专利名称：屏蔽效能监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁兼容监测领域，具体地说，涉及一种屏蔽效能监测系统。
背景技术：
现有的屏蔽效能监测系统信号源是点频(单频点)信号源。通过频谱仪或测量接收机经过天线测量到的电磁场强度，通过有、无屏蔽体电磁场强度的差值确定屏蔽性能。现有的屏蔽效能测试系统均采用频谱分析仪或测量接收机测量信号强度，价格昂
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贝ο 从测量原理上来看，监测系统为了测量更高的屏蔽效能，也就是增大监测系统的动态范围，可以增大功率信号源的输出功率，也可以提高设备的接收灵敏度。但是这两种方法都不很经济，往往十几dB的动态范围的增加而导致系统设备成本的成倍增加。在设计系统设备时，功放和低噪放的设计可能是具有一定挑战性的。本实用新型的系统采用射频通讯电路进行数据收发，通过通讯电路得到有无屏蔽体前后的信号强度或通过衰减器调整电路损耗并和标准比对得到屏蔽体的屏蔽效能值。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种屏蔽效能监测系统，可以降低成本，提高系统的便携性和简化操作。本实用新型的技术方案如下一种屏蔽效能监测系统，包括中央控制器、射频模块、用户接口、电源管理模块和天线；其中，所述中央控制器与所述射频模块、所述用户接口、所述电源管理模块、用户接口和远程通信模块电连接；所述天线与所述射频模块电连接。进一步所述屏蔽效能监测系统包括显示模块。进一步所述屏蔽效能监测系统包括所述远程通信模块。进一步所述射频模块包括天线接口、输入输出匹配电路和收发器；所述收发器包括接收器和发生器；所述接收器包括衰减器、低噪声放大器、混频器、中频放大器、解调器和解码器；所述发射器包括功率放大器和频率合成器；所述频率合成器包括晶体振荡器、相位检波器、充电泵、压控振荡器和分频器。进一步所述衰减器与所述天线、所述低噪声放大器和所述功率放大器电连接；所述低噪声放大器与所述衰减器和所述混频器电连接；所述混频器与所述低噪声放大器、所述中频放大器和所述频率合成器电连接；所述中频放大器与所述混频器和所述解调器电连接；所述解调器与所述中频放大器和所述中央控制器电连接；所述解码器与所述中央控制器和所述功率放大器电连接；所述频率合成器与所述解码器、所述混频器和所述功率放大器电连接；所述功率放大器与所述频率合成器、所述衰减器和所述天线电连接。本实用新型的技术效果如下I、通过本实用新型的设计，可以降低成本，提高系统的便携性和简化操作；[0015]2、本实用新型可以放置在屏蔽体内，也可以放置在屏蔽体外，具有抗干扰能力强的特点。
图I是本实用新型的屏蔽效能监测系统的结构图；图2是本实用新型的射频模块的原理图；图3是应用本实用新型进行屏蔽效能监测的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型的具体实施方式
进行说明。 如图I所示，是本实用新型的屏蔽效能监测系统的结构图。本实用新型的屏蔽效能监测系统整体上包括中央控制器101、射频模块102、显示模块103、用户接口 104、远程通信模块105、电源管理模块106和天线107。其中，中央控制器101与射频模块102、用户接口 104、电源管理模块106、用户接口104和远程通信模块105电连接；天线107与射频模块102电连接。中央控制器101用于协调射频模块102、显示模块103、用户接口 104、远程通信模块105、电源管理模块106和天线107的正常工作运行；在接收模式下，中央控制器101接收射频模块102发送的数字数据，对该数字数据进行分析处理，通过有无屏蔽体时的信号强度差值或者通过有无屏蔽体时的路径损耗差值得到屏蔽效能，将该屏蔽效能监测系统的运行状态和屏蔽效能发送到显示模块103 ;在发射模式下，中央控制器101接收用户接口传送的用户指令，中央控制器101将该用户指令转变为发射命令发送给射频模块102。