GBT 12190-2006 标准规范下载简介

GBT 12190-2006 电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法 (1)

和测量配置（频率高于

b）无屏敲室时场强的模拟

6.8.2.1模拟电磁场源

用偶极子天线、对数周期天线、喇肌关线、八木关线或者其他线极化天线来模拟电磁场源。 为获得足够的动态范围，可能要采用大功率的超高频源或者微波源GB/T 32484-2022 表壳体及其附件 气相沉积镀层，但要注意射频场对人员照射产 生的危害。 在任何情况下都要考虑传输电缆的影响。以偶极子天线为例，与天线轴垂直的传输电缆部分至少 要长于一个波长，

5.8.2.2电磁场检测设备

应用场强仪、接收机、频谱分析仪或其他类似设备来测量场强。 在300MHz～1GHz频率范围内，只能使用偶极子天线。电偶极子的长度应为入/2。其输出应通 过平衡/不平衡变换器连接至场强检测设备上；电缆应与偶极子天线垂直，且垂直长度应保持在1m 认上。 频率高于1GHz以上时，应采用标准增益喇叭天线。本标准使用的是无脊矩形波导喇叭天线，其 典型尺寸见表4

标准中,初测不是必须的

5. 8. 4 参考电平的测

天线之间的距离至少为2m。如果因物理尺寸的限制而达不到，则应保证天线间距尽可能大（不能 小于1m），同时在测试报告中加以注明。 除非电缆紧邻屏蔽室，否则接收天线的连接电缆应与天线的轴向垂直并至少保持1m。该电缆最 好通过屏蔽壁上的穿墙式同轴电缆连接器通过屏蔽室墙壁。如果没有这种连接器，也可以把门稍开一 点，让电缆从门缝通过；此时要考虑直接耦合的影响：用一个模拟负载取代接收天线，并检查接收到的任 何信号比参考电平应至少小10dB以上。 当两个天线为水平极化时，接收天线在垂直方向上至少上下各移动屏蔽室高度h的1/4，并且应该 再朝向或离开发射源的方向移动（1/4)入；当天线为垂直极化时，接收天线至少左右各横向移动屏蔽室被 测屏蔽壁宽度的1/4；并且应该再朝向或离开发射源移动（1/4)入。将记录下的最大读数作为参考电 平值。

8.4.2喇以天线的参考电平测量（1GHz以上

参考电平的测量见图8b。 如果测量时使用到与场强仪相连的衰减器和N型适配器，则应将其放置在屏蔽室内。接收天线放 置的位置应离屏蔽壁有一定的距离。发射天线与接收天线应该共轴，口径面相距2m；当两天线之间的 间距限制了动态范围，可以适当减小两个天线的间距，但不能小于1m，并在报告中注明此时的间距。 在屏蔽室壁上安装穿墙式插座，使定向耦合器的输出通过传输线连到场强仪。 两天线的高度应和测量过程中的两天线高度近似相同。应选择合适的电缆与接收天线的输出端连 接。测量时，接收天线应在各个方向上移动大致（1/4)入的距离；记录最大的读数。

.8.5详细的测试方法

确是发射天线和接收天线距 量还是用喇叭天线测量，方法均相同

5.8.5.1发射天线位置

按照图7和图8，根据测试计划选取一些测试点，选取的发射天线位置和极化应能分别覆盖屏蔽室 的各表面。 测量分别在水平极化和垂直极化方向上进行。相邻测试点间的水平间距应不大于2.6m。但如果 测量参考电平时发射天线和接收天线间的距离不足2m，则相邻测试点间水平间距应不大于1.3m。 如果屏蔽墙体高度不大于3m，则将天线中心放在屏蔽墙体高度的一半位置上。如果屏蔽墙体高度超 过3m，则在垂直方向上要增加测试点。垂直方向测试点间距不应大于2m，天线应位于每个垂直分段 的中心。但如果测量参考电平时发射天线和接收天线间的距离不足2m，则相邻测试点间垂直间距应

GB/T 12190—2006

不大于1m。发射天线距离屏蔽壁测试表面至少为1.7m（不包括屏蔽室壁厚度），并保证至少离地 0.3m。如果因为物理尺寸的限制而使两天线的间距不足2m，则发射天线到屏蔽壁的距离为参考距离 与0.3m的差值 测试时.馈给发射天线的功率应等于5.8.4中测量参考电平时使用的功率

