暗室设计范文

暗室设计范文（精选9篇）

暗室设计 第1篇

随着电子技术的日益发展, 微波暗室已被更多的人了解和应用。微波暗室是利用吸波材料来制造一个封闭空间, 能够屏蔽外界电磁干扰、抑制内部电磁多路径反射干扰、对来波能够几乎全部吸收的相对寂静的电磁测量环境[1]。如何给测试人员提供一个相对舒适的环境, 乃至洁净的测试环境, 对暖通设计人员提出了更高的要求。

2 微波暗室的概念及特点分析

微波暗室也叫全电波暗室 (FullyAnechoicChamber, 简称FAC) , 用于模拟自由空间环境。微波暗室的最明显感观是在暗室屏蔽结构内侧的6个面均铺设有吸波材料, 其目的是将所有反射波 (包括绕射、散射波) 减少到最低程度[2]。

根据测试距离天线到测试产品的距离, 微波暗室有3m, 5m, 10m, 30m等。其顶棚、墙面、地面布置有吸波材料。暗室由屏蔽壳体、屏蔽门、通风波导窗及各类电源滤波器等组成。微波暗室对温湿度的要求不高, 主要是基于对人员的舒适性考虑, 常见的有25±3℃, 相对湿度40%~60%或23±3℃, 相对湿度40%~60%, 即满足普通舒适性空调需求即可。也有少数对净化级别提出要求的, 比如达到ISO9级要求。

微波暗室的吸波材料具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能, 常见的主要材料是聚氨酯吸波海绵SA、ZXB、AXB等。其中, AXB型吸波材料保持了聚氨脂泡沫吸波材料的吸波性能, 同时, 具有大功率承载能力、安全环保、洁净卫生、结构稳定等显著特点。该材料为无机型载体, 按照GB/T2406—93《塑料燃烧性能试验方法·氧指数法》检测材料, 氧指数60%以上, 符合GB 8624—1997《建筑材料燃烧性能分级方法》要求, 是B1级难燃材料。此外, 吸波材料自身对环境无污染, 无报废二次污染处理之忧, 是环保型吸波材料。材料化学性能稳定, 无异味, 无有害气体放出, 无粉末脱落, 无掉色现象, 不吸潮, 洁净度可达10万级[3]。

3 污染物的来源和发尘量

污染物来自室外尘源和室内尘源。室外尘源主要是大气尘, 通过空调系统、门窗开启、缝隙渗透等进入室内。

室内产尘主要来自于室内人员和建筑表面、工艺设备运转等。在洁净室中, 人的产尘量是相当主要的, 并且人员活动与静止时的产尘量相差极大。对于普通洁净室来说, 来自设备的尘源可考虑通过局部排风消除, 不流入室内;产品、材料等再运送过程中的发尘与人体发尘量相比, 一般极小, 可忽略。就笔者接触到的微波暗室来看, 基本上没有产尘设备。此外, 对于普通高度的洁净室, 按8m2地面的表面发尘量相当于一个人静止时的发尘量[4]。根据参考文献[5], 微波暗室的室内单位容积发尘量可按人体活动综合强度分类中的第二类来看, 即大部分人出于静止状态, 少部分人员出于活动状态。人员发尘量取3×105PC/ (min·人) 。常见的建筑材料发尘量取1.25×104PC/ (min·m2) 。但是, 高大的微波暗室洁净室尘埃粒子的产生和分布, 表面发尘所占的比例应有所增加。尤其是建筑表面敷设的吸波材料的发尘量缺乏权威的数据支持, 更需要在安全系数上予以适当考虑。

4 微波暗室的气流组织

4.1 普通温湿度要求的微波暗室

对于普通的微波暗室, 其温湿度要求与一般的舒适性空调吻合。设计时可按照不小于5次/h的要求计算送风量, 对于高大空间, 则按照冷负荷、送风温差确定送风量。微波暗室可采用侧送顶回、侧送侧回、顶送顶回等多种送风方式。微波暗室的发热量不大, 主要的发热设备通常置于独立的控制室内。

4.2 有洁净要求的微波暗室

有洁净要求的微波暗室主要考虑的是室内空气的洁净度, 温湿度并无特别之处。

微波暗室的洁净度要求不高, 为非单向流洁净室。对于非单向流洁净室, 根据进出洁净室的灰尘量平衡原理, 忽略不同气流间的密度差, 则有在dt时间内, 洁净室内含尘浓度的变化=进入的含尘浓度-排出的浓度[6,7]。

微波暗室洁净室模型见图1, 过滤器的计数效率曲线例见图2。

整理后得出

式中, Nt为某时间t (min) 洁净室的含尘浓度, 粒/L;N为洁净室稳定含尘浓度, 粒/L;N0为为室内原始含尘浓度, 即t=0时的含尘浓度, 粒/L;V为洁净室容积, m3;G为洁净室的单位容积发尘量, 粒/ (m3·min) ;M为大气含尘浓度, 粒/L;S为回风量对送风量之比;η为过滤器的效率, 下标1, 2, 3分别表示为初、中、高效过滤器的过滤效率, 下标n为新风通路上的过滤器效率, ηn=1- (1-η1) (1-η2) (1-η3) , r为回风通路上的过滤器效率ηr=1- (1-η1) (1-η2) (1-η3) 。

对式 (2) 进行分离变量, 并代入初始条件, 即t=0时, Nt'=N0, 整理后可得洁净室含尘浓度瞬态公式为:

当t→∞时, Nt达到稳定状态, 稳态公式为

5 工程设计实例

某微波暗室工作频段为1~40GHz, 屏蔽课题的外轮廓的长、宽、高分别为36m×20.35m×16.4m (其中0.4m位于地下) 。暗室要求达到ISO9级净化要求, 温度为23±3℃, 湿度为40%~60%, 正压维持在10Pa。室内工作人员14人。

5.1 送风量的确定

对于ISO9级的微波暗室, 考虑空调机组设粗效、中效、高效, 末端不设置过滤器。根据计算可得

式中, q为单位面积洁净室的装饰材料发尘量, 粒/ (min·m2) ;H为洁净室高度, m;q'为人员发尘量, 粒/ (P·min) ;P为洁净室人数;F为洁净室面积, m2。

对于0.5μm的尘粒, 查图2粗效η1=0.05, 中效η2=0.7, 高效η3=0.9995, 取大气含尘浓度M=300000粒/L, 将上述参数代入式 (4) , 并取Nt=17600, 求解可得n=0.02次/h

根据洁净室送风量取保证空气洁净度等级的送风量, 根据热湿负荷计算确定的送风量以及向洁净室内供给的新鲜空气量三者中的最大值。其中新鲜空气量按1次/h换气量计算可得11721m3/h, 按消除负荷确定的送风量为25 140m3/h, 考虑到一定的安全系数, 取送风量为45 290 m3/h, 即为4次/h的换气次数。考虑到微波暗室的气密性严格, 故设置1台变频排风机用于控制室内压差。排风量按1次/h换气量计算。

