专利名称：织物防电磁辐射性能测试仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种织物防电磁辐射性能测试仪器，具体地说是一种选用波导
管法标量法的可以测试频率范围选用1GHz-100GHz之间的织物防电磁辐射性能
测试仪器。
背景技术：
纺织品防电磁辐射可能得测试方法比较多，但许多测试方法均不是针对纺
织品专用设计的。目前，主要有以下几种方法
(1) 波导管测试法
波导管测试方法可以分为标量和矢量两种测试方法。对于矢量测试方法， 可以获得材料的电场和磁场的矢量表达式，可以获得材料的电容率(即介电常数) 的实数项与虚数项，导磁率的实数项与虚数项，并推算出损耗角及损耗因子， 利用公式，可以推导出吸收率、透过率，若只测透过率或反射率二者之一，结 构比较简单，若同时测，必须加波导管的双魔T接续器并详细设计和调整所有零 部件之间的距离口但测试时，按电容率或导磁率的实数项计算的反射率、透过 率、吸收率必须经波导参数的一系列复杂修正，且每台仪器的修正条件均不相 同，且经常出现三者之和大于l的结果。此法比较适用于对材料电磁参数的研究， 整个测试系统费用较高。对于标量测试方法，可以直接测量织物或材料的反射 率、透过率，并估计吸收率，指标比较直观，容易被大多数人理解和接受。其 反射率和透过率测试结果的校正比较容易，故测试结果比较可信。测试系统费 用较矢量方法要低一些。
(2) 微波暗箱测试法
微波暗箱测试装置是利用标量网络分析仪，采用特制的微波暗箱，网络分析仪的发射信号源经信号发射传感器在暗箱中发射，除直通信号外均被暗箱内 壁楔形吸收壁吸收，并吸收全部发射波的旁瓣。直通的微波主瓣经试样后到达 接受传感器，由网络分析仪接收处理并显示可以比较方便的测试各种指标，如 反射率、透过率，并估计吸收率。微波暗室法一方面可以经济的达到和专业微 波暗室相似的效果，另一方面，可以用来测试比较大的面积的材料的真实效果， 和实际情况较接近，尤其可以定量的测试防电磁辐射纺织品及服装的使用效果， 试样面积尺寸比波导管可以大几十倍，可克服波导管测试方法试样面积小的缺 点。同时，也可以与同波导管测试方法同时对比使用。但微波暗箱法受暗箱尺 寸和楔形吸收壁尺寸的限制，只能测波长较短和波谱范围较狭窄的电磁波的屏 蔽性能。
(3) 微波暗室法 . 该方法主要测试透射率，在微波暗室中，四面墙体和天棚、地面均粘贴高
吸收材料制成的楔形吸波劈形材料，信号发生^^经发射天线发射的周边信号和 旁瓣，均被六面墙地表面吸收，仅直射信号经过试样到达接受器，可测出透射 率。当测试电磁波频率较低(波长较大)时，暗室体积很大(例如截面8mX8mX30m 等)吸收劈尺寸也较大(例如20cmX20cmX95cm等)。信号源可以是电视机、微波 炉或普通的信号源，接受器可以是漏能仪，但此时测试频率比较单一。现在有 人在暗室外现场演示，这是极危险的违规做法，必须给予重视和纠正。
(4) 旷野测试法
在旷野中高空区域中建信号发射器及天线集^使旁瓣在旷野中散逸避免反 射被试样反射的微波束达到接受器检测。当试样处放置平面反射率极高的对比 样品作比照样品对比测试时，可以测到雷达侦察的有效的反射率，并按反射信 号强弱折算相当于正常反射物的截面尺寸(称反射截面)。
(5) 反射板衰减法
反射板衰减测试法源于飞机防雷达侦视减少反射截面的原理，由于发射距 离、驻波位置、反射波与入射波相位移引起衰减等多原理的衰减，无法测出材料的反射率，很难测出材料的吸收率。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是针对现有技术不足之处，提供一种织物防 电磁辐射性能测试仪器，根据电磁防护用纺织品的基本要求，要求测试方法不 仅能够测试透过率，而且能够测试反射率，吸收率，对研究电磁防护的机理能 够有所促进，在对不同测试方法比较研究的基础上，选用波导管法标量法。曰