射频模块102，用于接收天线107发送过来的射频输入信号，将该射频输入信号放大和解调，使该射频输入信号转变为数字数据，并将该数字数据发送到中央控制器101处理，该数字数据包括射频输入信号的电场强度、磁场强度、电压、功率和路径损耗值；并且，射频模块102用于接收中央控制器101发送的发射命令，将该发射命令调制后生成发射频率输出信号，该发射频率输出信号为附带数据的具有一定带宽的调制信号，该发射频率输出信号发送给天线107发射出去。如图2所示，是本实用新型的射频模块的原理图。射频模块102包括天线接口、输入输出匹配电路和收发器；该收发器包括接收器和发生器；该接收器包括衰减器1028、低噪声放大器1021、混频器1022、中频放大器1023、解调器1024和解码器1025 ;该发射器包括功率放大器1027和频率合成器1026 ;该频率合成器1026包括晶体振荡器、相位检波器、充电泵、压控振荡器和分频器。衰减器1028与天线107、低噪声放大器1021和功率放大器1027电连接；低噪声放大器1021与衰减器1028和混频器1022电连接；混频器1022与低噪声放大器1021、中频放大器1023和频率合成器1026电连接；中频放大器1023与混频器1022和解调器1024电连接；解调器1024与中频放大器1023和中央控制器101电连接；解码器1025与中央控制器101和功率放大器1027电连接；频率合成器1026与解码器1025、混频器1022和功率放大器1027电连接；功率放大器1027与频率合成器1026、衰减器1028和天线107电连接。衰减器1028，用于调整射频输入信号的强度，传送到低噪声放大器1021 ;用于调整频率输出信号的强度，传送到天线107 ;低噪声放大器1021，用于放大射频输入信号，传送到混频器1022 ;混频器1022，用于将放大后的射频输入信号和本振信号变换为中频信号，传送到中频放大器1023 ;中频放大器1023，用于将中频信号放大和滤波，传送到解调器1024 ;解调器1024，用于将经过放大和滤波后的中频信号变换为数字数据，传送到中央控制器101 ;解码器1025，用于从中央控制器101接收发射命令，将发射命令变换为频率输出信号，传送到功率放大器1027;频率合成器1026，用于产生本振信号，传送到混频器1022或者功率放大器1027 ;功率放大器1027，用于将频率输出信号和本振信号放大，输出到衰减器1028或者天线107。射频模块102的工作原理如下当屏蔽效能监测系统处于接收模式时，将通过低噪声放大器1021放大后的射频输入信号和频率合成器1026产生的本振信号发送到混频器1022，通过混频器1022将放大后的射频输入信号和本振信号变换为中频信号，中频放大器1023将中频信号放大和滤波 后发送到解调器1024变换为数字数据，将数字数据传送到中央控制器101 ；当屏蔽效能监测系统处于发射模式时，解码器1025从中央控制器101接收发射命令，将发射命令变换为频率输出信号，将频率输出信号和频率合成器1026产生的本振信号发送到功率放大器1027后输出到衰减器1028或者天线107 ；当射频输入信号或者频率输出信号无法满足监测需要时，还可以通过衰减器1028调整射频输入信号或者频率输出信号的强度，以满足监测需要。显示模块103接收中央控制器101处理的数字数据，显示该屏蔽效能监测系统的运行状态和屏蔽效能。用户接口 104接收用户指令，并将该用户指令传送到中央控制器101，从而控制该屏蔽效能监测系统的运行状态。远程通信模块105用于实现远程通信，用户可以利用远程通信模块105输入用户指令。电源管理模块106用于供电管理及监控，并将监控数据发送到中央控制器101。天线107用于接收监测频点发射的射频输入信号，并将该射频输入信号发送到射频模块102 ;在发射监测频点，天线107用于发射频率输出信号。本实用新型选择的射频模块的发射和接收频率选择400MHz 6GHz之间的频点作为监测频点。另外，本实用新型的屏蔽效能监测系统发出的频率输出信号是附带数据的具有一定带宽的调制信号，通过测量接收到的调制信号的信号强度差值得到屏蔽效能，或者接收端经过解调、解码正确接收后通过对应的路径损耗差值计算得出的屏蔽效能。