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GJB 2117-1994 横电磁波室性能测试方法

  中华人民共和国国家军用标准FL 0122 GJB 2117-94 横电磁波室性能测试方法Method for performance measurement of TEM cell 1994-09-12 发布 1995-05-01 实施国防科学技术工业委员会批准 中华人民共和国国家军用棉准横电磁波室性能测试方法GJB 2117-94 Method for performance me 困 urement of TEM cell 1 范围1. 1 主题内容本标准规定了横电磁波室 (TEM cell) 电性能的测量。横电磁波室包括对称型横电磁波室、不对称型横电磁波窒 (ATEM ce ll)和吉赫横电磁波室 (GTEM cell) 。1.2 适用范围本标准适用于横电磁波室的技术鉴定、生产定型和交收试验,并可指导横电磁波室的研制。2 ~I }fj文件GB 6113 电磁干扰测量仪GJB 72 电磁于扰和电磁兼容性名词术语3 定义3. 1 术语除本标准规定的术语外,其他术语符合 GJB 72 0 3. 1. 1 临界频率 (critical frequency) 在横电磁波室内,当阻性匹配负载性能下降、吸波材料的吸收性能欠佳时所呈现驻波比偏大的频率过渡范围,通常以该范围内驻波比最大的频率表示。3. 1. 2 试验区 (test volum) 横电磁波室工作区内,场强不均匀性在规定值以内的区域称试验区,其中场强不均匀性在土 ldB 内的区域称精确试验区。3. 1. 3 传输损耗 (transmission loss) 横电磁波窒输入端口和输出端口信号电平之差 (dB) 。3. 1.4 屏蔽效能 (shielding effectiveness) 横电磁波室端口馈入激励信号后,试验区中心场强 E ,与横电磁波窒 1m 处泄漏场强综合值 E ,之比,即SE = 州 2 .. ...(1) 式中 :SE- 一屏蔽效能, dB;国防科学技术工业委员会 1994-09-12 发布 1995-04-01 实施 GJB 2117-94 E 。 试验区中心的激励场强, V/m;E , 一距横电磁波室壁面外侧 1m 处泄漏场强的综合值, V/m 。Et=tZR1 .. 式中 3 乱, 距横电磁波室壁面外侧 1m 处第 i 个测试点的泄漏场强值, V/m 。4 般要求4. 1 基本要求4. 1. 1 在进行横电磁波室电性能测量时,应根据测量要求,选用测量仪器和附件的工作频率范围、输出功率(信号源) ,以及灵敏度(接收机)。4.1.2 测量时所用的连接器和连接用同轴电缆的阻抗为 500 ,与横电磁波室相匹配。4.1.3 测量仪器与横电磁波室间的连接电缆应尽吁能短。42 环境条件4.2. 1 因横电磁波室具有较好的屏蔽效能,测量时对电磁环境电平没有要求。但测量仪器不、应受周围环境的电磁干扰影响。5 详细要求5. 1 输入瑞电压驻波比的测量5. 1. 1 适用范围本测量方法适用对称型横电磁波室、不对称型横电磁波室和吉赫横电磁波室输入端电压驻波比 (VSWR) 的测量。5.1.2 测量仪器、装置及其要求a. 所用网络分析仪的工作频率范围应满足驻波比的测量要求,其最低测量频率不高于300kHz 0 b. 允许采用符合测量要求的射频阻抗分析仪或标量网络分析仪、矢量电压表等。C. 在没有上述仪器时,亦可用信号源 射频电桥或信号源 驻波电桥进行测量,其工作频率范围应满足横电磁波室〈或吉赫横电磁波室〉的驻波比测量要求。有争议时,以网络分析仪测量结果为准。5.1.3 测量条件a. 横电磁波室终端应接上标称功率符合实际使用要求的、 VSWR 运1. 1 的匹配负载。b. 