5.2 送风口形式

对于ISO9级的微波暗室, 由于暗室本身需要屏蔽可见光和其他波长的电磁波, 送回风均通过通风波导窗送入室内。考虑到空气密度的大小, 采用下送上回的气流组织方式。在不影响使用和检修的3个侧面均设置了送风波导窗, 安装高度1.5m。顶部设置若干回风波导窗和排风用波导窗。风口布置见图3。

5.3 空调原理图

考虑到微波暗室空调系统应对室内人员、设备变化具有一定的可调节性, 在空气处理时采用了二次回风系统, 减少再热量, 以实现节能。加湿采用干蒸汽加湿以满足室内湿度要求。空调原理见图4。

6 结语

对于洁净要求不高的高大微波暗室, 根据计算可适当降低换气次数, 满足国家标推荐换气次数的30%~50%即可。但是由于缺乏暗室内吸波材料发尘量的相关数据, 并且由于该行业的特殊性, 笔者在设计初期无法获得有力的数据支持, 只能一味增大保险系数, 有可能使得空调系统过大, 从而增加了系统的造价。希望今后能通过对微波暗室的实测, 获得更具说服力的数据。

摘要：针对微波暗室的温湿度特点、产尘情况, 分别介绍了洁净和非洁净微波暗室的空调设计要点, 并以洁净度9级的某高大微波暗室为工程实例, 从送风量的计算、风口的布置以及空调系统的确定进行了论述。

关键词：微波暗室,含尘浓度,波导窗

参考文献

[1]耿道田.微波暗室建设的探索与实践[J].实验室研究与探索, 2002 (21) :79-81.

[2]林兆楠.5m法全电波暗室射频性能评测方法及影响因素分析[J].中国无线电, 2012 (5) :54-56.

[3]刘本东.新型微波暗室吸波材料——AXB型吸波材料[J].微波学报, 2006 (22) :217-220.

[4]许钟麟.洁净室设计[M].北京:地震出版社, 1994.

[5]全国勘察设计注册公用设备专业管理委员会秘书处.全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材 (第三版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2013.

[6]刘俊杰, 尹维友, 刘世超.非单向流洁净室换气次数的计算方法[J].天津大学学报, 2012, 45 (11) :987-993.

[7]许钟麟.空气洁净技术原理第三版[M].北京:科学出版社, 2003.

“暗室宗师”陈石林 第2篇

陈石林15岁就在照相馆当学徒，还在南京当时最大的摄影公司工作过，因为表现出色，他被老板介绍给张大千、杨延修等进步人士，不但学到了娴熟的技术，还接触到进步的思想。1950年，陈石林毅然从台湾回到北京，报效祖国。

陈石林虽然从来没有为毛主席拍过照片，但他亲手制作了4版毛主席标准像，从1960年到今天悬挂在天安门城楼上的毛主席巨幅画像都是以他制作的第三版、第四版标准像为摹本绘制的。而百元人民币、《毛泽东选集》封面上的主席像则分别来自他制作的第一版和第二版标准像。

由于当时客观条件的限制，毛主席的标准像都是陈石林从原版照片中一点一点“抠”出来的，经过修剪、翻拍等多道工序制作而成。1959年9月底，新华社两位摄影师前往中南海拍摄毛主席的标准像。胶卷冲出来后发现光线、背景都很不理想。人们急忙找来陈石林，他在修饰照片的过程中，坚持照片的真实性不能改变，眼神、笑容不能改变，终于成功地制作出毛主席标准像的第三版。

在2007年的一次影像专场拍卖中，一张毛主席的照片拍出了72.6万元的高价，这张照片得到收藏界认可，最重要的原因是照片的背后有陈石林当年写的一段话，证明了这张照片是当年制作天安门城楼毛主席像的照片母本。

一种经济型小型微波暗室的设计方案 第3篇

微波暗室是实验室条件下保证雷达全系统工作和保护人员安全的必备条件。为满足机载雷达在实验室条件下全功率辐射的实际需要, 很多一线工作场所需要建设全屏蔽的微波暗室。建设可以完成雷达远场测试的大型微波暗室, 在很多时候不是完全必要的, 特别是对一般雷达用户而言, 往往只需要完成基层级和中继级维修, 即完成雷达在实验室条件下的全状态检查与测量、天线的辐射检查与测量、微波通道的驻波比等参数测量, 不需要测量天线的方向图, 在此情况下, 完全可以建设一种小型经济的全屏蔽的微波暗室。此类暗室的设计空间不需要将整套雷达设备和检测设备容纳进去, 而只需容纳扫描器和辐射天线, 并能使天线正常扫描即可。这里提出了一种经济实用的小型微波暗室设计方案。

1结构与屏蔽设计

由于微波暗室主要用于雷达的全功率辐射时微波能量吸收以及微波通道的参数测量, 因此, 暗室的空间以能容纳天线扫描器的正常扫描为宜。如:若天线尺寸为1 200×700mm 2, 则暗室在装完吸波材料后的净空间1 800 (长) ×1 800 (宽) ×2 500 (高) mm 3即可。结构形式可以采用外墙用砖混结构, 内部用金属板构建屏蔽室;也可以先构建内金属屏蔽室, 然后在外层装饰其他墙面材料。

机载雷达发射平均功率一般较高, 通常可达到400W以上。因此, 为保护实验室仪器设备的安全和工作人员的安全, 必须对雷达辐射的强功率电磁波进行吸波衰减和屏蔽。

屏蔽的基本方法有组合型和焊接型。组合型由墙板和使墙板连接的夹具组成, 墙板可以采用两面覆盖镀锌薄层的胶合板或镀锌的钢板, 夹具使墙板安装成一个整体, 并保证了墙板的导电连续性。焊接方法是由钢板或铜板经焊接而成的密封体, 对微波频段, 要求焊接工艺精密, 同时焊接型结构造价高。对全屏蔽室除需要有通道门外, 还需要有散热波导窗、电缆通道、天线安装平台等。

屏蔽室的屏蔽效果可由屏蔽性能来定义, 对不同频率, 屏蔽性能要求不同, NSA 65-6标准中定, 1GHz的平面波和10GHz的微波其屏蔽性能达到100dB。本方案采用六面钢板焊接屏蔽结构具体结构见图1。

由于雷达在全功率辐射时能量被吸波材料所吸收并转化成热能, 因此在屏蔽室壁上开有两个波导通风窗用于散热。

2吸波性能的设计

2.1照射功率密度的计算

暗室的吸波能力主要体现在六个壁上所粘贴吸波材料的能吸波能力。吸波材料的选择则必须依据雷达辐射到六面壁上最大功率密度。阵列天线辐射功率密度的表达式[2]为:

$S=\frac{{\rm P}{}_{\text{i}\text{n}}D(\theta ,\phi )\epsilon {}_L(1-|\Gamma |{}^2)}{4\text{π}R{}^2}$ (1)

(1) 式中Pin表示天线输入功率, εL为效率因子, D (θ, φ) 为天线的方向函数, Γ为天线反射系数, R离天线的距离。

对均匀幅相照射的平面口径天线, 其最大方向性为:

