屏蔽室和屏蔽小室的屏蔽效能測試問題。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。
屏蔽效能測試
　　屏蔽室或屏蔽小室的屏蔽效能測試或性能測試是安裝的zui后階段，這也可能是zui重要的階段。不幸的是，測試過程被認(rèn)為是麻煩的或在某種程度上被認(rèn)為是不可思儀的。事實上，屏蔽效能測試很簡單，并與ＭＩＬ－ＳＴＤ－２２０也就是插入損耗測試標(biāo)準(zhǔn)是一致的。主要的區(qū)別在于測試所用的設(shè)備不同。
　　屏蔽效能測試基本上等同于電子測試設(shè)備的校準(zhǔn)。與測試設(shè)備一樣，當(dāng)屏蔽小室的屏蔽效能降低時就需要對其進(jìn)行校準(zhǔn)。
　　當(dāng)校準(zhǔn)屏蔽小室或測定屏蔽小室的屏蔽效能時，要使用輻射測試技術(shù)。所幸的是美國軍方和安全部門已建立了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)描述了特定頻率和測試場地條件下的測試方法、設(shè)備和測試過程。這些測試過程經(jīng)過微小的調(diào)整，就能應(yīng)用于任何屏蔽小室的安裝，并滿足用戶要求。
　　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　６５－６。這些文件描述了對設(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。
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　ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５和ＮＳＡ６５－６對衰減的要求

　 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
　　ＮＳＡ６５－６可能是關(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。
測試大綱
　　先不考慮具體采用哪個測試標(biāo)準(zhǔn)或程序，為了讓zui終用戶充分了解測試過程，需要制訂測試大綱。測試大綱也能保證用戶的要求得到滿足。如果內(nèi)部需要涂覆，用戶可以有兩種選擇。頻率和衰減量也可以調(diào)整。
　　除了在頻率點的數(shù)目和測試點位置上有所不同，ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５和ＮＳＡ６５－６之間的一個主要區(qū)別是在測試過程中磁場天線的方向。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５規(guī)定，環(huán)狀天線應(yīng)垂直放置在屏蔽表面（平面的），而ＮＳＡ６５－６要求環(huán)狀天線平行地（同軸的）放在屏蔽場的表面。
　　為了幫助理解測試過程，下面給出一個常規(guī)的測試大綱。
測試程序
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。
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：　　　　　　　　　　測試罰人　　　　　　　　　
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一致。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。
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一致。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。
４　測試點位置
　　測試點位置包括以下一些區(qū)域：
　　ａ.門的邊框；
　　ｂ.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）；
　　ｅ.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