專利名稱：織物防電磁輻射性能測試儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種織物防電磁輻射性能測試儀器，具體地說是一種選用波導(dǎo)管法標(biāo)量法的可以測試頻率范圍選用lGHz-100GHz之間的織物防電磁輻射性能測試儀器。
背景技術(shù)：
紡織品防電磁輻射可能得測試方法比較多，但許多測試方法均不是針對紡 織品專用設(shè)計的。目前，主要有以下幾種方法(1) 波導(dǎo)管測試法波導(dǎo)管測試方法可以分為標(biāo)量和矢量兩種測試方法。對于矢量測試方法， 可以獲得材料的電場和磁場的矢量表達(dá)式，可以獲得材料的電容率(即介電常數(shù)) 的實數(shù)項與虛數(shù)項，導(dǎo)磁率的實數(shù)項與虛數(shù)項，并推算出損耗角及損耗因子， 利用公式，可以推導(dǎo)出吸收率、透過率，若只測透過率或反射率二者之一，結(jié) 構(gòu)比較簡單，若同時測，必須加波導(dǎo)管的雙魔T接續(xù)器并詳細(xì)設(shè)計和調(diào)整所有零 部件之間的距離口但測試時，按電容率或?qū)Т怕实膶崝?shù)項計算的反射率、透過 率、吸收率必須經(jīng)波導(dǎo)參數(shù)的一系列復(fù)雜修正，且每臺儀器的修正條件均不相 同，且經(jīng)常出現(xiàn)三者之和大于l的結(jié)果。此法比較適用于對材料電磁參數(shù)的研究， 整個測試系統(tǒng)費用較高。對于標(biāo)量測試方法，可以直接測量織物或材料的反射 率、透過率，并估計吸收率，指標(biāo)比較直觀，容易被大多數(shù)人理解和接受。其 反射率和透過率測試結(jié)果的校正比較容易，故測試結(jié)果比較可信。測試系統(tǒng)費 用較矢量方法要低一些。(2) 微波暗箱測試法微波暗箱測試裝置是利用標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀，采用特制的微波暗箱，網(wǎng)絡(luò)分
析儀的發(fā)射信號源經(jīng)信號發(fā)射傳感器在暗箱中發(fā)射，除直通信號外均被暗箱內(nèi) 壁楔形吸收壁吸收，并吸收全部發(fā)射波的旁瓣。直通的微波主瓣經(jīng)試樣后到達(dá) 接受傳感器，由網(wǎng)絡(luò)分析儀接收處理并顯示可以比較方便的測試各種指標(biāo)，如 反射率、透過率，并估計吸收率。微波暗室法一方面可以經(jīng)濟(jì)的達(dá)到和專業(yè)微 波暗室相似的效果，另一方面，可以用來測試比較大的面積的材料的真實效果， 和實際情況較接近，尤其可以定量的測試防電磁輻射紡織品及服裝的使用效果， 試樣面積尺寸比波導(dǎo)管可以大幾十倍，可克服波導(dǎo)管測試方法試樣面積小的缺 點。同時，也可以與同波導(dǎo)管測試方法同時對比使用。但微波暗箱法受暗箱尺 寸和楔形吸收壁尺寸的限制，只能測波長較短和波譜范圍較狹窄的電磁波的屏 蔽性能。(3) 微波暗室法該方法主要測試透射率，在微波暗室中，四面墻體和天棚、地面均粘貼高 吸收材料制成的楔形吸波劈形材料，信號發(fā)生器經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射的周邊信號和 旁瓣，均被六面墻地表面吸收，僅直射信號經(jīng)過試樣到達(dá)接受器，可測出透射 率。當(dāng)測試電磁波頻率較低(波長較大)時，暗室體積很大(例如截面8mX8mX30m 等)吸收劈尺寸也較大(例如20cmX20cmX95cm等)。信號源可以是電視機、微波 爐或普通的信號源，接受器可以是漏能儀，但此時測試頻率比較單一?，F(xiàn)在有 人在暗室外現(xiàn)場演示，這是極危險的違規(guī)做法，必須給予重視和糾正。(4) 曠野測試法在曠野中高空區(qū)域中建信號發(fā)射器及天線集束使旁瓣在曠野中散逸避免反 射被試樣反射的微波束達(dá)到接受器檢測。當(dāng)試樣處放置平面反射率極高的對比 樣品作比照樣品對比測試時，可以測到雷達(dá)偵察的有效的反射率，并按反射信 號強弱折算相當(dāng)于正常反射物的截面尺寸(稱反射截面)。(5) 反射板衰減法反射板袞減測試法源于飛機防雷達(dá)偵視減少反射截面的原理，由于發(fā)射距 離、駐波位置、反射波與入射波相位移引起衰減等多原理的衰減，無法測出材
