专利名称：一种平面型屏蔽材料屏蔽效能的法兰同轴测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微波射频技术领域，更具体地说，本发明涉及一种改进的电磁屏 蔽材料屏蔽效能的测试装置。
背景技术：
人们生活在充斥着电磁辐射的空间里，随时受到电磁辐射的干扰与影响，电磁辐 射已成为继水污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染，成为一种危害人们身体健康 的“隐形杀手”。电磁辐射对人体健康方面的危害主要分为热效应、非热效应和累积效应。 如何防止电磁辐射对人的危害成为一个热门的探讨话题。各种防电磁辐射屏蔽材料应运 而生，然而市场上生产的屏蔽材料良莠不齐，滥竽充数，如何高效检测出它们的屏蔽效能 (shieldingeffectiveness)成为一个重要问题。根据电磁场辐射区域划分，平面材料屏蔽 效能的测试方法主要分为远场法、近场法和屏蔽室法。其中，远场法中基于ASTM D-4935法兰同轴法因具有坚实的理论基础而被广 泛使用，同时测试速度快且精确，可重复性好。主要缺点是夹具测试的的频率范围窄， 300MHZ-1. 5GHz的带宽对当前电气设备和系统来说是不够的。当测试频率低于频率下限时， 不能产生足够的位移电流；高于频率上限时，产生高阶模，增大测量误差。在SJ20524中同 样存在频率范围窄的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种频率上限大于1.5GHz的法兰同轴测试装置，针 对ASTMD4935和SJ205M法兰同轴传输线法频带窄，不能准确测量高频段范围，本实用新型 对法兰同轴测试装置的结构作了改进，以提高测量带宽范围。将频率上限提高到3GHz，满足 了现代设备高频段检测的需求。根据本实用新型的一个方面，提供了一种平面型屏蔽材料屏蔽效能的法兰同轴测 试装置，本装置为左右对称两部分组成，包括带法兰盘的N型同轴接口(1，13)、法兰同轴测 试夹具(3)、支撑介质(4)、内导体(12)、内导体压圈(5)、外导体(10)、外导体压圈(6)，所 述带法兰盘的N型同轴接口包括阴头接口(1)和阳头接口(13)，一端接口连接信号发生器， 另一端接口连接信号接收机，所述带法兰的测试夹具的对称两部分通过尼龙螺栓连接，中 间放置待测屏蔽材料，所述外导体(10)的内部与内导体(1 的倾斜部分之间形成锥形过 渡连接器O)，其特征在于所述锥形过渡连接器( 的长度范围为观 34mm且形成所述锥 形过渡连接器O)的外导体(10)的内部与内导体(12)之间有错位。根据本实用新型的一个方面，提供了一种法兰同轴测试装置，其特征在于形成所 述锥形过渡连接器⑵的外导体(10)的内部与内导体(12)之间错位的距离为0.6 1. 2mm。根据本实用新型的一个方面，提供了一种法兰同轴测试装置，其特征在于形成所 述锥形过渡连接器⑵的外导体(10)的内部与内导体(12)之间的错位距离为Imm且所述内导体斜率12. 1° 14. 6°、所述外导体内径斜率沈.1° 30. 9°。根据本实用新型的一个方面，提供了一种法兰同轴测试装置，其特征在于所述支 撑介质(4)为环状聚四氟乙烯材料。根据本实用新型的一个方面，提供了一种法兰同轴测试装置，其特征在于其所述 支撑介质的环大径22. 52mm，小径6. 67mm，所述支撑介质两端与空气(11)交界处各挖 去一环形沟道。根据本实用新型的一个方面，提供了一种法兰同轴测试装置，其特征在于所述环 形沟道的尺寸为单边的环形沟道宽度范围7 11mm，深度为0. 7 0. 9mm。根据本实用新型的一个方面，提供了一种法兰同轴测试装置，其特征在于所述支 撑介质(4)通过所述内导体压圈( 和所述外导体压圈(6)紧配固定，安装到所述装置上。与现有技术相比，本实用新型拓宽了现有标准的测试频率范围，结构简单，便于进 行装置的安装及调整，且易于制造。
