军用电磁屏蔽方舱的电磁屏蔽效能测试研究

高庆涛 李琦

摘要：所有电子产品都需要在一定的电磁环境下才能工作，而当电磁辐射超过阈值时，工作中的电子设备就会失控。电磁屏蔽在现代战争中有着非常重要的地位。电磁屏蔽是方舱在执行任务中的有效帮手，所以若要方舱保持性能，就需要不断改进电磁屏蔽方法。而在对电磁屏蔽方舱进行各方面的改进过程中，就需要对这些改进后的方法进行测试，从而了解改进措施是否有效。文章对达标测试和诊断测试进行了研究。

关键词：方舱;电磁屏蔽;能效;测试中图法分类号：TM936

文献标识码：A

Research on electromagnetic shielding effectiveness test ofmilitary electromagnetic shielding shelter

GAO Qingtao，LI Qi

（The 15th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation，Beijing 100083，China）

Abstract：All electronic products need a certain electromagnetic environment to work， and when the electromagnetic radiation exceeds the threshold， the electronic equipment in operation can go out of control. Electromagnetic shielding plays a very important role in modern warfare. Electromagnetic shielding is an effective helper in the performance of the shelter， so if the shelter is to maintain its performance， it is necessary to continuously improve the electromagnetic shielding effect. In the process of improving various aspects of the electromagnetic shielding shelter， it is necessary to test the effects of these improvements to understand whether the improvement measures are effective. This paper studies compliance testing and diagnostic testing.

Key words：shelter， electromagnetic shielding， energy efficiency， testing

近年来，电磁屏蔽防护系统因良好的防护能力在许多领域都得到了广泛应用。特别是在军事领域，电磁屏蔽防护系统成为军事保护方面的重要系统。随着科技不断发展和进步，电磁屏蔽防护系统也不能一成不变，而要不断进行改进，以适应不断更新的武器系统。而军用电磁屏蔽防护系统在改进时，需要对其进行一系列测试，如测试其设计是否合理、生产工艺是否先进。所以，测试工作就为电磁屏蔽防护系统的不断改进提供了具体的数据和方向。在方舱车辆行驶时，因其处在一个移动的环境中，所以具有特殊性。因此，我们需要对电磁屏蔽防护装置进行测试，即对其屏蔽效果、设计是否合理和生产工艺等进行测试，从而不断提高其电磁屏蔽防护系统的效果，提高和保证电磁屏蔽方舱的屏蔽效率和效果[1]。

1电磁屏蔽方舱

1.1屏蔽要求

方舱是一种移动的作战工具，具有其特殊的性能，如强度大、刚度高，同时有很长的使用寿命以及足够的承载能力、良好的运输能力、优秀的水和气体密封性能等。因此，它被广泛应用于我国军事装备的各个领域。随着科技的不断发展，微波、电子侦查和对抗等一系列高科技技术和产品被研发出来，这就对电磁屏蔽的效率和性能提出了越来越高的要求。

电磁屏蔽防护是一种可移动的电磁屏蔽空间。它不仅具有一般军事防护所需的各种特性，还具有电磁屏蔽空间所需的电磁屏蔽特性，是二者有机结合形成的新型军事装备平台。在我国的相关规定中，对于电磁屏蔽的防护有明确要求，如防护性能必须控制在0.15～10GHz，而且对于电磁波的衰减量也做出了明确说明，即不能低于60dB。同时，也有文件明确将电磁屏蔽分为三个等级，等级規划内容如表1所列。

1.2影响电磁屏蔽效率的主要因素

电磁屏蔽防护系统需要进行全面而科学的设计：首先，需要防护装置有非常高的刚度和非常大的强度，从而更好地形成外部保护;其次，电磁屏蔽的效率方面要满足相关标准，满足其防护性能要求。而由于电磁方舱并不是全部无缝密封的，在有大窗鞥附件时会给电磁屏蔽的保护能力造成一定影响。

（1）材料的选择

不同的材料具有不同的特性，从性能、价格和重量等进行考虑，电磁屏蔽防护系统的保护结构一般要求外观平整、密闭性好、强度大以及导电性好。所以，综合而言，铝型材和铝板是非常不错的选择。

