基于屏蔽暗箱窗口法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试

针对现有材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试方法的不足,提出使用屏蔽暗箱窗口法进行材料屏蔽效能的时域测试。分别在频域和时域分析了影响材料屏蔽效能测试的因素,并根据分析结果搭建了屏蔽暗箱窗口法的时域测试系统。在搭建的系统中测量了有、无屏蔽材料时的时域波形参数,并计算了峰值比值屏蔽效能。结果表明:测试点应靠近窗口;窗口尺寸的改变比箱体尺寸的改变对于测试结果的影响更大,应尽量选择大尺寸窗口;时域测试中脉冲上升时间应<1ns。实测频域试验表明,采用屏蔽暗箱窗口法与屏蔽室窗口法的测试结果基本一致,总体比法兰同轴法的测试结果偏大。综上所述,屏蔽暗箱窗口法有很好的适用性,能够可靠评价材料的时域屏蔽效能。     

Time Domain Testing Methods of Material＇s Shielding Effectiveness of Electromagnetic Pulse Using Flange Coaxial

为了快速准确地评价材料对电磁脉冲的屏蔽效能,搭建了采用法兰同轴法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试系统,测量了有无屏蔽材料时不同幅值和脉宽的方波脉冲通过同轴装置后的时域波形参数,计算了材料的频域屏蔽效能,所得结果与频域测试方法一致。通过与数值计算结果的对比,分析了透射方波脉冲的上升沿过冲振荡,提出了同轴装置改进的建议。使用能量比值计算了不同幅值与脉宽方波脉冲激励下的时域屏蔽效能,其结果具有很好的一致性与重复性。试验表明,采用法兰同轴法的屏蔽效能时域测试方法适用范围广且具有较好的重复性,能够提供比频域测试方法更多的细节信息。     

采用法兰同轴法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试方法

为了快速准确地评价材料对电磁脉冲的屏蔽效能,搭建了采用法兰同轴法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试系统,测量了有无屏蔽材料时不同幅值和脉宽的方波脉冲通过同轴装置后的时域波形参数,计算了材料的频域屏蔽效能,所得结果与频域测试方法一致。通过与数值计算结果的对比,分析了透射方波脉冲的上升沿过冲振荡,提出了同轴装置改进的建议。使用能量比值计算了不同幅值与脉宽方波脉冲激励下的时域屏蔽效能,其结果具有很好的一致性与重复性。试验表明,采用法兰同轴法的屏蔽效能时域测试方法适用范围广且具有较好的重复性,能够提供比频域测试方法更多的细节信息。     

一种测试材料在工频电场中的屏蔽效能简易方法

复合型的导电材料,虽然导电性不如金属材料,但由于其具有良好的适形特性和可塑性,在电磁密封等特殊应用场合有独特优势。复合型材料在工频电场中的屏蔽效能评估是一个重要的问题,现阶段国内外对测试材料电磁屏蔽效能的方法,主要是国军标GJB 6190—2008给出的2种方法:屏蔽室法和法兰同轴法。其中,屏蔽室法需要用到一系列测量设备,包括发射天线、接收天线、功率放大器等,这些设备造价昂贵且使用起来较为复杂,同时屏蔽室法的测量范围为10 k Hz~40 GHz,没有涵盖到10 k Hz以下的频率范围;法兰同轴装置需要结合网络分析仪使用,且一般适用于30 MHz~1.5 GHz的频率范围,同样法兰同轴法不能用于工频电场屏蔽效能测试。该文提供一种操作简单、成本低廉的测试方法用于测试电磁屏蔽材料在工频电场中的屏蔽效能,弥补了现有屏蔽材料屏蔽效能测试方法的不足。     

