應(yīng)用范圍

● 提供手提及無線藍(lán)牙半成品的屏蔽測試

●  隔離手機(jī)測試時的高頻信號干擾

●  發(fā)射及接收的隔離測試

●  無線網(wǎng)卡、藍(lán)牙產(chǎn)品的測試

●  新產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)*的設(shè)備

主要性能

●  高頻屏蔽＞75dB （2.4GHz）

●  高頻接口：N或SMA

●  數(shù)據(jù)接口：D型9針或15/25針

●  直流DC電源接口

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●  數(shù)據(jù)及RF接法可根據(jù)客戶要求提供

●  氣動操作箱蓋開合

●  工作電壓：AC 220V

●  工作空間：400mm（L） ×400mm（W） ×290mm（H）

射頻屏蔽室屏蔽效能的測試技術(shù)
１　前言
　　 本文解釋和描述了工業(yè)上所采用的屏蔽室屏蔽效能的測試過程。
２　屏蔽效能測試
　　測試屏蔽效能zui經(jīng)常用到的兩個測試標(biāo)準(zhǔn)或測試程序是ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５和ＮＳＡ?。叮担丁＿@些文件描述了對設(shè)備配置和測試場地的要求。每個程序中也規(guī)定了測試頻率和衰減量。
３　測試標(biāo)準(zhǔn)的描述
３.１　ＭＩL－ＳＴＤ－２８５
　　近年來，ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５不但在工業(yè)界廣為應(yīng)用，而且迄今為止應(yīng)用。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５規(guī)定的測試程序在屏蔽室規(guī)范上經(jīng)常被引用，但其頻率需根據(jù)用戶要求進(jìn)行調(diào)整。
　　ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５是*個頒布的用于測試射頻屏蔽小室標(biāo)準(zhǔn)，它頒布于１９５６年６月，用于替代頒布于１９５４年８月的ＭＩＬ－Ａ－１８１２３（ＳＨＩＰＳ）。
　　ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５標(biāo)準(zhǔn)的主要目的是為了建立一種標(biāo)準(zhǔn)或者方法，用于測量射頻屏蔽室的衰減特性，這些屏蔽室用于頻率范圍從１００ＫＨｚ到１０ＧＨｚ的電子測試。該標(biāo)準(zhǔn)包括對測試頻率、測試場地和屏蔽衰減（或者屏蔽效能）的要求。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５也提供了關(guān)于測試所需設(shè)備種類的描述。
　　盡管ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了從１００ＫＨｚ到１０ＧＨｚ的頻率范圍，但它僅僅要求測量屏蔽室在５個頻率點的衰減特性（參見表１）。
表１?。停桑蹋樱裕模玻福岛停危樱粒叮担秾λp的要求
　 MIL-STD-285 NSA-65-6
磁場 頻率150KHz～200KHz間1個頻率點
要求的衰減或屏蔽效能：70dB 1KHz到1MHz間4個頻率點：
　　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
電場 三個頻率點：200KHz、1MHz、18MHz
要求的衰減或屏蔽效能：100dB 1KHz到10MHz間5個頻率點：
　　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 一頻率點：400KHz
要求的衰減或屏蔽效能：100dB 100KHz到10GHz間4個頻率點：
　　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專門用來評價屏蔽室，它規(guī)定得極為詳盡，甚至包括建議的測試點的位置，明確規(guī)定測試應(yīng)在公用設(shè)施入口、門、觀測窗等附近位置進(jìn)行。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５也要求要給出屏蔽室四個面的測量結(jié)果，以及天線要根據(jù)截面接縫（section seam）和平面接縫（panel seam）進(jìn)行水平和垂直定向的方法。
３.２　ＮＳＡ６５－６
　?。危樱粒叮担犊赡苁顷P(guān)于評價射頻屏蔽室的zui重要的標(biāo)準(zhǔn)，它發(fā)布于１９６４年１０月。ＮＳＡ６５－６也包括屏蔽室的裝配、設(shè)計目標(biāo)、屏蔽室的可靠性和電子濾波器要求等規(guī)范，并附加了對屏蔽性能的規(guī)定。
　　雖然ＮＳＡ６５－６沒有打算替代ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５，但其已經(jīng)成了一個標(biāo)準(zhǔn)。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５中建議的測試頻率為１５０ＫＨｚ到４００ＭＨｚ（建議到１０ＧＨｚ），而ＮＳＡ６５－６規(guī)定的測試頻率范圍為１ＫＨｚ到１０ＧＨｚ。和ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５一樣，ＮＳＡ６５－６也含有一個包括頻率點和場的分類表格（參見表１）。
　　與ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５相比，ＮＳＡ６５－６不但增加了大量被測頻率點，而且明確規(guī)定了測試點的位置。ＮＳＡ６５－６也了測試區(qū)域如門框（或周圍）、接縫、濾波器和通風(fēng)管。它也規(guī)定至少需要在四個不同位置移動天線來確定屏蔽室泄漏的zui大信號。
４　測試大綱
５　測試程序
５.１　屏蔽性能要求
　　衰減或屏蔽效能是屏蔽室的性能標(biāo)準(zhǔn)。屏蔽效能由屏蔽體導(dǎo)致的電磁衰減量來定義。
　　電場屏蔽效能的定義為：ＳＥｄＢ＝２０l(fā)og10Eb/Ea
式中Ｅｂ是沒有屏蔽的電場強(qiáng)度，而Ｅａ是加屏蔽后的電場強(qiáng)度。
磁場屏蔽效能定義為：ＳＥｄＢ＝２０l(fā)og10Hb/Ha
式中Ｈｂ是沒有屏蔽的磁場強(qiáng)度，而Ｈａ是加屏蔽后的磁場強(qiáng)度。
５.２　磁場和電場
　　在進(jìn)行磁場和電場屏蔽效能測試之前，需要確立參考電平和動態(tài)范圍。為了確立參考電平和動態(tài)范圍，發(fā)射天線（測量磁場用可調(diào)的環(huán)狀天線,測量電場用可調(diào)的棒狀天線）應(yīng)放在屏蔽室的外面,以確保接收機(jī)或頻譜分析儀的外殼沒有泄漏.天線相距２４英寸遠(yuǎn),外加屏蔽介質(zhì)約１英寸厚，總共相距２５英寸（參見圖１）。在確立參考電平和動態(tài)范圍過程中天線應(yīng)保持同軸。

