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文章詳情
EMC電波暗室的一些資料介紹學習 增加知識儲備
日期：2025-05-02 09:29
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摘要： 電波暗室(anechoic chamber)通常對于輻射試驗來說，測試場地分為三種，分別是全電波暗室、半電波暗室和開闊場。在這三種測試場地中進行的輻射試驗一般都可以認為符合電磁波在自由空間中的傳播規律。
全電波暗室
全電波暗室減小了外界電磁波信號對測試信號的干擾，同時電磁波吸波材料可以減小由于墻壁和天花板的反射對測試結果造成的多徑效應影響，適用于發射、靈敏度和抗擾度實驗。實際使用中，如果屏蔽體的屏蔽效能能夠達到80dB~140dB，那么對于外界環境的干擾就可以忽略不計，在全電波暗室中可以模擬自由空間...
電波暗室(anechoic chamber)通常對于輻射試驗來說，測試場地分為三種，分別是全電波暗室、半電波暗室和開闊場。在這三種測試場地中進行的輻射試驗一般都可以認為符合電磁波在自由空間中的傳播規律。
全電波暗室
全電波暗室減小了外界電磁波信號對測試信號的干擾，同時電磁波吸波材料可以減小由于墻壁和天花板的反射對測試結果造成的多徑效應影響，適用于發射、靈敏度和抗擾度實驗。實際使用中，如果屏蔽體的屏蔽效能能夠達到80dB~140dB，那么對于外界環境的干擾就可以忽略不計，在全電波暗室中可以模擬自由空間的情況。同其它兩種測試場地相比，全電波暗室的地面、天花板和墻壁反射*小、受外界環境干擾*小，并且不受外界天氣的影響。它的缺點在于受成本制約，測試空間有限。
半電波暗室
半電波暗室與全電波暗室類似，也是一個經過屏蔽設計的六面盒體，在其內部覆蓋有電磁波吸波材料，不同之處在于半電波暗室使用導電地板，不覆蓋吸波材料。半電波暗室模擬理想的開闊場情況，即場地具有一個無限大的良好的導電地平面。在半電波暗室中，由于地面沒有覆蓋吸波材料，因此將產生反射路徑，這樣接收天線接收到的信號將是直射路徑和反射路徑信號的總和。
開闊場
開闊場（open area test, OAT）是平坦、空曠、電導率均勻良好、無任何反射物的橢圓形或圓形試驗場地，理想的開闊場地面具有良好的導電性，面積無限大，在30MHz~1000MHz之間接收天線接收到的信號將是直射路徑和反射路徑信號的總和。但在實際應用中，雖然可以獲得良好的地面傳導率，但是開闊場的面積卻是有限的，因此可能造成發射天線與接收天線之間的相位差。在發射測試中，開闊場的使用和半電波暗室相同。
暗室有哪些要求？
暗室是模擬開闊場而進行EMC測量，并提供一個電磁背景干凈、場均勻性好的一個測量場地。暗室使用頻率一般在9KHz~40GHz左右。我們先來看看3米法電波暗室&10米法電波暗室兩個場地都有哪些共同的指標要求；
其中為滿足30MHz～40GHz的歸一化場地衰減規則，通常暗室需采用鐵氧體片和滲碳泡沫角錐或空心角錐復合型又或者加聚氨酯泡沫尖劈吸波材料的寬帶吸波材料。
1）尖劈：
吸波材料電磁波吸收效果通常適用于450MHz以上，耐高溫、高場強。
2）鐵氧體：
鐵氧體電磁波吸收效果在1GHz以下，*佳在500MHz以下。
首先我們來看一下兩個暗室的區別:
從上表中我們可以看出10米法電波暗室較3米法電波暗室從各個指標上看10米法的一個很明顯的優勢就是電波暗室結構更“大”，轉臺直徑更“大”，承重能力更“大”，接收天線方向更“智能”，測試靜區范圍更“大”，在低頻時的測試誤差更“小”。
下面我們分析一下上述內容對于我們被測試樣品的影響在哪里？
1） 樣品的尺寸：更大結構的電波暗室及轉臺直徑及靜區面積（啥是靜區？莫急，且看后面分解）可以容納更大尺寸的樣品。
2） 樣品的重量：更大的轉臺承重可以承擔大噸位的重量級樣品。