网络分析仪输入端口所用连接电缆应尽可能短,最长不大于 1moC. 横电磁波室内所有配件(包括放置受试设备的转台或绝缘垫块)应按正常使用情况配置就位。d. 横电磁波室内不放置受试设备,门应关闭锁紧。5. 1. 4 测量程序2 a. 网络分析仪应连同其输入电缆,包括转接器一起校准。b 按图 1 连接网络分析仪与待测横电磁波室。 GJB 2117-94 图 I 测量横电磁波室电压驻波比的配置...__ .. 试验区C. 网络分析仪扫频范围通常置于 300kHz~lGHz ,测出横电磁波室输入端的反射系数频率曲线。如有需要还应测出吉赫横电磁波室在 1GHz 以上的电压驻波比。d. 必要时应缩小扫瞄频率间隔,精确测出横电磁波室最低的几个(如前五个)谐振频率或吉赫横电磁波室的临界频率。在用点频测量时,整个驻波比 频率特性曲线 个测量频率,推荐取点为 1 、1. 5 、 2 、 2.5 、 3 、 5 、 7 。要保证测出谐振点或临界频率点。如有疑问,应由有关部门协商确定测量频率点。5. 1.5 测量结果1J!a量结果应给出横电磁波窒输入端电压驻波比 频率特性曲线。在图上应标明谐振频率或临界频率点.5.2 时域阻抗的1J! a 量见附录 Ao5.3 试验区场均匀性的1J! a 量5. 3. 1 适用范围适用于测量对称型横电磁波室、不对称型横电磁波室和吉赫横电磁波室内试验区的场均匀性。5. 3. 2 测量仪器、装置及其要求a. 信号源频率范围和输出功率应满足测量要求,一般取试验区中心的标称激励场强Eo为 3~5V/mob. 以垂直极化短偶极子作为场强探测器(传感器) ,并采用光缆搞合输出。C. 若采用三坐标传感器,应以其垂直极化振子的输出为准。d 如无上述传感器,允许采用自制的带检波器的短偶极子作为场强传感器。但偶极子的总长度不得超过 l Oc m 或 /10 ,取其小者,传感器要用高阻线输出。测量前应按规定的频率点及标称场强进行定标。场强定标动态范围不小于士 4dB ,定标电平点不少于 11 个,推荐定标电平点为 O. 5Vc~ 1. 6Vc ,按 O.lV 递增。5. 3. 3 测量条件a. 横电磁波室试验区中心标称激励场强值可按下式确定。3 GJB 2117-94 Ez=EHH--HH-UH-- 式中 :Ec 试验区中心的标称场强, V/m;V , 对应于试验区中心处芯板到底板之间的电压,当横电磁波窒 VSWR 1. 75 时,可用横电磁波室输入端电压 V ,代替 sd 与 V ,对应之芯板到底板的问距(见图 2) , mo ATEM cell 证\[二豆 ;:lt 创[士豆「丁叶立J叫阿出一-『iEMU\ 图 2 测量区域和测量设备配置b. 为使吸波材料工作状态接近实际使用条件,并避免场强传感器在小信号状态下的非线性误差,测量时,试验区中心的推荐标称激励场强为 3-5V/m oC. 测量区域为与试验区相对应的横电磁波室外廓尺寸的 1/2( 见图 2) 所构成的空间矩阵。d. 测量点选在测量区域中心的三根正交轴线及每一棱边上,各等间隔地测 11 点。但相邻两测量点间隔不大于 l Oc m ,当大于 l Oc m 时,应增加测量点。e. 测量场均匀性的频率点除必须在下面各个频率点进行测量外,还可按实际需要确定频率点。对于对称裂和不对称型横电磁波室,频率点为 O. 6f R , O. 9f R 和 1. Sf R ,其中 f R 为对称型和4 GJB 2117-94 不对称型横电磁波室的每一个谐振频率 s 若室内无扩频用的吸波材料.1. 5f R 点可不测 z对于吉赫横电磁波室,频率点为 O.6t 、 O.9t 、1. 5f ,和 lGHz. 其中 f ,为吉赫横电磁波室的临界频率。5. 3. 4 测量程序a. 按图 2 连接信号源与被测横电磁波室。b. 