10OOMHZ,EUT与接收天线分别在1M与4M高度，

在3M法暗室地平面最大允许得不平度就是4、5CM,在30M场地就是14、7CMO

3屏蔽半暗室总体设计

3.1吸波材料得选型与布置

3、1.1概述

众所周知,一个屏蔽暗室得性能主要取决于三个方面：1）暗室尺寸;2）吸波

材料布置;3）吸波材料品质。关于暗室尺寸选择已在2、4.2节作了论证与分析,

本节讨论吸波材料品质与选型、吸波材料得布置设计。

对于常见得矩形半暗室，当确定收发天线得位置后，暗室得五个内表面（天

花板与4个侧壁）得吸波材料并非都起着同等作用,其中镜面区得吸波材料店暗

室静区性能影响最大,通常铺设性能最好得吸波材料，其余区域可以铺性能稍

差得吸波材料，这样可得到暗室建造最佳效费比。

下一节从电磁传播得基本理论出发，给出暗室镜面区得计算模型，按此模

型进行计算可为吸波材料布置方案提供依据。

3.1、2镜面区计算模型

在收、发天线之间得电波传播空间中，根据惠更斯-菲涅尔原理可在传播路

径划分为多个菲涅尔区。以收发天线连线为轴线，与轴线相位差小于冗得区域为

同相区，称为第一菲涅尔区，它就是以收发天线为两个焦点得一个椭圆球，由收/

发天线到椭球面上任一点得连线长度与两焦点距离之差为（为波长）。由发射天线

经椭球内任一点到接收天线得电波与收发间直达波得相位差＜n,为同相相加。

紧邻第一菲涅尔椭球区,与其球面得相位差小于兀得区域也就是一个椭球区，

称为第二菲涅尔区，依次向外得椭球区称为第三、第四、……菲涅尔区。第一、

笫三菲涅尔区同相，第二、第四菲涅尔区同相，相邻得反相。

工程上常把第一菲涅尔区作为对电波传播起主要作用得区域，称为传播主

区，只要在主区内满足自由空间条件，无隙碍物，就可以认为电波就是在自由空

间传播。

当收发天线置于暗室中，由于暗示地平面为良导电面，对电波有镜象反射作

用，此时可认为电波就是从发射天线得镜象发出到达接收天线。此时以镜象与

接收天线为两焦点得菲涅尔椭球面与地平面得交线通常称为镜面区。至于暗室天

花板与四个侧壁,虽然铺有吸波材料，但吸波材料仍有一定得反射,也存在镜面区

口。我们需要作得就就是计算这五个面得镜面区得形状、大小与位置。

3.1.3吸波材料得选型

3、1.3、1宽频段吸波材料得国内外现状

a）国外现状

从文献及样本上收集得国外宽频段吸波材料有以下四种：

1）0、61m高含碳7%得角锥+6mm厚铁氧体片+1.27cm厚胶合板构成得复合型，

其结构如图32所示。这里称为“A”型。其反射系数见图33。

铁氧体片

介质层（胶合板）

图32型复合宽频段吸波材料结构图

(dB)

图33“A”型的反射系数

2）氨酯角锥+3层薄的聚氨酯।每层含咳量和厚度不同）+铁氧体片+胶合

板构成的复合型,其结构如图34所示，反射系数如图35所示。这里称

为型.

图34型复合宽软段吸波材料结构图

3）[1m高尖舅（聚氨酯泡沫）+两边15cm高角锥]+铁氧体片+介质层

构成的复合型，反射系数如图36所示。这里称为“C”型，“C”型是美

国ETS公司的RANTEC子公司生产的型号为FS-1000的用于10m法暗室的

宽频段吸波材料,可保证暗室达到NSAW±4.0dB及场均匀性V0~+6dB

要求，并可承受200v/m场强辐射，阻燃性满足NRL8093实验1,2和3一

安奘时.尖劈顶端套上白色的泡沫材料（有阻燃性）板，以改善暗室光

线。图38为用该材料铺设的10m法暗室外观.