3） 樣品的頻率：因為測試在遠場（啥是遠場？莫急，且看后面分解）的條件下其測試的結果才更準確。而近場和遠場的區別又和當前測試距離下被測頻率所對應的波長有關。所以10米法電波暗室可以準確的測試出更低的工作主頻。
所以，現在我們總結一下10米相對3米電波暗室的優點：
1. 轉臺直徑大，承重能力強，可以測量更重的樣品。樣品超過1噸，就請選擇10米法電波暗室。
2. 靜區更大，可以測量外觀更大的樣品。樣品直徑超過1.5米，就請選擇10米法電波暗室。
3. 誤差更小，數據更加準確，更具權威。注意：現在很多國家或地區在1GHz以下的輻射騷擾數據已經不接受3m法電波暗室的測試結果。即輻射騷擾的測試頻率小于1GHz，就請選擇10米法電波暗室。
增加科普1：
靜區是暗室性能的*重要指標之一。暗室靜區是指電波暗室室內受反射等干擾*弱的區域，也是放置被測設備和接收天線（發射天線）*佳的位置。
暗室靜區大小與暗室形狀、大小、結構、工作頻率、所用吸波材料的電性能、靜區所要求靜度等有關。一般而言3m法電波暗室*大只能設計2m（2m直徑）測試靜區，而10米電波暗室可以設計到3m或更大。
2m直徑的圓柱內*大只能切1.5m長寬的長方體出來，因此大于1.5m的被測物，會超出靜區范圍使得測量不準確，必須使用擁有更大的靜區的電波暗室進行測試
增加科普2：
近場和遠場的影響：
簡單粗暴的公式：當測試距離r ＞λ/2π達到遠場測試條件， r ＜λ/2π 為近場測試條件。
1）對于近場：電場和磁場方向無規律
①場源是高電壓小電流的源近場主要為電場。因為E∝1/r3,H ∝1/r2,隨距離增加電場磁場都會變小，但波阻抗變大
②場源是高電流小電壓的源近場主要為磁場。因為E∝1/r2,H ∝1/r3,隨距離增加電場磁場都會變小，但波阻抗變小
2）對于遠場：電場和磁場方向垂直
E∝1/r , H ∝1/r, 隨距離增加電場磁場都會變小，但波阻抗Z=E/H=120π=377（Ω）恒定
其中遠場是平面波，比較容易分析和測量，只需測量出電場就能算出磁場，反之亦然。近場比較復雜，電場和磁場沒有特定關系，需要分別測量，同時近場場強和1/r3, 1/r2有關，所以位置的微小變化會引起較大的測量誤差，測量的重復性差，無法保證測試的一致性。
在可能的場合下，應在遠場條件下進行測量，遠場區可以由下列條件來確定：
測量距離d選擇為：
a) d≥λ/2π≈λ/6，在此距離Z=120π=377Ω，電場分量與磁場分量正交。測量誤差約3dB
d≥λ,測量誤差0.5dB
EMC實驗室配置的主要附屬設備
1、暗室的基本設施和設備
1)、屏蔽殼體一間：內部尺寸為20m長×12m寬×8m高，采用美國拼裝式工藝建造，保證屏蔽效能的同時，也能保證屏蔽室的堅固耐用，并可以整體搬遷或擴建。
2)、屏蔽門：全開尺寸2.5m*2.5m，手動、電動或氣動開啟。
3)、波導通風口：8個，尺寸為300mm*300mm。
4)、電氣系統：300瓦鹵素燈8盞，220V/單相/插座，380V/3相/插座。
5)、電源濾波器：用于EUT、照明、天線塔、轉臺CCTV 系統的電源濾波器，可增加電話濾波器、網絡濾波器等。220VAC/50Hz/單相/2*30A 一臺符合MIL-STD-220A 標準，在10MHz～10GHz 頻率范圍內，插入損失100dB，同時滿足UL1283標準。
6)、接頭及接頭扳：用于連接控制室的設備，裝設于高架地板之下。300mm*300mm 接頭扳2個，有N型接頭，BNC型接頭，SMA型接頭。
7)、高架地板：*大承重2000kg，地板面裝有3個接頭扳，高架地板下有兩個配線管道，連接接頭扳到地面接頭扳。
8)、暗室內部四面墻和天花板貼滿鐵氧體瓦，鐵氧體瓦上面再以velcro 叉型粘扣帶與魔鬼氈貼微波吸收材料，在鏡面菲涅爾區貼上微波吸收材料。地面之吸波材料采用活動式設計，以滿足抗干擾（EMS）測試。
