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電磁兼容測試場(chǎng)地與設備-半電波暗室的設計5

日期:2024-07-13 10:55
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摘要: (1)吸波材料 吸波材料是一種以吸收電磁波為主,反射、散射和透射都很小的功能性復合材料,其原理主要是在高分子介質(zhì)中添加電磁損耗性物質(zhì),當電磁波進(jìn)入吸波材料內部時(shí),推動(dòng)組成材料分子內的離子、電子運動(dòng)或電子能級間躍遷,產(chǎn)生電導損耗、高頻介質(zhì)損耗和磁滯損耗等,使電磁能轉變成熱能而發(fā)散到空間消失掉,從而產(chǎn)生吸收作用。不發(fā)生反射而造成二次污染,主要特點(diǎn):厚度薄、柔性好、強度高、吸收率大、抗老化、穩定性、低頻特性,對鏡面波和表面波都具有良好的吸收特性。廣泛適用于電磁兼容、電子儀器設備、高頻設...

(1)吸波材料

吸波材料是一種以吸收電磁波為主,反射、散射和透射都很小的功能性復合材料,其原理主要是在高分子介質(zhì)中添加電磁損耗性物質(zhì),當電磁波進(jìn)入吸波材料內部時(shí),推動(dòng)組成材料分子內的離子、電子運動(dòng)或電子能級躍遷,產(chǎn)生電導損耗、高頻介質(zhì)損耗磁滯損耗等,使電磁能轉變成熱能而發(fā)散到空間消失掉,從而產(chǎn)生吸收作用。不發(fā)生反射而造成二次污染,主要特點(diǎn):厚度薄、柔性好、強度高、吸收率大、抗老化、穩定性、低頻特性,對鏡面波和表面波都具有良好的吸收特性。廣泛適用于電磁兼容、電子儀器設備、高頻設備、屏蔽箱、射頻屏蔽箱、屏蔽機柜、測試治具、微波暗室中,在工業(yè)微波能設備內部吸收屏蔽以防止微波泄漏、通訊導航系統等高頻電子電氣設備的抗干擾防輻射等領(lǐng)域。

材料的吸波性能越好,即入射電波的反射率越小,對暗室中場(chǎng)強測量產(chǎn)生的不確定度就越小。泡沫尖劈型吸波材料的反射率與尖劈長(cháng)度和使用頻率有關(guān),尖劈愈長(cháng),頻率愈低,反射率愈小。

目前暗室中的吸波材料大致分為三種類(lèi)型。

單層鐵氧體片

不用尖劈吸波材料,直接將鐵氧體片粘貼于暗室墻壁及天花板上,微波暗室地板也貼。工作頻率范圍30~1000MHz。滿(mǎn)足GB17626.3,IEC 61000-4-3,ANSI C63.4,CISPR 11的測試要求。

國外生產(chǎn)鐵氧體片的主要廠(chǎng)家有日本的TDK公司和美國的RANTEC公司。

 


 

TDK公司的IB系列鐵氧體吸波材料是利用了鐵氧體的磁性共鳴損失的電波吸收材料。此鐵氧體吸波材料是用1000以上的高溫燒結而成,物理性能具有與外裝磁磚同等的特性。

TDK電波暗室用IB-017型鐵氧體是專(zhuān)門(mén)為T(mén)DK IP型吸波材料所設計,鐵氧體的厚度和單塊鐵氧體間的間隙是將鐵氧體+吸波材料間的阻抗匹配結合之后所開(kāi)發(fā)的。充分考慮了鐵氧體的性能,吸波材料的性能的基礎上,將為電波暗室采用100%鐵氧體的全部鋪式設計。暗室使用專(zhuān)用EP330T 環(huán)保粘接劑粘帖,且環(huán)保粘接劑固定牢固,不會(huì )出現吸波材料脫落現象。

 

角錐形含碳海綿復合吸波材料

角錐形含碳海綿吸波材料,由聚氨脂類(lèi)泡沫塑料在碳膠溶液中滲透而成。這種材料具有較好的阻燃特性。吸波材料通常設計成角錐狀或楔形,主要是使其傳輸阻抗盡可能與周?chē)諝饨橘|(zhì)的阻抗相接近。角錐長(cháng)度與欲吸收的電磁波頻率有關(guān)。頻率愈低,則角錐長(cháng)度愈長(cháng)。通常應大于或等于*低吸收頻率的四分之一波長(cháng)。30MHz時(shí),長(cháng)達2.5m。

由于吸波材料太長(cháng),既占空間,又易變形。因此,近年流行角錐狀吸波材料粘貼在雙層鐵氧體磚上構成復合吸波材料。雙層鐵氧體磚指一層鐵氧體和一層特殊介質(zhì)材料。此材料起阻抗過(guò)渡的作用。鐵氧體片的應用,補償吸波材料低頻端的性能,使角錐形吸波材料長(cháng)度可縮短至1m以?xún)?,半電波暗室的測試空間大大增加。    



    近些年,有些公司推出新型復合吸波材料:吸波材料沒(méi)有尖,呈角錐臺形粘貼在鐵氧體片上??傞L(cháng)度下降至僅0.41m,使暗室的測試空間獲進(jìn)一步增打,而且不易變形;重量也大大減輕。工作頻率范圍寬達30MHz~40GHz;承受場(chǎng)強200V/m,此種錐臺式復合吸波材料的電氣性能和物理特性列于表8-6。由表可見(jiàn),平均吸收率20dB;0.6m×0.6m復合吸波材料僅重1 9kg。圖8-17所示為其實(shí)測反射損耗曲線(xiàn)。反射損耗*大點(diǎn)在600MHz附近。錐形發(fā)泡吸波材料的優(yōu)點(diǎn):工作頻率范圍寬,**可達40GHz;重量輕;承受功率較大,可達200V/m。缺點(diǎn):顏色蘭黑,吸光發(fā)暗,導致暗室內燈光昏暗,不夠明亮;對空氣循環(huán)、過(guò)濾系統要求較高。

角錐形含碳苯板復合吸波材料

此角錐由數塊含碳苯板拼組而成,粘貼于鐵氧體磚上。含碳苯板即加入碳粉(或碳纖維)和阻燃劑制成的灰黑色泡沫塑料板,具有良好的吸波特性和阻燃特性,且質(zhì)輕不易變形。還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是:在拼組而成的尖錐頂部有一突臺,可將一塊配套的白色泡沫塑料板戴在突臺上。使得電波暗室就像貼白色瓷磚的房間一樣,既美觀(guān)、又明亮,而且粉塵被隔離在白色苯板與墻壁之間的尖劈空隙內,并被抽掉,避免進(jìn)入測試空間。德國西門(mén)子公司在慕尼黑的半電波暗室,測試空間尺寸為20m(L)×14m(W)×11m(H),就是用日本TDK公司生產(chǎn)的這種含碳苯板復合吸波材料建成的。美國的LINDGREN公司,亦采用TDK公司制造的這種復合吸波材料。

對所選的吸波材料,*好進(jìn)行抽樣檢查。吸波性能的測試,可在暗室或開(kāi)闊場(chǎng)中用功率電平反射法和空間駐波法進(jìn)行。對泡沫介質(zhì)材料必須進(jìn)行防火阻燃性能試驗,包括氧指數、電打火、陰燃等試驗。結果應達到國標GB2406《塑料燃燒性能試驗方法 氧指數法》的要求。