5.8.5.2接收天线的位置和数据记录

接收天线应在屏蔽室内的各个位置、各个极化方向上来寻找最大的响应。用记录下的最大值 蔽室的最小屏蔽效能。接收天线到屏蔽壁的最近距离应不小于0.3m。

5. 8. 5.3测试点

用测试计划中规定的方法（参见 5.8.5.2。建议测试人员按照测试

5.8.6屏蔽效能的计算

如果测量值用线性单位表示，则屏效能按照公式（B.2）、公式（B.3)或公式（B.4)计算 数单位表示，则屏蔽效能按公式（B.5a）、公式（B.5c）或公式（B.5d)计算，

测试报告中至少应包含以下内容： a）客户名称； b）测试机构名称； c）屏蔽室名称及简单描述； d）测试地点； e）测试人员； 测试日期； g） 测试频率点； 5 具体的测试位置； 使用的测量仪器：包括制造商、型号、序号、校准有效日期； D 测试方法和试验配置； k）屏蔽效能的计算方法，以及与标准测试方法的差异； 屏蔽效能结果

本标准规定的测试方法保证了技术的可靠性，简化了测试过程，可以避免财力和物力的 期确规定的测试方法构成了本标准的基础。

在标准频率范围内（表1)的测量结果可以用来比较不同屏蔽室的屏蔽效能特性； b）标准测量位置如下： 1）屏蔽室人口屏蔽壁上预选的门缝和结合部位； 2）所有屏蔽面上穿过屏蔽墙并目可以接近的部位

a 在正式测试开始之前可以先进行初测，以便找到屏蔽效能比较差的部位。如果屏敲蔽效能达不 到要求，可以对其进行改进。 b 在低频段，没有给出电场屏蔽效能的测试方法，因为经验表明：在低频段，磁场屏蔽效能已经 包含了最严格的要求。

在强发射情况下，可能出现显著的非线性特性，这将导致屏蔽效能的变化。附录C提供了在 范围内界定明显非线性特性的可选方法

A.2.4扩展的频率范围

按照下面推荐的方法，并使用下面兰个频率范围内的任何非标准频率，可得到附加的测量结果： 低频段：50Hz~20MHz； 谐振频段：20MHz~300MHz； 高频段300MHz~100GHz

在屏蔽室谐振频率范围内进行测试时，应考虑结果是否正确。该频率范围大概从0.8f.到3f 屏蔽室的最低谐振频率。在该频段测试时，应考虑采取专门的预防措施。对尺寸比较大的屏蔽 低固有谐振频率可能在20MHz以下。

A.3.1腔体谐振的考虑

由于屏蔽室壁面呈电连续性，因此它是一个谐振腔体。在一定条件下，当电磁波注入到屏蔽室内 时，在高于其最低固有谐振频率f的频段内将产生驻波。由于驻波的影响，屏蔽室内部的电磁场不再 均匀，出现了与该激励频率相关的极大值和极小值。 谐振频率和模式取决于屏蔽室的几何尺寸和形状。几乎任何形状的屏蔽室都可以产生谐振，但通 常只对相对简单的长方体、圆柱体和球体屏蔽室的谐振频率进行数学分析。大部分屏蔽室是六面长方 体结构：这种形状的屏蔽室的谐振频率用公式（A.1）计算：

jk (MHz) ..(A.1

式中： 屏蔽室内部的磁导率； 屏蔽室内部的介电常数； 屏蔽室的长度，单位为米（m）； 6一屏蔽室的宽度，单位为米（m）； c一屏蔽室的高度，单位为米（m）。 i、j、k——0、1、2..等整数，但i、j、三者中每次最多只能有一个数取0值。 上式中a>b>c。 在理想条件下，谐振频率为：

fu = 150 /)* +()2+()2 (MHz) +++++++++++++++++++( A, 2

f = fino = 150 /(=)° +()(MHz)

