CN104730369A

CN104730369A - 用于平面型电磁屏蔽材料的屏蔽效能法兰同轴测试装置

Info

Publication number: CN104730369A
Application number: CN201310723929.2A
Authority: CN
Inventors: 陈超婵; 蔡青; 缪轶; 朱建刚; 左建生
Original assignee: Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology
Current assignee: Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-06-24

Abstract

本发明公开了一种用于平面型电磁屏蔽材料的屏蔽效能法兰同轴测试装置，包括：N型同轴接口；外导体，包括N型同轴接口的外导体部分、过渡段外导体部分、和带法兰盘的测试夹具外导体部分，且过渡段外导体部分连接在N型同轴接口的外导体部分和带法兰盘的测试夹具外导体部分之间；内导体，包括N型同轴接口的内导体部分、过渡段内导体部分、和带法兰盘的测试夹具内导体部分，且过渡段内导体部分连接在该N型同轴接口的内导体部分和带法兰盘的测试夹具内导体部分之间，其中过渡段外导体部分的内表面和过渡段内导体部分具有二次曲线型轮廓。本发明采用电容补偿方法，保证了装置匹配性，改善了驻波比，提高了测试精度。

Description

用于平面型电磁屏蔽材料的屏蔽效能法兰同轴测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，更特定地，本发明涉及一种二次曲线型法兰同轴测试装置，用于测试平面型电磁屏蔽材料的屏蔽效能。

背景技术

随着现代社会电子信息技术的快速发展，各种电子信息产品的使用数量急剧增加，电磁波向人们生活的自然环境辐射的电磁能量正以每年10％左右的速度快速增长，电磁辐射污染随之变得日益严重，已成为继大气污染、水污染、噪音污染之后的第4大污染源。电磁波的辐射不仅会影响和干扰电子设备的正常运行，泄漏出来的电磁波还会影响计算机、手机等要求保密的通信工具的信息安全，电磁波的过量辐射还会威胁到人类的身体健康。研究表明，当电磁波辐射量达到一定程度时，长时间在这种环境下会引起免疫***、心血管***、神经***等功能的紊乱和正常运转失调，从而诱发各种疾病，尤其是一些慢性病。电磁辐射的危害多年前就引起许多国家的高度重视，尤其是一些发达国家由于其生活水平较高，更加重视，已经发布了一些环境电磁辐射的标准和规定，如德国电气技术协会、美国联邦通讯委员会等。国际无线电干扰特别委员会CISPR也制定了电磁波辐射干扰的国际标准供各国参考。电磁辐射的危害也引起了我国政府的高度重视，我国于1988年制定了关于电磁兼容的EMC标准，从2000年开始强制执行。

电磁辐射是看不见、摸不着的，它对人体的伤害往往容易被人们所忽略，尤其是生活中的电磁波存在的危害，如手机辐射的危害程度，一直还存在争议，但研究已表明，它对人体的伤害确实是存在的，且其危害是与日俱增的。人的身体作为一个有机体，无时无刻不在向外辐射电磁波，这是很正常的，但各种人造辐射源的强度远大于人体自然的辐射，进而打破了这种平衡，对人体产生危害。

如何防止电磁辐射对人的危害成为一个热门的探讨话题。各种防电磁辐射屏蔽材料应运而生，在电力、航空、航天、环境、通信、国防以及人体健康防护等领域有着广泛的应用，其中屏蔽效能是评价屏蔽材料的一个关键指标。

当前涉及平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能的测试方法的标准有：ASTMD4935-2010、SJ20524-1996、GJB6190-2008、GB/T30142-2013（将于2014年5月1日开始实施），当前这些标准主要规定了屏蔽室法以及法兰同轴测试方法。

其中屏蔽室法是一种既非远场亦非近场或介于两者之间的方法，因为一般生活中的辐射源主要为近场源或介于远场与近场之间，辐射环境是很复杂的，难以单一的模拟真实环境，屏蔽室法很好地解决了模拟真实复杂的电磁环境这一难题。屏蔽室法不仅能测试平面材料，还能测试复杂形状的材料。

法兰同轴测试法是美国国家标准局(NBS)推荐的一种测量屏蔽材料的方法，是一种模拟远场环境的屏蔽材料测试方法。这种方法根据电磁波在同轴传输线内传播的主模是横电磁波这一原理，模拟自由空间远场的传输过程，对电磁辐射屏蔽织物进行平面波的测定，并且相比另一种远场测试方法——同轴传输线法而言，改进了样品与同轴线的连接，使样品和法兰盘接触时的阻抗减小，使得测试结果的重复性变好。

