电磁屏蔽效能测试方法及样品尺寸确定

电磁屏蔽效能实验测试法主要有远场法、近场法及屏蔽室三大类。远场法适应的频率范围为30MHz～1.5GHz；近场法适应的频率范围为1～30MHz；屏蔽室法适用于2250～2650MHz的频率范围。GB/T 22583—2009引用了电子行业军用标准SJ 20524，GB/T 26383—2011引用了航天工业行业标准QJ 2809。

1.远场法 主要用以测试抗电磁辐射织物对电磁波远场（平面波）的屏蔽效能。

（1）ASTM-ES-7同轴传输线法。是美国材料试验协会（ASTM）在1983年提出来的，其测试装置如图8-2所示。

图8-2　ASTM-ES-7同轴传输线法装置图

1—信号源　2、5—衰减器　3—试样　4—锥形同轴　6—干扰测量仪

测试方法的原理是利用电磁波在同轴传输线内传输的主模是横波，用来模拟自由空间远场的传输过程，以此来测试材料的电磁屏蔽效能。在此装置中，内导体是连续的导体，它的截面是圆形，两端的结构是锥状的，方便与同轴接头相连。外导体是可以拆卸的，它的纵向有切口，以便安装测试试样，被测试样呈环形垫片状。这种方法是通过测试有试样时和没试样时的插入损耗来表示材料的电磁屏蔽效能。

ASTM-ES-7同轴传输线法的优点是快速简便，测试过程中能量的损失较小，测试动态范围大，可达90～100dB；该装置的缺点是只能够用来测试远场的辐射源，其测试结果容易受同轴传输装置阻抗的影响，测试重复性差。

（2）法兰同轴法。是美国国家标准局（NBS）推荐的一种测试屏蔽材料屏蔽效能的方法，其测试装置如图8-3所示。其测试原理与同轴传输线法是相似的，但不同之处在于，法兰同轴法的内外导体不是连续的，而是使用法兰和尼龙螺钉将装置对称的同轴部分连接起来，当被测试样夹在法兰之间时，电磁波通过分布电容的耦合，依靠位移电流通过法兰传输信号，从而减小了装置的接触阻抗，使测试的重复性变好。

法兰同轴法的测试频率范围和系统配置均与同轴传输法相同，测试重复性要比ASTM-ES-7同轴传输线法好。但这种方法对试样的厚度有一定的要求，当试样较厚时，在高频段，法兰间的耦合容性阻抗增大，这会对测试结果造成较大的影响，因此，法兰同轴法对测试的试样要求尽可能的薄。

图8-3　法兰同轴测试装置图

1—同轴连接器　2—锥形同轴线支架　3—连接器紧固螺母　4—锥形同轴线腔体　5—导轨　6—底座

2.近场法 主要用来测试抗电磁辐射织物对电磁波近场（磁场为主）的屏蔽效能。

（1）ASTM-ES-7双盒法。测试装置如图8-4所示，含有两个屏蔽盒的腔体，每个腔体里各安装一个天线用来发射和接受辐射的功率，此装置的测试步骤为：不加试样时接收天线所接收到的功率为P0，加入试样后接收到的功率为P1，则屏蔽效能值为：SE=10lg（P0/P1）。

图8-4　ASTM-ES-7双盒测试简图

1、2—连接部件　3—发射天线　4—接收天线　5—样片　6—弹簧支撑片

此测试方法的优点是：不需要建立昂贵的屏蔽室，测试方便；缺点是：腔体的工作频率会随腔体产生谐振，另外测试结果的重复性受弹簧支撑片状态的影响，测试的动态范围为50dB。(www.xing528.com)

（2）改进的MIL-STD-285法。测试装置示意图如图8-5所示，测试基本原理同ASTM-ES-7双盒法。其优点是测试结果能很好地反映材料对近场的屏蔽效能；缺点是试样要求与开孔有较好的密封性，试样表面电阻的变化、孔径、屏蔽室和电缆的连接、多次反射等很多的因素都会直接影响测量结果。其适用的频率范围为1～30MHz。

图8-5　改进的MIL-STD-285法测试装置示意图

1—偶极子天线　2—试样　3—屏蔽室墙壁　4—紧固装置　5—射频垫片

3.屏蔽室法 根据电磁学的知识，屏蔽室法既不是远场也不是近场，而是介于远场和近场之间的一种测试方法。其测试原理是测试有无电磁屏蔽织物时，接收装置接收到的场强和功率值之差，即为材料的电磁屏蔽效能值。测试装置如图8-6所示。

采用此方法的测试结果较为准确，结果也受电磁屏蔽织物与屏蔽室连接处的电磁泄漏影响，但屏蔽室等设备较为昂贵，测试频率的范围为≥30MHz；对织物的厚度没有太大的要求。

上述几种测试方法各有其优缺点，简单的比较见表8-2。电磁屏蔽织物测试的一般方法：首先，依据辐射源特性和它距离场的位置，确定电磁辐射环境；然后根据织物使用环境的频率范围，确认何种测试方法更为合理；最后合理地确定测试样品的尺寸大小。

图8-6　屏蔽室法测试装置示意图

表8-2　常见的电磁屏蔽织物测试方法的比较

任何一种屏蔽性能的测试方法除了考虑以上因素以外，还要考虑以下几点：易于搭建，使用简单，成本较低；测试时间要快；测试结果要准确可靠；重现性要好；测试的动态范围要足够；能测试不同种类、形状和性质的材料；测试的数据结果能直接反映材料性能变化。