图1为根据本发明实施例的法兰同轴测试装置系统结构示意图；图2为图1所示法兰同轴测试装置剖视图；图3为图1所示法兰同轴测试装置左视图；图4为图1所示法兰同轴测试装置右视图图5为参考试样与负载试样图；图中1、N型同轴接口的阳头；2、锥形过渡连接器；3、带法兰的同轴测试夹具；4、 支撑介质；5、内导体压圈；6、外导体压圈；7、带螺纹孔的法兰盘；8、待测屏蔽材料；9、带光 孔的法兰盘；10、外导体；11、空气介质；12、内导体；13、N型同轴接口的阴头。
具体实施方式
本实用新型可能会有很多实施例和各种组合，此处将会参照附图详细说明特定的 实施例。然而，这并不是将本实用新型以任何方式限制于这几个实施例中，这些实施例诠释 的任何基于本实用新型实质和技术范围的组合、等同物和替代物都落在本实用新型保护范 围之内。在描述中使用的词语仅仅是为了描述特定实施例，并不是以任何方式限制本实用 新型。在详细描述附图之前，值得注意的是所述零部件是按照其主要功能来划分的。也 就是说，两个或者两个以上的零部件可以结合成为一个零部件，或者一个零部件可以按功 能分成两个或者两个以上的零部件。而且，以下描述的每个零部件不仅按其主要功能发挥 作用，还可以实现其他零部件的一部分或者全部的功能。相反，可能一个零部件的所实现的 主要功能可以完全由其他零部件来实现。因此在描述中所出现的每一个零部件可能会用功 能性语言来描述。基于以上理由，显然，在不背离本实用新型实质和技术范围的情况下，根 据本实用新型所实现的平面型屏蔽材料屏蔽效能的法兰同轴测试装置可以与附图所示的 结构不一致。下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步的详细描述[0023]参看图1，图1为本实用新型系统结构示意图；在图1中，待测材料(参考试样以 及负载试样)通过尼龙螺钉固定放置在屏蔽效能同轴测试装置中，信号发生器提供输入信 号，信号在同轴测试装置中以TEM波形式传播，到达负载试样时，电磁波被反射、吸收及多 次反射，最终信号接收机接收到通过负载试样的电磁波。参看图2，图2为本实用新型的分体装配图；在图2中，带法兰盘的同轴测试夹具 3通过锥形过渡连接器2与带法兰盘的N型同轴接口(阳头)1，带法兰盘的N型同轴接口 (阴头)13分别连接，锥形连接器2内导体长度31. 25mm，斜率约为13. Γ，外导体内径长 度31. 25mm，斜率约为28. 1°，且外导体内径部分与内导体之间有Imm的错位。整个同轴测 试装置中外导体材料为不锈钢，内导体材料为黄铜，通过支撑介质4固定，保持同心度。支 撑介质4为厚度3mm的环状物，与空气11的两边接触面各挖去0. 85mm的环形沟道，材料为 聚四氟乙烯(介电常数2. 3，损耗0. 001)，再通过内导体压圈5、外导体压圈6将支撑介质4 位置固定在离法兰面4mm处，内导体压圈5为金属环状物，外导体直径为17. 6，mm,内导体 直径为13. 34mm,压圈厚度为4. 05mm,材料黄铜；外导体压圈6为金属环状物，外导体直径 为45. 04mm，外导体直径为40. 36mm，压圈厚度为4. 05mm，材料为不锈钢。图3为本实用新型的左视图，在图3中N型同轴接口法兰盘为矩形，四个角的孔径 为M3M，测试夹具法兰盘为圆形，盘上有6个紧固螺纹孔与2个3mm定位孔。右边法兰盘上 有6个紧固光孔与2个3mm定位销。定位销对准左边定位孔后，用尼龙螺钉将两个法兰盘 拧紧；图4为本实用新型使用的待测试样，包括参考试样与负载试样，其中(a)参考试 样分为两部分，中间圆形试样安装在测试夹具的中心导体中，环形部分安装在测试夹具的 外导体法兰上，参考试样和负载试样的厚度应相同。(当两种试样平均厚度之差小于等于 25um时，认为参考试样和负载试样厚度相同)。试样各自表面各点厚度之差应小于各试样 平均厚度的5%。环形部分外径应至少大于法兰盘直径94mm。所述屏蔽效能法兰同轴测试装置的运作如下将标准试样镀金聚酯薄膜放入屏 蔽效能法兰同轴测试装置中，所述信号发生器提供合适的输出幅度，所述镀金聚酯薄膜表 面电阻率为5士2欧姆，多次测量后，若所述信号接收机接收的信号计算得到屏蔽效能值为 32士3dB，则确定所述屏蔽效能法兰同轴测试系统正常工作。