2024 电磁屏蔽材料高功率微波屏蔽效能测量方法

GB/T44645—2024

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

一般要求

4…………………2

通则

4.1…………………2

测量条件

4.2……………2

被测材料要求

4.3………………………2

窄带高功率微波屏蔽效能测量

5…………3

测量系统和设备

5.1……………………3

测量布局

5.2……………6

测量步骤

5.3……………6

宽超宽带高功率微波屏蔽效能测量

6()…………………7

测量系统和设备

6.1……………………7

测量布局

6.2……………10

测量步骤

6.3……………10

安全与防护

7………………11

高压防护

7.1……………11

辐射防护

7.2……………11

安全警示

7.3……………11

暗室安全防护

7.4………………………11

测试报告

8…………………11

附录规范性屏蔽暗箱结构

A()…………12

附录资料性微波频率测量

B()…………13

附录规范性窄带高功率微波下传输线和衰减器衰减值标定

C()……14

附录规范性检波器动态范围标定

D()…………………15

附录资料性屏蔽效能测量不确定度分析

E()…………16

附录规范性宽超宽带高功率微波下传输线和衰减器衰减系数标定

F()()…………18

附录资料性高功率微波屏蔽效能测量记录

G()………19

参考文献

……………………21

Ⅰ

GB/T44645—2024

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国电器工业协会提出

。

本文件由全国电磁屏蔽材料标准化技术委员会归口

(SAC/TC323)。

本文件起草单位中国工程物理研究院应用电子学研究所上海市计量测试技术研究院美信新材

:、、

料股份有限公司江苏省质量和标准化研究院北方工程设计研究院有限公司中电科思仪科技股份有

、、、

限公司北京华宇新奥科技有限责任公司中国科学院金属研究所成都摩尔环宇测试技术有限公司北

、、、、

京无线电计量测试研究所华为终端有限公司电子科技大学中国计量科学研究院哈尔滨工业大学

、、、、、

安徽师范大学江苏省计量科学研究院江苏省能源计量数据中心江苏中迪新材料技术有限公司天

、()、、

诺光电材料股份有限公司安方高科电磁安全技术北京有限公司天津大学深圳市飞荣达科技股份

、()、、

有限公司

。

本文件主要起草人马弘舸秦风肖天陈超婵严志洋陈维斌朱建刚俞晓磊赵占良郭荣斌

:、、、、、、、、、、

高成马嵩陈楠韩玉峰喻志刚李恩高原黄攀陆振刚刘小明赵品彰刘伟德朱焰焰蔡金良

、、、、、、、、、、、、、、

杨宏王震来磊吴凡施伟伟高勇赵锐张红吴壮

、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T44645—2024

电磁屏蔽材料高功率微波屏蔽效能

测量方法

1范围

本文件描述了频率范围内电磁屏蔽材料高功率微波屏蔽效能测量方法安全

100MHz~40GHz、

与防护以及测试报告内容

。

本文件适用于平面型电磁屏蔽材料的高功率微波屏蔽效能测量

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

电磁环境控制限值

GB8702

电离辐射防护与辐射源安全基本标准

GB18871

电磁屏蔽材料术语

GB/T26667—2021

平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法

GB/T30142

电磁波暗室工程技术规范

GB50826

3术语和定义

和界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T26667—2021GB/T30142。

31

.

高功率微波highpowermicrowaveHPM

;

频率峰值功率大于或平均功率大于的强电磁辐射

100MHz~300GHz、100MW1MW。

注本文件描述的高功率微波频率范围为包括窄带高功率微波宽带高功率微波超宽带高功

:100MHz~40GHz,、、

率微波

。

32

.

相对带宽relativebandwidth

信号带宽与其中心频率之比按公式计算

,(1)。

ff

FH-L

RB=(ff)×100%…………(1)

H+L/2

式中

:

F相对带宽

RB———;

f微波脉冲功率谱密度相对峰值功率谱密度下降时所对应的最高频率单位为吉

H———3dB,

赫兹

(GHz);

f微波脉冲功率谱密度相对峰值功率谱密度下降时所对应的最低频率单位为吉

L———3dB,

赫兹

(GHz)。

1

GB/T44645—2024

33

.

窄带高功率微波narrowbandhighpowermicrowave

相对带宽小于的带载频高功率微波

5%。

34

.

宽带高功率微波widebandhighpowermicrowave

相对带宽在的无载频高功率微波

5%~25%。

35

.