在描述法兰同轴测试方法的标准中，ASTM D4935-2010、SJ20524-1996、GJB6190-2008中描述的30MHz～1.5GHz法兰同轴测试装置、GB/T30142-2013描述的30MHz～3GHz法兰同轴测试装置均采用锥形过渡段（公式：y=ax+b）连接法兰测试夹具与N型同轴接口，以保证内外导体的连续性，达到阻抗匹配。

在申请人之前申请的实用新型专利（专利号ZL201020505577.5）中，描述了具有改进的锥形过渡段的测试装置。

但是，现有技术中的均是线性过渡段，虽然在一定程度上弥补了N型同轴接口与法兰测试夹具的突变，但仍会产生一定损耗，在研究过程中发现，相比线性过渡段，由于二次曲线型过渡段提供了更理想的电容补偿，因此引起更小回波损耗。所以，提供了一种精度更高的具有二次曲线型过渡段的法兰同轴测试装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测试装置，该装置对法兰同轴测试装置的过渡段几何结构作了改进，以提高测量精度。

申请人通过大量实践操作，发现采用几何形状为二次曲线的过渡段能大大提高测试精度。

根据本发明的第一个方面，公开了一种平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测试装置，包括一种平面型电磁屏蔽材料的屏蔽效能的法兰同轴测试装置，包括N型同轴接口；外导体，包括N型同轴接口的外导体部分3、过渡段外导体部分5、和带法兰盘的测试夹具外导体部分7，且过渡段外导体部分5连接在N型同轴接口的外导体部分3和带法兰盘的测试夹具外导体部分7之间；内导体，包括N型同轴接口的内导体部分2、过渡段内导体部分4、和带法兰盘的测试夹具内导体部分6，且过渡段内导体部分4连接在N型同轴接口的内导体部分2和所述带法兰盘的测试夹具内导体部分6之间。

根据本发明的又一个方面，公开了一种平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测试装置，其中，过渡段外导体部分和过渡段内导体部分具有抛物线型轮廓。

根据本发明的又一个方面，公开了一种平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测试装置，其中，过渡段外导体部分和过渡段内导体部分具有双曲线型轮廓。

根据本发明的又一个方面，公开了一种平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测试装置，其中，过渡段外导体部分和过渡段内导体部分具有参数不同的抛物线方程式。

根据本发明的又一个方面，公开了一种平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测试装置，其中，过渡段外导体部分和过渡段内导体部分具有参数不同的双曲线方程式。

根据本发明的又一个方面，公开了一种平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测试装置，其中，过渡段外导体部分和过渡段内导体部分在与所述测试装置的水平中心线上的投影线段不重合。

根据本发明的又一个方面，公开了一种平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测试装置，其中，过渡段外导体部分和过渡段内导体部分在与所述测试装置的水平中心线上的投影线段重合。

与现有技术相比，本发明采用带有二次曲线型轮廓的过渡段，从而补偿了装置的匹配，改善了驻波比，提高了测试精度。

附图说明

图1为根据本发明实施例的法兰同轴测试装置***结构示意图；

图2为图1所示装置剖视图。

图中：1——N型同轴接口阴头；2——N型同轴接口的内导体部分；3——N型同轴接口的外导体部分；4——二次曲线过渡段的内导体部分；5——二次曲线过渡段的外导体部分；6——带法兰盘的测试夹具内导体部分；7——带法兰盘的测试夹具外导体部分；8——平面型电磁屏蔽材料；9——垫圈；10——支撑内外导体的绝缘子；11——空气。

具体实施方式

本发明可能会有很多实施例和各种组合，此处将会参照附图详细说明特定的实施例。然而，这并不是将本发明以任何方式限制于这几个实施例中，这些实施例诠释的任何基于本发明实质和技术范围的组合、等同物和替代物都落在本发明保护范围之内。

在描述中使用的词语仅仅是为了描述特定实施例，并不是以任何方式限制本发明。

在详细描述附图之前，值得注意的是所述零部件是按照其主要功能来划分的。也就是说，两个或者两个以上的零部件可以结合成为一个零部件，或者一个零部件可以按功能分成两个或者两个以上的零部件。而且，以下描述的每个零部件不仅按其主要功能发挥作用，还可以实现其他零部件的一部分或者全部的功能。相反，可能一个零部件的所实现的主要功能可以完全由其他零部件来实现。因此在描述中所出现的每一个零部件可能会用功能性语言来描述。基于以上理由，显然，在不背离本发明实质和技术范围的情况下，根据本发明所实现的平面型屏蔽材料屏蔽效能的法兰同轴测试装置可以与附图所示的结构不一致。

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步的详细描述：

参看图1，图1为本发明***结构示意图；在图1中，待测材料8（参考试样或负载试样）通过导轨夹具固定放置在本发明的屏蔽效能测试装置100中，网络分析仪提供输入信号，信号在本发明的同轴测试装置中以TEM波形式传播，到达负载试样8时，电磁波被反射、吸收、及多次反射，最终网络分析仪接收到通过负载试样8的电磁波。