$D{}_{\max }=4\text{π}\frac{A}{\lambda {}^2}$ (2)

(2) 式中A为天线面积, λ为工作波长。

此时, 若再考虑天线的口径效率εA和传输效率εT, 则距平面口径天线R的处最大辐射功率密度的表达式为:

$S=\frac{{\rm P}{}_{\text{i}\text{n}}D{}_{\max }\epsilon {}_L(1-|\Gamma |{}^2)}{4\text{π}R{}^2}=\frac{{\rm P}{}_{\text{o}\text{u}\text{t}}\epsilon {}_L\epsilon {}_A\epsilon {}_{{\rm T}}(1-|\Gamma |{}^2)A}{R{}^2\lambda {}^2}$ (3)

对偏馈椭圆抛物面天线, 若喇叭馈源中心距离抛物面中心的距离为R1, 喇叭照射到抛物面上最大功率密度的表达式为:

S1=Poutε通道G喇叭ε照射ε匹配/4πR${}_1^2$ (4)

(4) 式中Pout为发射机输出功率, ε通道为传输通道效率因子, G喇叭为喇叭馈源增益, ε照射为喇叭馈源照射到抛物面上的效率因子, ε匹配为天线辐射效率因子。

无论对何种类型的天线, 只要导出辐射功率密度表达式, 即可根据雷达实际数据, 求出需要吸收的最大功率密度。

例如若一部机载雷达其发射机输出功率为800 W, 天线采用偏馈椭圆抛物面天线, 尺寸为1 200×700 mm2, 射频传输通道的效率因子为0.6, 喇叭馈源增益为10, 喇叭馈源照射到抛物面上的效率因子0.9, 天线辐射效率因子0.98, 馈源距抛物面的距离为0.5 m, 抛物面口面距离最近吸波壁为1 m。则吸波壁上受到辐射的最大功率密度可有 (4) 式求出:

S1=Poutε通道G喇叭ε照射ε匹配/4πR2=

800×0.6×10×0.9×0.98/ (4×3.14×0.52) =

1 348.28 W/ m2。

本方案中由于天线是转动辐射, 且距吸波材料的距离不超过1 m, 因此S1可以近似看着口面场的在吸波墙处的辐射功率密度。

2.2材料的选择

由于天线是旋转扫描辐射的, 因此希望暗室六个壁的散射电平要满足一定要求, 对雷达参数检测而言, 散射电平必须低于雷达天线的驻波要求的反射电平, 并且是满足在多个转角条件下的回到天线中的散射电平低于天线自然辐射时的反射电平。因此, 必须在屏蔽室的六面敷设吸波材料, 且吸波材料在吸收微波能量并转化为热能后, 应不导致吸波材料性能发生化学变化, 更不允许自燃。

目前, 市场上用于暗室吸波的材料主要有宽带吸波类、对消吸波类、铁氧体和锥形混合类等几种[3]。不同类型材料具有不同的特点。宽带吸波材料是由泡沫基材制成的锥形或斧形吸波材料, 由于其形状特点使得从锥尖到锥底对入射波形成逐渐变化的阻抗变换, 因此具有较小的反射, 且有很宽的频带, 在典型带宽内的反射性能低于-50 dB;对消吸波材料采用三层结构, 入射波从材料底层反射回来通过介质到达表层时和直接从表层反射的电磁波反相, 从而减少反射, 此类材料在窄频带具有较好性能, 厚度薄, 典型的插损可达-20 dB;铁氧体和锥形混合吸波材料主要用于电磁兼容测试室, 此种情况下不需要有很低的反射电平, 且可以在很宽的频带范围内具有优良的特性, 在X波段插损可达-45 dB。暗室地面由于要承重, 吸波材料可选用多层蜂窝夹芯结构, 其厚度可根据反射性能要求增减, 市场上已出现反射性能达-50 dB且高度不超过180 mm的新型多层蜂窝夹芯吸波材料。

根据以上对吸波材料的分析和实际辐射到暗室壁上的功率密度, 本方案四面墙及顶部选择吸波性能良好、功率承受密度为1 500 W/ m2的SA—300型锥形材料;地面则采用新型结构、难燃、耐高功率、单位平方米承重达5 t、高度为180 mm的多层蜂窝夹芯型微波吸收材料。

2.3吸波材料的粘贴

吸波材料的粘贴可选用401强力胶, 其工艺流程:

(1) 以屏蔽室轴线为基准, 按吸波材料底部尺寸, 找出垂直、水平点, 用木斗弹出分路线, 检查验收合格后, 再进行吸波材料粘接。先粘接顶部, 安装从上往下进行, 这样能防止连接时少量黏剂滞漏吸波材料表面上, 影响整体美观。

(2) 粘贴前先将墙体上残余物体清除干净, 提前24 h准备粘接。

(3) 粘贴时先在墙体上刷一次强力胶 (适量) , 待约20 min后刷第二次强力胶 (适量) 将吸波材料底部 (粘接面) 清除干净后刷强力胶 (适量) 根据室内温度待强力胶基本干后同墙体粘接。粘接时, 每块吸波材料均粘到方格线内, 用专用工装辅助定位, 使吸波材料安装后排列整齐美观。

(4) 屏蔽门内壁上粘贴同样吸波材料, 工艺流程墙体相同, 需要注意的是铰链处要完全用吸波材料覆盖好。

(5) 拐角与棱边的处理。暗室中拐角及棱边虽不在主要位置上, 但处理不当, 同样会影响吸波性能。当天线作扫描运动超过±40°时, 因棱边材料处理不当, 皆时会出现较大的驻波包络起伏, 因此, 暗室中的拐角及棱边部位应选用均匀过渡式的锥形材料以减少对静电区特性的影响。

参考文献

[1]吕文红, 郭银景, 唐富华, 等.电磁兼容原理及应用.北京:清华大学出版社, 2008

[2][美]Mailloux R J.相控阵天线手册.南京电子技术研究所译.北京:电子工业出版社, 2007

给生命留一间暗室 第4篇

二十岁左右的时候，我们还有远大的理想，立志要成为某个方面的专家、权威什么的。步入社会后，有很多宝贵的时间是在为稻粱谋。当青春渐渐远逝，我们发现，属于我们的时间越来越少，理想也越来越小，小到只是一套房、一部车、一个职称、一个某某级待遇……

生命需要留一间暗室，因为人生总会有寂寞时。有一首诗是这样描写寂寞的： “独自回到家中．望着窗外慢慢暗下去的暮色，无所事事，拿起书，翻了一页又一页，却不知道读了什么；打开电视机，频道换来换去，没有一个感兴趣的节目；拿起手机，却不知道该拨给哪一个人。”这种寂寞和孤独人人都会经历，即使你不可一世，在位时前呼后拥，退位后，还得体验人走茶凉。更何况，生命本身就有局限，纵是天生爱好繁华，有些热闹场所也不是人人皆能登堂入室。欲效梅花香千里，须经严冬霜雪寒。古来圣贤皆寂寞，寂寞的不是成名后的“高处不胜寒”，而是探索之路上的“前不见古人．后不见来者”，是理想动摇时的“相看两不厌。只有敬亭山”和“天生我才必有用，千金散尽还复来”的自信和坚定。守得寂寞，躬耕南阳的孔明才有资格让刘备三顾茅庐， 《资本论》这样的宏篇巨作才得以横空出世，江边独钓的姜子牙八十岁还会有拜相的机会。

