刘岳
航天长屏科技有限公司 北京 100192
摘要：随着汽车电子化、智能化、自动化发展，其电磁兼容（EMC）问题越来越突出。各国政府及车辆制造商也极为重视，国内外相关的标准、规范、指令也陆续出台并强制实施。我国对整车EMC实施强制认证工作，凡是不符合国家强制标准的产品，有关部门将对产品生产者和销售者依法进行处理。
关键词：屏蔽室；半电波暗室；设计；施工
前言
如今电磁环境趋于复杂，各种有意发射、无意发射充斥其中，最实用的方法是建造半电波暗室来替代开阔试验场进行电磁兼容试验。半电波暗室的主要性能有归一化场地衰减（NSA）、场地电压驻波比（sVSWR）、场均匀性（FU）、屏蔽效能（SE）、底噪（NF）[a]及静区尺寸、谐振频率、接地和绝缘特性等。
1电磁屏蔽系统
屏蔽系统包含屏蔽主体、屏蔽设备两大部分。屏蔽壳体、屏蔽门及通风波导窗焊接组成屏蔽主体，屏蔽设备主要为强弱电滤波器、光纤截止波导管等。建造中充分利用金属板材对电磁波的反射和吸收的作用效果，并结合滤波、隔离及接地等屏蔽措施，使整体屏蔽效能达到设计指标要求。我国目前建造屏蔽室主要有钢板拼装式、钢板焊接式两种方式。其中钢板焊接式的屏蔽结构经久耐用、稳定可靠、屏蔽效能高，适应各种环境场地，是电磁屏蔽室建造采用的主要形式，广泛应用于党政军机关及企事业单位核心部门的信息保密、雷达导航、通信和医疗等防强电磁干扰场所。
2电波暗室
电波暗室是内部加装吸波材料的屏蔽室。电波暗室分为全电波暗室与半电波暗室，与全电波暗室区别为半电波暗室地板没有加装吸波材料，用于汽车测试的是半电波暗室。半电波暗室的种类很多，无论从功能上、结构形式上、材料选择上、安装形式上都有较大的差异。主要根据使用者需要的测试类型，被测物的空间尺寸、试验级别等确定采用哪种方案。需要确定的需求有：试验对象、试验频率范围、被测物最大尺寸、试验标准、试验项目等，再结合资金投入来选择合适可行的方案。
3空间设计
尺寸与空间的设计，主要考虑的是试验布置。零部件测试能力搭建需要的暗室净空主要由测试布置要求、天线尺寸、被测物尺寸、周边设备尺寸决定。在GB/T18655《车辆、船舶和内燃机无线电干扰特性用于保护车载接收机的限值与测量方法》中，要求被测物到吸波材料最小距离为1.0m，天线参考点到试验线束的距离为1.0m，天线后端到吸波材料最小距离为1.0m，测试线束长度0.75m，被测物到测试桌的边缘的最小距离为0.2m，考虑天线尺寸、被测物及周边设备尺寸，暗室内净空最小长度为4.5m、最小宽度为3.5m。整车测试能力搭建需要的暗室净空主要由测试布置要求、天线尺寸、车辆尺寸决定。对于辐射发射测试，在CISPR12《车辆、船和由内燃机无线电骚扰特性用于保护车外接收机的限值和测量方法》中，测试距离有2种，3m和10m，考虑到整车测试仅作为兼容性测试，采用3m测试距离；车辆到吸波材料最小距离为1.0m，天线后端到吸波材料最小距离为1.0m；考虑天线尺寸、车辆尺寸，可以得到暗室内净空最小长度为8.0m，最小宽度为7.0m。对于辐射抗扰度测试，在ISO11451-2《道路车辆——窄带辐射电磁能引发的电磁骚扰的车辆试验方法——第2部分：车外干扰源》中要求，天线参考点到整车参考点的距离应≥2.0m，选最小距离2.0m；考虑天线尺寸、车辆尺寸，可以得到暗室内净空最小长度为11.0m，最小宽度为4.0m。综合以上两种尺寸，暗室内净空最小长度为11.0m，最小宽度为7.0m。
这种净空，暗室的静区至少可以达到2.5m的直径，可以覆盖车辆的主要电气设备分布区，满足了兼容性测试。
4屏蔽室
4.1材料的选择