（2）方舱所有部件的电气连接

确定保护结构后，还需确定主屏幕材料。尤其是保护导电的不连续性，其中包括各种开口、通风孔、门、电源连接等。由于操作不当很容易出现传导中断，导致电磁泄漏，严重影响电磁屏蔽效率。车门是方舱最大的开口，车门和门框之间形成的间隙是电磁波泄漏的重要因素。松开车门电磁屏蔽对于方舱屏蔽室非常重要。

为了保障门和门框之间的紧密连接，设计时特别要注意对材料的表面进行处理，同时需要注意门和门框之间的连接不是无缝的，这个部位的屏蔽效率要求有所不同，需要达到的标准则是按照丝网导电垫的材料和大小来决定。根据以往的数据可以得知，在衬垫的压缩率达到35%时，屏蔽效果最好。为了避免电磁对防护结构的各种干扰、降低电磁感应的影响，防护体必须确定，并且时刻保持和接地相同的电位，即零电位。而为了提高屏蔽效率，必须设计并保证正确的接地方式，尤其是在低频段，尽可能长时间地选择接地装置，接地装置的接地线必须从防波护套等处拆除。

（3）保证观察窗不受日光照射

在方舱中，防护窗的屏蔽是一个难点，既要具有良好屏蔽性，又需要有一定的采光性。这就在设计上增加了非常大的难度。在设计方舱时，对屏蔽效能的要求不同，设计的方案也是不同的。例如，在要求严格时（大于60db），就不能设计日光观察窗，以避免屏蔽效果达不到预期。而对于要求没有不严格时（低于50db），则可以设置日光观察窗。同时，在设计时，需要充分考虑到电气之间的连接，并且屏蔽玻璃的使用也是有一定的要求的，必须综合考虑各种标准和要求来进行设计。

2军用掩体的试验方法

正确连接信号源、接收器、天线等测试设备，并将其加热至稳定状态，如图1所示。试验期间，必须将试验设备调整至规定的工作频率范围。首先，如果没有防护罩，模拟自由空间场进行测试，所选空间场必须尽可能不受反射和其他电磁场干扰。设置发射天线和接收天线之间的中心距离，使其满足相关标准（GB/T12190?1990）的要求，并记录测试过程中接收机接收到的读数ekh1;（在被测部位）加屏蔽后，还应设置发射天线和接收天线之间的中心距离，以满足相关标准（GB/T12190?1990）的要求;记录测试过程中接收机的测量值E2（H2），同时将记录好的数据进行两次处理，则可提高保护装置的电磁屏蔽效率。

2.1低频频率段测试

低频段电磁屏蔽的测试也是一个重点，主要监测点包括舱口、通风口、窗口和电缆口等。在低频段测试中，发射天线和接收天线与屏蔽墙之间的距离约为0.5～3m。在测试过程中，接收天线必须反复调整方向并升高或降低位置，以确保信号处于“最糟糕”的状态。对于每个点的测试，应记录接收器的最大测试值。首先，需要进行一个无屏蔽模拟试验，然后根据以下低频电磁屏蔽试验装置布置图进行屏蔽试验（图2）。

测试频率点：150KHz、200KHz、1MHz、18MHz。

测试天线：环形天线、鞭形天线。

2.2超高频频率段的相关测试

超高频频率段测试方式适用于厢式货车和方舱，并且要求其高度不得超过3m。在测试时，发射天线的位置是有要求的，即需要与屏蔽墙平行，且二者间的距离最好为1.5m，接收天线应放置在遮蔽物中，并与测试的屏蔽墙平行，距离墙壁0.3m。在测试时，应该先进行水平方向的测试，测试完成后再进行垂直方向测试;首先进行水平极化试验，然后进行垂直极化试验。

2.3微波频段的测试

在微波频段测试中，发射天线的位置需要与背侧的墙壁保持2m的距离，同时需要首先进行水平方向的测试，然后进行垂直方向的测试。再根据相关要求，安置屏蔽试验的相关用具，进行屏蔽测试。

2.4试验数据的处理

首先需要模拟测试条件，按照自由空间场来布置，然后进行测试，记录下度数，接下来需要将掩体进行隐蔽，再根据相关规定进行测试，并且记录测试数据。在测试完成后，需要对试验数据进行计算。计算完毕后，再进行分析和比较，得出试验结果后，验证此设计方案是否能够满足要求，能否达到安全保护目的。若达不到相关要求，需要对此设计进行改进，直到满足要求。