生命的暗室是如此的寂寞。结庐在人境，而无车马喧。它似乎是隐者看透社会之后的消极避世。或者是性格内向的孤独者的无奈选择。实则不然，生命的暗室是提炼学识，升华自我的场所。守得住暗室寂寞的人，更能看淡尘世的纷争。与人相处，游刃有余；关上大门。坦然享受孤独。这是生命暗室中的独有境界。不长期沉入其中，无法体验。

很多人也曾在生命的暗室里苦苦追寻，做出一些小小业绩，却因耐不住外界的诱惑，慢慢地把注意力转向生活琐碎。这种中道自废的事情，每一个人身上都可能发生。走进生命的暗室需要勇气，耐得住暗室里的寂寞，更需要韧性。遗憾的是。很多人都是在已经很接近成功的时候把自己逐出门外。就像横渡英吉利海峡的职业游泳家，因为水面上雾大，看不到彼岸，在离终点只有十几米的地方主动放弃挑战，爬上了保护船。

EMI测试中虚拟暗室的使用 第5篇

虚拟暗室技术是在普通环境下进行电磁骚扰发射测试和电磁干扰诊断的一项新的技术。在实际中进行电磁骚扰发射测试时,如果受客观条件所限使实验无法在标准规定的实验场地而必须在现场进行时,需要考虑环境和设备发射信号的交调影响[1]。此时,通过改进实验方法和设计背景抑制手段,可能会在一定程度上降低背景的影响,但这不仅会增加测试人员的压力、提高实验难度,而且往往达不到预期的效果[2],虚拟暗室系统为此提供了一条新的解决途径。考虑到在实际很多情况下需要进行现场测试,虚拟暗室系统设置了背景滤除模式和干扰源定位模式以分别满足不同的应用需求。从效费比上看,相对于传统意义上的屏蔽室、微波暗室、GTEM室等,虚拟暗室系统造价低廉,操作简单、使用方便、便于运输,可以随时随地为现场测试提供虚拟的暗室环境,使测试结果与在实际暗室中的结果相一致。因此,可以作为实际测试中真实暗室的一种替代方案而被采用。作为一套新新的理论和一项新的技术,虚拟暗室的应用价值还需要经过实践的检验。为此,本文设计了实验,采用CASSPER公司的虚拟暗室系统,对其背景滤除模式和干扰源定位模式的使用效果进行检验。

1 实验设备

1.1 虚拟暗室系统

虚拟暗室系统的基本组成图如图1所示。具体介绍如下:

① 接收机:含有2个接收通道,4个工作端口,其主要参数指标如表1所示;

② 计算机系统:性质同工控机。主要硬件还有高速DSP卡、网卡、大硬盘等;软件包括:操作系统(XP)、测控软件、通信和接口程序、硬件驱动等;

③ 自配天线:有源拉杆天线,工作频段为,水平极化;

④ 连接电缆。

虚拟暗室系统的主要功能如下:

① 自动测试和数据自动处理。可测试频谱,进行超标分析和相关性分析;

② 具有3种工作模式,即背景滤除、干扰源定位和零跨距扫描;

③ 包含多种标准限值文件,如CISPR标准、FCC等;可以自己定义限值;

④ 输入校准因子后可以自动进行单位制的转换。

1.2 其他装置

除了虚拟暗室系统之外,实验中用到的设备或装置还有:

① 频谱分析仪:工作频段为:25 Hz～18 GHz;

② 电场探头:用于电场发射测试,频段为:300～1 000 MHz;

③ 背景天线:对数周期天线,工作频段为30～1 000 MHz;

④ 受测设备:台式荧光灯、手机;

⑤ 附件:天线架等。

2 实验结果及分析

2.1 背景滤除模式实验

虚拟暗室系统背景滤除模式的工作原理为:双通道接收机的A通道接“设备天线”,用于测量包含了背景信号的设备近场辐射频谱;B通道接“背景天线”,用于测量不包括设备辐射的背景频谱,通过虚拟的第3通道显示背景滤除后的结果。原则上,在使用虚拟暗室的背景滤除模式时,需要满足:

① “设备天线”跟设备的距离与“背景天线”跟设备的距离应至少相差10倍以上,即二者对设备辐射的接收强度应至少相差20 dB以上;

② “设备天线”具有与“背景天线”相同的方向,并采用相同的极化方式;

③ “背景天线”、“设备天线”和设备处于同一直线上。

实验时,没有设置受测设备,只用两个天线测量同一环境下的背景信号以考察虚拟暗室系统对背景的滤除效果。系统自带的有源拉杆天线的工作频段从30～60 MHz,对数周期天线的工作频段从30～1 000 MHz,因此,选择30～1 000 MHz作为实验频段。

系统所测背景滤除前和滤除后的频谱如图2所示。从图2中可以看出,滤除前和滤除后所得的背景频谱近似一致,这说明背景滤除算法属于一种匀性滤除。按照背景滤除模式的工作原理,理想的滤除结果应为一条类似基底噪声形状的谱线。对图2中所得到的滤除结果进行计算可得到最大滤除强度在20 dBμV/m以上,最小会小于0 dBμV/m。从图2中可以看出结果谱线与理想结果有差距,说明并没有得到最好的滤除效果。这可能由以下原因造成:

① 2种天线性能参数的不同所造成的对同一背景测量结果的差异影响了滤除效果;

② 背景滤除算法属于一种匀性滤除,因此对相对强信号的滤除效果不理想;

③ 滤除算法的不完备性,如在某些频点的滤除强度为负值。

2.2 干扰源定位模式实验

虚拟暗室系统的干扰源定位模式的连接可与背景滤除模式的连接保持相同,但A通道和B通道所接传感器可依据实际需要灵活配置。如:可将A通道接近场探头,B通道接背景天线;也可将A通道和B通道都接电流钳,用于对传导骚扰信号做相关性分析。

干扰源定位模式的工作原理是:通过相关性分析,可以区分空间中同频不同源的信号,以相关度大小来表示2个同频点信号属于同一发射源的可能性大小,相关度越大,说明二者属于同源信号的可能性越大。一般情况下,当相关度大小超过时,即可认为两个信号来自于同一发射源。

