矩形波導(dǎo)測試裝置和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型一般涉及一種用于測試電磁屏蔽材料的屏蔽效能(s h i e I d i n geffectiveness)的裝置和系統(tǒng)，更具體地涉及一種用于測試平面型電磁屏蔽材料的屏蔽效能的矩形波導(dǎo)裝置和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002 ]電磁輻射(或稱EMR)廣泛存在于人們的日常生活中。某些電磁輻射會對人的生產(chǎn)、生活乃至健康產(chǎn)生不利的影響。因此，為防護(hù)電磁輻射產(chǎn)生的不利影響，各種電磁屏蔽材料應(yīng)運而生，并逐漸在電力、航空、航天、環(huán)境、通信、國防和人體健康防護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。作為一種功能性新材料，電磁屏蔽材料成已為工業(yè)發(fā)展的必然需求，并在高端裝備產(chǎn)品、新興產(chǎn)業(yè)裝備、關(guān)鍵基礎(chǔ)產(chǎn)品中有著廣泛的應(yīng)用。因此，電磁屏蔽材料也成為“十二五”期間重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。
[0003]衡量一種電磁屏蔽材料的電磁屏蔽性能的一個重要參數(shù)是屏蔽效能。屏蔽效能被定義為:電磁場中的同一處在沒有屏蔽材料存在時的電磁場強度與存在屏蔽材料時的電磁場強度的比值，其表征了屏蔽材料使電磁波衰減的程度，通常用分貝(dB)來表示。
[0004]對于平面型電磁屏蔽材料的屏蔽效能，目前較成熟的測試方法主要是根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)和美國材料試驗協(xié)會(ASTM)等機(jī)構(gòu)的理論分析和大量實驗驗證得到的。具體而言，常用的方法有ASTM ES-7同軸傳輸線法、ASTM D-4935法蘭同軸法，此外，還有我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T30142-2013規(guī)定的法蘭同軸法、屏蔽室法等。
[0005]法蘭同軸測試法是一種模擬遠(yuǎn)場環(huán)境來測試屏蔽材料的屏蔽效能的方法。根據(jù)電磁波在同軸傳輸線內(nèi)傳播TEM橫電磁波，這種方法通過模擬自由空間遠(yuǎn)場的傳輸過程來測試電磁輻射屏蔽材料的屏蔽效能。
[0006]然而，法蘭同軸測試法因通過傳播TEM橫電波進(jìn)行測試而受“截止頻率”的限制。當(dāng)前對電磁兼容的需求需要測試對較高頻率電磁輻射的屏蔽效能，但另一方面，截止頻率越高，就要求待測的屏蔽材料越薄，這就限制了對較厚屏蔽材料的屏蔽效能進(jìn)行測試。
[0007]為擴(kuò)展屏蔽效能測試所適用的電磁波的頻率范圍(“截止頻率”)，申請人先前申請并獲授權(quán)的實用新型專利ZL201020505577.5和實用新型專利ZL201320860570.9中分別描述了法蘭同軸測試法所使用的具有改進(jìn)的錐形過渡段和改進(jìn)的二次曲線形過渡段的屏蔽效能測試裝置。改進(jìn)的過渡段雖然擴(kuò)展了測試的頻率范圍，但測試仍受限于“截止頻率”。此夕卜，法蘭同軸測試法僅能測試電磁屏蔽材料在TEM波下的屏蔽效能，無法全面地滿足用戶的測試需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]為提供一種既能進(jìn)一步克服“截止頻率”影響、又能測試電磁屏蔽材料在TE波或TM波下的屏蔽效能的裝置，以便與現(xiàn)有的屏蔽效能的測試裝置實現(xiàn)互補，提供本實用新型。
[0009]在本實用新型的一個實施例中，提供一種矩形波導(dǎo)測試裝置，所述裝置包括:兩個矩形波導(dǎo)組件，所述兩個矩形波導(dǎo)組件的尺寸相同，其中的每一個矩形波導(dǎo)組件包括:矩形波導(dǎo)管，所述矩形波導(dǎo)管的一端封閉，另一端開放，并且所述矩形波導(dǎo)管在頂壁或底壁上具有開口；波導(dǎo)法蘭盤，所述矩形波導(dǎo)管在開放端與所述波導(dǎo)法蘭盤固定，從而形成矩形波導(dǎo)組件，并且所述波導(dǎo)法蘭盤在至少兩個相反側(cè)突出所述矩形波導(dǎo)管，其中所述兩個矩形波導(dǎo)組件的對應(yīng)的兩個波導(dǎo)法蘭盤對齊接合，并且所述兩個矩形波導(dǎo)管的所述開口的位置關(guān)于所述兩個波導(dǎo)法蘭盤的接合面對稱;至少兩個固定件，所述至少兩個固定件在所述至少兩個相反側(cè)固定對齊的兩個波導(dǎo)法蘭盤，以連接所述兩個矩形波導(dǎo)組件;兩個同軸-矩形波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，所述兩個同軸-矩形波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器分別固定在所述兩個矩形波導(dǎo)管的對應(yīng)開口中。