9)、CCTV：影像及控制需以光纖傳輸，配彩色PAL機型?？赡?00V/M場強，（DC-18MHz頻率范圍）6mm固定攝像機及腳架一支?？赡?00V/M場強，廣角境頭，焦距、遠近、光圈大小及上下左右可調整的攝像機。攝像機控制器一臺，它通過光纖與攝像機連結，控制攝像頭上下左右移動，變焦、聚焦。17英寸彩色監示器一套。
2、EMC暗室量測系統
1)、待測物轉臺
尺寸：直徑3 米
材質：金屬結構、金屬臺面
載重：2000kg
控制：電驅動、定位及轉速由室外遙控
旋轉角度：順時針及逆時針各可旋轉360 度，定位誤差優于±10
轉臺全是光纖控制，避免引入電磁干擾
2)、天線架（天線升降塔）：
材質：FRP
尺寸：高6.3 米，垂直調控距離優于1.0-6.0 米萬用天線夾具及收線機
控制：控制器以光纖遙控天線架具有氣動極向變換位置光纖傳輸
3)、雙通道控制器一臺：控制轉臺和天線架移動
4)、EMI測試軟件一套
暗室吸波材料通常是用鐵氧體加聚氨酯泡沫尖劈吸波材料組成的復合材料，鐵氧體用于1GHz以下，*佳在500MHz以下；聚氨酯泡沫尖劈吸波材料通常適用于450MHz以上，耐高溫、高場強。
為滿足30MHz～18GHz的歸一化場地衰減要求，通常暗室需采用鐵氧體片與滲碳泡沫角錐或空心角錐復合型的寬帶吸波材料。根據文獻報道，對于10m法暗室，為滿足歸一化場地衰減偏差≤±4dB 要求，吸波材料在30～1000MHz垂直入射時反射系數應小于-20dB，45°入射角時小于-15dB。對于1～40GHz 頻率范圍，吸波材料垂直入射及45°角入射的反射系數也應不高于上述數值。
關于復合型寬帶吸波材料，要注意以下兩點：
a)與鐵氧體片組合的滲碳聚氨酯泡沫角錐，其含碳量不同于單獨使用的角錐，對于這點，國內在早期研制復合型吸波材料時并不清楚，而是沿用常規的角錐吸波材料的含碳量配方。
b)復合型吸波材料與屏蔽室之間宜加一層膠合板。根據國外文獻報道，增加這層電介質（膠合板）對改善反射系數是有益的。
EMC暗室與微波暗室的區別
沒有下面的鐵氧體和膠合板的暗室一般是用來測試天線的微波暗室，這個EMC 暗室不一樣，EMC 暗室必須要有鐵氧體
1、EMC 暗室模擬開闊場，也就是說五個面是沒有任何障礙物，所以EMC暗室五個面要粘貼吸波材料，吸收電磁波，防止反射；而微波暗室是模擬自由空間，因此六個面都要粘貼吸波材料；
2、測試原理不一樣，EMC測試接收能量是通過空間直射和地面反射疊加值，而微波暗室是直接發射接收到的值。
全電波暗室
全電波暗室減小了外界電磁波信號對測試信號的干擾，同時電磁波吸波材料可以減小由于墻壁和天花板的反射對測試結果造成的多徑效應影響，適用于發射、靈敏度和抗擾度實驗。實際使用中，如果屏蔽體的屏蔽效能能夠達到80dB~140dB，那么對于外界環境的干擾就可以忽略不計，在全電波暗室中可以模擬自由空間的情況。同其它兩種測試場地相比，全電波暗室的地面、天花板和墻壁反射*小、受外界環境干擾*小，并且不受外界天氣的影響。它的缺點在于受成本制約，測試空間有限。
半電波暗室
半電波暗室與全電波暗室類似，也是一個經過屏蔽設計的六面盒體，在其內部覆蓋有電磁波吸波材料，不同之處在于半電波暗室使用導電地板，不覆蓋吸波材料。半電波暗室模擬理想的開闊場情況，即場地具有一個無限大的良好的導電地平面。在半電波暗室中，由于地面沒有覆蓋吸波材料，因此將產生反射路徑，這樣接收天線接收到的信號將是直射路徑和反射路徑信號的總和。
開闊場
開闊場（open area test, OAT）是平坦、空曠、電導率均勻良好、無任何反射物的橢圓形或圓形試驗場地，理想的開闊場地面具有良好的導電性，面積無限大，在30MHz~1000MHz之間接收天線接收到的信號將是直射路徑和反射路徑信號的總和。但在實際應用中，雖然可以獲得良好的地面傳導率，但是開闊場的面積卻是有限的，因此可能造成發射天線與接收天線之間的相位差。在發射測試中，開闊場的使用和半電波暗室相同。