料的反射率，很難測出材料的吸收率。 實用新型內(nèi)容本實用新型的所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)不足之處，提供一種織 物防電磁輻射性能測試儀器，根據(jù)電磁防護(hù)用紡織品的基本要求，要求測試方 法不僅能夠測試透過率，而且能夠測試反射率，吸收率，對研究電磁防護(hù)的機 理能夠有所促進(jìn)，在對不周測試方法比較研究的基礎(chǔ)上，選用波導(dǎo)管法標(biāo)量法。日常人們接觸最多的電磁波波段都在100GHz以下，因此本儀器測試頻率范圍選 用lGHz-100GHz之間，同時針對服裝面料的特殊性，測試儀器可以對樣品進(jìn)行不 同角度、不同位置轉(zhuǎn)換測試，在樣品架上進(jìn)行了專門的設(shè)計，以期達(dá)到預(yù)期的 目的和要求。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是織物防電磁輻射性能測 試儀器，其結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)分析儀、發(fā)射源、定向耦合器、反射檢測傳感器、樣 品架、透射檢灘傳感器，所述的網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置有三個波導(dǎo)管，其中兩個波導(dǎo) 管分別通過反^T檢測傳感器和透射檢測傳感器連接于樣品架的兩端，而第三個 波導(dǎo)管則通過發(fā)射源和定向耦合器與反射檢測傳感器相連接。所述的網(wǎng)絡(luò)分析儀是由數(shù)字式頻率綜合源、接收機、顯示器、打印機集合 而成的一體機，所述的接收機接收到三個波導(dǎo)管在樣品上得來的信息，經(jīng)過數(shù) 字式頻率綜合源的處理后傳輸信號給顯示器，最后由打印機輸出數(shù)據(jù)。所述的網(wǎng)絡(luò)分析儀和發(fā)射源其工作頻率設(shè)定在1GHz- 100GHz之間。所述的樣品架腔中用黃銅材料制成多層疊片，其間用來放置樣品。所述的多層疊片之間相距5cm。本實用新型的織物防電磁輻射性能測試儀器和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有 益效果(1)現(xiàn)有測試織物的防電磁輻射性能的儀器一般只測試電磁波投射能力， 沒有測試電磁波的反射和吸收，在本儀器研發(fā)中，引入電磁波吸收和反射率， 以達(dá)到對織物防電磁輻射效果的綜合評價。
(2)在電磁波波段測試范圍上，選擇lGHz—100GHz,曰常家用電器和手 機一般都在這個波段范圍內(nèi)，因此可更加有效評價織物對電磁輻射防護(hù)效果。


附圖1為織物防電磁輻射性能測試儀器的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為織物防電磁輻射性能淵試儀器的電路原理框圖； 附圖3為織物防電磁輻射性能測試儀器的樣品架x-y平面結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4為織物防電磁輻射性能溯試儀器的樣品架y-z平面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