圖１　測量參考電平和動態(tài)范圍的測試裝置
　　接收信號電平值記錄在屏蔽效能測試結(jié)果表（參見圖２）的“參考電平”欄內(nèi)。參考電平值是由任何外部衰減和在頻譜儀（或接收機(jī)）上顯示的接收信號電平共同決定的。
屏蔽效能測試結(jié)果
　　　　　　　　工作序號：
　　　　　　　　 工程：
　　　　　　　　 位置：
　　合格測試 驗收測試 其它
場 中心頻率 測試位置 參考電平
（dBm） 接收機(jī)靈敏度
（dBm） 動態(tài)范圍
（dBm） 接收機(jī)電平（dBm） 衰減
（屏蔽效能）（dB） 指標(biāo)（dB）
　 　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　 　
　　H=磁場　E=電場　P=平面波　MW=微波
證明人：　　　　　　　　　　測試人　　　　　　　　　
日期：　　　　　　　　　　　日期：　　　　　　　　　　　

圖2 樣品屏蔽效能測試結(jié)果表
　　在確定和記錄參考電平之后，接收機(jī)的靈敏度／噪聲基準(zhǔn)就確定了。這可以通過把接收機(jī)天線放置在屏蔽室的內(nèi)部并移去任何固定的衰減器和任何頻譜儀／接收機(jī)內(nèi)部的衰減器來完成。如果接收信號要求前置放大，那么在測量中要保留前置放大器。接收機(jī)靈敏度電平（以ｄＢ為單位）記錄在測試結(jié)果表（參見圖２）的“接收機(jī)靈敏度”欄內(nèi)。在這個測試過程中，發(fā)射機(jī)或源是關(guān)閉的。
　　此時，已經(jīng)能確立系統(tǒng)或測量的動態(tài)范圍。動態(tài)范圍就是參考電平值和接收機(jī)靈敏度值之間的數(shù)值之差。
　　在確立和記錄參考電平、接收機(jī)靈敏度和動態(tài)范圍的同時，將接收天線放在屏蔽室內(nèi)事先確定的測試點處。天線與屏蔽表面（面板）之間的距離是１２英寸，其方向與參考電平確立時保持*。發(fā)射天線放在屏蔽室外面相同的測試點，距屏蔽表面（面板）１２英寸處并與接收天線保持同樣的方向（參見圖３）。在確立參考電平時使用的任何固定衰減器要從接收或發(fā)射線路上移出，并關(guān)上屏蔽室門。
　　在這個位置點的接收信號電平記錄在測試結(jié)果表的“接收機(jī)電平”欄里。參考電平與接收機(jī)電平之間的數(shù)值之差就是該位置點的衰減或屏蔽效能。這個值記錄在測試結(jié)果表的“衰減（屏蔽效能）"欄內(nèi)。發(fā)射和接收天線放置在其它的任何測試點位置，要記錄接收信號電平。在所有位置點測試完成后，為了保證源的增益或接收機(jī)靈敏度不發(fā)生變化，需要建立第二參考電平。
　　在某頻率點上記錄的zui低值即為該頻率點的衰減或屏蔽效能。
５.３　平面波
　　表１給出了平面波測量的測試頻率點。平面波的測試過程與磁場、電場的測試相同。