暗室有哪些要求？
暗室是模擬開闊場而進行EMC測量，并提供一個電磁背景干凈、場均勻性好的一個測量場地。暗室使用頻率一般在9KHz~40GHz左右。我們先來看看3米法電波暗室&10米法電波暗室兩個場地都有哪些共同的指標要求；
其中為滿足30MHz～40GHz的歸一化場地衰減規則，通常暗室需采用鐵氧體片和滲碳泡沫角錐或空心角錐復合型又或者加聚氨酯泡沫尖劈吸波材料的寬帶吸波材料。
1）尖劈：
吸波材料電磁波吸收效果通常適用于450MHz以上，耐高溫、高場強。
2）鐵氧體：
鐵氧體電磁波吸收效果在1GHz以下，*佳在500MHz以下。
首先我們來看一下兩個暗室的區別:
從上表中我們可以看出10米法電波暗室較3米法電波暗室從各個指標上看10米法的一個很明顯的優勢就是電波暗室結構更“大”，轉臺直徑更“大”，承重能力更“大”，接收天線方向更“智能”，測試靜區范圍更“大”，在低頻時的測試誤差更“小”。
下面我們分析一下上述內容對于我們被測試樣品的影響在哪里？
1） 樣品的尺寸：更大結構的電波暗室及轉臺直徑及靜區面積（啥是靜區？莫急，且看后面分解）可以容納更大尺寸的樣品。
2） 樣品的重量：更大的轉臺承重可以承擔大噸位的重量級樣品。
3） 樣品的頻率：因為測試在遠場（啥是遠場？莫急，且看后面分解）的條件下其測試的結果才更準確。而近場和遠場的區別又和當前測試距離下被測頻率所對應的波長有關。所以10米法電波暗室可以準確的測試出更低的工作主頻。
所以，現在我們總結一下10米相對3米電波暗室的優點：
1. 轉臺直徑大，承重能力強，可以測量更重的樣品。樣品超過1噸，就請選擇10米法電波暗室。
2. 靜區更大，可以測量外觀更大的樣品。樣品直徑超過1.5米，就請選擇10米法電波暗室。
3. 誤差更小，數據更加準確，更具權威。注意：現在很多國家或地區在1GHz以下的輻射騷擾數據已經不接受3m法電波暗室的測試結果。即輻射騷擾的測試頻率小于1GHz，就請選擇10米法電波暗室。
增加科普1：
靜區是暗室性能的*重要指標之一。暗室靜區是指電波暗室室內受反射等干擾*弱的區域，也是放置被測設備和接收天線（發射天線）*佳的位置。
暗室靜區大小與暗室形狀、大小、結構、工作頻率、所用吸波材料的電性能、靜區所要求靜度等有關。一般而言3m法電波暗室*大只能設計2m（2m直徑）測試靜區，而10米電波暗室可以設計到3m或更大。
2m直徑的圓柱內*大只能切1.5m長寬的長方體出來，因此大于1.5m的被測物，會超出靜區范圍使得測量不準確，必須使用擁有更大的靜區的電波暗室進行測試
增加科普2：
近場和遠場的影響：
簡單粗暴的公式：當測試距離r ＞λ/2π達到遠場測試條件， r ＜λ/2π 為近場測試條件。
1）對于近場：電場和磁場方向無規律
①場源是高電壓小電流的源近場主要為電場。因為E∝1/r3,H ∝1/r2,隨距離增加電場磁場都會變小，但波阻抗變大
②場源是高電流小電壓的源近場主要為磁場。因為E∝1/r2,H ∝1/r3,隨距離增加電場磁場都會變小，但波阻抗變小
2）對于遠場：電場和磁場方向垂直
E∝1/r , H ∝1/r, 隨距離增加電場磁場都會變小，但波阻抗Z=E/H=120π=377（Ω）恒定
其中遠場是平面波，比較容易分析和測量，只需測量出電場就能算出磁場，反之亦然。近場比較復雜，電場和磁場沒有特定關系，需要分別測量，同時近場場強和1/r3, 1/r2有關，所以位置的微小變化會引起較大的測量誤差，測量的重復性差，無法保證測試的一致性。
在可能的場合下，應在遠場條件下進行測量，遠場區可以由下列條件來確定：
測量距離d選擇為：
a) d≥λ/2π≈λ/6，在此距離Z=120π=377Ω，電場分量與磁場分量正交。測量誤差約3dB
d≥λ,測量誤差0.5dB
