建立半電波暗室（SAC）應注意的幾個(gè)問(wèn)題（二）

4、電波暗室設計技術(shù)   為了建造符合場(chǎng)地衰減要求的SAC，測量到的歸一化場(chǎng)地衰減數值與理想開(kāi)闊場(chǎng)（依據標準ANSIC63.4－1992）的理想值的差值應小于4dB。這項指標面臨著(zhù)許多挑戰，特別在低頻段，吸波材料的電場(chǎng)尺寸很小，而且電磁性能很差。所以，在電波暗室建造之前，需要用數字仿真，以確認和優(yōu)化電波暗室的設計。制造者可以選擇嘗試方法來(lái)設計，但這會(huì )消耗許多時(shí)間和成本。數字仿真，通過(guò)與已建造的暗室的性能測量數據的修正相結合，是今天的電波暗室的設計者的一種有效的設計工具。   在工作頻率范圍的中段和高段，入射到吸波材料的電磁波可以被認為是平面波。在這種情況下，利用射線(xiàn)跟蹤的方法來(lái)模擬電波暗室的性能，會(huì )得到一個(gè)可信的有關(guān)電波暗室性能的推算。而對于低頻情況，平面波的假設不再有效。   對于低頻范圍，有關(guān)電波暗室的性能模型有兩種方法：一種是對高頻情況下的射線(xiàn)跟蹤技術(shù)的模擬，另一種是對裝有吸波材料的屏蔽室進(jìn)行三維情況下的麥克斯韋方程的解算。在射線(xiàn)跟蹤的情況下，由于吸波材料的低頻性能以及電波暗室的尺寸，必須考慮多重反射。由于低頻段的吸波材料的測試數據在任意角度入射要比垂直情況難以測量，所以數字仿真數據常被使用。要注意的是這種模擬的吸波材料性能數據與垂直入射的測量數據緊密相關(guān)，以避免在電波暗室仿真中的系統誤差。在多級射線(xiàn)跟蹤模型中，測量的10m電波暗室的性能模擬要比3m電波暗室的好，這是由于在10m電波暗室中電空間足夠大，采用的吸波材料體積大，低段性能好。   由于求解三維麥克斯韋方程是一項深入細致的計算任務(wù)，所以通常使用有限元法或有限差分法。這些方法是將需要運算的空間分成離散的單元，以便使用麥克斯韋方程進(jìn)行運算，對于低頻段的情況，吸波材料近似為低頻薄層，可以減輕計算的難度。然而，這種算法的**性很大程度依靠吸波材料模型的使用，吸波材料性能的測試和大量的數據。在理論上，這種方法比射線(xiàn)跟蹤法**、可靠。然而，與多級射線(xiàn)技術(shù)相比，吸波材料的安裝和電波暗室測量的限制導致實(shí)現過(guò)程中的不確定性，同時(shí)也使實(shí)際設計的精度有所限制。

5、試驗室的建造   在以上的幾個(gè)部分，我們對幾個(gè)主要問(wèn)題進(jìn)行了介紹，包括SAC的設計、屏蔽效能、吸波材料和電波暗室模型。這一部分集中討論這些方面的整體實(shí)施。   多級反射射線(xiàn)跟蹤方法具在方便計算的優(yōu)勢。應用這種技術(shù)，設計者可以從眾多的設計草案中選取優(yōu)化設計。一個(gè)有經(jīng)驗的設計工程師可以通過(guò)分析整理數據來(lái)保證電波暗室的性能，而不用考慮模型化技術(shù)的固有限制。

   在建造EMC測試試驗室時(shí)，需要相當大的空間來(lái)容納電波暗室和相關(guān)的設備。典型的設計尺寸如表3。除了表3給出的數據，我們還要考慮防火設施、高架地板、加固屏蔽室的使其能夠負荷吸波材料的質(zhì)量、保證其完整性的鋼結構。

表3 半波暗室參數

         在SAC以及相關(guān)設備建造結束后，要驗證其性能，以證實(shí)用SAC替代理想的OATS是可行的。在民有EMC設施中，SAC性能測試依照標準ANSIC63.4－1992、CISPR22或相關(guān)標準所描述的替代場(chǎng)方法。這些測試程序是通過(guò)比較電波暗室與OATS的場(chǎng)地衰減來(lái)證實(shí)電波暗室的性能的。場(chǎng)地衰減是按照標準中對于替代場(chǎng)所描述的理論，測量位于轉臺上一個(gè)靜止的圍繞EUT的區域。這個(gè)測試程序的頻率范圍是根據輻射發(fā)射對EUT測試的要求確定的。在*初的驗證確定后，SAC 的操作應建立在每年的驗證基礎上。   SAC的性能依靠許多因素，其一是吸波材料的安裝。鐵氧體貼片的氣縫效應要格外注意，特別是在門(mén)和其他穿孔的地方，那里的吸波材料是不連續的。門(mén)、接口板和窗的安排也要小心。注意不要在吸波材料不連續的地方引起性能問(wèn)題，不要出現未經(jīng)處理的反射物質(zhì)引起的寄生的反射和發(fā)射。另外，地板要非常平，轉臺周?chē)ＷC電連續性。驗證電波暗室時(shí)，天線(xiàn)系數起著(zhù)嚴格的作用。另外，時(shí)間久了，吸波材料、尤其是尖劈泡沫會(huì )傾斜，在性能上影響較小，但有些負面的效應。   一個(gè)重要的問(wèn)題是選擇吸波材料或暗室的制造者時(shí)一定要有質(zhì)量控制。由于吸波材料性能是　SAC的電磁性能中*重要的因素，要注意制造商能否保證工廠(chǎng)里生產(chǎn)的每一批吸波材料的性能都是一致的。*好要有一個(gè)質(zhì)量控制程序，以保證每一批吸波材料的電磁性能都在低頻范圍內進(jìn)行嚴格的檢測。而且，電波暗室的性能與吸波材料的安裝質(zhì)量相關(guān)，所以，在安裝中安排有經(jīng)驗的人員控制質(zhì)量是必須遵循的。   一般來(lái)說(shuō)，EMC測試設備不僅僅是SAC。按預算和實(shí)驗的需要，可以增加屏蔽的控制室和實(shí)驗室，同樣可增加測量抗擾度的全電波暗室和預測試電波暗室。*低限度，要有足夠的空間來(lái)容納測試設備和測試人員。

  6、總結   本文談到建造SAC中的概況，但它不能完全涉及到建造SAC的所有問(wèn)題。一些重要的問(wèn)題，如防火**和結構完整性都需要進(jìn)一步研究?？傊?，建造SAC不是一項簡(jiǎn)單的任務(wù)，有大量的因素影響SAC的電磁性能能和功能。特別對于全適應電波暗室，對于3m或10m的測試距離，質(zhì)量控制、設計能力和已有工作業(yè)績(jì)都在選擇電波暗室生產(chǎn)家方面起著(zhù)重要的作用。而且，成功的操作EMC設備與測試附屬設備（轉臺、天線(xiàn)桿、天線(xiàn)、電纜）和測量?jì)x器的使用有關(guān)，同時(shí)，試驗人員的經(jīng)驗也很重要。