射頻屏蔽室用途廣泛,例如:設(shè)備輻射的有效衰減、保護(hù)設(shè)備免受外界輻射或?qū)﹄姶琶}沖(EMP)的防護(hù)。就像鏈條一樣,屏蔽室性能的好壞由它濟(jì)薄弱的連接部分的性能決定,而且它對數(shù)據(jù)和設(shè)備的防護(hù)效果只能由濟(jì)終測量得到的屏蔽室屏蔽效能來確定。射頻屏蔽室的常規(guī)性能檢查非常重要,它是確保屏蔽室提供足夠屏蔽衰減以保護(hù)數(shù)據(jù)和設(shè)備的關(guān)鍵。
屏蔽效能是屏蔽室對入射能量衰減能力的量度,這個(gè)概念既適用于屏蔽室內(nèi)部產(chǎn)生的信號也適用于外部環(huán)境中的信號。
屏蔽室是一種具有迷惑性的復(fù)雜設(shè)備。它一般會為工作人員和器械提供許多出入通道。射頻屏蔽室必須在所有的通道處都保持可接受的屏蔽效能,以保證對干擾敏感的器件的聯(lián)系及操作能可靠正常的運(yùn)行。屏蔽室即使在任一點(diǎn)完整性有輕微惡化也足以對內(nèi)部信息可靠造成威脅。
大多數(shù)射頻屏蔽室在初始安裝的時(shí)候就會參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn),并且在屏蔽室使用過程中進(jìn)行周期性的重新校準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)也會隨著屏蔽室用途的變化而變化。大多數(shù)射頻屏蔽室的標(biāo)準(zhǔn),無論是商業(yè)界制定的還是政府制定的,都對特定頻率和在該頻率上室內(nèi)各點(diǎn)應(yīng)達(dá)到的衰減效果做出了明確的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)也定義了其它參量,例如對聲音的屏蔽效能或制造屏蔽室所用的材料。
校準(zhǔn)需要昂貴的設(shè)備并且會花費(fèi)很多時(shí)間,因此不能經(jīng)常進(jìn)行。在校準(zhǔn)的過程中,還必須停止屏蔽室內(nèi)的工作。然而,每周或每月的常規(guī)性能檢查能夠迅速查出屏蔽室屏蔽性能有沒有降低。而且對性能的檢查除了周期性進(jìn)行以外,還應(yīng)該在對屏蔽室進(jìn)行操作后或?qū)ζ帘问覂?nèi)的器械進(jìn)行操作后隨時(shí)進(jìn)行。
便攜式衰減測試系統(tǒng)(PAMS)是一種用來現(xiàn)場測試屏蔽效能的簡易工具。測試屏蔽室屏蔽效能是工程技術(shù)人員需要常規(guī)進(jìn)行的任務(wù)。利用這種測試系統(tǒng)能夠進(jìn)行屏蔽效能的基本測試并且只需要一個(gè)工程師就能進(jìn)行周期性監(jiān)測。屏蔽完整性的任何問題都能迅速得到確定。
測試環(huán)境搭建
PAMS 系統(tǒng)由以電池供電的發(fā)射器和接收器組成,它們被放置在堅(jiān)固的可攜箱子中,其工作頻段為864-936MHz。連續(xù)波發(fā)射器的輸出功率在-30dBm~+30dBm(1Watt)的范圍內(nèi)可調(diào),而且PAMS中接收系統(tǒng)的測量范圍為0dBm~-120dBm。當(dāng)發(fā)射器和接收器相距2米時(shí),系統(tǒng)可以測量到高達(dá)110dB的屏蔽效能。
在對屏蔽室進(jìn)行屏蔽性能測試之前,技術(shù)人員必須首先對周圍的射頻環(huán)境進(jìn)行測量。而系統(tǒng)接收器的如下兩個(gè)特點(diǎn)也保證了本系統(tǒng)可以在一個(gè)干凈的頻率上進(jìn)行無誤差測量。首先,系統(tǒng)接收端的“掃描工作模式”可以完成對射頻環(huán)境的測量以發(fā)現(xiàn)用于測試的干凈的頻段。該模式的掃描帶寬為10MHz,其得到的頻譜圖結(jié)果直接顯示在LCD屏幕上。過去,這種測試需要一臺頻譜儀和一個(gè)低噪聲放大器來共同完成,即利用低噪聲放大器將微弱信號放大到高于頻譜儀底噪的水平。而現(xiàn)在,PAMS系統(tǒng)接收器內(nèi)就包含有預(yù)選濾波器和低噪聲放大器;這種經(jīng)過濾波的低噪聲前端和窄的中頻帶寬使得接收器即使在強(qiáng)干擾信號的條件下也能獲得很好的靈敏度和選擇性。

圖1. 發(fā)射器與接收器的放置

圖2. 手持接收器進(jìn)行操作
一旦選定測試頻率,技術(shù)人員還需要利用“新信號強(qiáng)度模式”來確定該頻點(diǎn)確實(shí)是干凈的。該模式在選定的頻點(diǎn)上測量實(shí)際的信號大小,而且這種測量觀察過程會在幾分鐘內(nèi)反復(fù)持續(xù)進(jìn)行以確定在該頻點(diǎn)上沒有低重復(fù)頻率的干擾出現(xiàn)。
為了測量屏蔽室的屏蔽效果,將發(fā)射器放置在屏蔽室內(nèi)部(如圖1所示),輸出功率選擇為-30dBm。在大門打開的情況下,將接收器放置在屏蔽室外部,而且要保證收發(fā)天線之間有直射路徑存在。此時(shí)按下接收器的校準(zhǔn)按扭就可以得到一個(gè)60dB屏蔽效能的參考點(diǎn)。然后,可以將發(fā)射器的輸出功率調(diào)整到30dBm,此時(shí)接收器測量信號代表的屏蔽效能為0dB。接下來關(guān)閉屏蔽室的大門,并保持發(fā)射器的位置,此時(shí)接收器測量到的就是屏蔽室的屏蔽效能。另外,還可以調(diào)整具體的衰減閥值的大小以提醒技術(shù)人員該屏蔽室是否達(dá)到了濟(jì)低的屏蔽效能。當(dāng)該閥值被突破后接收器會發(fā)出提示音,其音調(diào)的大小取決于測量值與閥值之間的差別程度。因?yàn)榻邮掌髋鋫涞奶炀€是便攜式的,因此可以方便的對不同地點(diǎn)的屏蔽情況進(jìn)行搜索式的測量,例如對一些縫隙、設(shè)備進(jìn)出屏蔽室的通孔等的測量。
當(dāng)然, PAMS 系統(tǒng)也可以被用作“ 監(jiān)測模式”, 即用戶可以利用它實(shí)現(xiàn)對屏蔽室的連續(xù)監(jiān)視、測量。在該過程中可以將若干天線放置在屏蔽室外的某些固定的位置上,并通過12路射頻開關(guān)連接到系統(tǒng)的接收器。由此可見,當(dāng)系統(tǒng)的接收器位于室外固定地點(diǎn)的條件下,技術(shù)人員可以接收每個(gè)天線的信號。通過目前和原來的測量數(shù)據(jù)的對比,很容易判斷屏蔽效能的惡化程度。
結(jié)論
在對信息可靠有要求的情況下,如果考慮到屏蔽室的復(fù)雜性和日常檢測的低成本要求,進(jìn)行日常維護(hù)是個(gè)理想的解決辦法。在屏蔽效能基準(zhǔn)線測量確定后,可以通過常規(guī)性檢查很快了解屏蔽室屏蔽衰減和屏蔽體完整性的惡化情況。