EMC實驗室配置的主要附屬設備
1、暗室的基本設施和設備
1)、屏蔽殼體一間：內部尺寸為20m長×12m寬×8m高，采用美國拼裝式工藝建造，保證屏蔽效能的同時，也能保證屏蔽室的堅固耐用，并可以整體搬遷或擴建。
2)、屏蔽門：全開尺寸2.5m*2.5m，手動、電動或氣動開啟。
3)、波導通風口：8個，尺寸為300mm*300mm。
4)、電氣系統：300瓦鹵素燈8盞，220V/單相/插座，380V/3相/插座。
5)、電源濾波器：用于EUT、照明、天線塔、轉臺CCTV 系統的電源濾波器，可增加電話濾波器、網絡濾波器等。220VAC/50Hz/單相/2*30A 一臺符合MIL-STD-220A 標準，在10MHz～10GHz 頻率范圍內，插入損失100dB，同時滿足UL1283標準。
6)、接頭及接頭扳：用于連接控制室的設備，裝設于高架地板之下。300mm*300mm 接頭扳2個，有N型接頭，BNC型接頭，SMA型接頭。
7)、高架地板：*大承重2000kg，地板面裝有3個接頭扳，高架地板下有兩個配線管道，連接接頭扳到地面接頭扳。
8)、暗室內部四面墻和天花板貼滿鐵氧體瓦，鐵氧體瓦上面再以velcro 叉型粘扣帶與魔鬼氈貼微波吸收材料，在鏡面菲涅爾區貼上微波吸收材料。地面之吸波材料采用活動式設計，以滿足抗干擾（EMS）測試。
9)、CCTV：影像及控制需以光纖傳輸，配彩色PAL機型?？赡?00V/M場強，（DC-18MHz頻率范圍）6mm固定攝像機及腳架一支?？赡?00V/M場強，廣角境頭，焦距、遠近、光圈大小及上下左右可調整的攝像機。攝像機控制器一臺，它通過光纖與攝像機連結，控制攝像頭上下左右移動，變焦、聚焦。17英寸彩色監示器一套。
2、EMC暗室量測系統
1)、待測物轉臺
尺寸：直徑3 米
材質：金屬結構、金屬臺面
載重：2000kg
控制：電驅動、定位及轉速由室外遙控
旋轉角度：順時針及逆時針各可旋轉360 度，定位誤差優于±10
轉臺全是光纖控制，避免引入電磁干擾
2)、天線架（天線升降塔）：
材質：FRP
尺寸：高6.3 米，垂直調控距離優于1.0-6.0 米萬用天線夾具及收線機
控制：控制器以光纖遙控天線架具有氣動極向變換位置光纖傳輸
3)、雙通道控制器一臺：控制轉臺和天線架移動
4)、EMI測試軟件一套
暗室吸波材料通常是用鐵氧體加聚氨酯泡沫尖劈吸波材料組成的復合材料，鐵氧體用于1GHz以下，*佳在500MHz以下；聚氨酯泡沫尖劈吸波材料通常適用于450MHz以上，耐高溫、高場強。
為滿足30MHz～18GHz的歸一化場地衰減要求，通常暗室需采用鐵氧體片與滲碳泡沫角錐或空心角錐復合型的寬帶吸波材料。根據文獻報道，對于10m法暗室，為滿足歸一化場地衰減偏差≤±4dB 要求，吸波材料在30～1000MHz垂直入射時反射系數應小于-20dB，45°入射角時小于-15dB。對于1～40GHz 頻率范圍，吸波材料垂直入射及45°角入射的反射系數也應不高于上述數值。
關于復合型寬帶吸波材料，要注意以下兩點：
a)與鐵氧體片組合的滲碳聚氨酯泡沫角錐，其含碳量不同于單獨使用的角錐，對于這點，國內在早期研制復合型吸波材料時并不清楚，而是沿用常規的角錐吸波材料的含碳量配方。
b)復合型吸波材料與屏蔽室之間宜加一層膠合板。根據國外文獻報道，增加這層電介質（膠合板）對改善反射系數是有益的。
EMC暗室與微波暗室的區別
沒有下面的鐵氧體和膠合板的暗室一般是用來測試天線的微波暗室，這個EMC 暗室不一樣，EMC 暗室必須要有鐵氧體
1、EMC 暗室模擬開闊場，也就是說五個面是沒有任何障礙物，所以EMC暗室五個面要粘貼吸波材料，吸收電磁波，防止反射；而微波暗室是模擬自由空間，因此六個面都要粘貼吸波材料；
2、測試原理不一樣，EMC測試接收能量是通過空間直射和地面反射疊加值，而微波暗室是直接發射接收到的值。