　　在進(jìn)行屏蔽效能測試之前，先要確立參考電平和動態(tài)范圍。為了確立參考電平和動態(tài)范圍，發(fā)射（偶極子或?qū)?shù)周期）天線和接收（偶極子或?qū)?shù)周期）天線放置在屏蔽室的外面，以確保接收機(jī)或頻譜儀機(jī)殼沒有泄漏。天線相距７４英寸，加上屏蔽介質(zhì)大約１英寸厚，總共相距７５英寸（參見圖４）。在參考電平和動態(tài)范圍確立過程中，天線采用兩種極化方向（水平或者垂直極化）。
圖3 在事先確定的測試點放置的接收天線
圖4 平面波測量用測試裝置
　　接收信號電平值記錄在屏蔽效能測試結(jié)果表中（參見圖２）。參考電平值由任何外部衰減和顯示在頻譜儀（或接收機(jī)）上的接收信號電平共同決定。
　　隨著參考電平的確立和記錄，接收機(jī)的靈敏度／噪聲基準(zhǔn)就被確定了。這可以通過把接收天線放置于屏蔽室的內(nèi)部并移去任何固定的衰減器和任何頻譜儀／接收機(jī)內(nèi)部的衰減器來完成。如果接收信號要求前置放大，那么在測量中要使用前置放大器。接收機(jī)靈敏度的電平（以ｄＢｍ為單位）記錄在測試結(jié)果表（參見圖２）的“接收機(jī)靈敏度”欄內(nèi)。在這個測試過程中，發(fā)射機(jī)或源是關(guān)閉的。
　　此時，已經(jīng)確立了系統(tǒng)或測量的動態(tài)范圍。動態(tài)范圍是參考電平值和接收機(jī)靈敏度值之間的數(shù)值之差。
　　在確立和記錄參考電平、接收機(jī)靈敏度和動態(tài)范圍的同時，接收天線放在屏蔽室事先確定的測試點處。天線與屏蔽表面（面板）之間距離至少２英寸，方向與參考電平確立時保持*。發(fā)射天線放在屏蔽室外面相同的測試點，距離屏蔽表面（面板）７２英寸處并和接收天線保持同樣的方向（參見圖５）。在確立參考電平時使用的固定衰減器要從接收或發(fā)射器線路上移去，并關(guān)上屏蔽室門。
圖5 平面波屏蔽性能的測試裝置
　　在這個位置點的接收信號電平記錄在測試結(jié)果表的“接收機(jī)電平”欄里。參考電平與接收機(jī)電平之間的數(shù)值之差就是測試點的衰減或屏蔽效能。這個值記錄在測試結(jié)果表的“衰減（屏蔽效能）”欄內(nèi)。發(fā)射和接收天線可放置在任何測試點，接收的信號電平要記錄。在所有位置點完成測試后，為了保證源的增益或接收機(jī)靈敏度不發(fā)生變化，需要建立第二參考電平。
５.４　測試點位置
　　測試點位置包括以下一些區(qū)域：
　?。?門的邊框；
　?。?波導(dǎo)管穿透孔；
　　ｃ.波導(dǎo)ＨＶＡＣ通風(fēng)口（全掃描）；
　　ｄ.電子和通信濾波器區(qū)域（全掃描）；
　?。?墻縫（縫的數(shù)量取決于屏蔽室的尺寸和在該位置點測試是否可行）。
　　至少要在門的六個位置點進(jìn)行測試；如果屏蔽層的兩個方向都可以進(jìn)行測試，那么每面墻至少要測試一個縫隙。實際測試點的位置到測試時確定。
６　結(jié)論
　　無論使用哪種測試標(biāo)準(zhǔn)和程序，制定測試大綱并實施是很重要的。制定測試大綱后，實際測試要定期進(jìn)行。當(dāng)重新校準(zhǔn)屏蔽室時，如果只有輕微調(diào)整，還可使用同樣的或原有的測試大綱。