当频率高于f，时，屏蔽室才会维持谐振；而频率低于f，时则不会维持谐振。 对长、宽、高都为2m的最小屏蔽室，三个最低模式（例如TM110、TEo1和TE101)有同样的谐振频率 f,=fuo=106MHz；屏蔽室尺寸越大，谐振频率越低。 腔体内能量损耗用品质因数Q表示。Q为一个周期内储存的能量与损耗的能量的比值。在空屏 蔽室内，能量损耗是屏蔽壁所用金属材料电导率的函数，因此当使用铜等一类高电导率材料时，能量损 耗最小。屏蔽室内的任何金属物体都会增加能量损耗。

A.3.2缝隙谐振的考虑

除腔体谐振外，其他的谐振也会影响屏蔽效能的测量结果，其中就有缝隙谐振。穿过导电平面上缝 隙的电磁场随着频率而变化。缝隙谐振可能在比腔体最低固有谐振频率f：低的频率上发生。 这些谐振效应是屏蔽室的固有特性，也应加以考虑。

大量的试验证明：接收天线与接收设备之间的连接电缆会影响屏蔽室内的场强，对屏蔽效能的结果 产生影响。因此必须给天线加平衡/不平衡变换器，给电缆上套磁环加载以尽量降低电缆自身对测量结 果的影响。建议测试人员在屏蔽室内只用同一根长电缆用于测试。如果使用不同的电缆则可能得出不 同的测量值，影响测试结果的重复性。将电缆的长度写入测试报告中。 如果怀疑谐振效应对屏蔽室的屏蔽效能产生了显著影响，可以在有关的频点左右进行频率扫描；在 该相关频点左右选一些频点测试也能达到同样目的。如果在该频段内屏蔽效能的值变化6dB以上，则 认为谐振的影响是明显的。 通常谐振效应在频率低于0.8f.时达到最小。在该频段内，应尽量在算出的固有谐振频率f，的 80%或更低的频率处测试。 如果接收天线的位置距离屏蔽壁太近，天线本身的特性将受到影响。测试时，接收天线的摆放位置 可参考图A.1。 在复杂的腔体内，例如高频激励的屏蔽室，天线的方向性不明；再加上因腔体品质因数Q而使场强 增加的影响，这些将导致错误的测试结果。本标准对屏蔽效能的定义不包括复杂场强的情况。作为一 种替代措施，本标准推荐使用标准增益天线以得到一致的测量方法，进而得出可比较的屏蔽室屏蔽 效能。 如果想对这方面的影响进行修正，就用公式（A.4)和公式（A.5)计算参考场强E，和屏蔽室内测量 场强E2，并代入表3中的公式中。

E,=/377×4元P./^*G(V/m)

GB/T12190—2006

图A.1天线到屏蔽墙体的最小距离

通常，建筑物内的屏蔽室除了地板和顶棚外还有一到两个面是测试过程中不易接近的，因此对所有 的面都进行测试是不切实际的，只能对那些可以接近的表面进行测试。但在较高频段的现场测试表明， 外部反射的射频能量可以通过不易接近的屏蔽面的缝或接缝，造成屏蔽效能的下降。因此对这一部 分也必须要用不直接照射的方式来验证有无明显的泄漏。对大部分屏蔽室，所有入口所在的墙面都是 可接近的，应在本标准规定的部位测试。 对人口所在屏蔽室墙面有部分或全部装饰处理（包括但不限于：无浆砌墙和/或无金属衬底的绝缘、 声音吸波材料、木制或金属龙骨材料)的屏散室，设置发射天线与接收天线之间的间距时应将装饰结构 作为屏蔽室的一部分，同时应根据频率范围选用合适的测量方法。由于人口所在墙体不会包含所有的 穿墙口，因此在该墙体进行的测量不能用于推测出屏蔽室所有的屏蔽效能。因此在所有紧邻可接近穿 墙口的墙面上都应进行测量。对不能接近的穿墙口，应用间接、反射检查的概念来检查从外部不能接近 的穿墙口处有无泄漏。A.2.1.b）汇总了标准的测量位置。

测试过程已经阐明： a）在非理想情况下（例如在容纳屏蔽室的典型环境里）使用现有商品化设备进行测试； b）尽量减小天线固有阻抗的变化(由于临近屏蔽体造成)对测量数据的影响。

