[发明专利]基于嵌套混响室的材料电磁脉冲屏蔽效能测试系统及其测试方法

权利要求书

1.一种基于嵌套混响室的材料电磁脉冲屏蔽效能测试系统，其包括混响室（1）、安装于混响室（1）中的主搅拌器（2）和发射天线（3）、位于混响室（1）外部的受计算机（13）控制的主步进电机（4）、接收机（11）、示波器（12）、GPIB卡（20）、步进电机控制卡（16）、步进电机控制器（17）、脉冲信号发生器（15）、功率放大器（14）和嵌套于混响室（1）内的小混响室（5）；

所述计算机（13）的相应输出端接所述脉冲信号发生器（15）的相应输入端，所述脉冲信号发生器（15）的输出端经同轴电缆接功率放大器（14）的输入端，所述功率放大器（14）的输出端经同轴电缆接发射天线（3）；

其特征在于：所述小混响室（5）外部设有小步进电机（6），其内部设有小搅拌器（7）和脉冲场探头（10）；所述计算机（13）依次经步进电机控制卡（16）和步进电机控制器（17）连接主步进电机（4）和小步进电机（6），所述混响室（1）内的主搅拌器（2）和小混响室（5）内的小搅拌器（7）分别接在所述主步进电机（4）和小步进电机（6）的输出轴上；所述脉冲场探头（10）通过位于小混响室（5）上的截止波导（23）内的光纤（18）连接接收机（11）；所述接收机（11）的输出端依次经示波器（12）、GPIB卡（20）接计算机（3）的相应端口；

所述小混响室（5）侧面开有窗口（22）。

2.根据权利要求1所述的基于嵌套混响室的材料电磁脉冲屏蔽效能测试系统，其特征还在于：所述接收机（11）的输出端经同轴电缆接示波器（12）的输入端，所述示波器（12）的输出端经GPIB数据线（19）接GPIB卡（20）的输入端，所述GPIB卡（20）的输出端经USB连接线(21)接计算机（13）。

3.根据权利要求1所述的基于嵌套混响室的材料电磁脉冲屏蔽效能测试系统，其特征还在于：所述小混响室（5）为长方体结构，同一顶角的相邻三个边的长度相互间不成倍数关系，且内部小搅拌器（7）的旋转直径是小混响室（5）最小边长的1/3以上。

4.根据权利要求1所述的基于嵌套混响室的材料电磁脉冲屏蔽效能测试系统，其特征还在于：所述窗口（22）开设在距离小搅拌器（7）最远的侧面上。

5.根据权利要求1所述的基于嵌套混响室的材料电磁脉冲屏蔽效能测试系统，其特征还在于：所述窗口（22）上严密覆盖有被测电磁防护材料（9），所述被测电磁防护材料（9）通过法兰盘（8）固定在窗口（22）上。

6.根据权利要求1所述的基于嵌套混响室的材料电磁脉冲屏蔽效能测试系统，其特征在于：所述脉冲场探头（10）固定在小混响室（5）的中央位置。

7.利用权利要求1所述的基于嵌套混响室的材料电磁脉冲屏蔽效能测试系统进行测试的方法，其具体步骤如下：

步骤一、进行测试准备：

a.保持小混响室窗口（22）为开放状态；

b.设定主搅拌器（2）和小搅拌器（7）在旋转一周内步进式转动的位置数分别为N、n，包含初始位置，其中N，n≥12，并计算主搅拌器（2）和小搅拌器（7）每一步的转动角度为2π/N和2π/n；

c.设定主搅拌器（2）的初始位置为S1和小搅拌器（7）初始位置为s1；

步骤二、测量没有安装被测电磁防护材料（9）时的脉冲场时域波形数据：

a.通过脉冲信号发生器（15）、功率放大器（14）和发射天线（3），向混响室（1）中发射需要的电磁脉冲；主搅拌器（2）和小搅拌器（7）分别位于初始位置为S1和s1，由脉冲场探头（10）测量小混响室内（5）的脉冲场时域波形，并将波形数据记录在计算机（13）中；

b.主搅拌器（2）保持初始位置S1不变，小搅拌器（7）转动一次，转动角度为2π/n，由脉冲场探头（10）测量小混响室（5）内的脉冲场时域脉冲波形，并将波形数据记录在计算机（13）中；

c.重复步骤二中第b步共n-1次，直到小搅拌器（7）旋转达一周，共完成n次测量，脉冲场探头（10）得到n个脉冲时域波形，并将波形数据记录在计算机（13）中；

d．主搅拌器（2）转动一次，转动角度为2π/N，小搅拌器（7）从初始位置s1开始，脉冲场探头（10）测量小混响室内（5）的脉冲场时域波形，并将波形数据记录在计算机（13）中，之后小搅拌器（7）步进式旋动n-1次，旋转达一周，共完成n次测量，脉冲场探头（10）得到n个脉冲时域波形，并将波形数据记录在计算机（13）中；

e.重复步骤二中第d步，直到主搅拌器（2）转动N-1次，旋转达一周，计算机（13）总共分别记录下脉冲场探头（10）的N×n个脉冲场时域波形数据；

步骤三、处理脉冲场时域波形数据得到测量没有安装被测电磁防护材料（9）时的峰值场强数值E₀，具体步骤如下：

a.对获得的N×n个脉冲场时域波形数据中的每一个波形，首先选出所述波形中的所有极大值数值；

b.根据所有N×n个脉冲场时域波形的所有极大值数值及其对应的时间，建立移动平均值时域曲线；

c.根据移动平均值时域曲线，建立移动平均值时域曲线的包络线，称为系综均值包络线；取系综均值包络线的峰值，作为没有安装被测电磁防护材料（9）情况下的峰值场强数值E₀；

步骤四、测量安装被测电磁防护材料时的峰值场强数值E_S：

将被测电磁防护材料（9）严密覆盖在窗口（22）上，保持步骤一设置的参数N、n、主搅拌器（2）的初始位置S1和小搅拌器（7）初始位置s1不变，重复步骤二至三的测量和数据处理方法，记录系综均值包络线的峰值，作为安装有被测电磁防护材料（9）情况下的峰值场强数值E_S；

步骤五、利用如下公式(1)计算被测电磁防护材料（9）的电磁脉冲屏蔽效能SE_P：

      （1）

其中，E₀为没有安装被测电磁防护材料（9）情况下的峰值场强数值；

E_S为安装被测电磁防护材料（9）情况下的峰值场强数值。