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微波洁净暗室工程设计方案案例

文章来源:http://www.iwuchen.com/  2012年10月08日  点击数:12360

微波洁净暗室工程设计方案案例

                     
南 京 射 频 器 件 厂
 
 2008年3月 


目 次

1.洁净暗室工程技术参数及要求----------------------------------------------1

2.AXB型微波吸收材料技术性能指标--------------------------------------1

3.实施方案------------------------------------------------------------2

4.结论----------------------------------------------------------------6

5.洁净暗室性能测试及验收--------------------------------------------------6

6.洁净暗室配置清单--------------------------------------------------------6


附件

参考文献


1洁净暗室工程项目技术参数及要求

1.1. 项目名称:手机天线测试微波洁净暗室工程

1.2. 主要技术参数及指标

1.2.1. 洁净暗室空间尺寸:6.0m(L)×3.0m(W)×2.5m(H)

1.2.2. 工作频率:0.8~6GHz

1.2.3. 静区位置:中心距后墙3.0m、上下左右居中,天线收发间距2m

1.2.4. 静区大小:0.3m×0.3m×0.3m并符合远场条件

1.2.5. 静区反射电平:0.8~1GHz优于-30dB,1~2GHz优于-35dB,2~6GHz优于-40dB

1.2.6. 屏蔽效能:≥90dB@0.8~6GHz

1.3. 洁净暗室内良好的通风、无污染、无异味、可监控

1.4. 吸波材料:角锥型吸波材料,高度0.5米;氧指数大于60;功率承载能力大于3kw/m2;材料性能稳定;采用龙骨背架安装;对人体无危害、抗热、耐火.满足美国海军NRL Report NO8093(test 1、2 and 3)要求

2AXB型吸收材料技术性能指标

2.1本厂产品适用于建造以下四种无反射室:

2.1.1天线方向图测试无反射室,用于微波天线性能的评估;

2.1.2电子战(EW)无反射室,用于导弹雷达系统的研制;

2.1.3雷达散射截面(RCS)无反射室,用于测试飞行器、导弹和车辆雷达散射截面;

2.1.4电磁兼容性(EMC)无反射室,用于评估所测试物体的电磁兼容性(敏感度和发射)。

2.2 AXB型吸收材料电性能指标

型号/反射损耗-dB/频率和投射角


f=0.8GHz

f=1GHz

f=3GHz

α≤15°

α=45°

α=60°

α≤15°

α=45°

α=60°

α≤15°

α=45°

α=60°

AXB-700

38

35

31

40

38

35

50

47

41

AXB-500

30

28

25

35

32

30

45

42

40

备注:AXB-500和700型吸波材料5-6GHz和电波投射角不大于15°时吸波性能优于50dB.



2.3物理性能指标

AXB型吸波材料氧指数>60,是B1级难燃材料

AXB型吸波材料环保卫生,洁净暗室空气采样符合中国居室环境卫生标准

材料性能稳定可靠

洁静度符合10万级洁静度要求

耐功率性能:>3kw/m2

对电压、明火和内热安全性能达到:表笔二支之间AC220V,电流>8A,笔间间距30mm,触压吸波材料,安全;酒精喷灯火烧30s,离开后无明火;用电热管触压吸波材料内表面,使接触面温度达600OC、保持5分钟,材料安全。此三项性能指标检测表明:超过NRL Report NO8093(test 1、2 and 3)要求。

颜色:天蓝色

2.4吸波材料单元块外形尺寸

AXB型吸波材料单元块外形结构如图1示:

图1:吸波材料单元块外形结构图


吸波材料单元块外形结构 

AXB型吸收体单元尺寸                 尺寸单位:毫米 张角单位:度

型 号

单元基底尺寸

B×B(mm2)

单元角锥数

角锥尺寸及张角

标准重量

kg/块

H1

h1

b

α

AXB-700

500×500

36

690

90

80.5

7.7

5

AXB-500

64

500

76

60

8.1

4.8

3实施方案

微波洁净暗室是天线测试系统的基本测试环境,其设计与建造(特别是吸波能力和静区)要适应天线测试指标要求。根据贵单位所提技术要求,洁净暗室实施方案如下:


天线远场测试主要是测量天线接收信号的能量强度,从而可直接获得天线方向图。当天线副瓣电平为-15dB、反射干扰电平为-30dB时,天线测量精度优于1.5dB;当天线副瓣电平为-20dB、反射干扰电平为-40dB时,天线测量精度优于1dB。因此,该微波洁净暗室静区内反射电平应优于-30dB,才能满足天线精确测量和调试的需求。