2.5评估避难所电磁屏蔽的有效性

电磁屏蔽的有效性可以通过无屏蔽时间、空间保护区域的场力（EO或HO）与有屏蔽时该区域的场力（E或H）之比来表示。一般来说，屏蔽不仅会削弱场的作用力，还会在不同程度上扭曲空间保护区中的有源场。因此，通过上述方法确定的电场的电气元件和磁性元件的屏蔽效能是不同的，并且与测试点的坐标有关。这将很难量化屏蔽的有效性。在一般情况下，屏蔽效率不止一个值。因此，平面电磁波在空间上受到无限平面均匀屏蔽的保护;用均匀的球形屏蔽、保护位于中心的点源;位于其轴线上的线源由均匀的、无限长的圆柱屏蔽层屏蔽。在电磁屏蔽理论中，研究的第一个重点即真实情况成为理想情况，但理想化将极大地影响评估的准确性和准确性。因此，只能确定最低屏蔽效能的数量级。

3影响测试结果的因素分析

在测试遮蔽物有效性的过程中，部分测试人员对于整个测试过程没有足够的了解，测试技术不过关，对于仪器的使用上不能做到得心应手，这有可能出现测试结果不准确、不能真实反映测试项目的情况。频谱分析仪是目前测试中广泛使用的接收设备，具有频率覆盖范围广等优点。然而，如果使用不当，就会对试验的结果造成影响，出现测试误差。

为了扩大测试系统的动态范围，使用预选放大器是一种常见的选择，但是如果没有对其进行正确的使用，也会对试验的结果造成失真影响，甚至出现错误的测试结果。

当接收信号小于130dBm时，预选放大器超出正常范围（接收信号通过电缆屏蔽层或空间耦合进入接收设备），预选放大器对强弱信号的放大系数不同。因此，直接使用制造商提供的数据将出现测试误差;当预选放大器的输入信号强度大于10dBm时，放大器将饱和，因此接收设备的读数远低于实际值。如果直接连接时不进行测量，使放大器工作在饱和区，会带来很大的测量误差。

3.1收发器天线和连接电缆

收发天线的类型对测试结果有很大影响。目前，市面上有许多不同类型的发射和接收天线，如使用双音天线或周期对数天线的发射天线、使用阵列天线的接收天线、使用双脊波导天线的发射天线和使用标准喇叭天线的接收天线。此外，由于耦合、共振或位置变化，接收天线和接收设备支架之间的连接电缆也会影响测试结果。

3.2受测庇护所的状况

被测方舱的状态包括是否接地、电源滤波器是否安装、安装位置是否正确、工作是否正常、信号滤波器是否安装、安装位置、工作是否正常，屏蔽室内的设备、仪表是否放置正常，是否开启或保持正常工作状态。其中，电源滤波器和信号滤波器的状态会影响遮蔽物的屏蔽效率;一些因素会增加驾驶室内的背景噪声，进而影响测试的动态范围。在实际测试中，方舱中的滤波器经常放电，内部接收设备使用逆变电源或电池，使得无法反映屏蔽的实际效果。

4军用方舱电磁屏蔽效能现状

在军用方舱的研制和生产过程中，电磁屏蔽效能带来的重要作用受到了重视。通过不断研发，在结构设计和生产工艺方面采取了许多电磁屏蔽措施;通过军用掩体试验，及时发现问题并解决问题。例如，如果军用方舱的屏蔽效率满足指标要求，检查电磁屏蔽设计中采取的每项改进措施的效果，则与电磁屏蔽效率测试Tenta密不可分。未来军用方舱电磁屏蔽效能测试将更加规范化，促使军用方舱生产水平不断提高。

5总结

随着科技的不断进步，我国的综合实力不断增强。而军品市场的竞争也越来越激烈，在对军用方舱进行研发和不断改进中，需要对电磁的兼容性进行全面探究，从而得出合理的设计理论。在积极开展相关研究的同时，也要对其进行测试，从而不断提高设计水平、增加作战能力，为军方提供更加先进的设备。

参考文献：

[1]洪济晔.电磁屏蔽效能的测量[J].自动化仪表，2009，30（9）：24?26.

作者简介：

高庆涛（1982—），本科，中級工程师，研究方向：军用综合电子信息系统。

李琦（1986—），硕士，高级工程师，研究方向：军用综合电子信息系统。