以台式荧光灯和手机作为受测设备,使虚拟暗室工作于干扰源定位模式下,对2个设备的电磁发射信号进行了测试和相关性分析。实验时,A通道连接近场电场探头测量设备的发射信号,B通道连接对数周期天线测量背景信号。对台灯进行测试时,探头紧贴台灯开关前中央处;对手机进行测试时,探头与手机天线垂直。测量结果表明:对台灯的电磁骚扰信号的相关结果即相关度超过0.6的信号频谱位于500 kHz～1.5 MHz之间,对手机信号的相关结果即相关度超过0.6的信号频谱位于之间。由文献[3]可知:台灯的骚扰信号一般位于150 kHz～3 MHz之间。而手机信号众所周知一般位于900 MHz附近,因此相关结果与实际相符,反映了2个设备产生信号的真实变化,说明虚拟暗室系统的干扰源定位模式结果准确,效果良好。

干扰源定位模式对于实际中的电磁干扰故障诊断非常有用。操作者可以通过比较设备通电前和通电后的2次相关性分析结果,得到设备产生的信号分布在哪些频点上,然后在A通道所测频谱上分析对应频点的幅度是否超标,即可判定该设备是否会对其他设备造成干扰,从而定位干扰源。图2(a)中需要注意的是,在台灯信号附近,空间中还有来自于同一个源的信号,如果在进行电磁干扰故障诊断时这类信号较多,则在分辨设备信号与背景信号时就容易发生混淆,这时,需要仔细比较前后2次的测试结果以使判断更为准确,这里可以借助虚拟暗室系统的打印功能以便更好地进行比较分析。

3 结束语

本文讨论了虚拟暗室系统的组成和使用方法,并设计了实验对其背景滤除模式和干扰源定位模式的应用效果进行了验证。从实验结果看,虽然背景滤除模式起到了滤除的作用,但效果与理想结果是有差距的,要达到最好的效果,还需要在实践中进一步探索和使用;干扰源定位模式则较好地反映了真实信号的特征,可以起到定位作用,该模式在实际的电磁干扰故障诊断中具有较大的应用价值。总之,作为一套新的测试系统,虚拟暗室系统可以切实解决实际测试中面临的一些问题,如果运用得当,也可以得到良好的使用效果;作为一条新的技术途径,虚拟暗室技术还有待于实践中的不断摸索、使用、积累、发展和完善。

参考文献

[1]陈淑凤,马蔚宇,马晓庆.电磁兼容试验技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.

[2]路宏敏.工程电磁兼容[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.

[3]大卫·韦斯顿.电磁兼容原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2006.

射线检测中的暗室处理技术 第6篇

1 显影

显影在整个胶片处理过程中是重要的一步。同一张胶片若采用不同的显影配方和操作条件, 则胶片的感光性能是不一样的。底片的质量指标如黑度、对比度、颗粒都受到显影的影响。

1.1 显影液的组成及作用

显影液主要由四部分组成:显影剂、保护剂、促进剂和抑制剂。显影剂的作用是将已感光的卤化银还原为金属银, 常用的显影剂有菲尼酮、对苯二酚与米吐尔。保护剂的作用是阻止显影剂与进入显影液的氧发生作用, 使其不被氧化, 比较常用的保护剂是亚硫酸钠。促进剂的主要作用是增强显影剂的显影能力和速度, 大多数显影液都是碱性的。抑制剂的主要作用是抑制灰雾, 常用的抑制剂包括苯丙三氮唑。

1.2 影响显影的因素

影响显影的因素除配方外, 还有显影时间、温度、搅动情况和显影液老化程度。合适的显影时间与配方有关, 对于手工处理规定时间为4~6分钟。温度也与配方有关, 手工处理的温度为18~20摄氏度。在显影过程中搅动可以使乳剂膜表面不断地与新鲜药液接触并发生作用, 这样可以使显影速度加快保证显影作用均匀。显影液的活性主要取决于显影剂的种类和浓度以及显影液的酸碱度。

2 停显

从显影液取出胶片后, 显影作用并不立即停止, 胶片乳剂层中残留的显影液还在继续显影, 此时将胶片直接放入定影液则容易产生不均匀的条纹。另一方面胶片中残留的显影液将会污染定影液。

停显液一般为2%~3%的醋酸溶液, 胶片放入停显液后, 残留的碱性显影液被中和, p H值迅速下降至显影停止点, 明胶的膨胀也得到控制。

3 定影

显影后的胶片乳剂层中还有70%的卤化银未被还原成金属银。这些卤化银必须除去才能将显影形成的影像固定下来, 这一过程称为定影。在定影过程中, 定影剂与卤化银发生化学反应, 生成溶于水的络合物但对已还原的金属则不发生作用。

3.1 定影液的组成及作用

定影液包含四种组分:定影剂、保护剂、坚膜剂、酸性剂。其中定影剂是定影液的主要成分, 常用的定影剂为硫代硫酸钠俗称大苏打。定影剂硫代硫酸钠在酸性溶液中容易发生分解析出硫而失效, 所以要使用保护剂来防止这种现象发生。常用的保护剂为无水亚硫酸钠。在定影过程中, 胶片乳剂层吸水膨胀, 容易造成划伤和药膜脱落, 所以需要在定影液中加入坚膜剂。常用的坚膜剂有硫酸铝钾。为中和停显阶段未除净的显影液碱性物质, 通常将定影液配制成酸性溶液, 加入的酸性物质通常是醋酸和硼酸。

3.2 影响定影的因素

影响定影的因素主要有:定影时间、定影温度、定影液老化程度、以及定影时的搅动。定影时间应明显多于通透时间, 为保险则规定整个定影时间为通透时间的2倍。采用硫代硫酸钠配方的定影液所需时间为15min。定影温度规定为16~24℃对使用中的定影液, 当需要的时间为新液所需的2倍时, 即认为失效需更换新液。在定影过程中应适当搅动, 一般没两分钟搅动一次。

4 水洗和干燥

4.1 水洗

胶片在定影后, 应在流动的清水中冲洗20~30min, 冲洗的目的是将胶片表面和乳剂膜内吸附的硫代硫酸钠以及银盐络合物清除掉。推荐使用的条件是16~24℃的流动清水冲洗底片。

4.2 干燥

干燥的目的是去除膨胀的乳剂层中的水分。干燥的方法有自然干燥法和烘箱干燥两种。自然干燥是将胶片悬挂起来, 在清洁通风的空间晾干。烘箱干燥是把胶片悬挂在烘箱内, 用热风烘干, 热风温度一般不超过40℃。

5 结论

暗室处理技术主要过程包括显影、停显、定影、水洗和干燥。其中显影与定影是最关键部分, 除了需要显影、定影液的合乎标准, 同时也需要操作人员的熟练技能。

摘要：本文的主要内容是介绍射线检测中的暗室处理技术, 暗室处理是射线检测过程中重要的步骤包括显影、定影、水洗和干燥。

关键词：射线检测技术,暗室处理,显影,停显,定影

参考文献

[1]强天鹏.射线检测技术[M].第一版.北京:中国劳动社会保障出版社, 2007.[1]强天鹏.射线检测技术[M].第一版.北京:中国劳动社会保障出版社, 2007.

[2]王威强, 吴俊飞.承压设备安全[M].第一版.北京:化学工业出版社, 2008.[2]王威强, 吴俊飞.承压设备安全[M].第一版.北京:化学工业出版社, 2008.