场强传感器应架设、放置在对电磁波基本透明的基材上,并以横电磁波室外腔金属底板作为水平极化基准面。为保证场强传感器正确定位和测量数据的复现性,允许采用硬发泡聚苯乙烯制作的定位框架,亦可用其它介质损耗和介电常数小的绝缘材料制作。C. 在按 5.3.3 条 d. 所规定的每个测量点,依次改变场强激励频率,采集测量区域空间矩阵内不同频率的场强值。d. 在所有测量点,都应以场强传感器垂直极化振子的输出作为场强值,不得叠加上另两个极化振子(三坐标探头)测得的场强值。e. 在整个测量过程中应保持信号源输出功率不变。5. 3. 5 测量结果a. 各测量点测得的场强应按下式 ~1 一化E ,=至 1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (4) E 式中 :E. 对应于第 1 个测量点场强的归一化值;E. 第 1 个测量点测得的场强 .V/m;E , 测量区域中心点处测得的场强值 .V/m 。b. 将备测量点测得的场强归一化值用分贝表示 .BPE.(dB) =盹 2 C. 画出测量区域场强分布曲线,划出精确试验区(士 ldB) 和试验区范围。注 z 如果场强传感器是经过检定的,则根据传感器在试验区中心点测得的场强值〈视在场强)相由式 (3) 确定的场强值,就可计算出视在场强校准呈被.5.4 传输损耗的测量5.4. 1 适用范围适用于测量对称型横电磁波室和不对称型横电磁波室的传输损耗。5.4.2 测量仪器及其要求a. 网络分析仪的工作频率范围应满足 5. 1. 2 条规定的测量要求。b. 亦可选用工作频率及精度满足测量要求的频谱分析仪和跟踪信号发生器、电磁干扰测量仪和信号源、或高频数字电压表和信号源的组合代替网络分析仪。5.4.3 测量条件a. 横电磁波室内不放受试设备,但室内的所有配件(包括放置受试设备的转台或绝缘垫块)应按正常使用情况配置就位。横电磁波室的门应闭锁。b. 应在下述两种情况下分别进行测量 25 GJB 2117-94 横电磁波室内尚未安装扩频用吸波材料(对已装有吸波材料的成品进行测量时,该项可免测) ; 横电磁波京内配置扩频用吸波材料。5.4.4 测量程序a. 选定两个 IOdB 的固定同轴衰减器和两根长度尽可能短、阻抗为 50 .n的同轴电缆。b. 网络分析仪输出、输入端口分别用选定的两根同轴电缆经两个固定衰减器连接,测量并储存该同轴电缆及衰减器在测量频率范围内的传输损耗。把两同轴衰减器连接处断开,按图 3 将网络分析仪输入输出电缆分别经衰减器与被测横电磁波室两端口连接囚测得之传输损耗增量 (dB) ,即为横电磁波室的传输损耗值。产品 吨〉斟飞臼回呻 J 哩主喃自直接咆缆 、-皿 E 噩噩~图 3 测量横电磁波室传输损耗的配置5.4.5 测量结果a. 生产过程中,在横电磁波室组装结束,但尚未置入吸波材料时,应测量横电磁波室的传输损耗,并找出最低的几个谐振频率。在最低谐振频率以下,横电磁波室的传输损耗应小于ldB 。记录并保存空室状态下在预期使用频率范围内的传输损耗 频率特性曲线备查。b. 在横电磁波室内按需要装入吸波材料之后,应再次测量横电磁波室的传输损耗,以检验实际扩频效果。记录传输损耗频率特性,供修正横电磁波室内视在试验场强用。5.5 屏蔽效能的泪 IJ 量5.5.1 适用范罔适用于测量对称型横电磁波室、不对称型横电磁波室和吉赫横电磁波室的屏蔽效能。5.5.2 测量仪器及装置a. 接收机应优先采用窄带的均值检波测量接收机或电磁干扰测量仪。b. 允许以频谱分析仪代替测量接收机或电磁干扰测量仪。c 测量用夭线MHz 双锥天线~ IOOOMHz 对数周期天线d. 满足测量要求的功率信号源(或发射机) ,其功率不小于 2W ,阻抗为 50 .n.5.5.3 测量条件a. 对称型和不对称型横电磁波室,其输出端口应端接实际使用的同轴匹配负载。