天线微波暗室设计方案样本
便携式微波测试暗盒的设计
便携式微波测试暗盒的设计作者：郭国君申建华来源：《电子技术与软件工程》2018年第17期摘要随着北斗导航系统正式开通服务，搭载北斗的导航终端数量实现井喷式增长而终端测试时，往往需要电磁环境纯净的微波暗室。
暗室建设的数量限制了蓬勃发展的终端对无线测试的要求。
本文设计仿真了一种便携式微波测试暗盒，解决了导航终端日常调试时对无线测试的需求。
本文设计的便携式微波测试暗盒覆盖频段1GHz-3GHz，暗盒内增益测试准确度约2dB。
【关键词】天线测试微波暗箱场分布远场2012年底北斗区域卫星导航系统正式开通服务。
在系统建设和市场应用的双重驱动下，以用户终端为核心的北斗应用产业链正以前所未有的速度蓬勃发展。
产业主体涉及高校、研究所、大型军工企业单位和高新技术民用企业等军地各类单位，产品数量规模更是呈井喷式迅猛增长。
专业认证机构需要经过计量的用户批量检测系统进行测试、入网认证。
建设一套定位终端测试系统费用昂贵，且系统建设周期都比较长。
但厂家常规调试测试，没有可能也不是必须要在专业检测系统中进行测试。
因此需要研制一套小型的便于量产的用户终端测试设备，其中最关键的设备为微波测试暗盒。
该设备的研制使用户终端的无线测试由大型微波暗室搬到常规调试平台上。
1 工作原理小型暗盒可搭配模拟源组成小型用户机调试系统。
小型暗盒的外观结构如图1所示。
小型暗盒主要由三部分组成：顶面及顶面天线、屏蔽盒体、测试底面。
顶面及顶面天线为信号的发射面，主要采用标准天线将需要发射的信号发射到微波暗盒内。
屏蔽盒体主要由金属屏蔽盒和内部粘贴的吸波材料组成，保证测试不受外部干扰，同时内部形成一个无反射的类自由空间。
测试底面主要安装被测试天线。
2 小型暗盒设计原则2.1 近似远场辐射条件的结构设计电磁波远场辐射条件可归纳为：2D2/λ。
由于测试对象的天线口径都比较小，天线口径面积一般小于λ1/2。
应用在暗盒内的天线的远场辐射距离应不小于1v.需要注意的是，该辐射条件仅作用于一个天线。
便携式微波测试暗盒的设计
电子技术• Electronic Technology76 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】天线测试 微波暗箱 场分布 远场2012 年底北斗区域卫星导航系统正式开通服务。
在系统建设和市场应用的双重驱动下，以用户终端为核心的北斗应用产业链正以前所未有的速度蓬勃发展。
产业主体涉及高校、研究所、大型军工企业单位和高新技术民用企业等军地各类单位，产品数量规模更是呈井喷式迅猛增长。
专业认证机构需要经过计量的用户批量检测系统进行测试、入网认证。
建设一套定位终端测试系统费用昂贵，且系统建设周期都比较长。
但厂家常规调试测试，没有可能也不是必须要在专业检测系统中进行测试。
因此需要研制一套小型的便于量产的用户终端测试设备，其中最关键的设备为微波测试暗盒。
该设备的研制使用户终端的无线测试由大型微波暗室搬到常规调试平台上。
1 工作原理小型暗盒可搭配模拟源组成小型用户机调试系统。
小型暗盒的外观结构如图1所示。
小型暗盒主要由三部分组成：顶面及顶面天线、屏蔽盒体、测试底面。
顶面及顶面天线为信号的发射面，主要采用标准天线将需要发射的信号发射到微波暗盒内。
屏蔽盒体主要由金属屏蔽盒和内部粘贴的吸波材料组成，保证测试不受外部干扰，同时内部形成一个无反射的类自由空间。
测试底面主要安装被测试天线。
2 小型暗盒设计原则2.1 近似远场辐射条件的结构设计电磁波远场辐射条件可归纳为：2D 2/λ。
由于测试对象的天线口径都比较小，天线口径面积一般小于λ2/2。
应用在暗盒内的天线的远场辐射距离应不小于λ。
需要注意的是，该辐便携式微波测试暗盒的设计文/郭国君1 申建华1,2射条件仅作用于一个天线。
在本测试环境中同时存在发射天线、接收天线，因此天线间距离d 满足远场辐射条件时应符合：d>d inc +d rec ≈2λ因此设计暗盒尺寸在纵向上长度至少保证2λ，即2*0.25m （最低工作频率1.2GHz 对应波长），约0.5m 。
微波暗室设计地要求说明书
微波暗室设计要求说明