经计算和实际测试，屏蔽壳体材料采用1mm厚的普通冷扎钢板即可满足屏蔽效能的要求。但在实际施工中综合考虑到施工工艺、屏蔽体的耐腐年限及结构强度等因素，一般采用大于1mm厚的冷扎钢板。通常屏蔽壳体底板采用3mm厚冷轧钢板，墙板和顶板采用2mm厚的优质冷轧钢板。屏蔽壳体结构要稳定坚固，壳体结构需要布置矩形钢管龙骨，通常选用40×40、60×40、80×40等矩形钢管，矩形钢管壁厚一般为2.5mm、3mm、4mm不等，具体规格需根据屏蔽室的横向跨度、壳体高度、承重等因素综合考虑。
4.2屏蔽壳体的焊接
龙骨布置间距一般为600mm—1000mm，地面龙骨的布置应与防静电地板支架相对应，从而使地板不产生晃动，钢板不响动，保证地面荷载均匀传递。地面龙骨通过角码和膨胀螺栓固定在基建地面上，在龙骨下均匀铺设规格为100×100×10mm厚的聚氯乙烯绝缘垫块，垫块间距为600mm，以保证屏蔽壳体与基建地面绝缘。顶部龙骨焊接时除了应按4‰跨度做预起拱处理外，还应与基建顶面采用绝缘吊挂点挂接固定，以保证壳体顶部受力后不会下陷。龙骨焊接完成后再将屏蔽壳体钢板焊接在矩形钢管龙骨上，这样既可满足屏蔽壳体的承重要求又最大限度地利用了空间。屏蔽壳体采用氩气或二氧化碳保护焊焊接工艺，壳体焊接前均应刷涂醇酸铁红底漆两遍，灰醇酸防锈漆一遍，并预留焊缝位置，待焊接完毕及检漏处理完成之后，焊缝处再补刷防锈漆。组焊屏蔽体底板时，将底板按图排列放在底架上，从一侧与底架拼齐并用夹紧器夹紧，然后进行塞焊定位，底板焊接完成后，测量尺寸与图纸对照。安装屏蔽体顶板前，应事先将一个跨度的几块板焊在一起，拼装时应先举起一头将其钩在墙板上，然后举起另一头装在合适的位置上，对齐各边后夹紧，点焊、满焊。有通风波导窗的先安装好通风波导窗后再上顶面。同时，为了避免焊接应力集中问题，相邻两块屏蔽壳体的钢板应错缝焊接。
4.3屏蔽设备的安装
屏蔽门的常用规格有850×2000mm；1000×2000mm；1200×2000mm等，具体可根据工程项目的实际需求定制。屏蔽门的体积、重量较大，搬运困难，安装前应事先勘察现场搬运条件；对于不能整体搬运的施工场地，应采用各部件现场组焊的方式，安装屏蔽门时以上下铰链的轴心为基准点，两个点垂直度偏差不应大于2mm，并且要兼顾门框与门扇的垂直度要求，先将门框和门扇分开以方便安装。强弱电滤波器通过垫圈和螺母固定在屏蔽壳体上，事先依据滤波器截止波导大小在壳体上开孔，截止波导两侧必须加设四层以上铜网导电衬垫，以保证电磁性能的密封性；对于较大较重的滤波器必要时可设置单独支架或采用先栓后焊的固定方式以达到良好的屏蔽效果。通风波导窗结构为六角蜂窝结构，采用焊接方式与屏蔽壳体固定。电磁波在穿越时，经过吸收—反射—吸收逐渐损耗、衰减，使屏蔽室既可通风又不致产生电磁泄漏；波导管主要用于光纤、空调及消防等气液管过壁，光纤波导管规格一般有Ф9、Ф12等，波导管长度须大于直径6倍以上，采用焊接方式与屏蔽壳体固定。当电磁波的频率低于该截止频率时致使电磁波无法穿过波导管而起到了屏蔽作用。屏蔽系统施工完毕后，应及时对屏蔽壳体进行整体屏蔽效能检测，检测合格后，方可进行装饰装修专业及其他相关系统的实施。
结束语
良好的暗室设计与建造是暗室的性能的保证。由于其特殊特性，设计阶段不仅要考虑暗室自身性能，还应考虑与土建、测试系统的结合部分，这样才能保证建造完成，不用再做大规模的修改。合理施工、质量把控、分阶段验收、优质的项目管理，才能保证暗室的最终性能。
参考文献：
[1]刘青松．电磁兼容半电波暗室[J]．客车技术与研究，2005，27（5）：15-21．