b 横电磁波安壁板 k 的贯通转接口(电缆连接器)应撤除外连电缆,并在电缆连接器上加盖屏蔽封帽。C. 横电磁波室配电箱输入端应按实际使用条件连接通电,横电磁室内部的供电插座均为6 GJB 2117-94 空载状态。d. 屏蔽效能测量频率范围为 30MHz~ lGHz o 推荐测量频率点为 30MHz , 300MHz 及lOOOMHz ,但要避开横电磁波室安装现场环境电平较强的那些频率点。5.5.4 测量程序a. 按图 4 配置测试现场。各测试点距横电磁波室壁面外侧 1m ,夭线m 。基本测试点为输入端日前后各一点,终端两角各 点,出入门及滤波器各 点,正对每个大壁面中央各一点。对于小尺寸的对称或不对称式横电磁波室,可按上述原则酌减漏场检测点。哺辑严,/ 月到-乍一\\注GTE I\1 CEn 8 \吐、,、飞、.J ! 「沪--- -1_ T 图 4 横电磁波室屏蔽效能测量配置b. 把信号源调到最高检测频率,调整输出辐度,使试验区中心场强 E , ~5V/moC. 在横电磁波窒端口处第 1 检测点架设对数周期天线.调整天线极化方向,测量最大的泄漏场强 E 】 1 。若环境干扰场强较强,可通过调整激励频率、增加激励功率、或通断激励信号等方法寻找泄漏场强。d. 断开连接电缆与横电磁波室输入端口的连接头,以额定同辅匹配负载取代横电磁波室,重测此刻连接电缆泄漏的 E111 若 E111 比原 E 小 6dB 以上,或远小于 E ,(例如80d 酌,则连接电缆适用,否则应更换连接电缆或对其采取附加屏蔽措施后,才能继续进行 F 述测量。e. 移动测试天线位置,依次测出各检测点的场强 E Ii f.改变测试频率点及相应的测试天线,重复步骤 c..d...e ,测出不同频率点的泄漏场强 E 。g. 按式 (2) 计算不同频率点的综合泄漏场强 E 10h. 根据横电磁波室试验区中心处芯板到底板的距离 d ,按式 (3) 计算激励场强队。5.5.5 测量结果上述同一频率点上 E 。与 E 1 的分贝值之差就是横电磁波室在该频率点的屏蔽效能。7 GJB 2117-94 附录 A横电磁波室时域阻抗的测量(参考件)A1 目的在横电磁波室研制或需要精确标定场强时,可能还要进行时域阻抗测量,以便确定横电磁波室内沿传输方向的阻抗匹配状况及试验区的时域阻抗值。A2 测量仪器、装置及其要求a. 脉冲信号发生器输出脉冲的上升时间应是皮秒级的,它将直接制约时域阻抗测量的空间分辨率。输出脉冲顶部的起伏会影响阻扰测量值,因此脉冲顶部不应出现明显的过冲及下降趋势。b. 取样示波器应与脉冲信号发生器相协调,其上限频率不小于 lGHz 。c 精密间轴线是阻抗测量的参考标准,标称值为 500 。同轴线自身沿线的阻抗偏差将直接影响横电磁波室时域阻抗的测量精度。d. 记录仪或打印机与取样示波器配套,记录示波器屏幕显示的时域阻抗曲线 测量条件同横电磁波室输入端口驻波比的测量条件 5. 1.挝、 c 、 d oA4 测量程序与测量结果a. 按图 Al 配置连接。b. 调整脉冲发生器输出脉冲波形和取样示波器工作状态,使示波器受脉冲发生器触发扫描控制,并在示波器屏幕上显示横电磁波室由输入端口直至终端负载的整条时域阻抗曲线 c 用记录仪记录时域阻扰曲线,并在该曲线上标注横电磁波室的输入端口及终端位置。三;a取样头/稽蕾间抽电被西 TEM ttll 口4 吵0\图 Al 测量横电磁波室时域阻抗的配置 GJ 2117-94 附加说明 z本标准由国防科工委综合计划部提出。本标准由国防科工委军标中心归口。本标准由东南大学负责起草,国防科工委军标中心,电子部标准化所参加起草。本标准主要起草人 z 吕仁清、王桂华、蒋全兴、王素英。计划项目代号: 1] B08 。9

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