接下來參照說明書附圖對本實用新型的織物防電磁輻射性能測試儀器作以 下詳細(xì)地說明。本實用新型的織物防電磁輻射性能測試儀器，其結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)分析儀l、發(fā) 射源3、定向耦合器4、反射檢測傳感器5、樣品架6、透射檢測傳感器7，所述 的網(wǎng)絡(luò)分析儀1設(shè)置有三個波導(dǎo)管2，其中兩個波導(dǎo)管分別通過反射檢測傳感器 5和透射檢測傳感器7連接于樣品架6的兩端，而第三個波導(dǎo)管則通過發(fā)射源3 和定向耦合器4與反射檢糊傳感器5相連接；所述的網(wǎng)絡(luò)分析儀1是由數(shù)字式 頻率綜合源、接收機、顯示器、打印機集合而成的一體機，所述的接收機接收 到三個波導(dǎo)管在樣品上得來的信息，經(jīng)過數(shù)字式頻率綜合源的處理后傳輸信號 給顯示器，最后由打印機輸出數(shù)據(jù)；所述的網(wǎng)絡(luò)分析儀和發(fā)射源其工作頻率設(shè) 定在lGHz- 100GHz之間；所述的樣品架6腔中用黃銅材料制成多層疊片8，其 間用來放置樣品9;所述的多層疊片之間相距5cm。儀器各主要部分功能 (1)網(wǎng)絡(luò)分析儀采用南京普納科技設(shè)備公司PNA 3610網(wǎng)絡(luò)分析儀，具 有集總式設(shè)計，采用數(shù)字式頻率綜合源、接受機、顯示器、打印機全部置于一 個機箱內(nèi)，自成系統(tǒng)，可獨立完成信號電源和測試任務(wù)，同時，自動化程度高， 采用中文菜單，使用簡單靈活，數(shù)據(jù)和曲線可以自動打印。網(wǎng)絡(luò)分析儀在測試 儀器中，是核心部分，既提供電磁波入射源(不同頻率)，又自動檢測電磁波
的反射、透射，并自動進(jìn)行掃頻跟蹤?？梢酝瑫r檢測樣品的反射率、透過率，通過計算，可以求出樣品的吸收率。其工作頻率設(shè)定在lGHz-100GHz之間。測試動態(tài)范圍插損(透射)70dB ;回?fù)p(反射)50dB ;精度小插損分辨率為0. OldB;小反射分辨率為0. 002dB 。(2) 發(fā)射源采用金屬矩形波導(dǎo)管，TE,。型，西安恒達(dá)徼波技術(shù)開發(fā)公司提 供，其截面尺寸為aXb = 107X64 (mm2)，其工作頻率根據(jù)要求設(shè)定為lGHz 100GHzo(3) 定向耦合器，西安恒達(dá)微波技術(shù)開發(fā)公司提供，其主要目的是獲得在 中心頻率的理想的定向性。(4) 反射檢測傳感器，西安恒達(dá)微波技術(shù)開發(fā)公司提供，衰減器的作用是 對通過它的微波能量產(chǎn)生衰減，為了固定傳輸系統(tǒng)內(nèi)傳輸功率的電平，傳輸系 統(tǒng)內(nèi)必須接入衰減器，通過衰減器，對微波能量產(chǎn)生定量的衰減。(5) 樣品架，樣品架連接同軸線與波導(dǎo)的元件，若在同軸線的一端加入信號， 另一端的內(nèi)導(dǎo)體深入矩形波導(dǎo)內(nèi)，同軸線中的TEM就會激勵出矩形波導(dǎo)中TE10 模；反之亦然；實現(xiàn)模式的轉(zhuǎn)換。適當(dāng)調(diào)節(jié)同軸線的內(nèi)導(dǎo)體插入波導(dǎo)的深度和 短路端與內(nèi)導(dǎo)體的距離d ，可以使得從同軸線向連接處看去的阻抗接近同軸線 的特性阻抗，從而達(dá)到阻抗匹配。(6) 透射檢測傳感器常用的終端負(fù)載有匹配負(fù)載和短路負(fù)載，但二者的功 能各不相同。對于匹配負(fù)載，是將所有的的電磁能量全部吸收而無反射，而短 路負(fù)載是將所有的電磁能量全部反射回去， 一點能量不吸收。測試樣品的尺寸長107X4鵬2，實際檢測窗口尺寸為86X43鵬2，樣品架它可以實現(xiàn)三類試樣狀態(tài)的電磁輻射透過率、反射率的測試。第一類測試透過率、反射率與駐波節(jié)點的影響，在波導(dǎo)試樣腔中用黃銅 材料制成多層疊片，圖3中鉛垂向虛線是可以放置試樣的位置。每間隔5mm可 以測一組數(shù)據(jù)。可以了解駐波的情況，使實驗結(jié)果概念清晰。 第二類試樣在X-Y平面內(nèi)(見圖3)可以旋轉(zhuǎn)，可以裁剪不同旋轉(zhuǎn)角度的試樣，按正常位置夾入進(jìn)行測試。第三類試樣在Y- Z平面內(nèi)(見圖4)可以旋轉(zhuǎn)，將試樣夾設(shè)計成在Y-Z平 面內(nèi)對Y軸夾角0 45°的多種樣品夾。 儀器操作流程一、 電磁輻射射線波段的選擇通過氖燈驅(qū)動，旋鈕調(diào)節(jié)波段旋鈕，獲得需要的電磁波波段范圍。二、 取樣根據(jù)要求，裁剪15cmX7cm的布樣。三、 將布樣夾在樣品架上，放入氖燈管通路中。四、 開啟網(wǎng)絡(luò)測試儀，通過儀器輸出波段分析，及單片機計算，獲得織物在該 波段內(nèi)，電磁波投射率。五、 根據(jù)透射率，計算電磁波在織物表面反射率。六、 通過打印機，將測試結(jié)果自動打印輸出。