 
 
 
電磁屏蔽原理
在電子設(shè)備及電子產(chǎn)品中，電磁干擾（Electromagnetic Interference）能量通過傳導(dǎo)性耦合和輻射性耦合來進(jìn)行傳輸。為滿足電磁兼容性要求，對傳導(dǎo)性耦合需采用濾波技術(shù)，即采用EMI濾波器件加以抑制；對輻射性耦合則需采用屏蔽技術(shù)加以抑制。在當(dāng)前電磁頻譜日趨密集、單位體積內(nèi)電磁功率密度急劇增加、高低電平器件或設(shè)備大量混合使用等因素而導(dǎo)致設(shè)備及系統(tǒng)電磁環(huán)境日益惡化的情況下，其重要性就顯得更為突出。
屏蔽是通過由金屬制成的殼、盒、板等屏蔽體，將電磁波局限于某一區(qū)域內(nèi)的一種方法。由于輻射源分為近區(qū)的電場源、磁場源和遠(yuǎn)區(qū)的平面波，因此屏蔽體的屏蔽性能依據(jù)輻射源的不同，在材料選擇、結(jié)構(gòu)形狀和對孔縫泄漏控制等方面都有所不同。在設(shè)計中要達(dá)到所需的屏蔽性能，則需首先確定輻射源，明確頻率范圍，再根據(jù)各個頻段的典型泄漏結(jié)構(gòu)，確定控制要素，進(jìn)而選擇恰當(dāng)?shù)钠帘尾牧?，設(shè)計屏蔽殼體。

屏蔽體對輻射干擾的抑制能力用屏蔽效能SE（Shielding Effectiveness）來衡量，屏蔽效能的定義:沒有屏蔽體時，從輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g某一點（P）的場強(qiáng) 1（ 1）和加入屏蔽體后，輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g同一點（P）的場強(qiáng) 2（ 2）之比，用dB（分貝）表示。