如图3所示，是应用本实用新型进行屏蔽效能监测的方法的流程图。本优选实施例中，选择433MHz和915MHz的频点作为所述蔽效能监测系统的监测频点。孔洞电磁泄漏的估算公式如下SE = 100-201g (L) -201g(f) +201g (1+2. 31g (L/H))L=缝隙的长度(mm)；H =缝隙的宽度(mm)；f =入射电磁波的频率(MHz)。[0044]从上述估算公式可以看出，如果433MHz和915MHz的频点的屏蔽效能可以满足屏蔽效能监测的要求，则低于该两频点的监测也满足要求。对于频率高于这两个频点的测试点，以915MHz和3GHz为例，相同的孔洞，屏蔽效能相差10dB，可以根据915MHz的屏蔽效能监测值大致判定3GHz的屏蔽效能值，或者，如果915MHz监测的屏蔽效能值具有IOdB余量，一般情况下，3GHz的屏蔽效能值也能达标。对于信息设备而言，造成信息泄露的主要频段在400MHz 3GHz这个频段。这是因为携带信息的频段在这个范围内，另外，高于此频段的信号以2次方衰减，并且衰减极快；而低于此频段的信号由于没有匹配波长的导线作为天线而发射受限。对于新建屏蔽体，需要对壁板、滤波器、波导窗和屏蔽门等进行全频段的监测。在使用中，屏蔽效能最容易出现问题的是屏蔽体的活动部件，即屏蔽门。屏蔽门的常见问题有镀层氧化、簧片松脱、门板变形等问题，均会造成全频段屏蔽效能的大幅下降，从长期的测试中也印证了这个规律。 相对于其他频点，这两个频点所需的射频器件相对成熟，有些器件的指标和可靠性较高，可以满足设计要求。因此，综合以上几点，监测433MHz和915MHz的频点对于了解屏蔽体整体的屏蔽效能具有重要的指导意义。同时，减小监测频段对于降低成本和提高系统的便携性以及简化操作提供了可能性。应用本实用新型进行屏蔽效能监测的方法步骤如下步骤301 :用户选择433MHz和915MHz的频点作为监测频点，发出用户指令。步骤302 :用户接口 104接收用户指令，并将该用户指令传送到中央控制器101。步骤303 :中央控制器101发送发射命令到射频模块102，使射频模块102发射指定监测频点的频率输出信号到天线107后发出，该频率输出信号为附带数据的具有一定带宽的调制信号。当屏蔽效能监测系统处于发射模式时，解码器1025从中央控制器101接收发射命令，将发射命令变换为频率输出信号，将频率输出信号和频率合成器产生的本振信号发送到功率放大器1027后输出到天线107后发出；如果频率输出信号的强度不能满足监测需要时，衰减器1028可以调整频率输出信号的强度以满足监测需要，将调整后的频率输出信号和本振信号输出到天线107后发出。步骤304 :中央控制器101发送命令到射频模块102，使射频模块102接收指定监测频点的射频输入信号。步骤305 :在无屏蔽体条件下，天线107接收监测频点发射的射频输入信号作为校准值；步骤306 :在有屏蔽体条件下，天线107接收监测频点发射的射频输入信号作为测
量值；步骤307 :当屏蔽效能监测系统处于接收模式时，射频模块102接收天线107发送的射频输入信号，该射频输入信号放大、调制和解调，使该射频输入信号转变为数字数据，将该数字数据发送到中央控制器101处理；将通过低噪声放大器1021放大后的射频输入信号和频率合成器1026产生的本振信号发送到混频器1022，通过混频器1022将放大后的射频输入信号和本振信号变换为中频信号，中频放大器1023将中频信号放大和滤波后发送到解调器1024变换为数字数据，将数字数据传送到中央控制器101处理；如果射频输入信号不能满足监测需要时，衰减器1028可以调整射频输入信号的强度以满足监测需要，将调整后的射频输入信号传送到低噪声放大器1021。该数字数据包括有无屏蔽体时的射频输入信号的电场强度、磁场强度、电压、功率和路径损耗值。步骤308 :中央控制器101接收射频模块102发送的数字数据，包括无屏蔽条件和有屏蔽条件下的数字数据，对该数字数据进行处理，得到屏蔽效能。