[0010]在進(jìn)一步的實施例中，所述兩個同軸-矩形波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器的尺寸相同。
[0011]在進(jìn)一步的實施例中，所述矩形-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器包括同軸接口、探針和介質(zhì)套，所述探針沿與所述同軸接口的開口方向相反的方向延伸。
[0012]在進(jìn)一步的實施例中，所述探針外套有介質(zhì)套，并且所述探針的至少部分長度伸出所述介質(zhì)套。
[0013]在進(jìn)一步的實施例中，所述矩形-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器還包括固定部，所述固定部設(shè)置在與所述同軸接口的開口側(cè)相反的側(cè)上。
[0014]在進(jìn)一步的實施例中，所述固定部是一個或多個針狀物或桿狀物。
[0015]在進(jìn)一步的實施例中，所述介質(zhì)套由絕緣材料制成。
[0016]在進(jìn)一步的實施例中，所述絕緣材料包括以下一種或多種:特氟龍或聚苯乙烯。
[0017]在本實用新型的另一實施例中，提供一種矩形波導(dǎo)測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括信號發(fā)生器、信號接收器以及上述任一項所述的矩形波導(dǎo)測試裝置，其中，所述信號發(fā)生器連接到上述任一項所述的矩形波導(dǎo)測試裝置的輸入端，并且所述信號接收器連接到上述任一項所述的矩形波導(dǎo)測試裝置的輸出端。
[0018]在進(jìn)一步的實施例中，矩形波導(dǎo)測試系統(tǒng)還包括信號衰減器，所述信號衰減器的一端與所述信號發(fā)生器連接，另一端與上述任一項所述的矩形波導(dǎo)測試裝置的輸入端連接。
[0019]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下優(yōu)勢:
[0020](I)擴(kuò)展了可測試的電磁波的頻率范圍；
[0021](2)實現(xiàn)了在除TEM波之的其他模式的電磁波(TE波或TM波)下測試屏蔽效能。
【附圖說明】
[0022]在以下描述和所附附圖中，以示例方式而非限制方式說明了本實用新型的多個實施例，在多個附圖之間，以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)記相同或類似的部件，其中:
[0023]圖1A和圖1B分別示出根據(jù)本實用新型的矩形波導(dǎo)測試裝置100的實施例的主視圖和截面圖。
[0024]圖2示出圖1中的矩形波導(dǎo)測試裝置100中所使用的同軸-矩形波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器130、140的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖及其與矩形波導(dǎo)測試裝置100的連接方式。
[0025]圖3示出根據(jù)本實用新型的矩形波導(dǎo)測試系統(tǒng)300的實施例。
【具體實施方式】
[0026]本實用新型可能會有很多實施例和各種組合，在此將參照附圖來詳細(xì)描述特定的實施例。然而，此類描述并不旨在以任何方式將本實用新型限于所描述的實施例；相反，這些實施例所教導(dǎo)的任何基于本實用新型的實質(zhì)和技術(shù)范圍的組合、等效方案和替代方案都應(yīng)當(dāng)視為落在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0027]描述中所使用的詞語僅用于描述特定實施例，而不是以任何方式來限制本實用新型。
[0028]在詳細(xì)描述附圖之前，值得注意的是，各部件是按照它們的主要功能來劃分的。也就是說，兩個或多于兩個的部件可以結(jié)合成為一個部件，或者一個部件也可以按功能分成兩個或多于兩個的部件。而且，以下描述的每一個部件不僅按其主要功能發(fā)揮作用，還可實現(xiàn)其他部件的部分或者全部的功能。反過來，一個部件實現(xiàn)的主要功能可以完全由其他部件來實現(xiàn)。因此，在描述中出現(xiàn)的每一個部件可能會用功能性語言來描述?；谝陨侠碛?，顯然，根據(jù)本實用新型的用于測試屏蔽效能的矩形波導(dǎo)裝置和系統(tǒng)可以與附圖所示的結(jié)構(gòu)不一致。
[0029]下面通過具體實施例并結(jié)合所附附圖詳細(xì)描述本實用新型。
[0030]圖1A和圖1B分別示出根據(jù)本實用新型的矩形波導(dǎo)裝置100的實施例的主視圖和截面圖。
[0031]參見圖1A，矩形波導(dǎo)裝置100包括尺寸相同的第一矩形波導(dǎo)組件110和第二矩形波導(dǎo)組件120。