超宽带高功率微波ultra-widebandhighpowermicrowave

相对带宽大于的无载频高功率微波

25%。

36

.

上限频率upperfrequency

包含信号总能量的频谱宽度所对应的最大频率值

90%。

37

.

屏蔽效能shieldingeffectiveness

SE

在同一激励下的某点上无屏蔽材料与有屏蔽材料时所测量到的信号功率或电压之比

,。

来源有修改

[:GB/T26667—2021,3.1.7,]

38

.

屏蔽暗箱shieldinganechoicenclosure

利用导电材料制成的内表面全部安装有微波吸波材料的屏蔽体

,。

注该吸波材料能在所关注的频率范围内吸收电磁能量

:。

4一般要求

41通则

.

电磁屏蔽材料高功率微波屏蔽效能测量在微波暗室内进行暗室内置屏蔽暗箱用于屏蔽效能测

,

试屏蔽暗箱屏蔽效能至少比被测材料的预期屏蔽效能高屏蔽暗箱结构应符合附录的要

,6dB。A

求屏蔽暗箱内表面全部安装有吸波材料吸波材料在频率范围内的吸波性能大于

,,100MHz~40GHz

20dB。

42测量条件

.

测量条件应满足以下要求

:

环境温度

a):(25±10)℃;

环境相对湿度

b):≤80%;

试样测量前在上述环境中保持

c)48h;

测试环境中存在的电磁噪声尽量小对测量结果不产生影响

d),。

注具体温湿度条件根据客户实际要求控制

:。

43被测材料要求

.

被测材料应满足以下要求

:

被测材料的尺寸大于屏蔽暗箱测试窗口的尺寸

a);

测试窗口上设有法兰面被测材料安装时其四周边沿与测试窗口的法兰面连接处保持平

b),,

2

GB/T44645—2024

整且边沿与测试窗口法兰面有良好的导电连接

,。

5窄带高功率微波屏蔽效能测量

51测量系统和设备

.

511测量系统

..

5111窄带高功率微波屏蔽效能测量系统组成

...

窄带高功率微波屏蔽效能测量系统由窄带高功率微波产生系统窄带高功率微波监测系统窄带高

、、

功率微波辐射场标定系统和窄带高功率微波屏蔽效能获取系统组成如图所示

,1。

a窄带高功率微波辐射场标定

)

b窄带高功率微波屏蔽效能测量

)

图1窄带高功率微波屏蔽效能测量系统配置图

3

GB/T44645—2024

5112窄带高功率微波产生系统

...

窄带高功率微波产生系统用以在测试区产生所需的窄带高功率微波辐射场环境主要由窄带高功

,

率微波源环形器吸收负载定向耦合器和发射天线组成其中环形器防止反射信号进入窄带高功率

、、、。,

微波源吸收负载消耗反射信号功率以维持系统稳定定向耦合器的耦合端连接窄带高功率微波监测

,,。

系统用以监测窄带高功率微波源参数

,。

5113窄带高功率微波监测系统

...

窄带高功率微波监测系统用以监测窄带高功率微波源输出的微波脉冲参数主要由衰减器定向耦

,、

合器频率测量系统检波器和示波器组成所监测脉冲参数包括

、、,:

载波频率

a);

微波脉冲功率

b);

脉冲宽度

c);

脉冲重复频率

d)。

其中微波脉冲的载波频率宜使用频率测量系统进行监测具体方法见附录其他参数宜使用检

,,B,

波器和示波器进行监测

。

5114窄带高功率微波辐射场标定系统

...

窄带高功率微波辐射场标定系统用于在屏蔽效能测量前预先对客户指定的功率密度电场强度进

()

行标定主要由接收天线衰减器检波器和示波器组成记录标定的测试位置功率密度电场强度标

,、、。、()

定值以及对应的窄带高功率微波源输出脉冲参数

。

5115窄带高功率微波屏蔽效能获取系统

...

窄带高功率微波屏蔽效能获取系统用以进行被测材料屏蔽效能测量主要由屏蔽暗箱接收天线

,、、

衰减器功率放大器检波器和示波器组成其中接收天线置于屏蔽暗箱内并正对测试窗口中心

、、。,。

512测量仪器设备

..

5121基本要求

...

要求如下

:

工作频率范围应不小于测量所需的微波频率范围

a);

测试过程中仪器设备不应受外界电磁环境的影响

b),;

测量仪器设备相互连接链路应阻抗匹配

c)。

5122天线

...

包括发射天线和接收天线要求如下

,:

输入端电压驻波比

a):≤1.5;

功率容量应满足测试要求

b)。

5123传输线

...