一种方法是通过计算有无屏蔽体时的射频输入信号强度得到屏蔽效能，方法如下屏蔽体的屏蔽效能为校准值与测量值之差，用公式表示如下SE = E1-E2 ；SE = H1-H2 ；SE = V1-V2 ；SE = P「P2 ；式中SE——屏蔽效能，dB ；E1——无屏蔽体时测得的校准值的电场强度，dB μ V/m ；H1——无屏蔽体时测得的校准值的磁场强度，dB μ T ;V1——无屏蔽体时测得的校准值的电压，dB μ V ;P1——无屏蔽体时测得的校准值的功率，dB μ V/m ；E2——存在屏蔽体时测得的测量值的电场强度，dB μ V/m ；H2——存在屏蔽体时测得的测量值的磁场强度，dBuT ；V2——存在屏蔽体时测得的测量值的电压，dByV；P2——存在屏蔽体时测得的测量值的功率，dB μ V/m。如不适用对数单位，其公式表示如下SE11(ClB)=SOlg(H1ZH2)SEe(dB) = 20 Ig (E1ZE2)式中=H1—无屏蔽体时测得的校准值的磁场强度，dB μ T ;E1——无屏蔽体时测得的校准值的电场强度，dB μ V/m ；H2——存在屏蔽体时测得的测量值的磁场强度，dBuT ；E2——存在屏蔽体时测得的测量值的电场强度，dB μ V/m。另一种方法是通过计算有无屏蔽体时的路径损耗差值得到屏蔽效能，方法如下屏蔽体的屏蔽效能为校准值与测量值之差，用公式表示如下SE = PL1-PL2 ；式中SE——屏蔽效能，dB ；PL1—无屏蔽体时测得的校准值的路径损耗值，dB ；PL2—有屏蔽体时测得的测量值的路径损耗值，dB。步骤309 :中央控制器101将得到的屏蔽效能以及屏蔽效能监测系统的运行状态发送到显示模块103，使用户读取数据。[0090]在屏蔽效能监测系统运行过程中，电源管理模块106实时管理及监控屏蔽效能监测系统的供电，并将监控数据发送到中央控制器101，以便中央控制器101根据供电情况调整屏蔽效能监测系统的运行以及报警。以上所述，仅为实用新型的具体实施方式
。本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替·换，都应当涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种屏蔽效能监测系统，其特征在于，包括中央控制器、射频模块、用户接口、电源管理模块和天线；其中，所述中央控制器与所述射频模块、所述用户接口、所述电源管理模块、用户接口和远程通信模块电连接；所述天线与所述射频模块电连接。
2.如权利要求I所述的屏蔽效能监测系统，其特征在于所述屏蔽效能监测系统包括显示模块。
3.如权利要求I所述的屏蔽效能监测系统，其特征在于所述屏蔽效能监测系统包括所述远程通信模块。
4.如权利要求I所述的屏蔽效能监测系统，其特征在于所述射频模块包括天线接口、输入输出匹配电路和收发器；所述收发器包括接收器和发生器；所述接收器包括衰减器、低噪声放大器、混频器、中频放大器、解调器和解码器；所述发射器包括功率放大器和频率合成器；所述频率合成器包括晶体振荡器、相位检波器、充电泵、压控振荡器和分频器。
5.如权利要求4所述的屏蔽效能监测系统，其特征在于所述衰减器与所述天线、所述低噪声放大器和所述功率放大器电连接；所述低噪声放大器与所述衰减器和所述混频器电连接；所述混频器与所述低噪声放大器、所述中频放大器和所述频率合成器电连接；所述中频放大器与所述混频器和所述解调器电连接；所述解调器与所述中频放大器和所述中央控制器电连接；所述解码器与所述中央控制器和所述功率放大器电连接；所述频率合成器与所述解码器、所述混频器和所述功率放大器电连接；所述功率放大器与所述频率合成器、所述衰减器和所述天线电连接。
专利摘要本实用新型提供了一种屏蔽效能监测系统，包括中央控制器、射频模块、用户接口、电源管理模块和天线；其中，所述中央控制器与所述射频模块、所述用户接口、所述电源管理模块、用户接口和远程通信模块电连接；所述天线与所述射频模块电连接。通过本实用新型的设计，可以降低成本，提高系统的便携性和简化操作。
文档编号G01R31/00GK202600065SQ20122017522
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者吕致恒, 朱安东 申请人:安方高科电磁安全技术(北京)有限公司