基于波形重建的开缝小腔体电磁脉冲屏蔽效能仿真分析

随着高功率电磁脉冲源的大量应用,电子设备的电磁脉冲防护成为电磁兼容领域的重要研究内容。为评估屏蔽体的电磁脉冲屏蔽效能,在分析波形重建方法的基础上,提出了开缝腔体屏蔽效能的最小相位法传递函数重构及波形恢复流程图,通过仿真计算和实验获得小腔体的频域屏蔽效能及其传递函数,对腔体内的方波电磁脉冲进行重建,分析了开缝小腔体对方波电磁脉冲的屏蔽效果。利用实测数据进行仿真计算结果表明:基于最小相位法的波形重建方法能够计算出电磁脉冲透过孔缝后的时域波形,计算得到的2种开缝屏蔽体的峰值屏蔽效能与屏蔽效能频域实测谱的低频屏蔽效能一致;利用该方法还能进行任意波形脉冲激励下的屏蔽体屏蔽效能计算,具有计算简单、预测效果好的优点。     

一款分离脱落电连接器电磁屏蔽效能设计

本文介绍了一款分离脱落电连接器的电磁屏蔽效能的设计、仿真和测试。脱落连接器的电磁屏蔽效能要求不小于30 dB,首先通过理论分析确定脱落电连接器的结构设计;再介绍电磁屏蔽效能计算方法,并使用CST仿真软件进行电磁屏蔽效能仿真;最后实测样品,通过测试来验证连接器电磁屏蔽效能的设计合理性。测试结果显示,该连接器在2MHz-18GHz频率范围内多个频点的电磁屏蔽效能值在41.8-89.8 dB之间,能够满足技术要求。     

频率搅拌嵌套混响室法箱体屏蔽效能计算与测试

为实现对小尺寸箱体电磁屏蔽效能的测试,对嵌套混响室法在频率搅拌方式下的测试原理进行了分析,并从散射参数的定义出发,推导了屏蔽效能的计算方法。根据该方法,在某大型混响室内构建测试系统,利用喇叭天线与制作的单极子天线,对体积为1 m×0.8 m×0.7 m的箱体屏蔽效能进行了测试。测得的S21参数证明了频率搅拌调节场分布的有效性,而S22参数验证了混响室内测得的天线反射系数要高于其实际真值。进一步数据处理表明:屏蔽效能测试结果与天线位置的选取无关,利用改进后的屏蔽效能计算式可有效消除天线类型对测试结果的影响,这将大大提高测试的可重复性。     

高效电磁屏蔽复合材料设计及其屏蔽效能测试

为开发出综合性能好的电磁屏蔽复合材料,首先分析了材料对电磁波的屏蔽机理,给出不同材料模型的屏蔽效能计算公式。进而提出了"树脂+镍纤维网+树脂"的分层结构屏蔽复合材料设计模型,估算了屏蔽网络在高频时因感抗电流所带来的屏蔽效能。实验制备了复合材料的测试样品,对其进行屏蔽效能测试的结果表明:基于镍纤维网络屏蔽的复合材料在14kHz～18GHz都具有较高的屏蔽效能,频率为450MHz时达到72dB。设计的材料模型充分利用了材料结构对电磁波的屏蔽机制,对高效屏蔽复合材料的设计具有理论价值和指导意义。     

屏蔽效能测试用双焦点平面腔的设计与应用

双焦点平面腔是一种新型的屏蔽效能测试装置。为确定1~18GHz双焦点平面腔的大小,用数值和解析的方法分析了椭圆谐振腔的谐振特性。证明了椭圆腔的高度是决定TM_(mr1)和TE_(mr1)模的谐振频率的主要因素,也是影响输入输出端口传输系数的主要因素。因此,椭圆谐振腔的上限频率确定为TM_(mr1)模的截止频率的80%。在椭圆谐振腔谐振特性分析的基础上制造了双焦点平面腔,并研究了时域门技术在双焦点平面腔法屏蔽效能测试中的应用。     

铁纤维多层电磁屏蔽材料优化设计

应用强扰动理论及电磁场理论建立了填充铁纤维多层电磁屏蔽材料屏蔽效能与填料尺寸、浓度及各层厚度的关系.基于遗传算法对频带8～18GHz内填充铁纤维三层屏蔽复合材料进行了优化设计,在屏蔽效能不小于35dB、总厚度不超过5mm的优化目标下,得到了各层材料的最佳结构参数配比.算例分析验证了填充铁纤维实现宽带薄层电磁屏蔽材料的可...     