要求如下

:

应优先使用波导传输线并使波导保持电连接良好

a),;

在使用微波电缆的情况下应对电缆采取屏蔽措施并满足测试所需功率容量要求

b),,。

4

GB/T44645—2024

5124衰减器

...

要求如下

。

各测试频段电压驻波比应满足

a):

频率

1)100MHz≤≤18GHz:≤1.3;

频率

2)18GHz<≤26.5GHz:≤1.4;

频率

3)26.5GHz<≤40GHz:≤1.6。

功率容量应满足测试要求

b)。

5125检波器

...

要求如下

:

响应时间应不大于待测微波信号上升时间及下降时间的

a)1/3;

输入端电压驻波比

b):≤1.3。

5126功率放大器

...

要求如下

:

线性增益

a):≥40dB;

输入电压驻波比

b):≤1.3。

5127定向耦合器

...

要求如下

:

方向性

a):≥15dB;

电压驻波比

b):≤1.5;

功率容量应满足测试要求

c)。

5128环形器

...

要求如下

:

插入损耗

a):≤0.5dB;

隔离度

b):≥20dB;

电压驻波比

c):≤1.3;

功率容量应满足测试要求

d)。

5129吸收负载

...

要求如下

:

电压驻波比

a):≤1.3;

功率容量应满足测试要求

b)。

51210示波器

...

要求如下

:

模拟带宽应满足微波脉冲检波信号测试需求

a);

端口阻抗

b):50Ω;

测量垂直幅度的最大允许误差

c):±2%。

5

GB/T44645—2024

51211微波信号源

...

要求如下

:

输出微波信号的脉冲调制参数应满足测试需求

a);

输出阻抗

b):50Ω;

稳幅输出功率应满足检波器标定动态范围需求

c)。

51212窄带高功率微波源

...

要求如下

:

输出信号脉冲宽度在纳秒至微秒量级

a);

输出信号到达被测材料处的场强应不小于

b)1kV/m。

52测量布局

.

521接收天线正对发射天线两者高度一致且极化匹配

..,。

522发射天线相位中心到测试窗口中心距离应满足最小距离条件远场条件最小距离按公式

..(),(2)

计算

:

L2

D2t

λ………………()

≥c2

式中

:

D发射天线相位中心到测试窗口中心的距离单位为米

———,(m);

L发射天线口面的最大尺度单位为米

t———,(m);

λ脉冲上限频率对应的自由空间波长单位为米

c———,(m)。

523被测材料在发射天线波束覆盖范围内

..3dB。

53测量步骤

.

531测量前标定

..

屏蔽效能测量前的标定工作如下

。

按图搭建系统进行窄带高功率微波辐射场标定

a)1a)。

按附录标定测试所需传输线和衰减器的衰减值

b)C。

按附录标定检波器动态范围

c)D。

按照客户需求标定辐射场功率密度电场强度记录标定的测试位置通过窄带高功率微波监

d)(),,

测系统监测窄带高功率微波源输出脉冲参数并记录辐射场功率密度和电场强度分别按公

。

式和公式进行计算

(3)(4):

PR

(+)/10

W10

=S………………(3)

1000

式中

:

W辐射场功率密度单位为瓦每平方厘米2

———,(W/cm);

P辐射场标定系统中示波器测量电压对应检波功率单位为分贝毫瓦

———,(dBm);

R辐射场标定系统中传输线和衰减器的衰减值单位为分贝

———,(dB);

S接收天线有效面积单位为平方厘米2

———,(cm)。

EWZ

=·0/10………………(4)

6

GB/T44645—2024

式中

:

E测试位置的辐射场电场强度单位为千伏每米

———,(kV/m);

Z自由空间波阻抗为

0———,377Ω。

532窄带高功率微波屏蔽效能测量

..

