电磁兼容建模与仿真测试场地

电磁兼容建模与仿真测试场地第1页，课件共30页，创作于2023年2月辐射测量中影响测量结果的

主要是场地与天线

台湾省10个实验室(11个场地)按CISPR22(即GB9254)辐射发射测量的比对结果

第2页，课件共30页，创作于2023年2月简要介绍在电磁兼容测量领域中各种主要的场地与天线的参数其目的不在于设计场地或天线重点是正确与合理地使用这些设施或正确地理解通过这些设备的测量结果

第3页，课件共30页，创作于2023年2月第一节测试场地

“场地”是个广泛的概念凡是在其中可以进行辐射发射与辐射抗扰度测试的设施均可称为电磁兼容的测试场地

第4页，课件共30页，创作于2023年2月第一节测试场地

1.开阔试验场2.电磁屏蔽室3.半电波暗室4.全电波暗室第5页，课件共30页，创作于2023年2月1.开阔试验场空旷、水平的地势，应避开建筑物、电力线、树木、围栏等，并应远离地下电缆、管道等。第6页，课件共30页，创作于2023年2月（1）开阔场的无障碍区

●应远离具有较大的电磁波的散射体，●该区域应足够大，使得无障碍区以外的散射不会对场地的测量正确结果产生影响。

第7页，课件共30页，创作于2023年2月(2)场地的电磁环境要求

在国标GB6113.1中建议环境电平应低于测量结果20dB，这样环境就不会影响测量结果。若实际做不到这一点，中国实验室国家认可委员会文件CNAL/AC12中规定了以下四级：第一级：周围环境电平比相应限值低6dB；第二级：周围环境电平中有些发射比相应限值低，但其差值小于6dB；第三级：周围环境电平中有些发射在相应限值之上，这些干扰可能是非周期的(即相对于测试来说这些发射之间的间隔足够长)，也可能是连续的，但只在有限的可识别频率上；第四级：周围的环境电平在大部分测试频率范围内都在相应限值之上，且连续出现。其中，第四级场地不符合要求。第8页，课件共30页，创作于2023年2月(3)场地有效性测量

第9页，课件共30页，创作于2023年2月第10页，课件共30页，创作于2023年2月水平和垂直测得的NSA与理论值相差

不大于±4dB，该场地符合要求。

发、收天线间的电波传输接收信号强度随天线高度变化的测量值

●当接收天线上下扫描时，在某个位置上，接收到的直射波与反射波相位正好相同，幅值相加。此值就是测量的理论值。

NSA：NormalizedSiteAttenuation归一化的场地衰减第11页，课件共30页，创作于2023年2月2.电磁屏蔽室常用的屏蔽材料有钢板、镀锌钢板、铜网以及铜板或铜箔。当前以钢板或镀锌钢板为主。以安装形式分，主要有焊接式与拼装式。●焊接式适合于使用国内材料、国内加工，大型屏蔽室(或暗室)。其结构的屏蔽性能(即除门、通风窗、滤波器之外)可以保持长期稳定。●拼装式适合于在国外加工成为标准件，运抵国内安装。其优点是比较灵活、可以搬迁。但对于其结构的屏蔽性能应在使用较长时间后予以关注、维护；对于其结构的坚牢程度不如焊接式。第12页，课件共30页，创作于2023年2月

拼装式屏蔽室

焊接式屏蔽室

第13页，课件共30页，创作于2023年2月（1）屏蔽效能(ShieldingEffectiveness——SE)定义为：当无屏蔽条件下从一发射源接收的信号强度对屏蔽室内接收信号强度的比值；即当屏蔽体位于发射天线与接收天线之间时的插入损耗。式中：H1

——无屏蔽体时测得的磁场强度，μA/m；

H2

——存在屏蔽体时测得的磁场强度，μA/m；

E1

——无屏蔽体时测得的电场强度，μV/m；

E2——存在屏蔽体时测得的电场强度，μV/m。第14页，课件共30页，创作于2023年2月磁场屏蔽效能的测量

第15页，课件共30页，创作于2023年2月屏蔽室屏蔽效能的推荐测试频率及所用天线

低频段：小环天线9～16kHz，140～160kHz，1400～1600kHz，谐振频段：对数周期天线20～100MHz对称振子天线100～300MHz高频段：对称振子天线0.3～0.6GHz0.6～1.0GHz喇叭天线1～2GHz，2～4GHz，4～8GHz，8～18GHz。第16页，课件共30页，创作于2023年2月中国实验室国家认可委员会(CNAL)在文件CNAL/AC12《实验室认可准则在电磁兼容检测实验室的应用说明》中对屏蔽室的屏蔽效能提出的要求是：0.014～1.0MHz:>60dB;1～1000MHz;>90dB。

第17页，课件共30页，创作于2023年2月（2）屏蔽室的谐振

矩形的六面腔体，其谐振频率式中：μ——腔体内的磁导率，对于真空

ε——腔体内的介电系数，对于真空

a——腔体的最长尺寸，m；

b——腔体的居中尺寸，m；

c——腔体的最短尺寸，m；

i,j,k=1,2,3…..但三者中同时只能有一个为0。

第18页，课件共30页，创作于2023年2月最低谐振频率为：例：12m×7m×6m的屏蔽室其最低谐振频率为24.8MHz第19页，课件共30页，创作于2023年2月3.半电波暗室

第20页，课件共30页，创作于2023年2月(1)吸波材料

泡沫角锥吸波材料泡沫角锥吸波材料:将碳等吸波材料渗入具有连通孔的泡沫中制成。为了改善其防火性能，也需要渗入阻燃材料改善吸波性能，角锥的长度最好能长过最大工作波长的1/4。ex：最低工作频率f=30MHz,则λ=10m,则角锥的长度应达到2.5m，频率越高，则角锥越短，因此适合于高频。第21页，课件共30页，创作于2023年2月已拼合的铁氧体板吸波材料

铁氧体板的吸波材料：多制造成正方形，厚度一般6mm,面积为100mmX100mm，铁氧体材料可工作的频率一般在1GHz以下，1GHz以下的电波暗室贴敷铁氧体材料会比泡沫角锥材料节省大量空间。第22页，课件共30页，创作于2023年2月复合吸波材料

第23页，课件共30页，创作于2023年2月复合型吸波材料：利用了角锥泡沫材料与铁氧体板的优点，将泡沫角锥贴在铁氧体板上面制成的，对高频范围，靠角锥材料吸波，对较低频率，则依靠铁氧体，既减小了材料的高度，也保证了暗室的吸波特性。第24页，课件共30页，创作于2023年2月全部挂铁氧体板的电波暗室(例)

第25页，课件共30页，创作于2023年2月(2)归一化场地衰减

半电波暗室的主要指标仍为归一化场地衰减。其测试原理与方法基本上与开阔场相同。主要的不同点在于，发射天线的位置应放在转台的中心以及前后左右共五个位置，并且每种极化均需在两个高度上进行。即对于每个频点应测量20个数据。在有关标准中提供的理论计算值，在30～1000MHz频率范围内共27个频点。则总测量数据为540个，每个数据均需将接收天线在高度上至少扫描一次。合格判定仍为±4dB准则。第