[0032]第一矩形波導(dǎo)組件110由第一矩形波導(dǎo)管111和第一波導(dǎo)法蘭盤112組成。第一矩形波導(dǎo)管111的一端封閉，另一端開放。該第一矩形波導(dǎo)管111在開放端與第一波導(dǎo)法蘭盤112固定以形成第一矩形波導(dǎo)組件110。第一波導(dǎo)法蘭盤112在至少兩個相反側(cè)突出第一矩形波導(dǎo)管111。例如，如圖1A所示，第一波導(dǎo)法蘭盤112在第一矩形波導(dǎo)管111的上、下兩側(cè)突出第一矩形波導(dǎo)管111。當(dāng)然，在至少一個實施例中，第一波導(dǎo)法蘭盤112還可以同時在第一矩形波導(dǎo)管的前、后兩側(cè)突出第一矩形波導(dǎo)管111。
[0033]第二矩形波導(dǎo)組件120的結(jié)構(gòu)、尺寸與第一矩形波導(dǎo)組件110相同，因此不再贅述。相應(yīng)地，下文中關(guān)于第一矩形波導(dǎo)組件110的討論同樣適用于第二矩形波導(dǎo)組件120。
[0034]為將第一矩形波導(dǎo)組件110與第二矩形波導(dǎo)組件120連接為一個整體，使用至少兩個固定件150來進(jìn)行連接。為實現(xiàn)該連接，首先，使第一矩形波導(dǎo)組件110的第一波導(dǎo)法蘭盤112與第二矩形波導(dǎo)組件120的第二波導(dǎo)法蘭盤122對齊接合；隨后，使用至少兩個固定件150在兩個波導(dǎo)法蘭盤112、122分別突出對應(yīng)的矩形波導(dǎo)管111、121的兩側(cè)來固定這兩個波導(dǎo)法蘭盤112、122。由此，形成了具有密閉的內(nèi)部空間的矩形波導(dǎo)測試裝置100。
[0035]在本文中，術(shù)語“矩形波導(dǎo)管”是指由金屬材料制成的、矩形截面的、內(nèi)部填充有空氣介質(zhì)的規(guī)則金屬波導(dǎo)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，矩形波導(dǎo)管可以是標(biāo)準(zhǔn)件，例如，中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 11450.2-1989(《空心金屬波導(dǎo)第2部分:普通矩形波導(dǎo)有關(guān)規(guī)范》)中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)管，該中國國家標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容通過引用被整體結(jié)合在此。當(dāng)然，也可以使用符合其他類似標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的矩形波導(dǎo)管。
[0036]在本文中，術(shù)語“波導(dǎo)法蘭盤”是指用于固定在波導(dǎo)終端上的法蘭盤，其用于與配對的法蘭盤對齊并與之夾緊。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，與矩形波導(dǎo)管配合使用的波導(dǎo)法蘭盤可以是標(biāo)準(zhǔn)件，例如，中國國家標(biāo)準(zhǔn)GBl 1449.2-1989(《波導(dǎo)法蘭盤第2部分:普通矩形波導(dǎo)法蘭盤規(guī)范》)中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)法蘭盤，該中國國家標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容通過引用被整體結(jié)合在此。當(dāng)然，也可以使用符合其他標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的矩形波導(dǎo)管。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，第一矩形波導(dǎo)管111與第一波導(dǎo)法蘭盤112可通過焊接固定在一起。當(dāng)然，也可使用本領(lǐng)域公知的其他方式實現(xiàn)所述固定。
[0038]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，雖然在圖1A和圖1B中示出兩個固定件150，但這僅是示意性的。還可以使用附加的固定件150來使第一波導(dǎo)法蘭盤112與第二波導(dǎo)法蘭盤122的連接更牢靠。
[0039]本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，固定件150可以是螺釘，也可以是螺栓和螺母的組合。
[0040]為了測試屏蔽材料的屏蔽效能，需要向矩形波導(dǎo)測試裝置100內(nèi)部提供電磁波，并且需要從矩形波導(dǎo)測試裝置100內(nèi)部接收電磁波。為此，在一個實施例中，在第一矩形波導(dǎo)管111的頂壁上開有第一開口 113;類似地，也在第二矩形波導(dǎo)管121的頂壁上開有第二開口123。在