1、主要用途：模拟自由空间，主要用于天线远、近场测试、分1m 法、3m 法或10m 法。
根据具体使用要求还可定制各种非标暗室。
2、性能指标：
频率范围：30MHz ～18GHz
（一）吸波材料反射损耗：30MHz ～18GHz ≥15dB （吸波材料采用复合吸波
测试方法按GB12190-90 标准
微波暗室内景
（三）归一化场地衰减± 4dB ，场均匀性0～6dB ，多径损耗均匀性±0.25dB 内。
3、结构组成：
（一）屏蔽室：屏蔽室由屏蔽壳体、屏蔽门、通风波导窗及各类电源滤波器等组成。
根据用户要求，屏蔽壳体可采用焊接式或拼装式结构均可。
（二）吸波材料：
1、单层铁氧体片：工作频率范围30MHz ～1000MHz 。
2、锥形含碳海绵吸波材料：锥形含碳海绵吸波材料是由聚氨脂泡沫塑料在碳胶溶液中渗透而成，具有较好的阻燃特性。
（三）其它：主要有信号传输板、转台、天线、监控系统等。
微波暗室面阵结构设计新方案
０ 引 言
射频 仿 真系统 （ Ｆ Ｓ 是 在 实验 室 内不 进 行 真 实 ＲＳ）
作 战 ， 用模拟 的手 段复现 作 战环境 ， 利 实现 各种 雷达所 处 的 电磁 环境 的仿 真 ， 而对 参 与 试验 的被 试 系 统进 从 行 动态 、 实时 的品质评 定 。射频 仿真 系统 （ Ｆ Ｓ 的主 ＲＳ） 体 为大型 微波 暗室 ， 图 １所示 。 如 面阵 结构是 微波 暗 室 的 重要 组 成 部 分 ， 计及 施 设
，
， ｎ ｆｃ ｕ ｅ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ
ａｓｍｂａｅａｄ ａｊｓ ｅ ｔ ｆｈ ｎｅ ｎ ｒ ｙｓ ｕｔｒ ｒ ｒａ ｙｒｄ ｃｄｉ ｅｎｗ ｄ ｓ ｎ ，ｒｖｄｎ ｓｅ ｌ ｎ ｄｕｔ ｎ ｏ ｅａｔｎ ａａ ａ ｔ ｃ ｅａｅｇｅｔ ｕ ｅ ｔ ｅ ｅｉ ｐｏｉｉｇａ ｇ ｍ ｔ ｒ ｕ ｌ ｅ ｎｈ ｇ
２ １ 第 ２ 第 ４期 ００年 ６卷
２０１ ０．Ｖｏ ． ６ Ｎｏ． １２ ４
电 机 械 工 程
Ｅｌｃｒ ｅ ｔｏ—Ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｇｎ ｅｉ ｇ ｃ ａ ｉａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ２ ５
微 波 暗室 面 阵结 构 设 计 新 方 案
周艳阳。 王李 宁
（ 京 电子技术 研究 所 ， 江苏 南 京 ２ ０ ３ ） 南 １０ ９ 摘
ｇ ｏ ｅ ｅｅ ｃ ｏ ｈ ｕｔ ｒ ｅ ｉｎ ｏ ｉ ｌｒ ｐ ｏ ｕ ｔ ． ｏ ｄ ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｆｒｔ ｅ ｆ ｕ ｅ ｄ ｓｇ ｆｓｍｉａ ｒ ｄ ｃｓ
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｎｅ ｎ ｒ ｙ ； ｃｏ ａｅａｅ ｈｎｃｃａ ｂ ｒ ｓ — Ｏ ｄｕｔ ｎ ｅｈ ｎｓ ｙｗ ｒ ｓ ａｔｎ ａａｒ ｓ ｍｉ ｗ ｖ ｎ ｃ ｏｉ ｈ ｍ ｅ ； ｉ Ｄ Ｆａｊｓ ａ ｒ ｘ ｍｅｔ ｃ ａｉ ｍ ｍ
微波暗室吸波工程方案设计
微波暗室吸波工程是为了减少或消除微波辐射对周围环境的干扰，以及提高电磁兼容性而设计的。
下面是一个一般的微波暗室吸波工程方案设计：
1. 选择合适的材料：微波暗室通常采用吸波材料来减少微波的反射和散射。
常见的吸波材料包括吸波涂料、金属网格、波纹铁板等。
根据需求和预算选择合适的吸波材料。
2. 设计暗室结构：根据所需的尺寸和功能要求，设计微波暗室的结构。
通常暗室采用金属外壳，内部覆盖吸波材料，以确保微波不会外泄。
3. 布局吸波材料：在暗室内部墙壁、天花板和地板上布置吸波材料，以最大程度地吸收微波能量。
考虑吸波材料的厚度、密度和覆盖范围，确保吸波效果良好。
4. 减少漏洞：确保暗室结构密封，减少漏洞和缝隙，以防止微波的泄露和外部干扰。
5. 安装衰减器：在微波暗室的进出口处安装衰减器，以减少微波信号的传播和外部干扰。