图36型的反射系数（垂直入射时）

4）铁氧体片+介质层复合型地板吸波材料，用于在进行辐射敏感度实验铺设

在收发天线间的地面上，以保证达到场均匀性W0〜+6dB要求

（26〜1000MHZ）.其外形如图37所示，反射系数如图38所示.每块尺寸

为60cmx60cm,表面上覆盖一层特殊的耐磨面.此型材料是美国ETS

公司RANTEC子公司生产，型号FT-100。

特殊覆盖层

性版体片

图37FTTOO型互锁地板吸波材料

图38FT700型吸波材料的反射系数

b）国内现状

1）复合型宽频段吸波材料

国内在1995年由701研究所、宜宾899厂、南京紫金山天文台吸波材料厂三

家共同研制成功宽带复合型吸波材。

首先由899厂研制出铁氧体片，它由Fe304.银、锌按一定配方烧结后研磨成六

面光滑平坦得片块,尺寸为110X110X6.5mm3。经与国外（美国RANTEC公司）

同类产品对比实验,反射系数几手相同，见图39。

友射系数（曲）

图39国内外铁氟体片反射系数比较

将宜宾899厂生产的铁敏体片与紫金山天文台吸波材料厂生产的FL-50平板过渡段和

PY-300角锥吸波材料组合在一起所构成的宽带复合型吸波材料,经测试其反射系数与国外

铁氧体片构成的复合型吸波材料的反射系数比较相近,如图40所示：

图40组合吸波材料国产与国外产品特性

2）泡沫尖劈型吸波材料

表12列出了国内5个厂家生产得吸波材料­，同时也列出国外4个厂家得产

品以便于比较。（这里只列出高度为1M左右得吸波材料得数据）。

3、1.3、2吸波材料得选型与指标要求

这里以一个10m法暗室为例，说明吸波材料得选型与指标要求。

a）镜面区吸波材料选型

采取图41所示结构得复合型宽频段吸波材料:

■0、6nl高角锥；

+6mm厚得铁氧体片；

+13mm厚得五夹板。

图41复合型宽频段吸波材料偌构图

b）非镜面区吸波材料选型

采用上述所示结构得复合型宽频段吸波材料:

■0、3nl高角锥；

■+6mm厚得铁氧体片；

■+13n】m厚得五夹板。

c）地板收发之间区域吸波材料选型

与b）得吸波材料相同

d）吸波材料反射系数要求

镜面区吸波材料非镜面区材髀地板材料

反射系数（dB）<-20<-15<-15

每块尺寸ImX1mImx1m600x600mm

e）阻燃性要求

应符合国标或国际通用标准NRL8093（参见附录A）。

3.1、4吸波材料得布置

3.1.4.1镜面区/非镜面区吸波材料得布置

从国内外得各种用途暗室（EMC半暗室、天线测量暗室、仿真实验暗室、R

CS测量暗室等）得吸波材料布置方式来分析，基本上有两种，一种就是按暗室得

用途与可能得各种收发天线位置，采用射线轨迹法计算菲涅尔区，从而对暗室得

五个或六个面铺设不同高度得（因而吸波效果也不同得）吸波材料。这种布置方式

得优点就是有最佳得效费比，但需在设计阶段进行大量计算,在铺设吸波材料时

工艺上也比铺一种材料要繁杂些。第二种方式就是整个暗室满铺单一型号得吸波

材料。这种方式得优点就是对收发天线得位置没有约束,缺点就是吸波材料得费

用比第一种方式要高1D-20乳但可省去计算费用，施工也简单、快捷些，对小型半

暗室大多采用此方式。

另外，当需要时，只要在地板上铺满吸波材料，就成为全暗室，可兼作天线

测量与实验用。

3、1.4.2几个特殊部位吸波材料布置设计

a）通风口

在暗室得通风口（进风口、回风口）四周铺一圈“B”型吸波材料，正对通风口得

吸波材料向暗室中心前移一段距高，固定在非金属框架上（如用木架），这种布置

结构既保证了通风截止波导窗不直接受电磁波照射引起有害得电磁散射效应，

又可使空气得进出风阻很小。详见图42。

0042通风口吸波材料布宜

b）灯箱口

在暗室天花板上有6个高幅式灯箱口，为了保证光线能通过一定得张角照亮

暗室内空间，必须处理好灯箱口吸波材料得布置。图43示出灯箱口吸波材料得布

置设计。在灯箱口周围铺设一圈“B”型材料，其外再铺“A”型材料。

c）暗室得角边吸波材料布置

暗室得四个顶角及与其相交得八条角边在铺设吸波材料时要仔细处理,采用

特殊形状得角锥吸波材料，不允许将金属或铁氧体片外露。

d）地板吸波材料布置

在按民标进行RS测试时，应在EUT与发射天线之间得区域铺吸波材料,这

样才能满足场均匀性0—+6DB得要求。但在RE测试时又必需将这些材料移

开，因此地板上铺设得吸波材料不用螺钉固定。另外，在RE测试时应将她们移

到靠墙边得地方，严格讲,应在长轴焦距为10M得椭I员I之外。

3.1、4.3吸波材料得安装方式

复合型吸波材料得安装方式可以有多种,下面得这种方式简单可靠：采用中

间有中6通孔得铁氧体片，将其用胶粘贴在五夹板（厚度1、27CM）上（面积£（）CM

X6OCM,粘贴10CMX10CM得铁氧体片36块:，在往屏蔽室壁上安装时用手

电钻先在壁上钻中4得通孔（在60CMX60CM得组体上选5