暗室设计 第7篇

船舶电力推进系统是船舶的电力和动力两大系统发展的综合, 它适合于不同种类的船舶。作为船舶主动力系统的综合全电力推进系统由于其高效率、高可靠性、高自动化以及低维护也成为新世纪大型水面船舶青睐的主推进系统。但是船舶电力系统空间有限, 设备分布密集, 系统内的电磁兼容问题十分突出。电磁兼容性能关系着综合全电力推进系统各个功能模块是否运行良好, 是否相互协调好, 从而也关系着整个综合全电力推进系统是否能具有良好的运行状态和优异的工作性能。

由于综合全电力推进系统包括发电、输电、配电、变电、拖动、推进、储能、监控和电力管理等诸多功能, 多系统多功能的复杂性也带来了严重的电磁兼容问题, 因此需要对船舶电力推进系统进行电磁兼容测试。通常标准的电磁兼容测试需要在电波暗室中进行。但是电波暗室室造价昂贵并且需要很大的空间, 电磁兼容测试受时间、空间影响较大, 尤其是电力推进系统功率高, 体积大, 很难进入电波暗室进行测试。

目前的电磁干扰测量一般需要在屏蔽室或者开阔场进行, 但是电波暗室造价昂贵并且需要很大的空间, 并且受限于受试系统的大小, 尤其当设备已经固定在现场后, 不可能进入电波暗室。而开阔场测量为了避免无线通讯, 电台通讯以及移动通讯等的影响则远离市区而引起交通不便。为了解决这个问题, Shinozuka教授提出了在市区内进行电磁兼容测量并消除环境干扰的方法[1]。此方法利用传统EMI测量接收机建立双通道在频域内测量。但是由于测量接收机在整个频率范围内进行步进扫描, 所以如果频率范围需要很宽并且需要精确度很高的时候会花费大量时间。此外, 此方法的应用在Parhami一篇文章中也有详细的阐述[2]。为了加快测量速度, 用于实时EMI (TDEMI) 测量的新方法也被提出[3]。此方法在时域里测量辐射发射并计算其频谱。在这篇文章里, 结合了TDEMI测量节省时间的优点, 提出了在时域测量受试设备辐射信号并去除环境干扰的算法。但此方法不能测量瞬时突变信号。作者曾经利用小波分析的方法对信号分频并设定滤波阈值对环境噪声进行有效的滤波, 从而达到精确测量受试设备辐射信号, 既不必在昂贵的屏蔽室测量也不必去偏远的郊区[4]。针对电磁干扰信号的非平稳特性, 作者研究了基于改进的希尔伯特-黄变换的电磁信号处理方法, 为进一步的电磁测量方法研究提供了研究基础[5]。

本文提出了一种船舶电力推进系统电磁干扰现场测试技术。通过自适应滤波技术和盲源分离算法得到船舶电力系统精确的电磁环境, 保证电力推进系统的电磁兼容性, 具有重要的工程应用价值。

2 自适应干扰对消设计

在船舶电力推进系统中现场进行电磁干扰测试, 首先需要解决的问题就是严重的环境干扰。环境噪声的能量有时甚至要超过电力推进系统本身产生的干扰。因此, 本文设计了自适应干扰对消器进行滤波处理。自适应干扰对消技术将电磁辐射测量问题转化为信号处理问题, 电磁辐射测量中的背景噪声就是通常信号处理中的噪声, 电磁辐射信号即为需要准确测量的有用信号。利用经验模态分解的分频特性将多频复杂信号分解到不同的固有模态函数中, 把多频率的复合信号转化为多个单频率的信号, 基于有用信号与噪声在不同的固有模态函数上有不同的特征, 利用改进的最小均方自适应算法进行干扰对消, 以达到较好的滤波性能[7]。

2.1 自适应干扰对消技术

本文设计的自适应干扰对消系统是将有用信号Sj和背景噪声信号Ij的混合信号作为系统的一个输入, 即n0 j。第二个输入的是背景噪声信号Ij, 即n1 j。首先将非平稳信号进行经验模态分解, 再利用自适应算法进行逐层滤波处理, 将来自测量系统的输出作为原始信号减去参考信号, 图中n0 j和n1 j由于是共源干扰, 所以相互关联, 但与待测设备的辐射信号Sj无关[8]。系统原理图如图1所示。

图1中, 利用两个天线分别测量设备辐射信号和背景噪声。Sj为需要测量的有用信号, 背景噪声为参考输入。通常测量工具测得的设备电磁辐射都会包含环境中的背景噪声, 利用经验模态分解算法 (EMD) 将多频复合信号分解为单频信号, 再利用自适应干扰对消系统进行滤波处理[9]。系统的输出计算式推导如下式:

利用最小均方算法选取正确的比例常数W, 则输出会十分接近有用信号Sj。

2.2 改进的最小均方算法

基于最速下降法的最小均方误差 (LMS) 算法[10]的迭代公式如下:

其中,

表示时刻n的输入信号矢量, 由最接近的L个信号采样值构成。

() () () () 011, , , TLW nωnωnωn-=K

是时刻n自适应滤波器的权系数。L是自适应滤波器的阶数。d (n) 是期望输出值, e (n) 是误差, µ是控制稳定性和收敛速度的参量, 称之为步长因子。

为了更好地应用于自适应干扰对消系统, 提出一种新的变步长算法。在该算法中, 自适应的变化步长是通过对均方误差的估计来调节的, 其权系数的递推公式为:

式中, µ (n) 为步长系数。它的更新表达式为:

并且

式中, 0<α<1, γ>0, 0<β<1。参数γ用来控制算法的失调和收敛时间, 参数β是一指数型权系数参数, 也用来控制收敛时间。一般情况下, µm a x的选择接近标准LMS算法不稳定的步长点, 以提供最大的可能收敛速度。而在稳定状态下, 根据所预期的失调和算法的收敛速度做出一个合适的选择。µm a x的范围为:

其中R为输入信号的自相关矩阵, 即R=E{X (n) X T (n) }。由 (7) 、 (8) 式可知, 这种算法比固定步长的LMS算法更具有优越性:在自适应初始阶段, 自适应系统输出误差较大, 相应的均方误差估计p (n) 也较大, 导致步长较大, 这使得收敛速度加快;当权系数接近最佳值时, 自适应系统输出误差很小, 相应的均方误差估计p (n) 变小, 导致步长µ (n) 减小, 因此在最佳权系数附近产生较小的失调。这里 (10) 式的主要作用是为了防止步长因子由于独立噪声影响或其它原因而产生过大或过小的剧烈变化, 从而避免算法性能变差甚至发散。

