是德頻譜分析儀RSA5065N 在電磁屏蔽材料測試中的應(yīng)用

概要說明

電磁屏蔽技術(shù)通過反射、吸收及多重反射等機(jī)制保護(hù)敏感電子設(shè)備免受外部電磁干擾（EMI）。為評估屏蔽材料的性能，頻譜分析儀可用于測量其屏蔽效能（Shielding Effectiveness, SE）。本案例結(jié)合 RIGOL RSA5065N 頻譜分析儀與標(biāo)準(zhǔn)測試方法，提供了一套高效、精準(zhǔn)的電磁屏蔽材料測試方案，確保材料滿足電磁兼容性要求。

測試背景與技術(shù)挑戰(zhàn)

電磁屏蔽材料廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、電力系統(tǒng)以及精密電子產(chǎn)品中，常見的屏蔽機(jī)制有：

反射：導(dǎo)電材料（如銅、鋁）通過表面感應(yīng)電流形成反向電磁波。

吸收：非金屬材料（如鐵氧體、碳基材料）將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能。

多重反射：多層結(jié)構(gòu)通過多次反射衰減電磁波能量。

常見材料類型也有多種，包括：

金屬材料：適用于低頻反射屏蔽。

非金屬材料：高頻吸收性能優(yōu)異。

復(fù)合材料：結(jié)合多機(jī)制，覆蓋廣頻段。

涂層材料：輕量化方案（如石墨烯、銀漿涂層）。

技術(shù)挑戰(zhàn)與標(biāo)準(zhǔn)要求

根據(jù)被測物的不同，分為屏蔽材料測試和屏蔽室測試。屏蔽材料測試根據(jù)使用方法不同又分為頻域測試和時(shí)域測試兩種。詳細(xì)可供參考的標(biāo)準(zhǔn)如下：

SJ 20524:1995 材料屏蔽效能的測量方法

GJB 6190:2008 電磁屏蔽材料屏蔽效能測量方法

GB/T 25471:2010 電磁屏蔽涂料的屏蔽效能測量方法

GB/T 12190:2006 電磁屏蔽室屏蔽效能的測量方法

圖1 常見測試方法

電磁屏蔽測試存在環(huán)境干擾、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差等問題，需結(jié)合高性能儀器與標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行測試，并確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

解決方案

RIGOL 的 RSA5065N 頻譜分析儀 提供了一種高效、精準(zhǔn)的電磁屏蔽材料測試方案。該設(shè)備支持寬頻段信號測量，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測電磁波的傳播情況，并通過計(jì)算屏蔽效能（SE）來定量分析材料的屏蔽能力。

核心優(yōu)勢

· 高寬頻段覆蓋：RSA5065N 支持最高 6.5 GHz 的信號分析范圍，適用于各種電磁屏蔽材料的測試需求。

· 高靈敏度測量：具備低噪聲前端設(shè)計(jì)，可精準(zhǔn)捕獲微弱信號，提高屏蔽效能測量的分辨率。

· 實(shí)時(shí)頻譜分析：能夠跟蹤屏蔽材料對不同頻率信號的衰減情況，并繪制詳細(xì)的屏蔽效能曲線。

· 便捷的數(shù)據(jù)處理：內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析功能，可直接計(jì)算 SE 值，并提供直觀的圖形化數(shù)據(jù)展示。

操作步驟與應(yīng)用實(shí)踐

測試環(huán)境配置

屏蔽室搭建：避免外部干擾，配置發(fā)射與接收天線。

圖2 RSA5065N搭配天線進(jìn)行測試

測試用天線推薦：

低頻：環(huán)天線

諧振：雙錐天線

高頻 300MHz-1GHz：

發(fā)射：半波長偶極子天線

接收：八分之一波長偶極子天線

高頻 1GHz-18GHz：喇叭天線

圖3：屏蔽室窗口測試法示意圖

校準(zhǔn)與測試流程

1. 基線校準(zhǔn)：未放置屏蔽材料時(shí)，記錄信號傳輸強(qiáng)度作為參考值。

2. 材料測試：將屏蔽材料置于天線間，覆蓋電磁波傳播路徑(參考圖 3)。

3. 數(shù)據(jù)記錄：RSA5065N 自動(dòng)監(jiān)測信號衰減并計(jì)算 SE 值。

為了提高數(shù)據(jù)可靠性，需要在不同位置、多次測試，并取平均值進(jìn)行分析，以確保屏蔽效能 的評估準(zhǔn)確無誤。

結(jié)果分析

· 繪制頻率響應(yīng)曲線：RSA5065N 生成 SE 隨頻率變化的曲線，觀察材料在不同頻率范圍內(nèi)的屏蔽效率。

· 評估屏蔽效能：根據(jù)具體應(yīng)用需求，確認(rèn)屏蔽材料是否符合目標(biāo)要求。例如，通信設(shè)備通常需要 GHz 級別的高屏蔽效能，而電力設(shè)備則關(guān)注 kHz 至 MHz 頻段的屏蔽性能。

電磁屏蔽材料在現(xiàn)代電子設(shè)備中扮演著至關(guān)重要的角色，其屏蔽效果是保障設(shè)備電磁兼容性的重要指標(biāo)。RIGOL RSA5065N 頻譜分析儀可以精準(zhǔn)測量屏蔽材料的屏蔽效能，并根據(jù)測試結(jié)果優(yōu)化材料選擇。該方案不僅提高了測試的準(zhǔn)確性，還使整體實(shí)驗(yàn)流程更加高效可靠。未來，RSA5065N 還將在更多電磁兼容測試領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為工程師提供專業(yè)、高效的測試解決方案。

附錄：本文涉及的設(shè)備清單