圖1 屏蔽效能定義示意圖
屏蔽效能表達(dá)式為 （dB） 或 （dB）

工程中，實際的輻射干擾源大致分為兩類：類似于對稱振子天線的非閉合載流導(dǎo)線輻射源和類似于變壓器繞組的閉合載流導(dǎo)線輻射源。由于電偶極子和磁偶極子是上述兩類源的zui基本形式，實際的 輻射源在空間某點產(chǎn)生的場，均可由若干個基本源的場疊加而成（圖2）。因此通過對電偶極子和磁偶極子所產(chǎn)生的場進(jìn)行分析，就可得出實際輻射源的遠(yuǎn)近場及波阻抗和遠(yuǎn)、近場的場特性，從而為屏蔽 分類提供良好的理論依據(jù)。

圖2 兩類基本源在空間所產(chǎn)生的疊加場
遠(yuǎn)近場的劃分是根據(jù)兩類基本源的場隨1/r（場點至源點的距離）的變化而確定的， 為遠(yuǎn)近場的分界點，兩類源在遠(yuǎn)近場的場特征及傳播特性均有所不同。
表1 兩類源的場與傳播特性
場源類型 近場（ ）
遠(yuǎn)場（ ）

場特性 傳播特性 場特性 傳播特性
電偶極子 非平面波 以 衰減
平面波 以 衰減

磁偶極子 非平面波 以 衰減
平面波 以 衰減

波阻抗 為空間某點電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度之比，場源不同、遠(yuǎn)近場不同，則波阻抗也有所不同，表2與圖3分別用圖表給出了 的波阻抗特性。
表2 兩類源的波阻抗
場源類型 波阻抗 （Ω）

近場（ ）
遠(yuǎn)場（ ）

電偶極子 120π
120π
磁偶極子 120π
120π

能量密度包括電場分量能量密度和磁場分量能量密度，通過對由同一場源所產(chǎn)生的電場、磁場分量的能量密度進(jìn)行比較，可以確定場源在不同區(qū)域內(nèi)何種分量占主要成份，以便確定具體的屏蔽分類。能量密度的表達(dá)式由下列公式給出:
電場分量能量密度
磁場分量能量密度
場源總能量密度
表3 兩類源的能量密度
場源類型 能量密度比較
近場（ ）
遠(yuǎn)場（ ）

電偶極子

磁偶極子

表3給出了兩種場源在遠(yuǎn)、近場的能量密度。從表中可以看出，兩類源的近場有很大的區(qū)別，電偶極子的近場能量主要為電場分量，可忽略磁場分量；磁偶極子的近場能量主要為磁場分量，可忽略電場分量；兩類源在遠(yuǎn)場時，電場、磁場分量均必須同時考慮。
屏蔽類型依據(jù)上述分析可以進(jìn)行以下分類：
表4 屏蔽分類
場源類型 近場（ ）
遠(yuǎn)場（ ）

電偶極子（非閉合載流導(dǎo)線） 電屏蔽（包括靜電屏蔽） 電磁屏蔽
磁偶極子（閉合載流導(dǎo)線） 磁屏蔽（包括恒定磁場屏蔽） 電磁屏蔽

電屏蔽的實質(zhì)是減小兩個設(shè)備（或兩個電路、組件、元件）間電場感應(yīng)的影響。電屏蔽的原理是在保證良好接地的條件下，將干擾源所產(chǎn)生的干擾終止于由良導(dǎo)體制成的屏蔽體。因此，接地良好及選擇良導(dǎo)體做為屏蔽體是電屏蔽能否起作用的兩個關(guān)鍵因素。
磁屏蔽的原理是由屏蔽體對干擾磁場提供低磁阻的磁通路，從而對干擾磁場進(jìn)行分流，因而選擇鋼、鐵、坡莫合金等高磁導(dǎo)率的材料和設(shè)計盒、殼等封閉殼體成為磁屏蔽的兩個關(guān)鍵因素。
電磁屏蔽的原理是由金屬屏蔽體通過對電磁波的反射和吸收來屏蔽輻射干擾源的遠(yuǎn)區(qū)場，即同時屏蔽場源所產(chǎn)生的電場和磁場分量。由于隨著頻率的增高，波長變得與屏蔽體上孔縫的尺寸相當(dāng)，從而導(dǎo)致屏蔽體的孔縫泄漏成為電磁屏蔽zui關(guān)鍵的控制要素。