此处所述的屏蔽效能的法兰同轴测试装置的运作如下：

a.将参考试样8固定于法兰同轴装置100中，拧紧旋钮固定并标记至一个刻度；

b.对测量装置100做传输校准；

c.调松法兰同轴测量装置100，取出参考试样，将负载试样8固定于装置中，拧紧旋钮至步骤的同一刻度；测量负载试样的屏蔽效能。

参看图2，图2为本发明的测试装置的分体装配图。

在图2中，测试装置100左右对称，包括N型同轴接口阴头1，外导体3、5、7，内导体2、4、6，支撑介质6，垫圈9，支撑内外导体的绝缘子10。其中，外导体包括N型同轴接口的外导体部分3、过渡段外导体部分5、和带法兰盘的测试夹具内导体部分7，且该过渡段外导体部分5连接在N型同轴接口的外导体部分3和带法兰盘的测试夹具外导体部分7之间；且内导体包括N型同轴接口的内导体部分2、过渡段内导体部分4、和带法兰盘的测试夹具外导体部分6，且过渡段内导体部分4连接在N型同轴接口的内导体部分2和带法兰盘的测试夹具内导体部分6之间。

在图2所示实施例中，过渡段外导体部分5的内表面和过渡段内导体部分4具有二次曲线轮廓，该双曲线的方程式可被表达为ax²+bxy+cy²+dx+ey+f=0(其中，a,b,c不都为0且b²-4ac＞0,)

在本发明的优选实施例中，过渡段外导体部分5的内表面和过渡段内导体部分4的二次曲线型轮廓部分可以是双曲线，但是本发明并不限于此，过渡段外导体部分5的内表面和过渡段内导体部分4也可以具有诸如抛物线之类的其他二次曲线型的轮廓，这均落在本发明的保护范围内。

进一步，在本发明的优选实施例中，过渡段外导体部分5的内表面和过渡段内导体部分4具有不同的二次曲线方程式，或者具有相同的二次曲线方程式。

进一步，如图2中所示，过渡段外导体部分5的内表面和过渡段内导体部分4部分是错开的，两者之间具有错位补偿。这意味着，过渡段外导体部分5的内表面和过渡段内导体部分4在测试装置100的水平中心线L上的投影线段并不重合。但是，值得注意的是，在本发明的其他实施例中，过渡段外导体部分5的内表面和过渡段内导体部分4部分也可以并不错开，即两者之间不具有错位补偿，这意味着，过渡段外导体部分5的内表面和过渡段内导体部分4在测试装置100的水平中心线L上的投影线段重合，这样的实施例也落入本发明保护范围内。

本发明能带来如下优势：

(1)可重复性好、性能稳定；

(3)装置的特性阻抗50Ω±0.5Ω；

(4)装置的驻波比小于1.2；

(5)装置的不确定度小：±3dB。

以上显示和描述了本发明专利的基本原理和主要特征和本发明专利的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明专利不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明专利的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明专利还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明专利范围内。本发明专利要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种用于平面型电磁屏蔽材料的屏蔽效能法兰同轴测试装置，包括：

N型同轴接口（1）；

外导体（3，5，7），所述外导体包括N型同轴接口的外导体部分（3）、过渡段外导体部分（5）、和带法兰盘的测试夹具外导体部分（7），且所述过渡段外导体部分（5）连接在所述N型同轴接口的外导体部分（3）和所述带法兰盘的测试夹具外导体部分（7）之间；

内导体（2，4，6），所述内导体包括N型同轴接口的内导体部分（2）、过渡段内导体部分（4）、和带法兰盘的测试夹具内导体部分（6），且所述过渡段内导体部分（4）连接在所述N型同轴接口的内导体部分（2）和所述带法兰盘的测试夹具内导体部分（6）之间；

其特征在于，所述过渡段外导体部分（5）的内表面和所述过渡段内导体部分（4）具有二次曲线型轮廓。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述过渡段外导体部分（5）的内表面和所述过渡段内导体部分（4）具有抛物线型轮廓。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述过渡段外导体部分（5）的内表面和所述过渡段内导体部分（4）具有双曲线型轮廓。

4.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述过渡段外导体部分（5）的内表面和所述过渡段内导体部分（4）具有符合不同的抛物线方程式的不同轮廓。

5.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述过渡段外导体部分（5）内表面和所述过渡段内导体部分（4）具有符合不同的双曲线方程式的不同轮廓。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述过渡段外导体部分（5）和所述过渡段内导体部分（4）在所述测试装置的水平中心线（L）上的投影线段不重合。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述过渡段外导体部分（5）和所述过渡段内导体部分（4）在所述测试装置的水平中心线（L）上的投影线段重合。