改进最小均方误差算法的收敛速度与传统算法对比图如下图所示。

图2中, 下面的绿线表示改进L M S算法的迭代曲线, 上面的蓝线表示传统L M S的迭代曲线。可以看出, 改进的L M S算法大大提高了收敛速度和精度。

2.3 试验数据验证

为进一步验证自适应滤波算法的有效性, 本节对电力系统测得电机的辐射电磁信号进行了分析, 如图3所示。由于存在严重的背景噪声, 有用信号完全被淹没在干扰噪声中, 无法得知设备真实辐射幅值。图4给出了利用本文设计的算法进行实测电磁信号处理的结果。从频域波形对比可以看出, 利用改进自适应干扰对消滤波器进行滤波, 成功滤除信号在30MHz-200MHz之间的线性噪声谱, 大约降低10d B-20d B, 而保存了设备真实的辐射信号频谱。改进自适应干扰对消系统极大保存了信号的局部特征。

3 基于独立分量分析的盲源分离算法

在船舶电力推进系统电磁干扰测试系统中, 多于一个天线以及多个天线, 每个天线记录了受试设备的主要电磁辐射并且混叠了其余背景噪声的信息。由于背景噪声以及干扰, 电磁干扰测试系统的性能严重降低。

3.1 测试系统建模分析

假设有L个天线记录了L个辐射源的辐射以及背景干扰, 第l个天线记录的信号为

其中, sl (t) 是没有其它天线时第l个天线记录的电磁信号。接下来的目标就是从混合信号中分离出sl (t) .以向量形式表示如下:

其中

x (t) 是输入信号的观测向量。为了简单起见, 考虑两通道系统.观测信号可以表示如图5所示。

目标是估计耦合通道响应hl i (t) 并从给出的2×1维观测量x (t) , t=0, 1, L, T-1估计信号s l (t) 。在频域, (15) 式可以表述为

其中, 对于两通道系统,

如果知道hli (t) , s l (t) 就可以通过维纳滤波器恢复。

3.2 ICA-EBM算法

I C A-E B M算法的基本思想就是将求解与W=[w1, L, wN]T有关的I (y1, L, yN) 的极小值的问题转化为一系列子问题, 比如求解与每个分量wn, n=1, L, N相关的I (y1, L, yN) 的最小值, 使问题得到简化。因此, 在更新wn时要保持wm, m≠n不变。为了实现该目的, 将目标函数改写为只与wn有关的函数。因为det (W) 是由向量wn, n=1, L, N张成的空间的维数, 可以通过下式计算:

其中, S为由W中除了wn外的向量张成的空间, hn为与除了wn外W中的所有向量都正交的单位向量。通过 (17) 式, 可以将目标函数改写为只与wn有关的函数:

其中, C为独立于wn的分量, 为保证wn正交于分解矩阵W中其他向量的惩罚函数。假设, 因为混合信号经过白化处理, 可得。根据熵估计计算公式, (18) 式变为:

其中, C1为独立于wn的分量, 系数k为n的函数。针对不同的信号选择不同的测试函数。有如下梯度:

其中, V' (g) 和gk (n) (g) 分别为V (g) 和Gk (n) (g) 的一阶微分。从 (20) 中可以看出, 与wn成线性关系的项对ICA的学习过程没有作用。因此, (20) 中的梯度可以沿wn的单位球面的切平面求解, 从而得到单位球的最陡下降方向:

其中,

显然, 归一化梯度un为正交于wn的单位向量, 并且沿最陡下降方向。可以得到线性寻优算法:

其中, µ>0为步长, un为 (21) 式计算结果。ICA-EBM算法利用 (22) 式的线性寻优算法求解W不同向量的最优值。

通过 (22) 中的通用线性搜索算法可以很容易推导出正交ICA-EBM算法。当约束W为正交阵时, hn自然就与wn成线性关系。因此, (21) 和 (22) 式的线性寻优算法可以简化为:

对W的每个向量更新一次后, 利用对称去相关保证分解矩阵W的正交性, 如下式所示:

如果选择正交ICA-EBM算法的步长为

(24) 式中的线性寻优算法简化为下式:

其中, gk' (n) (g) 为Gk (n) (g) 的二阶微分。显然, (25) 式的线性寻优算法与通用的快速ICA算法类似。实际上, 许多快速盲卷积和分离算法都是线性寻优算法, 比如快速ICA和超指数算法[11], 但收敛速度并不比严格线性寻优算法快。通过处理大量不同种类的信号后可以得出结论, 由于使用了简单的步长控制策略, 与快速ICA算法有时的不稳定性不同, (22) 和 (23) 式中的线性寻优算法具有更佳的鲁棒性。

4 输入信号重构

根据 (20) (21) , 定义两个估计向量如下:

其中P-1表示置换矩阵, 表示对角阵。向量v1 (ω1, ω2) 和v2 (ω1, ω2) 的定义如 (26) 和 (27) , 但为真值.因此, 依赖于估计的精确度, 得到的要么是真值向量, 要么是根进行相应变换和测量的

由两种方法可以得到置换矩阵P, 一种是对角阵, 一种是反对角阵.如果P-1有些元素在反对角线上, 那么的第一个元素为, 而的第一个元素为, 其中λi为Ë的元素.如果的第一个元素是通道1的参考, 可以得到

因此, 如果P-1为反对角阵, 那么估计的模糊度为非平凡阵。通道的频率响应为

如果P为平凡置换矩阵, 通道响应为

因此, 整个传输矩阵

5 电磁干扰测试试验验证

利用实际测试的电力系统电机的电磁辐射, 由两天线分别测试。测试基于独立分量分析估计与信号构算法。通道响应为.电磁信号分别为电力系统电机和变压器的电磁辐射。根据 (1) 式得到输出。利用测试1中的采样累积量估计三次谱, 但是数据段取L=1000.对于每一段, 利用第三节的方法去除中的二次谱。利用线性算法估计的幅度和相位。最终, 利用逆滤波器进行输入信号恢复。图6表示天线1记录的信号, 估计的信号以及输入的真实信号。图7表示另一通道的信号。虽然看起来十分相似, 但两通道中包含的信号能量却完全不同。通过盲源分离算法恢复的信号与原始信号基本相同。处理后信号的信噪比如下:

6 结束语

暗室设计 第8篇

2 014年5月21日, 由国防科技大学四院卫星导航定位技术工程研究中心 (简称“导航中心”) 研发的导航终端无线性能快测平台, 在南京召开的第五届中国卫星导航学术年会上亮相。该平台由集多项专利设计的小型多探头微波暗室、自动化测控评估软件、以及导航信号模拟源、RDSS闭环测试系统等仪器组成, 专门为满足预认证、研发、以及产线质量抽查, 及北斗日常维护的需求而设计, 能够实现和大型暗室同等的测试精度和一致性。

北斗领域目前多数研发工程师使用的仍是为认证设计的大型暗室系统。这些系统不仅造价高昂, 测试速度慢, 而且体积庞大, 建造地点往往远离研发实验室, 给测试带来不便。国防科大导航中心研制的这套系统不仅占地面积小, 高度低, 移动性好, 还兼具小型化、灵活、同等测量精度下测量速度快等突破性优势, 为研发测试提供便利, 完美地解决了这个问题。同时, 其大幅提升的测试速度还充分满足了产线质量抽查的特定需求。