屏蔽體的泄漏耦合結(jié)構(gòu)與所需抑制的電磁波頻率密切相關(guān)，三類屏蔽所涉及的頻率范圍及控制要素如表5所示：
表5 泄漏耦合結(jié)構(gòu)與控制要素
屏蔽類型 磁屏蔽 電屏蔽 電磁屏蔽
頻率范圍 10kHz~500kHz 1MHz~500MHz 500MHz~40GHz
泄漏耦合結(jié)構(gòu) 屏蔽體殼體 屏蔽體殼體及接地 孔縫及接地
控制要素 合理選擇殼體材料 合理選擇殼體材料
良好接地 抑制孔縫泄漏
良好接地
實際屏蔽體上同時存在多個泄漏耦合結(jié)構(gòu)（n個），設(shè)機(jī)箱接縫、通風(fēng)孔、屏蔽體壁板等各泄漏耦合結(jié)構(gòu)的單獨屏蔽效能（如只考慮接縫）為SEi（i=1,2,…，n），則屏蔽體總的屏蔽效能
由上式可以看出，屏蔽體的屏蔽效能是由
各個泄漏耦合結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生zui大泄漏耦合的結(jié)構(gòu)所決定的，即由屏蔽zui薄弱的環(huán)節(jié)所決定的。因此進(jìn)行屏蔽設(shè)計時，明確不同頻段的泄漏耦合結(jié)構(gòu)，確定zui大泄漏耦合要素是其首要的設(shè)計原則。
在三類屏蔽中，磁屏蔽和電磁屏蔽的難度較大。尤其是電磁屏蔽設(shè)計中的孔縫泄漏抑制zui為關(guān)鍵，成為屏蔽設(shè)計中應(yīng)重點考慮的首要因素。

圖4 典型機(jī)柜結(jié)構(gòu)示意圖
根據(jù)孔耦合理論，決定孔縫泄漏量的因素主要有兩個：孔縫面積和孔縫zui大線度尺寸。兩者皆大，則泄漏zui為嚴(yán)重；面積小而zui大線度尺寸大則電磁泄漏仍然較大。
圖4所示為一典型機(jī)柜示意圖，上面的孔縫主要分為四類：
● 機(jī)箱（機(jī)柜）接縫
該類縫雖然面積不大，但其zui大線度尺寸即縫長卻非常大，由于維修、開啟等限制，致使該類縫成為電子設(shè)備中屏蔽難度zui大的一類孔縫，采用導(dǎo)電襯墊等特殊屏蔽材料可以有效地抑制電磁泄漏。
該類孔縫屏蔽設(shè)計的關(guān)鍵在于：合理地選擇導(dǎo)電襯墊材料并進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃慰刂啤！?通風(fēng)孔
該類孔面積和zui大線度尺寸較大，通風(fēng)孔設(shè)計的關(guān)鍵在于通風(fēng)部件的選擇與裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在滿足通風(fēng)性能的條件下，應(yīng)盡可能選用屏效較高的屏蔽通風(fēng)部件。
● 觀察孔與顯示孔
該類型孔面積和zui大線度尺寸較大，其設(shè)計的關(guān)鍵在于屏蔽透光材料的選擇與裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
● 連接器與機(jī)箱接縫
這類縫的面積與zui大線度尺寸均不大，但由于在高頻時導(dǎo)致連接器與機(jī)箱的接觸阻抗急劇增大，從而使得屏蔽電纜的共模傳導(dǎo)發(fā)射變大，往往導(dǎo)致整個設(shè)備的輻射發(fā)射出現(xiàn)超標(biāo)，為此應(yīng)采用導(dǎo)電橡膠等連接器導(dǎo)電襯墊。
綜上所述，孔縫抑制的設(shè)計要點歸納為：
● 合理選擇屏蔽材料；
● 合理設(shè)計安裝互連結(jié)構(gòu)。