一种低频及以下频段屏蔽效能测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种低频及以下频段屏蔽效能测试装置和方法，包括：屏蔽室以及设置在屏蔽室内的控制存储器、低频信号发生装置、频谱分析仪、环天线和屏蔽机柜；控制存储器经屏蔽网线和光纤与低频信号发生装置和频谱分析仪相连，用于基于选择的不同频段的天线进行屏蔽效能测试；低频信号发生装置基于控制存储器发送的控制指令产生相应频段的信号，并发送到环天线；环天线包括分别设置在屏蔽机柜外部和内部的发射环天线和接收环天线，且发射环天线与低频信号发生装置相连，接收环天线与设置在屏蔽机柜内的频谱分析仪相连，频谱分析仪用于对接收环天线接收的信号进行频谱分析并发送到控制存储器。本发明专利技术可以广泛应用于电磁屏蔽效能检测领域。检测领域。检测领域。

【技术实现步骤摘要】
一种低频及以下频段屏蔽效能测试装置和方法


[0001]本专利技术属于电磁屏蔽效能检测领域，尤其涉及一种低频及以下频段的屏蔽效能测试装置和方法，特别是一种应用于各边尺寸不小于1.2m的电磁屏蔽机柜及电磁屏蔽室的电磁屏蔽效能测试装置和方法。