常人们接触最多的电磁波波段都在100GHz以下，因此本仪器测试频率范围选用 1GHz-100GHz之间，同时针对服装面料的特殊性，测试仪器可以对样品进行不同 角度、不同位置转换测试，在样品架上进行了专门的设计，以期达到预期的目 的和要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是织物防电磁辐射性能测试仪 器，其结构包括网络分析仪、发射源、定向耦合器、反射检测传感器、样品架、 透射检测传感器，所述的网络分析仪设置有三个波导管，其中两个波导管分别 通过反射检测传感器和透射检测传感器连接于样品架的两端，而第三个波导管 则通过发射源和定向耦合器与反射检测传感器相连接6
所述的网络分析仪是由数字式频率综合源、接收机、显示器、打印机集合 而成的一体机，所述的接收机接收到三个波导管在样品上得来的信息，经过数 字式频率综合源的处理后传输信号给显示器，最后由打印机输出数据。
所述的网络分析仪和发射源其工作频率设定在1GHz- 100GHz之间。
所述的样品架腔中用黄铜材料制成多层叠片，其间用来放置样品。
所述的多层叠片之间相距5cm。
本发明的织物防电磁辐射性能测试仪器和现有技术相比，具有以下有益效
果
(1)现有测试织物的防电磁辐射性能的仪器一般只测试电磁波投射能力， 没有测试电磁波的反射和吸收，在本仪器研发中，引入电磁波吸收和反射率， 以达到对织物防电磁辐射效果的综合评价。(2)在电磁波波段测试范围上，选择lGHz—100GHz，日常家用电器和手 机一般都在这个波段范围内，因此可更加有效评价织物对电磁辐射防护效果。
附图1为织物防电磁辐射性能测试仪器的结构示意附图2为织物防电磁辐射性能测试仪器的电路原理框附图3为织物防电磁辐射性能测试仪器的样品架X-y平面结构示意附图4为织物防电磁辐射性能测试仪器的样品架y-z平面结构示意图。
具体实施例方式
接下来参照说明书附图对本发明的织物防电磁辐射性能测试仪器作以下详 细地说明。
本发明的织物防电磁辐射性能测试仪器，其结构包括网络分析仪l、发射源
3、定向耦合器4、反射检测传感器5、样品架6、透射检测传感器7，所述的网 络分析仪1设置有三个波导管2，其中两个波导管分别通过反射检测传感器5 和透射检测传感器7连接于样品架6的两端，而第三个波导管则通过发射源3 和定向耦合器4与反射检测传感器5相连接；所述的网络分析仪1是由数字式 频率综合源、接收机、显示器、打印机集合而成的一体机，所述的接收机接收 到三个波导管在样品上得来的信息，经过数字式频率综合源的处理后传输信号 给显示器，最后由打印机输出数据；所述的网络分析仪和发射源其工作频率设 定在lGHz- 100GHz之间；所述的样品架6腔中用黄铜材料制成多层叠片8,其 间用来放置样品9;所述的多层叠片之间相距5cm。 仪器各主要部分功能 (1)网络分析仪采用南京普纳科技设备公司PNA 3610网络分析仪，具 有集总式设计，采用数字式频率综合源、接受机、显示器、打印机全部置于一 个机箱内，自成系统，可独立完成信号电源和测试任务，同时，自动化程度高， 采用中文菜单，使用简单灵活，数据和曲线可以自动打印。网络分析仪在测试
仪器中，是核心部分，既提供电磁波入射源(不同频率)，又自动检测电磁波的反射、透射，并自动进行扫频跟踪。可以同时检测样品的反射率、透过率，
通过计算，可以求出样品的吸收率。其工作频率设定在lGHz-100GHz之间。测
试动态范围插损(透射)70dB ;回损(反射)50dB ;精度小插损分辆率
为0. OldB;小反射分辨率为0. 002dB 。
(2) 发射源采用金属矩形波导管，TE,。型，西安恒达微波技术开发公司提 供，其截面尺寸为aXb = 107X64 (mm2)，其工作频率根据要求设定为1GHz lOOGHz。
(3) 定向耦合器，西安恒达微波技术开发公司提供，其主要目的是获得在 中心频率的理想的定向性。
(4) 反射检测传感器，西安恒达微波技术开发公司提供，衰减器的作用是 对通过它的微波能量产生衰减，为了固定传输系统内传输功率的电平，传输系 统内必须接入衰减器，通过衰减器，对微波能量产生定量的衰减。