电磁脉冲防护器件性能测试用同轴夹具研制

测试夹具是电磁脉冲防护器件接入测试电路的必需装置。为此,分析了防护器件高功率电磁脉冲测试对测试夹具的要求,采用多段同轴结构的设计思路,研制了一种专用测试夹具。该夹具采用多阶缓渐变方案和错位补偿技术等;通过经验算式和软件仿真相结合的方法对各部分尺寸进行了优化设计,改善了其高频传输特性。矢量网络分析仪测试结果表明：在1 MHz^3 GHz频段内,该夹具具有良好的传输特性,电压驻波比（voltage standing-wave ratio,VSWR）均小于1.4;除部分频点外,反射系数小于-20 d B;此外,该夹具还具有耐压强度高、元件接入简单、可灵活拆卸等优点。该夹具可有效解决不同类型防护器件高压快脉冲注入下的测试难题。     

静电放电小空间测试装置性能分析与验证实验

为了满足核辐射条件下静电放电（ESD）瞬态脉冲场小空间测试的需要,基于有源电光调制法研制了一种经济实用的传感器,并利用该传感器搭建了光纤传输式瞬态电场测试装置。在介绍传感器设计与研制过程的基础上,对测试装置的电性能进行了实验研究。通过频域信号注入实验、方波脉冲注入实验及方波脉冲辐照实验,对测试装置的响应时间以及线性度等指标进行了性能分析;通过ESD脉冲辐照实验,对测试装置性能进行了综合验证。实验结果表明,该测试装置的响应时间〈1ns,可用于ns级辐射场测试;其线性度良好,通过调整天线负载电容的取值可以调节测试灵敏度。该测试装置可用于静电放电辐射场的时域测试,能够在小空间测试静电放电瞬态脉冲场。     

金属屏蔽盒强瞬态电场屏蔽效能实验

基于实验室的强电磁脉冲(EMP)模拟器、强瞬态三维电场测量系统和弱瞬态电场测量系统,本文对带孔金属屏蔽盒强电磁脉冲屏蔽特性进行了系统的研究,提出应用时域电场强度最大值评估金属屏蔽盒的强瞬态电场屏蔽效能.基于快速傅里叶变换(FFT)本文还对带孔金属盒的强瞬态电场频域屏蔽效能进行了分析.     

特高频传感器等效高度的频域参考测量方法

在特高频传感器等效高度时域测量方法中,频率分辨率和测量误差是一对不可调和的矛盾,若采样时间短则频率分辨率低,若采样时间长则测量误差大。为解决这个问题,提出了频域参考测量方法。在此方法中,以某一频率的正弦电压波形作为GTEM小室的输入信号,然后测量参考传感器和待测传感器在该频率下的响应,最后利用响应特性和参考传感器等效高度计算出待测传感器的等效高度。建立了频域参考测量系统,包括:网络分析仪、GTEM小室、参考天线等。利用该系统对长度为50 mm的单极子探针天线的等效高度进行了测量,并将测量结果与时域方法的测量结果进行了对比。测试结果表明,利用频域参考测量方法测得的等效高度频率分辨率高、测量误差和分散性小。提出的频域参考测量方法将有利于推进特高频传感器标准化工作,提高GIS局部放电检测效率。     