技术介绍

[0002]带电粒子加速器为一种用人工方法产生高能带电粒子束的装置，该装置涉及系统中设备多，电磁发射水平高，一些大功率设备发射水平可达数百毫伏，而离子束流或者物理实验的探测信号一般在微安或毫伏量级，电磁噪声会将有用信号淹没，影响弱信号的探测，此外，强电磁干扰也会导致设备故障和异常，影响系统可靠性。
[0003]为有效解决上述问题，电磁兼容工程师基于弱信号探测设备，建立干扰耦合路径模型，从场和路的角度分析主要的干扰因素，并提出加速器装置相关系统设备需要进行屏蔽的方案，若采用专业屏蔽机柜，该方案可很大程度的缓解因电磁干扰原因造成的系统稳定性差、观测数据不理想的问题，但也会出现费效比的矛盾，原因是专业屏蔽机柜在保证屏蔽效能的同时也增加了成本，而加速器装置各系统的屏蔽要求并不是很高，因此电磁兼容工程师提出自主研发适用于加速器装置的低成本屏蔽机柜。
[0004]由于加速器装置系统众多，各系统设备的工作频率千差万别，因此低成本屏蔽机柜的设计需要考虑DC～1GHz的频率范围。但现有屏蔽效能测试标准仅给出了9kHz～40GHz的测试方法，如GB/T12190、GJB5792、GJB5240等，对于低频及以下频段没有具体的测试方法。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种低频及以下频段的屏蔽效能测试装置和方法，旨在解决低成本屏蔽机柜在低频及以下频段屏蔽效能检测能力不足的问题，同时也为屏蔽效能在低频及以下频段的检测提供参考。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种屏蔽效能测试装置，其包括：
[0008]屏蔽室以及设置在所述屏蔽室内的控制存储器、低频信号发生装置、频谱分析仪、环天线和屏蔽机柜；
[0009]所述控制存储器经屏蔽网线和光纤与所述低频信号发生装置和频谱分析仪相连，用于基于选择的不同频段的天线进行屏蔽效能测试；
[0010]所述低频信号发生装置基于所述控制存储器发送的控制指令产生相应频段的信号，并发送到所述环天线；
[0011]所述环天线包括分别设置在所述屏蔽机柜外部和内部的发射环天线和接收环天线，且所述发射环天线与所述低频信号发生装置相连，所述接收环天线与设置在所述屏蔽机柜内的频谱分析仪相连，所述频谱分析仪用于对所述接收环天线接收的信号进行频谱分
析并发送到所述控制存储器。
[0012]进一步，所述低频信号发生装置包括功分器、电流驱动器、低频函数发生器和信号源；所述低频函数发生器和信号源的输入端经屏蔽网线和第一光电转换器与所述控制存储器相连；所述低频函数发生器和信号源的输出端经屏蔽射频线缆与所述功分器的两个输入端相连，所述功分器的输出端经屏蔽射频线缆与所述发射环天线相连；所述电流驱动器设置在所述低频函数发生器的输出端与所述功分器的输入端之间，用于增大所述低频函数发生器的驱动电流。
[0013]进一步，所述低频函数发生器输出频率为20Hz～100kHz的信号；所述信号源输出频率为100kHz～30MHz的信号。
[0014]进一步，所述电流驱动器包括电源、低内阻放大器、电阻和输出端口；所述低内阻放大器用于对所述低频函数发生器输出的电压信号进行放大，使其电压幅度不变，内阻降低；所述电阻用于对所述低内阻放大器输出的信号进行限流，并通过所述输出端口输出；所述电源用于为电流驱动器供电。
[0015]进一步，所述频谱分析仪采用屏蔽网线与第二光电转换器相连，所述第二光电转换器的光纤由设置在所述屏蔽机柜壁的波导管穿出后经所述第一光电转换器与所述控制存储器相连。
[0016]进一步，发射环天线和接收环天线共面设置，且发射环天线和接收环天线环心连线应垂直于测试点所在的壁面。
[0017]进一步，所述屏蔽机柜通过绝缘支撑与所述屏蔽室之间形成绝缘，且所述绝缘支撑的厚度至少为100mm。
[0018]进一步，所述接收环天线采用天线支架支撑，并通过屏蔽射频线缆与所述频谱分析仪连接。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种屏蔽效能测试方法，其包括以下步骤：
[0020]将控制存储器、低频信号发生装置、环天线和频谱分析仪进行连接，形成测试链路，并确定测试频点；
[0021]确定发射环天线和接收环天线位置，并测试背景噪声，得到噪声矩阵；
[0022]保持发射环天线和接收环天线位置不变，并检测屏蔽机柜在各测试频点下的数据矩阵；
[0023]重复上一步骤，并基于噪声矩阵和各测试频点的数据矩阵，得到屏蔽机柜在各测试频点的屏蔽效能测试结果。
[0024]进一步，各测试频点的屏蔽效能测试结果的计算公式为：
[0025]SE＝S
SE
‑
H
SE
[0026]其中，S
SE
为某个测试点的数据矩阵，H
SE
为背景噪声矩阵。
[0027]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0028]1、本专利技术在低频信号发生装置中设置有电流驱动器，在不改变电压幅度情况下，将低频函数发生器的内阻降低到0.2Ω，有效提升了低频函数发生器的动态范围；
[0029]2、本专利技术在屏蔽机柜壁上设置有波导管，通过波导管、第一光电转换器和第二光电转换器，实现了频谱分析仪与控制存储器的连接，有效降低直接采用屏蔽网线连接带来的传导泄露问题，提高了屏蔽效果；
[0030]综上，本专利技术提出的低频及以下频段的屏蔽效能测试装置能够满足20Hz～30MHz的屏蔽效能测试要求，通过特定的测试链路设计，其动态范围最大可提升约21dB，能够满足加速器装置宽带电磁屏蔽效能测试要求。对低成本屏蔽机柜的研制和优化具有十分重要的意义，同时也为抑制电子设备辐射、改善电磁环境，提高系统信噪比提供重要依据，具有重要的工程意义。因此，本专利技术可以广泛应用于电磁屏蔽效能检测领域。
附图说明
[0031]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0032]图1是本专利技术实施例提供的屏蔽效能测试装置结构示意图；
[0033]图2是本专利技术实施例提供的电流驱动器原理框图；
[0034]图3是本专利技术实施例提供的环天线布置示意图；
[0035]图4是本专利技术实施例提供的屏蔽效能测试流程图；
[0036]图5是本专利技术实施例提供的动态范围曲线；
[0037]附图中各标记表示如下：
[0038]1、控制存储器；2、功分器；3、电流驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低频及以下频段屏蔽效能测试装置，其特征在于，包括：屏蔽室以及设置在所述屏蔽室内的控制存储器、低频信号发生装置、频谱分析仪、环天线和屏蔽机柜；所述控制存储器经屏蔽网线和光纤与所述低频信号发生装置和频谱分析仪相连，用于基于选择的不同频段的天线进行屏蔽效能测试；所述低频信号发生装置基于所述控制存储器发送的控制指令产生相应频段的信号，并发送到所述环天线；所述环天线包括分别设置在所述屏蔽机柜外部和内部的发射环天线和接收环天线，且所述发射环天线与所述低频信号发生装置相连，所述接收环天线与设置在所述屏蔽机柜内的频谱分析仪相连，所述频谱分析仪用于对所述接收环天线接收的信号进行频谱分析并发送到所述控制存储器。2.如权利要求1所述的一种低频及以下频段屏蔽效能测试装置，其特征在于，所述低频信号发生装置包括功分器、电流驱动器、低频函数发生器和信号源；所述低频函数发生器和信号源的输入端经屏蔽网线和第一光电转换器与所述控制存储器相连；所述低频函数发生器和信号源的输出端经屏蔽射频线缆与所述功分器的两个输入端相连，所述功分器的输出端经屏蔽射频线缆与所述发射环天线相连；所述电流驱动器设置在所述低频函数发生器的输出端与所述功分器的输入端之间，用于增大所述低频函数发生器的驱动电流。3.如权利要求2所述的一种低频及以下频段屏蔽效能测试装置，其特征在于，所述低频函数发生器输出频率为20Hz～100kHz的信号；所述信号源输出频率为100kHz～30MHz的信号。4.如权利要求2所述的一种低频及以下频段屏蔽效能测试装置，其特征在于，所述电流驱动器包括电源、低内阻放大器、电阻和输出端口；所述低内阻放大器用于对所述低频函数发生器输出的电压信号进行放大，使其电压幅度不变，内阻降低；所述电阻用于对所述低内阻放大器输...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晔，封安辉，张永搏，刘鹏飞，周忠祖，张润祖，李欢，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：