所述屏蔽效能法兰同轴测试装置如下测试参考试样将所述参考试样放入屏 蔽效能法兰同轴测试装置，用扭矩改锥拧紧尼龙螺钉，所述信号发生器提供合适的输出 幅度，测得所有频率点在放入所述参考试样时所述信号接收机示值。所述测量频率点为 IOMHz、30MHz、50MHz、70MHz、100MHz、300MHz、500MHz、700MHz、1000MHz、1500MHz、2000MHz、 2500MHz、3000MHz。在某个特定测量频率点时，所述屏蔽效能法兰同轴测试装置测试负载试样，将所 述参考试样放入屏蔽效能法兰同轴测试装置，用所述扭矩改锥(以相同力矩)拧紧尼龙螺 钉，所述信号发生器提供相同的输出幅度，所述测量频率点相同，若信号接收机测得的信号 幅度大于噪声电平6dB，记录测量数据。所述屏蔽效能值通过在同一激励下的某点上，负载试样与参考试样所测量到的不 同电场强度、磁场强度或功率密度之比得到。本实用新型能带来以下特点[0032](1)满足高频段需求所述实施例可以满足频段10MHz-3GHz屏蔽材料屏蔽效能的 测试要求；(2)可重复性好、性能稳定；(3)装置的特性阻抗50 Ω 士 0. 5 Ω ；(4)装置的驻波比小于1. 16 ；(5)装置的不确定度小士 3dB。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种平面型屏蔽材料屏蔽效能的法兰同轴测试装置，本装置为左右对称两部分组 成，包括带法兰盘的N型同轴接口(1，13)、法兰同轴测试夹具(3)、支撑介质G)、内导体 (12)、内导体压圈(5)、外导体(10)、外导体压圈(6)，所述带法兰盘的N型同轴接口包括阴 头接口(1)和阳头接口(13)，一端接口连接信号发生器，另一端接口连接信号接收机，所述 带法兰的测试夹具的对称两部分通过尼龙螺栓连接，中间放置待测屏蔽材料，所述外导体 (10)的内部与内导体(1 的倾斜部分之间形成锥形过渡连接器O)，其特征在于所述锥形 过渡连接器(2)的长度范围为观 34mm且形成所述锥形过渡连接器O)的外导体(10) 的内部与内导体(12)之间有错位。
2.根据权利要求1所述的法兰同轴测试装置，其特征在于形成所述锥形过渡连接器 (2)的外导体(10)的内部与内导体(12)之间错位的距离为0. 6 1. 2mm。
3.根据权利要求1或2所述的法兰同轴测试装置，其特征在于形成所述锥形过渡连 接器⑵的外导体(10)的内部与内导体(12)之间的错位距离为Imm且所述内导体斜率 12.1° 14. 6°、所述外导体内径斜率洸.1° 30. 9°。
4.根据权利要求1或2所述的法兰同轴测试装置，其特征在于所述支撑介质(4)为环 状聚四氟乙烯材料。
5.根据权利要求1或2所述的法兰同轴测试装置，其特征在于其所述支撑介质的 环大径22. 52mm，小径6. 67mm，所述支撑介质两端与空气(11)交界处各挖去一环形沟道。
6.根据权利要求6所述的法兰同轴测试装置，其特征在于所述环形沟道的尺寸为单边 的环形沟道宽度范围7 11mm，深度为0. 7 0. 9mm。
7.根据权利要求1或2所述的法兰同轴测试装置，其特征在于所述支撑介质(4)通过 所述内导体压圈( 和所述外导体压圈(6)紧配固定，安装到所述装置上。
专利摘要本实用新型公开了一种平面型屏蔽材料屏蔽效能的法兰同轴测试装置，旨在提供一种体积小、易于制造且便于装配，满足高频带需求的屏蔽材料屏蔽效能测试方法。它包括带法兰盘的N型同轴接口(阴、阳头)，锥形过渡连接器，法兰同轴测试夹具，支撑介质，内导体压圈，外导体压圈。本装置适用于测试频率上限为3GHz的屏蔽材料屏蔽效能的测试。
文档编号G01R31/00GK201926719SQ20102050557
公开日2011年8月10日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者桑昱, 蔡青, 赵吉祥, 陆福敏, 陈超婵 申请人:上海市计量测试技术研究院, 中国计量学院