6. 测试和调整：在设计和建造完成后，进行微波暗室的测试和调整，确保其吸波效果符合设计要求。
7. 规范运行：在使用过程中，遵循操作规程，定期检查和维护微波暗室，以确保其长期稳定的吸波效果。
以上是一个一般的微波暗室吸波工程方案设计的步骤。
具体设计方案需要根据实际需求和情况进行调整和优化。
如果有特定的需求或更详细的设计要求，建议咨询专业的电磁兼容性工程师或设计机构。
微波暗室远场天线测试转台伺服系统的设计
余 亚飞 ， 贾平 平
（ 南京邮 电大 学 通信 与信 息工程 学院 ， 江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ３ ）
摘 要： 高性 能天线 的研 发离不 开一套 高精 度的测 试系 统 。天 线测 试 系统 主要 包 括 转 台伺 服 系统 、 测试 仪 器 、 监控 系统 。
其 中转 台伺服 系统 的优劣直 接影 响到微 波 暗室天线 测试 的准确 性 ， 因此伺 服系统 的设 计显 得 十分 重要 。文 中设 计 的微 波 暗室 天线测试 转 台伺服 系统通 过 Ａ Ｒ Ｍ处 理器控 制 电机 的转 动 ， 调 整被测 天线 的姿态 的 同时记 录 天线 的 天线 图测试 数 据 。 系统 可以 自动完成 远场 收发双 向测量 ， 降低 了测试 的难 度 。借 助频 谱 仪 ， 伺 服 系 统能 够 准确 测 量 天线 方 向 图 、 主瓣 宽度 、
Ｙ Ｕ Ｙａ —ｆ ｅ ｉ ， Ｊ Ｉ Ａ Ｐｉ ｎ ｇ— ｐｉ ｎｇ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｓ ｔ ｓ ｎｄ ａ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ０ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
天线测量微波暗室设计思路
理想 的选择 ，它既 能够防止外来 波 的干 扰 ，使测量 活动
不 受外界 电磁 环境 和气候 的影 响 ，又能 够防止测试 系统 产生 的信 号向外辐射 ，污染 电磁环境 ，对 其它 电子设 备 造 成干扰 ，可达到 与 自由空 间 比较接近 的条件下进 行室 内测量 。因此微波 暗室的 出现 为天线研究 及天线 测量提 供 了便 利条件 。下面给出一种适 用的设计方法 。
引 言
天 线 的理 想测量场 地是 自由空 间 ，使均 匀平面波 照 射被 测天线 。然而在 现代城市 中电磁环境 日益恶化 ，要
想 在高楼林 立的现代城 市 中及其 周 围建设 一个较 为理想 的天线测量 场地是非 常困难 的。而建设微 波暗室是 比较
个 最小 测试距 离Ｒ。根据测试 准确 度可规定 出接 收天线
行介绍。
Ａ
Ｅ
／
／
Ｂ
Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ・Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０ １ ５ ５ ０
Ｉ ｎ ａｄ ｄｉｔ ｉ ｏｎ ， ｔｈｉ Ｓ ｐ ａｐ ｅｒ ａｌ ｓ ｏ ｐｒ ｏｖｉ ｄ ｅｓ ｔ ｈｅ ｒｅ ｆ ｅｒｅ ｎ ｃｅ ｄ ａｔ ａ ａｎｄ ｅ ｘ ｐｅ ｒｉ ｅ ｎｔｉ ａ ｌ ｅｑ ｕ ａｔｉ ｏ ｎ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｗ ａ ｖ ｅ ａ ｎ ｅ ｃ ｈ ｏ ｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ： ｄ ｅ ａ ｄ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ：ｗ ａ ｖ ｅ — ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｉ ｎ ｇ ｍ ａ ｔ ｅ ｒｉ ａ ｌ
摘要 ：介绍 了天 线测 量微波暗室 的作用 以及建设微波 暗室的必要性 。提 出 了建设微波暗 室的设计思路 ，结合实践经验
(整理)天线微波暗室设计方案.