屏蔽效能测量步骤如下

。

按图布置系统进行屏蔽效能测量屏蔽暗箱测试窗口位于辐射场标定时接收天线所处位

a)1b),

置并正对窄带高功率微波产生系统的发射天线

,。

开启窄带高功率微波源按辐射场标定时对应的参数配置输出信号选择合适量程的衰减

b),,

器记录无被测材料时屏蔽效能获取系统中传输线和衰减器的衰减值R和示波器测量得到的

,0

脉冲电压幅值V

0。

关闭窄带高功率微波源输出

c)。

将被测材料安装在屏蔽暗箱测试窗口上用压力钳夹紧被测材料或用螺钉固定被测材料

d),。

保持系统参数配置不变开启窄带高功率微波源输出

e),。

选择合适量程的衰减器记录有被测材料时屏蔽效能获取系统中传输线和衰减器的衰减值R

f),1

和示波器测量得到的脉冲电压幅值V

1。

根据脉冲电压VV和标定的检波器动态范围曲线分别得到对应的检波功率PP

g)0、10、1。

计算被测材料的屏蔽效能按公式计算

h),(5):

SE(PR)(PR)

1=0+0-1+1………………(5)

式中

:

SE屏蔽效能单位为分贝

1———,(dB);

P无屏蔽材料时屏蔽效能获取系统中检波功率单位为分贝毫瓦

0———,(dBm);

P有屏蔽材料时屏蔽效能获取系统中检波功率单位为分贝毫瓦

1———,(dBm);

R无屏蔽材料时屏蔽效能获取系统中传输线和衰减器的衰减值单位为分贝

0———,(dB);

R有屏蔽材料时屏蔽效能获取系统中传输线和衰减器的衰减值单位为分贝

1———,(dB)。

533测量结果评定

..

本文件对测量结果的评定以直接测量数据为准可根据客户需求提供屏蔽效能测量不确定度分

,

析见附录但结果评定不考虑测量不确定度

,E,。

6宽超宽带高功率微波屏蔽效能测量

()

61测量系统和设备

.

611测量系统

..

6111宽超宽带高功率微波屏蔽效能测量系统组成

...()

宽超宽带高功率微波屏蔽效能测量系统由宽超宽带高功率微波产生系统宽超宽带高功率

()()、()

微波监测系统宽超宽带高功率微波辐射场标定系统和宽超宽带高功率微波屏蔽效能获取系统组

、()()

成如图所示

,2。

7

GB/T44645—2024

a宽超宽带高功率微波辐射场标定

)()

b宽超宽带高功率微波屏蔽效能测量

)()

图2宽超宽带高功率微波屏蔽效能测量系统配置图

()

6112宽超宽带高功率微波产生系统

...()

宽超宽带高功率微波产生系统用以在测试区产生所需的宽超宽带高功率微波辐射场环境主

()(),

要由宽超宽带高功率微波源和发射天线组成

()。

6113宽超宽带高功率微波监测系统

...()

宽超宽带高功率微波监测系统用以监测宽超宽带高功率微波源产生的微波辐射场参数主要

()(),

由监测天线衰减器和示波器组成其中监测天线放置于微波辐射场环境中且应不影响正常测试时的

、。,

8

GB/T44645—2024

微波辐射场环境

。

6114宽超宽带高功率微波辐射场标定系统

...()

宽超宽带高功率微波辐射场标定系统用于在屏蔽效能测量前预先对客户指定的辐射场电场强度

()

进行标定主要由接收天线衰减器和示波器组成

,、。

6115宽超宽带高功率微波屏蔽效能获取系统

...()

宽超宽带高功率微波屏蔽效能获取系统用以进行被测材料屏蔽效能测量主要由屏蔽暗箱接收

(),、

天线衰减器功率放大器和示波器组成其中接收天线置于屏蔽暗箱内并正对测试窗口中心

、、。,。

612测量仪器设备

..

6121基本要求

...

要求如下

:

工作频率范围应不小于测量所需的微波频率范围

a);

测试过程中仪器设备不应受外界电磁环境的影响

b),;

测量仪器设备相互连接链路应阻抗匹配

c)。

6122天线

...

包括发射天线监测天线以及接收天线要求如下

、,:

输入端电压驻波比

a):≤1.5;

功率容量满足测试要求

b)。

6123传输线

...

要求如下

:

应优先使用光纤传输测量微波信号

a);

在使用微波电缆的情况下应对电缆采取屏蔽措施并满足测试所需功率容量要求

b),,。

6124衰减器

...

要求如下

:

电压驻波比

a):≤1.2;

功率容量满足测试要求

b)。

6125功率放大器

...

要求如下

:

线性增益

a):≥40dB;

输入电压驻波比

b):≤1.3。

6126示波器

...

要求如下

:

实时带宽应大于微波脉冲信号上限频率

a);

端口阻抗

b):50Ω;

测量垂直幅度的最大允许误差

c):±2%。

9

GB/T44645—2024

6127宽超宽带高功率微波源

...()

要求如下

:

输出信号脉冲宽度在纳秒或亚纳秒量级

a);

输出信号到达被测材料处的场强应不小于

b)