通常，穿透屏蔽室的场强来自入射在屏蔽壁上电磁波的电场分量和磁场分量。如果分别对磁场和 电场进行测量，可证明它们是人射波的函数。此外，电磁波在穿透屏蔽壁时波阻抗将完全发生变化，测 量可能会受到传感器位置的影响。除非非常细致地控制测试步骤，否则测量过程的细节对测量的结果 可能会有较大影响。因此，在以下条款中针对各有关测量方法提出了专门测量屏蔽室性能的定义。

B.2低频段（50Hz~20MHz)的屏蔽效能

在低频段（50Hz～20MHz），屏蔽效能可用磁场表达如下：

H一一无屏蔽室时的磁场强度（参考读数）； H2一一屏蔽室内的磁场强度。 如果与磁场强度H1、H2成正比的检测仪器指示值是电压读数Vi、V2，则(B.1)式也可更方便地表 示为：

式中： V,——无屏蔽室时的电压读数（参考读数） V2—一屏蔽室内的电压读数。 如果测量结果以对数单位表示，可利用公式

V一无屏蔽室时的电压读数（参考读数）； V2一一屏蔽室内的电压读数。 如果测量结果以对数单位表示，可利用公式(B.5b)或公式(B.5c)直接计算屏蔽效能。

B.3谐振频段（20MHz300MHz）的屏蔽效

式中： E—无屏蔽室时的电场强度； E2——屏蔽室内的电场强度。 或者表示为：

在高频段（300MHz～100GHz），屏蔽效能可以用公式（B.2）、（B.3）、（B.4）或（B.5a）、（B.5

B.5用非线性单位（对数）计算

如果使用对数单位，则屏蔽效能可以直接用下式来表示。

E1、HI、V1和PI分别是无屏蔽室存在时测得的电场强度、磁场强度、电压和功率，单位分别用 dBμV/m、dBμT、dBμV和dBm表示。 E2、H2、V²和P2分别是在屏蔽室内测得的电场强度、磁场强度、电压和功率，单位分别用 dBuV/mdBuT,dBμV和dBm表示

B.6 动态范围的考虑

测试系统的动态范围与下列因素有关：激励信号强度、发射和接收天线性能、电缆损耗、衰减器和/ 或预放的性能、接收设备的背景噪声。通常情况下，信号源的功率可以足够大（如果屏蔽效能在120dB 以上，则需要更大的发射功率）。标准规定使用的无源天线，它对系统动态范围的影响不大。在频率低 于1GHz时，除了在测试比较大的屏蔽室时需要使用长电缆外，一般长度的电缆损耗对动态范围的影 响都不明显。因此接收设备和预放是决定动态范围的重要因素。 对现代接收设备，当带宽小于30kHz时，其典型本底噪声小于一120dBm。于是，对动态范围成为 关键问题的是施加到仪器的最大信号不会引起非线性（增益压缩），否则会改变参考电平读数并影响屏 蔽效能结果。接收系统（接收设备加上任何外部衰减器）的动态范围是最大可能输人信号（通常定为 1dB压缩点）和本底噪声（它限制最小可检测到的信号）的差值。接收机的动态范围DRcvR用dB表示， 见公式（B6）

A，一引起1dB压缩的最小输人信号（包括内部和/或外部衰减器），单位为分贝（dB)； A2——在该频率上、在同样的带宽下，仪器可检测到的最小信号（通常是本底噪声），单位为分贝 (dB)。 为了确定动态范围，动态范围必须超过预期的屏蔽效能6dB。这意味着对一个屏蔽效能测试，不 必按上述方法确定绝对动态范围的大小，除非屏蔽室的预期屏蔽效能非常大。当使用实际进行参考电 平测量的发射功率电平，只要接收系统是线性的，实际测试配置的动态范围（考虑接收机本底噪声）超过 屏蔽效能要求至少6dB.就算满足本标准的要求