第一部分：天线微波暗室设计方案书一、范围1、主题内容微波暗室性能和屏蔽性能总体方案设计书重点是根据微波暗室技术要求，论证了微波暗室吸波材料的选择、微波暗室性能、暗室屏蔽材料的选用，暗室屏蔽的关键件：门、通风窗、电源滤波器、屏蔽接地等主要问题，并确定最佳方案，以保证微波暗室屏蔽性能、暗室性能达到贵所提出的性能指标。
2、适用范围本设计书适用于微波暗室建设工程，待中标后作为设计依据。
二、引用文件1. GJBz20219-94中华人民共和国国家军用使用标准《军用电磁屏蔽室通用技术要求和检验方法》2.微波暗室技术要求三、微波暗室设计微波暗室，就是从几何上比较对称，建筑空间满足一定要求的房屋中安装吸波材料，使室的各内壁、天棚、地板对于所接收到的电磁波反射甚微，从而较好的模拟自由空间环境，进行室内天线测试的场所。
1、技术要求1.1屏蔽效能（包括所有屏蔽间）1GHz～20GHz ≥100dB20GHz～40GHz ≥80dB1.2暗室性能（屏蔽暗室）工作频率范围: 400MHz～40GHz反射电平: -38dB～-50d B静区的范围: Ø1.2m×1.2m（中心位于暗室长轴中轴线,转台上方）场不均匀性: 横向≤±0.3 dB纵向≤±2 dB交叉极化率：－25 dB2、设计微波暗室的基本思路随着天线技术的发展，天线测试技术也随着发展。
就天线方向图测试方法来说，以往人们熟知的方法是室外场地远场测试。
但由于微波吸收材料技术和计算机的飞跃发展，以及其他学科，如全息照相技术的成熟，方向图测试技术从室外场地测试发展到相互竞争又相互补充的多种测试方法。
由以往的室外测试逐渐转为室内测试为主，室外测试为辅。
近年来大量微波暗室建成使用，就是鲜明的标志。
国内已建成微波暗室80多个，有些正在筹建中，而国外建成的微波暗室超过400多个。
3、微波暗室尺寸确定准则微波暗室的几何尺寸和微波暗室的性能与里面的实验产品类型有关。
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第一部分: 天线微波暗室设计方案书
一、范围
1、主题内容
微波暗室性能和屏蔽性能总体方案设计书重点是根据微波暗室技术要求, 论证了微波暗室吸波材料的选择、微波暗室性能、暗室屏蔽材料的选用, 暗室屏蔽的关键件: 门、通风窗、电源滤波器、屏蔽接地等主要问题, 并确定最佳方案, 以保证微波暗室屏蔽性能、暗室性能达到贵所提出的性能指标。
2、适用范围
本设计书适用于微波暗室建设工程, 待中标后作为设计依据。
二、引用文件
1. GJBz20219-94中华人民共和国国家军用使用标准
《军用电磁屏蔽室通用技术要求和检验方法》
2.微波暗室技术要求
三、微波暗室设计
微波暗室, 就是从几何上比较对称, 建筑空间满足一定要求的房屋中安装吸波材料, 使室的各内壁、天棚、地板对于所接收到的电磁波反射甚微, 从而较好的模拟自由空间环境, 进行室内天线测试的场所。
1、技术要求
1.1屏蔽效能( 包括所有屏蔽间)
1GHz～20GHz ≥100dB
20GHz～40GHz ≥80dB
1.2暗室性能( 屏蔽暗室)
工作频率范围: 400MHz～40GHz
反射电平: -38dB～-50d B
静区的范围: Ø1.2m×1.2m
( 中心位于暗室长轴中轴线,转台上方)
场不均匀性: 横向≤±0.3 dB
纵向≤±2 dB
交叉极化率: －25 dB
2、设计微波暗室的基本思路
随着天线技术的发展, 天线测试技术也随着发展。
就天线方向图测试方法来说, 以往人们熟知的方法是室外场地远场测试。