同时, 该快测系统技术已经非常成熟, 应用和推广市场前景广阔, 目前该系统的导航信号源、R D S S闭环、测评软件都已经在星地恒通、成都中森、广州海格等主流用户机研制厂家得到广泛应用。

暗室设计 第9篇

1 电磁屏蔽半电波暗室结构设计

1.1 电磁屏蔽半电波暗室频率范围

电磁屏蔽半电波暗室的工作频率范围主要由国家规定的标准及暗室功能共同决 定。比如为满 足我国颁 布的《GJB152A-97》标准,电磁屏蔽 半电波暗室工作频率必须要确保所选用的吸波材料与屏蔽效能保持一致,并确保在30MHz ~ 18GHz的频率范围之内达到归一化场地率先要求,因此暗室在选用吸波材料时应选用复合型材料。当前我国电磁屏蔽半电波暗室工作频率范围一般在10k Hz ~ 18GHz左右,个别较为特殊的实验室则将40GHz定位频率上限。

1.2吸波材料布置

一般的,我们将天线发射电波经金属面反射至接收天线看作为反射天线对金属面镜像天线直达接受天线,在电波传播过程当中主要起核心作用的为费尔空间区,它主要是以接收天线与镜像天线作为焦点构建一个椭圆的可旋转的球体,一般称之为实效反射区。在此区域内,中心位置、长轴、短轴均可用公式带入并进行计算,其中主要包括若干个反射区,我们将第一阶实效反射区称之为主反射区并在此区域内布置性能良好的吸波材料对于门窗、通风口、监视器、电源箱等辅助设备均布置于主反射区外,全部覆盖吸波材料,确保任何部件均不会暴露于主反射区之中。

1.3 地板与电源

暗室地板作为电波传播的唯一一个反射面,我们必须要做到平整光洁。暗室地板通常是由金属板材无缝焊接制成,整个地板具有良好的导电性能及持续性能,且不能出现超过工作波长0.1缝隙。在接地线与电源线的布置上要统一归于墙角,切忌出现横跨室内的现象。同时,电线应加装金属管与地板良好衔接,最后挂吸波材料。需要注意的是,在金属地面铺装完毕之后最好不要装设塑胶地板、木地板等材料,经大量的研究测试表面。上述地板会对暗室的归一化衰减值产生影响,尤其是在低频状态下影响更大。最后在暗室、控制室的供电系统设计上,要尽量选用不同相位的电源,并让其通过各自的电源滤波器防止由于室内干扰信号通过输电线路传入至暗室当中。

2电磁屏蔽半电波暗室检验

2.1归一化场地衰减 (30MHz~1GHz频率范围 )

发射源发出信号并传送至接收机的过程当中,受场地影响而出现的损耗为归一化衰减值,归一化衰减值能够充分的反映出电波受场地的影响程度。因为电磁屏蔽半电波暗室所模拟的场景为开阔场地,那么电磁屏蔽半电波暗室当中的归一化衰减值就必须要同开阔场情况保持一致,误差±4d B。其次,考虑到电子设备具有一定的尺寸体积,因此在测量归一化衰减值的过程中要尽量注意发射天线的位置。据统计,在实际测量当中一共要在二十类组合条件下测量归一化衰减值,其中发射天线主要有5个位置、2种极化、2中高度。在测量结束之后应将测量结果同理论值相比对,如果误差在±4d B那么则表示合格,便能够在电磁屏蔽半电波暗室中展开具体工作。

在一般情况下,归一化衰减值水平极化时并不敏感,很可能会出现处于理论值±4d B的范围之内,因此我们可以通过先测试后测量的手段。如果出现较大误差,我们首先要排除仪器、测量方法所带来的问题,如果二次测量仍然有较大误差,那么我们应该对电磁屏蔽半电波暗室的结构布置重新进行考虑。通常泡沫尖劈型介质的吸波材料在数十MHz时其吸波性能会明显下降,所以如果归一化衰减值出现低频端超差而高频段达标的现象是正常的。而且归一化衰减值测量本身就具有较多的测量条件,且各类条件均浮动于30MHz ~ 1GHz,所以我们要对每一个频率点的接收天线进行调节,从而寻找到最大值。

2.2场地电压 驻波比试 验法(1GHz~18GHz频率范围 )

在1 - 18GHz辐射骚扰测试场地的验证方法由CISPR 16-1-4给出,在该频率范围内,归一化场地衰减(NSA)的测试方法不再适用。由于18GHz信号对应的波长大约为16mm,对测试天线的位置变化非常敏感,测试天线位置的变化(mm级)能使测得的电场强度波动在d B级造成测量重复性差,1GHz以下NSA的场地验证方法在1 - 18GHz频率范围不再适用。因此国际标准化委员会提出了一种称为“场地电压驻波比”的新验证方法。该方法是在同一测量位的6个离散的测量点上进行测量,而不是对发射截面进行连续扫描。同时使用网络分析仪或者信号源和频谱仪仅以50MHz的步进进行测量,从而通过频域的高密度取样弥补空间的取样不足。根据驻波比测量法在某一单一取样频率点上是无法得到驻波比的最大值与最小值的。所以,应该根据同一测试部位的6个测试点上所有的所有取样频点的测量电场强度结果进行综合比较分析。

图1中测量布点图显示了标准要求的测量配置。测试距离d为测试区域边界与天线参考点之间的距离。

在测试区域内规定了5个测量位置 :相对于高度h1的前部(F)、中部(C)、左部(L)和右部(R),以及相对于高度h2的前部(F)。高度h1位于测试区域的中心,通常为1米。高度h2等于测试区域的内径高度。接收天线的高度总是与发射天线的高度相同,并始终向测试区域的中心位置。

每个测试位置都包含6个测试点,这6个点在40cm的直线长度上不均匀分布。第一个点是距接收天线最近的点,从这点开始,其它的点分别距离应点2cm, 10cm, 18cm, 30cm和40cm。在每个点上进行射频电压和功率的测量。根据式(1)可计算出该测量位置的场地电压驻波比。

每个特定测试位置的电压驻波比结果,就由这个位置的6个点的结果得出。根据测试位置与接收天线间距离的不同,不同的测试位置所对应的场地电压驻波比之间可以有最高6d B的容差。

2.3测试面场均匀性

面场均匀性是为电磁屏蔽半电波暗室进行电磁辐射敏感度测量而制定的指标,进行敏感度测量必须要在被测设备处制造规定参数的场强,然后观察场强是否会影响被测设备的工作性能。因被测设备表面本来就具有定范围,因此我们在被测区域内人为规划了一个1.5×1.5m2的垂直平面,并要求平面场强均匀,即为测试面场的均匀性,具体操作流程如下 :将面场均匀划分为16个点→使用同性场探头测量16点场强并取众数12个→12个值中最大值与最小值> 6d B→测试面均匀→电磁辐射敏感度检测。需要注意的是,在进行均匀性测试过程当中必须要在发射天线与被测设备的地面上铺设性能良好的吸波材料,从而防止由于地面反射而导致的不均匀问题。此外,同性场探头最好采用光纤进行连接,将误差控制在最低。

3 结语