(5) 样品架，样品架连接同轴线与波导的元件，若在同轴线的一端加入信号， 另一端的内导体深入矩形波导内，同轴线中的TEM就会激励出矩形波导中TE^ 模；反之亦然；实现模式的转换。适当调节同轴线的内导体插入波导的深度和 短路端与内导体的距离d,可以使得从同轴线向连接处看去的阻抗接近同轴线 的特性阻抗，从而达到阻抗匹配。
(6) 透射检测传感器常用的终端负载有匹配负载和短路负载，但二者的功 能各不相同。对于匹配负载，是将所有的的电磁能量全部吸收而无反射，而短 路负载是将所有的电磁能量全部反射回去， 一点能量不吸收。
测试样品的尺寸长107X4mm2，实际检测窗口尺寸为86X43mm2,样品架它
可以实现三类试样状态的电磁辐射透过率、反射率的测试。
第一类测试透过率、反射率与驻波节点的影响，在波导试样腔中用黄铜 材料制成多层叠片，图3中铅垂向虚线是可以放置试样的位置。每间隔5mm可 以测一组数据。可以了解驻波的情况，使实验结果概念清晰。第二类试样在X-Y平面内(见图3)可以旋转，可以裁剪不同旋转角度
的试样，按正常位置夹入进行测试。
第三类试样在Y-Z平面内(见图4)可以旋转，将试样夹设计成在Y-Z平 面内对Y轴夹角0 45°的多种样品夹。 仪器操作流程
一、 电磁辐射射线被段的选捧
通过氖灯驱动，旋钮调节波段旋钮，获得需要的电磁波波段范围。
二、 取样根据要求，裁剪15cmX7cm的布样。
三、 将布样夹在样品架上，放入氖灯管通路中。
四、 开启网络测试仪，通过仪器输出波段分析，及单片机计算，获得织物在该 波段内，电磁波投射率。
五、 根据透射率，计算电磁波在织物表面反射率。
六、 通过打印机，将测试结果自动打印输出。
权利要求
1、织物防电磁辐射性能测试仪器，其特征在于其结构包括网络分析仪、发射源、定向耦合器、反射检测传感器、样品架、透射检测传感器，所述的网络分析仪设置有三个波导管，其中两个波导管分别通过反射检测传感器和透射检测传感器连接于样品架的两端，而第三个波导管则通过发射源和定向耦合器与反射检测传感器相连接。
2、 根据权利要求1所述的织物防电磁辐射性能测试仪器，其特征在于 所述的网络分析仪是由数字式频率综合源、接收机、显示器、打印机集合而成 的一体机，所述的接收机接收到三个波导管在样品上得来的信息，经过数字式 频率综合源的处理后传输信号给显示器，最后由打印机输出数据。
3、 根据权利要求1或2所述的织物防电磁辐射性能测试仪器，其特征在 于所述的网络分析仪和发射源其工作频率设定在1GHz- 100GHz之间。
4、 根据权利要求1或2所述的织物防电磁辐射性能测试仪器，其特征在 于所述的样品架腔中用黄铜材料制成多层叠片，其间用来放置样品。
5、 根据权利要求4所述的织物防电磁辐射性能测试仪器，其特征在于所述的多层叠片之间相距5cm。
6、 根据权利要求4所述的织物防电磁辐射性能测试仪器，其特征在于所述的样品架内放置样品可以在三维空间内随意放置。
全文摘要
本发明公开了织物防电磁辐射性能测试仪器，其结构包括网络分析仪、发射源、定向耦合器、反射检测传感器、样品架、透射检测传感器，所述的网络分析仪设置有三个波导管，其中两个波导管分别通过反射检测传感器和透射检测传感器连接于样品架的两端，而第三个波导管则通过发射源和定向耦合器与反射检测传感器相连接。本发明的织物防电磁辐射性能测试仪器和现有技术相比，具有以下有益效果现有测试织物的防电磁辐射性能的仪器一般只测试电磁波投射能力，没有测试电磁波的反射和吸收，在本仪器研发中，引入电磁波吸收和反射率，以达到对织物防电磁辐射效果的综合评价；在电磁波波段测试范围上，选择1GHz-100GHz，日常家用电器和手机一般都在这个波段范围内，因此可更加有效评价织物对电磁辐射防护效果。
文档编号G01N22/00GK101289805SQ200710097809
公开日2008年10月22日 申请日期2007年4月18日 优先权日2007年4月18日
发明者艳 侯 申请人:艳 侯