但由于微波吸收材料技术和计算机的飞跃发展, 以及其它学科, 如全息照相技术的成熟, 方向图测试技术从室外场地测试发展到相互竞争又相互补充的多种测试方法。
由以往的室外测试逐渐转为室内测试为主, 室外测试为辅。
近年来大量微波暗室建成使用, 就是鲜明的标志。
国内已建成微波暗室80多个, 有些正在筹建中, 而国外建成的微波暗室超过400多个。
3、微波暗室尺寸确定准则
微波暗室的几何尺寸和微波暗室的性能与里面的实验产品类型有关。
应用最广泛的微波暗室为矩形室, 因矩形室的结构外形比较简单、通用性强。
一般资料中, 设计矩形微波暗室的长度和宽度是按下列原则进行设计的。
3.1 微波暗室长度的确定
一般确定任一暗室的长度的基本因素是被检测的天线( 目标) 的尺寸和它所测的最高频率。
一般确定任一暗室的长度的基本因素是被检测的天线( 目标) 的尺寸和它所测的最高频率。
这两个因素确定了平面波照射的远场条件。
待测天线和波源天线之间的距离由下式给出:
R≥
2
2D
一般待测天线至后墙角1/2室宽的距离, 在发射天线后留1米到1/2 室宽的距离。
因此微波暗室的总长度为L=W 1+R=W 2
一般以上面的计算公式为准, 经计算, 在下面的公式范围内误差也很小, 也能满足测试精度的要求。
( R ≥ 2
D )
根据上面的公式计算, 用户提供的测试天线口径, 暗室场地大小, 能满足测试精度。
图1: 微波暗室几何空间示意图
3.2 暗室高和宽的确定
一般来讲从经济的观点考虑最佳设计, 多取3L ≤B≤2
L 。
当然, 最佳设计不能脱离电性能的观点而存在, 因为随着宽度的增加, 电性能变好。
故取暗室的长宽比率为2: 1。
其理由入下:
因为吸波材料电波入射角α不能超过600, 超过600时吸收性能大大下降, 暗室宽度B 应为:
B ≥R/tg α (2)
W 2≥B/2 (3)
W1≤B/2 或发射天线离后墙1米的距离
图2 吸波材料的吸收特性
为了充分利用吸波材料的吸收性能, 不使入射角超过600, 保证测试精度, 将暗室的宽度B取暗室长度的1/2或比1/2长度稍大一些。
根据有关资料介绍, 暗室的静高尺寸略小于暗室的宽度, 为了提高暗室的交叉极化率, 在可能的条件下, 应尽量使暗室的高度等于暗室的宽度或接近。
从以上分析来看, 本暗室的长、宽、高的尺寸能满常规性能的要求。
4、微波暗室的性能
4.1 暗室的静区
暗室的静区是一个描绘的室内体积。
在这里, 从墙壁、地板、天花板反射回来的电磁波降低到一个限定的最小值。
静区可能是一个球形的, 其中心在检测台附近。
或者是一个圆柱形的, 它的轴与暗室的中心轴重合。
如图3:
图3: 静区形状的确定
静区的静度与吸波材料的性能有关, 具体的静区范围大小, 静度是多少除
经过计算还需要经过测试、鉴定。
当前, 选用的吸波材料满足标书中提出的技术要求, 静区范围在宽度方向和高度方向可达到1.8m,在长轴方向可达到3m。
为了安全, 经过计算, 转台的操作平台端面距被测天线口面2m范围内不影响测试数据的精度。
4.2 反射电平
微波暗室在所需要的工作频带内, 其反射电平应满足被测天线最小付瓣电平测试静度的要求。
暗室的反射电平是度量静区的重要参数, 一般称它为静区的静度。
在同一暗室中的空间内, 反射电平的大小随照射天线增益及工作频率改变而变化。
当测天线方向图时, 静区的静度用来估计背景干扰所引起的测量误差。
如图4 :
图4 : 方向图电平与测量误差的关系
4.3测量误差。