混响室内基于统计特性的屏蔽效能测试

针对传统屏蔽效能定义的测试方法存在的不足,提出了混响室条件下基于统计特性的屏蔽效能测试方法,并从理论上阐述了其优越性。应用仿真软件FEKO对屏蔽体电场强度数据采集方式进行了仿真计算,结果表明选择中轴线采样能够有效反映屏蔽体的屏蔽特性。开发了基于统计意义和多点数据采集的混响室屏蔽效能测试系统,研究了尺寸为800 mm×700 mm×1000 mm的小屏蔽体在不同缝隙尺寸下的屏蔽效能。同时通过对传统定义和统计定义下屏蔽效能重复性测试,结果表明,混响室内基于统计特性的屏蔽效能测试方法相比传统测试手段具有更好的重复性,更加适于工业应用。     

磁性薄膜复数磁导率的短路微带线法测试

基于传输线理论提出了测试磁性薄膜复数磁导率的短路微带线法,利用磁性薄膜标准Lorentzian形式的复数磁导率频谱验证了短路微带线法的正确性。结果表明,短路微带线法在DC~5GHz的频率范围内具有较高的精确性。同时设计和制作了DC~5GHz的测试夹具,用其测试了NiFe磁性薄膜的复数磁导率并用标准Lorentzian形式磁谱对测试结果进行数据拟合。结果表明,从所设计的微带夹具测得的S11能够较为精确地获得磁性薄膜的复数磁导率。最后分析了该测试方法的测试误差来源。     

钢筋网和钢筋混凝土屏蔽效能研究

利用矩量法和时域有限差分法计算分析了由钢筋网和钢筋混凝土构成的实际屏蔽体的屏蔽效能,总结了钢筋直径、钢筋网格尺寸和混凝土特性等因素对屏蔽效能影响的基本规律.通过对实际钢筋网屏蔽体屏蔽效能的测量进一步验证了所用数值计算方法对于计算此类问题的有 效性.分析了无限大金属网屏蔽效能计算公式在计算钢筋网屏蔽体屏蔽效能的参考价值和局限性.探讨了使用钢筋混凝土作为变电站保护小间屏蔽材料的可行性,为实际工程设计提供了依据.     

小型屏蔽体屏蔽效能测试系统全向辐射源设计

针对较小体积的屏蔽体,按照内置辐射法测量屏蔽效能,需将信号源和天线内置到屏蔽体内部。为了将信号源和天线集组合成辐射源,天线的尺寸与信号源的体积是辐射源设计的重要因素。介绍一种基于振荡源激励梳状波发生器获得宽频带的微波信号,结合盘锥天线,实现1～10GHz频率范围内多频点、高稳定、全方位特性小型辐射源的设计。在屏蔽效能测试系统中,该辐射源作为发射部分,可实现小型屏蔽体的屏蔽效能测量。     

换流阀防火监测装置设计及其电磁屏蔽性能研究

为改变换流阀阀厅防火监测系统监测精度不足和时效性差的问题,研制了一种适用于换流阀阀塔的防火监测装置,该装置可实时监控阀塔内部元件的状态,及时发现火情.为考核阀塔防火监测装置在复杂电磁环境下的电磁屏蔽特性,采用等效传输法对装置的电磁屏蔽效能进行计算,得出其屏蔽效能值满足使用要求.试制出防火监测装置样机,并对防火监测装置成...     

基于BLT方程的有孔箱体屏蔽效能分析

为了计算有孔金属屏蔽箱体的屏蔽效能,根据Robinson算法和电磁拓扑理论,提出了一种基于BLT方程的有孔箱体屏蔽效能分析方法,推导出了屏蔽箱体、孔逢、入射波等参数与屏蔽效能的关系式,并扩展到孔阵、偏心孔以及任意极化角的情形,分析了开孔形状、孔阵的孔间距、孔阵开孔面积以及开孔数量对屏蔽效能的影响。在0~2 GHz范围,对单孔和孔阵箱体的屏蔽效能进行仿真,并与Robinson算法以及CST仿真结果进行了对比,验证了方法的有效性。数值仿真结果表明:开孔面积不变时,开孔数量越多屏蔽效能越好;开孔数量不变时,开孔面积越小屏蔽效能越好;在开孔面积以及开孔数量都不变时,孔阵的孔间距越大屏蔽效能越好。