權(quán)利要求1、織物防電磁輻射性能測試儀器，其特征在于其結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)分析儀、發(fā)射源、定向耦合器、反射檢測傳感器、樣品架、透射檢測傳感器，所述的網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置有三個波導(dǎo)管，其中兩個波導(dǎo)管分別通過反射檢測傳感器和透射檢測傳感器連接于樣品架的兩端，而第三個波導(dǎo)管則通過發(fā)射源和定向耦合器與反射檢測傳感器相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物防電磁輻射性能測試儀器，其特征在于 所述的網(wǎng)絡(luò)分析儀是由數(shù)字式頻率綜合源、接收機、顯示器、打印機集合而成 的一體機，所述的接收機接收到三個波導(dǎo)管在樣品上得來的信息，經(jīng)過數(shù)字式 頻率綜合源的處理后傳輸信號給顯示器，最后由打印機輸出數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的織物防電磁輻射性能測試儀器，其特征在 于所述的網(wǎng)絡(luò)分析儀和發(fā)射源其工作頻率設(shè)定在1GHz- 100GHz之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的織物防電磁輻射性能測試儀器，其特征在 于所述的樣品架腔中用黃銅材料制成多層疊片，其間用來放置樣品。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的織物防電磁輻射性能測試儀器，其特征在于 所述的多層疊片之間相距5cm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的織物防電磁輻射性能測試儀器，其特征在于 所述的樣品架內(nèi)放置樣品可以在三維空間內(nèi)隨意放置。
專利摘要本實用新型公開了織物防電磁輻射性能測試儀器，其結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)分析儀、發(fā)射源、定向耦合器、反射檢測傳感器、樣品架、透射檢測傳感器，所述的網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置有三個波導(dǎo)管，其中兩個波導(dǎo)管分別通過反射檢測傳感器和透射檢測傳感器連接于樣品架的兩端，而第三個波導(dǎo)管則通過發(fā)射源和定向耦合器與反射檢測傳感器相連接。本實用新型的織物防電磁輻射性能測試儀器和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果現(xiàn)有測試織物的防電磁輻射性能的儀器一般只測試電磁波投射能力，沒有測試電磁波的反射和吸收，在本儀器研發(fā)中，引入電磁波吸收和反射率，以達(dá)到對織物防電磁輻射效果的綜合評價；在電磁波波段測試范圍上，選擇1GHz-100GHz，日常家用電器和手機一般都在這個波段范圍內(nèi)，因此可更加有效評價織物對電磁輻射防護(hù)效果。
文檔編號D06H3/00GK201047041SQ200720143308
公開日2008年4月16日 申請日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日
發(fā)明者艷 侯 申請人:艷 侯