3.1依据的技术标准与规范

a)GJB2926-1997《电磁兼容性测试实验室认可要求》

b)GJ20155-92《射频辐射吸收体(微波吸收材料)的通用规范》

c)美海军实验三项防火试验NRL Report NO8093(test 1、2 and 3)要求

3.2吸波材料布局

洁净暗室远场测量的环境散射主要是由被测天线转台及微波洁净暗室墙体的散射引起的。天线转台的散射可以通过合理设计和设置吸波屏风来解决;微波洁净暗室墙体的散射当布设适当的吸波材料后便可满足洁净暗室电性能要求。

洁净暗室:各墙AXB-500型吸波材料均布;过道布设AXB-300D型吸波地板;门布设PXB-J300型海绵吸波材料(在一侧墙靠近主墙处,宽0.75m×高1.70m)。

转台和天线支架等处采用特型吸波材料进行覆盖。

通风、照明和拐角等特型吸波材料按照实际需要布设。

从以上布局知:需用81平方米吸波材料,具体种类和数量如下:

PXB-J300型      2平方米

AXB-300D型      1平方米

AXB-500型       76平方米

通风吸波材料   1.5平方米

吸波灯罩       0.5平方米

3.3吸波材料安装

AXB型吸波材料的标准安装是挂装在金属表面上,长期不脱落,无需维修,完成安装可立即投入使用,无须粘胶挥发等待期。如果材料需要更换,非常方便。

洁净暗室主墙、后墙、顶棚和两侧墙吸波材料采用龙骨背架挂装方式进行安装,吸波材料单元块紧固在副龙骨上。

该方式具有安装快捷方便、牢固美观的特点。

天线支架等处的吸波材料以吸附式和粘贴方式进行安装,地面吸波材料采用放置方式。

3.4通风系统

为了满足微波洁净暗室内所有参试设备和工作人员工作的环境温度,以及工作人员对新风的补偿要求,微波洁净暗室部分采用抽排通风空调系统。

通风方式:在微波洁净暗室侧墙装轴流风机1个,强制抽风;在另一侧墙开通风口2个,自然送风,以获得室内通风分布较为均匀。选用排风扇1台进行新风补赏.

通风量:保证室内每小时至少6次换风量,通风系统噪音不大于50dB。

通风截止波导窗采用频带宽、风阻小、满足屏蔽要求。

通风口采用AXB通风型材,美观隐蔽(不易觉察)。

选用3P空调一台进行环境温湿度控制。(建议,甲方提供,空调放置在测控处)


3.5洁净暗室屏蔽

屏蔽壳体:由各种型钢、钢板、龙骨栓接成框架,形成自支撑结构形式。六面钢构板体,采用厚度为2.0mm镀锌钢板 ,支撑龙骨采用型钢。屏蔽壳体内外经过严格的防锈处理,长期使用保证不生锈;屏蔽壳体及框架稳定可靠,长期使用保证性能。

通风窗:通风截止波导窗600mm×300mm的4个,截止频率6GHz、屏蔽效能100dB。

滤波器:整个需要进入屏蔽室的各种电源应从同一个配电柜引出,屏蔽洁净暗室的配电箱设置通向屏蔽室的屏蔽门旁边。洁净暗室仪表用电分相使用。电源滤波器AC220V/50Hz、50A、2只,其插入衰减值与屏蔽室效能一致,用于为摄像机及照明灯等供电,直接安装在屏蔽壳体上;接地滤波器1只。所有电源滤波器应集中安装,滤波器的前端不能有漏电保护装置但可设置过载保护装置。

本方案按多点接地设计,滤波器壳体与屏蔽室壳体保持良好连接,主接地点选在滤波器安装处。为了保证良好的接地性能,地网接地电阻不大于1欧姆。

屏蔽门:选用标准旋转刀型屏蔽门0.75m×1.7m规格的1樘,门的边框同屏蔽壳体间保持良好的电气连接。指标满足屏蔽关键指标:屏蔽频率范围:500MHz-6GHz时,屏蔽衰减不小于100dB的要求。

灯光照明:AXB型吸波材料采光性能好,为进一步降低灯具干扰,洁净暗室内门处顶棚上各布1盏共2套、60W节能灯。

视频监控系统:微波洁净暗室内设置摄像头(带云台)一个,能在测试室内观察到被测件情况。摄像头为彩色手动调焦型,适应在洁净暗室照度为10Lux条件下工作。监视器和控制器设在测试室内。