C.1环天线共面和共轴的比较

GB/T12190—2006

环天线共面和环关线共轴在屏蔽室表面所激励出的电流有着显著的差别。共面环天线感应的电流 集中在共面的一条线上，而共轴环天线感应的电流则集中在与激励环平行的一个圆环上。这些不同导 收了测量的差异，生要体现在以下三个方面： a) 位置的精确性：确定缝隙缺陷的位置时，使用共面天线的情况（单一电流流过缝隙）要比使用共 轴天线的情况（两股电流流过缝隙)更精确。这一点在多个缺陷存在时显得尤为重要。 b) 环阻抗：在以下两种情况下，共轴环天线的输入阻抗变化要比共面环天线的输人阻抗变化 剧烈： 1）靠近屏蔽体时； 2）离开屏蔽体时。 按5.6.5.1，可以使源天线中保持相同的电流，避免对源场强产生影响。 c）源功率：在共轴情况时，由于环之间的紧密耦合作用，激励共轴发射环天线所需的功率比共面 时所需的功率小。 由于共面环天线在发现缺陷位置和估量其影响上都比共轴环天线准，所以本标准推荐使用共面环 天线法。 无屏蔽的环关线能产生和/或接收磁场和电场。在低频段电场分量要比磁场分量衰减明显，使用无 蔽的环关线会人为地将屏蔽效能测量结果增大4dB～10dB，所以本标准要求必须使用静电屏蔽环 天线。

C.2高磁导率铁磁性屏蔽室的非线性

强磁场可以使磁材料饱和从而使磁场强度的测量结果不准确。非线性的影响可以通过将源天线与 接收环天线分别位于屏蔽壁板几何中心的两侧（见图1），然后测试磁场屏蔽效能与源场强的函数关系 获得。测试时，信号源的输出按10dB步进递增，通常为0.1W、1W和10W。如果磁场屏蔽效能值降 低了2dB以上，就要在上述输出值的中间选择其他值再进行测试。绘出结果曲线，以确定线性特性（在 土1dB之内）下对应的最大电平

在选择测试频率时，应该参考国家或军队无线电管理机构提供的频率列表。建议从供工斗 医疗设备（ISM)使用的频率（见表C.1)或表C.2中选择频率，

表C.1工业、科学和医疗设备（ISM）使用的频

表C.29kHz~18GHz内建议的测试频率

主设计、订购和建造屏蔽室的过程中就应 类型的屏蔽室提出一个统一的测量方法。 JGJ166-2016建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范，但测量方法的选择和使用仍由所有者或其代表来决 本标准要求的方法和技术与特殊的屏 最本标推来进行所有测试

测量屏蔽效能时使用的仪器一定要满足测试的需要。频率范围和测试方法决定了需要使用的信号 源和天线类型。应保证仪器的频率范围和动态范围都满足相应要求。测试系统的动态范围应比规定的 或预期的屏蔽效能大6dB以上。

在正式测量屏蔽效能前，可进行小范围的改进，必要时也可大范围地整改。为提高效率，建议 5意的方法测试前先进行粗略检查。但粗略检查不是必须的。

在正式测量开始前进行的初测虽然不是强制性的JGJ 91-2019 科研建筑设计标准 ，但还是有益的。它能导

初测的频率既可以在正常测试的频率范围内，也可以在扩展的频率范围内。 在低频段（9kHz20MHz)选择小环天线（直径小于1m)作为发射天线和接收天线； 在谐振频段（20MHz～300MH2)推荐使用双锥天线和偶极子天线； 在高频段（300MHz～18GHz)应使用偶极子天线、喇叭天线及类似的天线。 测量应按照测试计划（见4.2)进行。在下面几个频段内选择单一的频点进行测量：9kHz~ 16kHz、140kHz~160kHz14MHz~16MHz50MHz~100MHz、300MHz~400MHz、600MHz ~1 000 MHz.8. 5 GHz~10.5 GH2、16 GHz~18 GHz。设施所独有的频率也应考虑。

在初测开始前，应该对场强检测设备壳体的泄漏情况加以测试。 测试时，屏蔽室工作时通常存在的辅助设备，例如风机或风扇，应按正常使用时布置；而屏蔽室正常 使用时不需要的多余设备则应在测试前移出屏蔽室。 发射天线和接收天线的位置应与第5章的各测试大概相同（见图1、图2、图4、图7和图8），但对初 测，建议调整天线的位置和方向以得到最大的响应，并且在屏蔽室各个可以接近的表面扫描一遍以检测 泄漏最严重的区域。 应该对门、电源滤波器、通风孔、缝隙、同轴电缆和观察窗、通信用滤波器、波导装置、逃生口、液体管 道连接口等处进行检测。根据测试结果和泄漏的区域大小，所有者和测试机构可以决定是先进行改进 还是继续测试，