电磁屏蔽室是怎么建的?

科技   2025-01-08 08:01   广东  
EMC对策是指不对周边造成电磁噪声影响,自身也不受到周边的电磁噪声影响。这在电气、电子设备的设计开发阶段是重点关注的要求。在EMC测量方面,具有优秀可追踪性和可还原性的高性能电磁屏蔽室比什么都重要。如今,电磁屏蔽室已不再是单纯的测量工具,还发展成了强力的开发工具。

愈发重要的电磁屏蔽室

在我们的身边存在着诸多的电磁波产生源,例如电气、电子设备和无线设备、信息通信系统等,它们发射着各种电磁波。这类设备发出的电磁波(或电磁噪声)可能会影响周围的设备,而它们自己也可能受到周围设备的影响。在这方面,既“不对周边发出电磁噪声”,不造成辐射问题(EMI),“自身也不受到外部的电磁噪声影响”,不造成免疫问题(EMS)的兼顾方案就叫作EMC对策。由于各种电气、电子设备和无线设备、信息通信系统等是共存的,不影响周边也不受周边影响的EMC对策就称为了各种设备的设计开发阶段重点关注的要求。

电子设备发出的电磁噪声的电场强度以室外的开阔试验场(OATS:Open Area Test Site)测量的结果为标准。不过,室外测量会受到风雨等天气干扰,周围收到的电波容易受到影响。此外,由于免疫测试会施加超强的电场照射,因为电波法等法规原因,室外OATS也无法进行这种试验。因此,电磁屏蔽室就作为这类测量和实验的可靠且高效的设施,发挥着愈发重要的作用。
<室外露天场地存在很大局限>
●受到外来干扰波的影响
●受到障碍物影响
●受到天气干扰
●强电场照射(免疫试验)无法进行
<电磁屏蔽室有诸多优点>
●不受到外来干扰波的影响
●稳定的测试环境
●不向外发射干扰波
●强电场照射(免疫试验)可以进行
●可保护测量机密

电波吸收体的主流是铁氧体

电波吸收材料可分为磁性、介电性、电阻性三类。磁性吸波材料的代表包括铁氧体烧结体(以下简称铁氧体)、软磁合金,以及羰基铁等物质与树脂复合而成的材料,但EMC试验用的电磁屏蔽室墙面材料主流为铁氧体。铁氧体在高频交流磁场中会造成磁性损失(自然共振和磁壁共振等)。铁氧体电波吸收体就利用了这种原理。对于电视信号波等高频电波,它能将其能量充分吸收转化为热量,因此它被用于防止高层建筑墙面反射造成的电视信号幽灵故障、航空雷达的图像失真等方面。随着长年积累的材料开发技术的深化,铁氧体逐渐成为了EMC试验用的电磁屏蔽室的主要电波吸收体。
在铁氧体片之间设置间隙,控制其厚度,就能制成吸波性能优良的外墙,确保安全性。它在设计时考虑了电波的入射角,以获得最佳的吸波性能。

新开发的中空截头锥形吸波体推动电磁屏蔽室的进化

通过设计和施工,电磁屏蔽室形成的封闭空间不受外部电磁波的影响,也不会向外泄漏电磁波。电磁屏蔽室最初出现于1950年代初,作为无线设备和天线的实验、研究设施,但其正式的噪声限制始于1980年代以后,被广泛兴建,用于电子设备辐射噪声的试验测量。

电磁屏蔽室的整个空间都受到金属屏蔽,天花板、墙壁的五个面,乃至包括地板在内的六个面都安装了电波吸收材料。根据要评测的电气、电子设备和无线设备、信息通信系统的尺寸和用途,电磁屏蔽室的尺寸和采用的电波吸收体也相应决定。EMC试验采用10m法和3m法的电磁屏蔽室。

为了确保EMC试验测量结果的可还原性,还规定了“场地衰减量”的指标。它用来判断电磁屏蔽室是否为适合EMC试验用的电磁环境,要求收发天线和测量天线间的传输损失小于标准值。

根据1996年生效的EMC条例,噪声限制的对象扩展到了大型、重型设备。而随着各种家电产品开始安装信息通信系统,它们相比以前的产品也变得愈发复杂。因此,10m法的电磁屏蔽室需求也在不断增加。
构成10m法电磁屏蔽室的墙面的吸波体需要能在大频率区间内吸收至少20dB的电波。如果只靠电介质电波吸收体来实现这点,就需要将电波吸收体延长到5m以上,扩展建筑容积。为此,东京工业大学的末武国弘、内藤喜之、清水康敬教授于1960年代将铁氧体和介电损失体组合起来,研发了复合电波吸收体。此后,短小的复合电波吸收体在10m法电磁屏蔽室中成为了主流。
为了追求进一步的高性能和短小的复合电波吸收体,TDK运用积累的电波工程系技术,开发了中空截头锥形电波吸收体。它将以往的锥形头部切割,从而缩短了近30%的长度,且实现了高性能。不仅10m法电磁屏蔽室,各种10m法电磁屏蔽室都因此实现了前所未有的容积缩小和工期缩短。
来源:TDK

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