在屏蔽壳体上安装屏蔽管若干个,用于设备连线进出洁净暗室。控制和信号传输线采用屏蔽电缆。进出洁净暗室线缆屏蔽层同屏蔽管间填充金属丝团使之保持良好的电气连接。

电气设备:选用详见下表

序号

名称

规格及型号

数量

单位

位置

备注

1

工频滤波器

AC220V,50Hz,50A

2

洁净暗室侧面


2

接地滤波器

50A

1

洁净暗室侧面


3

60W

2

洁净暗室顶面


4

风机

60W

1



5

轴流风机

80W

1



6

监控器

一头一显

1


带云台

7

空调

3P柜机

1

测控室

甲方提供

8

配电/地线

两相插座3个

1



4结论

使用AXB型吸波材料,防火性能好,不需要专设防火设备,节约资金使用方便;洁净暗室室内环境符合中国居住环境标准(室内空气),光线明亮,洁净度高;科研人员有安全、舒适的工作环境。洁净暗室内测量需遮蔽时,AXB型吸波材料可以自垒成吸波挡墙,使用非常灵活便捷。

性能优良的吸波材料、合理的材料布局和优化的技术方案使洁净暗室在使用区有良好的静空环境,0.8~6GHz频段内可以满足天线测试要求。

5洁净暗室性能测试及验收

进场安装前对吸波材料进行抽检,按标准执行,提供相应测试报告供用户审视。

洁净暗室屏蔽效能、静区检测、验收按双方(或三方)商定的《洁净暗室电性能检测及验收大纲》进行或用产品比对测试。

屏蔽效能检测按照GB12190-2006《电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法》进行;静区检测采用“自由空间电压驻波比法”,源天线采用角锥喇叭,天线收发间距2.0m。

6洁净暗室配置清单


序号

名称

规格型号

尺寸

数量

备注

1

屏蔽壳体

2mm镀锌钢板

6m×3m×2.5m

1套

鞍钢

2

屏蔽门

1.5刀式门

0.75m×1.7m

1套

手动右旋式

3

截止波导窗

六角形波导孔

300mm×300mm/5mm

4只


4

电源滤波器

GZ/AC220V/20A

V80P-16-W2


350mm×300mm×300mm

1套

配置单相~220V/20A

5

接地滤波器

50A

350mm×300mm×300mm

1套


6

GB3C125-200

60W

2个

飞利普

7

排风扇

200FZY-D

φ250×80

1台

60W/0.15A,10m3/min

8

轴流风机

300FZY-D

φ340×100

1台

80W/0.2A,22m3/min

9

信号转接板

AXB-SP

400mm×400mm

1块

设过壁管2个

10

屏蔽过壁管

φ40/φ60

φ40×300

φ60×300

2个

各1个

11

电气配电

梅兰格兰

含管线、插座、转接头等

1套

详见电气施工图纸

12

彩色监视系统

三星

含自动变焦摄像机,21?监视器,控制器等

1套

带云台

13

地板

复合地板

18m2

1套

木质

14

吸波材料

AXB-500型

76m2

1套

难燃型

15

吸波材料

PXB-J300

2m2

1套

屏蔽门吸波处理

16

吸波走道

AXB-300D

1.5m×0.5m

1套


17

踏步梯

一级

1.0m×0.25m×1P

1套

屏蔽门外侧

18

保护帽

AXB-500型

5m2

1套




参考文献:

[1]Buckley,E.F.,“Outline of evaluation procedures for microwave anechoic chambers”,Microwave Journal,Vol.6,No.8,1963.

[2]Appel-Hansen,J.,“Reflectivity level of radio anechoic chambers”,IEEE Trans.,Vol.AP-21,No.4,July 1973.

[3] 《用于电磁兼容测量的电磁屏蔽半电波洁净暗室》,沙斐,电子科技导报,1997-11

[4] 《电磁兼容(EMC)试验室方案论证》,第14研究所李伟英,1992年10月

[5] 《14所9802微波洁净暗室吸波工程技术方案》,张纪纲,14所南京射频器件厂,2001年6月

[6] 《38所496技改工程PNF微波洁净暗室吸波工程技术方案》,张纪纲,14所南京射频器件厂,2002年10月

[7] 《804所微波洁净暗室吸波工程方案设计》,张宇桥,14所南京射频器件厂,2004年4月

[8] 《Design of a Facility for Measuring Antenna Patterns from 500MHz to 40GHz having a Quiet Zone Level of -40dB》;目标与环境特性管理与技术外文专题资料,总装备部科技信息研究中心目标与环境特性专业组,2004年5月

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