電磁屏蔽效能測試試卷一、填空題（每空2分，共30分）電磁屏蔽效能（SE）的定義公式為SE=10log??(P?/P?)，其中P?表示無屏蔽體時的電磁波功率，P?表示有屏蔽體時的透射功率，單位為分貝（dB）。GB/T12190-2021標準規(guī)定的測試頻率范圍是9kHz～18GHz，適用于各邊尺寸不小于2.0m的電磁屏蔽裝置檢測。屏蔽效能測試方法主要分為法蘭同軸法、屏蔽室法和混響室法三大類，其中法蘭同軸法適用于均質(zhì)平板材料的實驗室精確測量。在20MHz-300MHz頻段需特別注意屏蔽室固有諧振頻率影響，其最低諧振頻率計算公式為f?=150√(1/a2+1/b2)，測量點應避開0.8f?-3f?范圍。動態(tài)范圍（DR）是指接收系統(tǒng)在線性工作區(qū)內(nèi)的幅度范圍，標準要求測量系統(tǒng)的動態(tài)范圍需比預期屏蔽效能大6dB以上。GJB8820-2015標準規(guī)定了10kHz~40GHz頻段的屏蔽效能測試方法，其中近場探頭法適用于局部屏蔽性能評估（如接縫、孔縫）。高頻段（300MHz-18GHz）測量時，標準增益喇叭天線距屏蔽壁應不小于1.7m，接收天線需進行λ/4空間掃描。轉(zhuǎn)移阻抗法（ZT測試）用于評估電纜屏蔽層性能，其計算公式為ZT=V/I，單位為Ω/m，ZT值越低表示屏蔽性能越好。二、選擇題（每題3分，共30分）下列哪種測試方法適用于1GHz~40GHz頻段的剛性材料屏蔽效能測試？（）A.法蘭同軸法B.微波暗室法C.近場探頭法D.大環(huán)法在進行屏蔽室法測試時，下列哪項不屬于環(huán)境控制要素？（）A.溫度B.濕度C.背景噪聲D.操作人員資質(zhì)GB/T12190-2021標準替代的舊版本是？（）A.GB/T12190-1990B.GB/T12190-2000C.GB/T12190-2006D.GB/T12190-2015下列哪種材料通常采用雙錐天線法進行測試？（）A.導電織物（20MHz-300MHz）B.金屬板（1GHz以上）C.屏蔽涂料（10kHz以下）D.復合材料（50GHz以上）屏蔽效能測試中，系統(tǒng)校準使用的SOLT標準件指的是？（）A.短路-開路-負載-直通B.短路-開路-匹配-終端C.標準-開路-負載-終端D.短路-校準-負載-直通在計算磁場屏蔽效能時，若儀器顯示的電壓讀數(shù)分別為V?（無屏蔽）=100μV，V?（有屏蔽）=1μV，則SE值為？（）A.20dBB.40dBC.60dBD.80dB下列哪項不屬于屏蔽效能測試報告的必備要素？（）A.測試樣品照片B.儀器校準證書編號C.操作人員職稱D.環(huán)境溫濕度記錄混響室法測試的主要優(yōu)勢是？（）A.可測量材料本征特性B.能反映復雜電磁環(huán)境下的統(tǒng)計性能C.測試頻率范圍最寬D.設備成本最低近場探頭法測試時，探頭與被測表面的距離通常保持在？（）A.λ/2B.λ/4C.1mm-3mmD.10cm-30cm下列哪種情況會導致屏蔽效能測試結(jié)果偏低？（）A.樣品表面有褶皺B.測試環(huán)境溫濕度超標C.天線極化方向垂直D.動態(tài)范圍驗證不通過三、簡答題（每題10分，共40分）簡述GB/T12190-2021標準中不同頻段對應的測試方法及典型設備。答：根據(jù)標準規(guī)定，9kHz-20MHz采用大環(huán)法，使用靜電屏蔽環(huán)天線（φ0.3m）測量磁場屏蔽效能；20MHz-300MHz采用雙錐/偶極子天線法，使用雙錐天線或半波偶極子測量電場屏蔽效能；300MHz-18GHz采用喇叭天線法，使用標準增益喇叭或雙脊波導喇叭測量平面波屏蔽效能。高頻段（1GHz以上）可選用雙脊波導喇叭天線，擴展高頻測量適應性。測試系統(tǒng)需包含信號源、接收機、天線支架及屏蔽室等輔助設備，其中矢量網(wǎng)絡分析儀用于精確測量傳輸系數(shù)。分析屏蔽室法測試中如何控制接縫和孔縫對測量結(jié)果的影響。答：接縫和孔縫是影響屏蔽效能的關鍵薄弱環(huán)節(jié)，控制措施包括：（1）門縫測量需遵循單扇門14個標準測量點分布，環(huán)天線面垂直于門縫，拐角處需進行重點檢測；（2）通風孔采用截止波導設計，其長度應不小于直徑的5倍；（3）電纜進出口需使用濾波連接器或波導窗，確保射頻密封性；（4）測試前檢查導電襯墊壓縮量，確保壓縮率達到70%-80%；（5）對可拆卸面板的固定螺絲間距不大于3cm，形成連續(xù)導電通路。測量時需在接縫處進行多點掃描，記錄最小屏蔽效能值。詳述法蘭同軸法測試的操作步驟及注意事項。答：操作步驟：（1）系統(tǒng)校準：使用SOLT校準件對矢量網(wǎng)絡分析儀進行校準，消除短路、開路、負載和直通狀態(tài)下的系統(tǒng)誤差；（2）參考測試：不安裝樣品，測量空夾具的傳輸系數(shù)（S??ref）；（3）樣品測試：將樣品平整夾持于法蘭同軸夾具中，確保無褶皺和氣泡，測量樣品傳輸系數(shù)（S??sample）；（4）計算SE值：SE=20log??|S??ref/S??sample|。注意事項包括：（1）樣品直徑需大于夾具口徑2mm以上，厚度均勻性誤差≤5%；（2）測試壓力控制在50±5N，保證樣品與法蘭良好接觸；（3）每個頻率點需進行3次測量取平均值；（4）測試前用異丙醇清潔樣品表面，去除油污和氧化層；（5）高頻段（>1GHz）需采用空氣介質(zhì)夾具，避免介質(zhì)損耗影響。比較分析電磁屏蔽效能測試中三種主要方法（法蘭同軸法、屏蔽室法、混響室法）的優(yōu)缺點及適用場景。答：法蘭同軸法：優(yōu)點是測量精度高（±1dB）、樣品用量少、可自動化測試；缺點是僅適用于平板材料、高頻段受夾具限制。適用場景：實驗室材料研發(fā)、導電薄膜/織物等柔性材料的批量檢測。屏蔽室法：優(yōu)點是可評估完整屏蔽體性能、涵蓋近場和遠場測試；缺點是設備成本高、測試周期長。適用場景：軍用屏蔽室、醫(yī)療MRI設備、工業(yè)測試暗室的整體性能驗證?；祉懯曳ǎ簝?yōu)點是測試效率高（一次測試覆蓋全頻段）、反映統(tǒng)計平均性能；缺點是需要專用電磁兼容暗室、對樣品尺寸要求嚴格。適用場景：電子設備機箱、汽車電子組件等復雜結(jié)構(gòu)的電磁兼容性評估。實際應用中需根據(jù)測試目的（材料篩選/結(jié)構(gòu)驗證）、頻率范圍和精度要求選擇合適方法，必要時進行多方法交叉驗證。四、計算題（每題10分，共20分）某屏蔽室尺寸為a=5m，b=4m，根據(jù)公式f?=150√(1/a2+1/b2)計算其最低諧振頻率，并確定應避開的測量頻段范圍。解：代入公式得f?=150×√(1/52+1/42)=150×√(0.04+0.0625)=150×√0.1025≈150×0.32=48MHz。應避開的頻段范圍為0.8f?-3f?，即38.4MHz-144MHz。在法蘭同軸法測試中，空夾具傳輸系數(shù)S??ref=-2dB，樣品測試傳輸系數(shù)S??sample=-42dB，計算該樣品的屏蔽效能SE值，并判斷其是否滿足軍用設備≥80dB的要求。解：SE=20log??|10^(-2/20)/10^(-42/20)|=20log??(10^20)=40dB。因40dB<80dB，不滿足軍用設備要求。五、案例分析題（20分）某醫(yī)療設備屏蔽室在驗收測試中發(fā)現(xiàn)30MHz頻段屏蔽效能突然下降至45dB（要求≥80dB），請分析可能原因并提出解決方案。答：可能原因及解決方案：屏蔽室固有諧振：計算最低諧振頻率f?=150√(1/a2+1/b2)，若30MHz處于0.8f?-3f?范圍，需調(diào)整測試頻率點避開諧振頻段，或通過增加屏蔽室尺寸改變諧振頻率。門縫密封不良：檢查門四周導電襯墊是否老化或壓縮不均，更換邵氏硬度60±5的鈹銅簧片襯墊，確保壓縮量達到0.8mm-1.2mm，螺絲間距加密至2.5cm。通風孔設計缺陷：若通風孔直徑>λ/20（30MHz對應λ=10m，λ/20=0.5m），需更換為截止波導通風板，波導長度不小于直徑的10倍，采用蜂窩結(jié)構(gòu)提高高頻屏蔽性能。電纜穿透問題：檢查設備電源線未經(jīng)過濾波處理，加裝截止頻率10MHz的電源濾波器，信號線采用雙絞屏蔽電纜并通過波導窗進出，屏蔽層360°端接。接地系統(tǒng)故障：測量接地電阻>4Ω，需重新敷設60mm2銅帶，連接至獨立接地極，接地電阻控制在1Ω以下，與電力接地網(wǎng)間距≥5m。測試系統(tǒng)誤差：驗證動態(tài)范圍DR=參考電平-本底噪聲=75dB<86dB（要求DR>SE+6dB=86dB），更換高靈敏度接收機（本底噪聲≤-120dBm），重新進行動態(tài)范圍驗證。六、操作題（20分）設計一套電磁屏蔽材料（導電織物）的完整測試方案，包括測試標準、設備清單、流程設計及數(shù)據(jù)處理方法。答：測試方案設計如下：測試標準：主標準GJB8820-2015《電磁屏蔽材料屏蔽效能測試方法》，輔助標準ASTMD4935-18《射頻平面材料屏蔽效能標準測試方法》。設備清單：矢量網(wǎng)絡分析儀（10kHz-18GHz）、法蘭同軸夾具（內(nèi)徑7mm/3mm）、SOLT校準件、樣品沖切模具（φ100mm）、壓力測試機（0-100N）、環(huán)境試驗箱（-40℃~85℃）、表面電阻測試儀。流程設計：（1）樣品預處理：在（23±2）℃、（50±5）%RH環(huán)境中放置24h，裁取3個φ100mm的樣品，表面電阻測試<0.1Ω/□。（2）系統(tǒng)校準：按頻率分段校準，10kHz-1GHz采用7mm夾具，1GHz-18GHz采用3mm夾具，SOLT校準后驗證直通狀態(tài)插入損耗<0.5dB。（3）頻段測試：9kHz-20MHz（磁場）、20MHz-1GHz（電場）、1GHz-18GHz（平面波），每個頻段選取10個對數(shù)分布頻點，每點測試3次。（4）環(huán)境影響測試：在-40℃、25℃、