Part 01 前言
半电波暗室又叫SAC,英文全称是Semi-Anechoic Chamber,是电磁兼容EMC测试的“秘密基地”,墙壁上贴满了方方块块的刺头,看起来像个刺猬房。那为啥SAC的墙壁要贴这些东西?到底有什么用呢?
Part 02 半电波暗室(SAC)是干啥的?
SAC是一种专门用于EMC测试的屏蔽室,主要用来测产品的辐射发射Emission和辐射抗扰度Immunity。所谓辐射发射就是测试产品会不会“发脾气”,发射电磁波干扰其他设备(比如FCC、CISPR22标准)。辐射抗扰度是测试产品能不能“扛得住”,在外部电磁干扰下还能正常工作。
SAC是开放式测试场地OATS的替代品,比全电波暗室FAC省钱,但功能差不多。它通过墙壁上的吸波材料和地面的金属反射板,模拟“半自由空间”的测试环境。
Part 03 为啥墙壁要贴吸波材料?
SAC的墙壁、天花板都贴满了吸波材料,主要有以下几个原因:
1.吸收电磁波,减少反射干扰
SAC的核心目标是模拟自由空间,让电磁波传播时不受反射干扰。如果没有吸波材料会怎么样呢?
电磁波从被测设备EUT发出后,会在金属墙壁上反射,反射波和直射波叠加,形成干涉。这会导致测试点接收到的电磁场强度不准,测试结果“乱七八糟”。比如一个100MHz的电磁波,波长
如果SAC尺寸是3m,反射波和直射波可能正好相位相反,完全抵消,测到的信号强度变成0,完全失真。有了吸波材料那就不一样了。
吸波材料能吸收大部分电磁波,减少反射。SAC的反射衰减在0.5dB以下,意味着反射波的能量被削弱到几乎可以忽略,测试结果更接近自由空间。
吸波材料的原理是利用高损耗材料,比如碳基泡沫、铁氧体,将电磁波能量转化成热能,吸收掉90%-99%的电磁波。
2.降低驻波,模拟自由空间
没有吸波材料,电磁波在SAC内会形成驻波,导致场强分布不均匀。那驻波有什么危害呢?在某些位置电磁场强度可能是0(波谷),某些位置可能是两倍(波峰),测试结果完全不可靠。
吸波材料减少反射波,打破驻波形成条件,让SAC内部的电磁场分布更均匀,接近自由空间的理想状态。
SAC的测试距离是3m或10m,吸波材料确保测试点接收到的主要是直射波,反射波的影响被降到最低。
3.隔离外部干扰,保证测试精度
SAC本身是一个屏蔽室(金属外壳),能屏蔽外部电磁干扰,比如手机信号、广播信号。但内部如果没有吸波材料,反射波会让测试环境变得“嘈杂”。吸波材料吸收内部的反射波,减少“回声”,让测试环境更“安静”,保证测试精度。吸波材料能有效吸收SAC测试频段内的电磁波,确保测试结果可靠。
Part 04 为啥地面没贴?
吸波材料并不是“随便贴点东西”就能吸波,它的材料选择有讲究。铁氧体适合低频(30MHz到1GHz),吸收能力强。碳基泡沫适合高频(1GHz以上),轻便且吸收宽频。
吸波材料通常做成锥形或金字塔形,这样电磁波进入材料后会多次反射,每次反射都被吸收一部分,最终能量几乎全被耗尽。
SAC和全电波暗室FAC的一个大区别是地面处理,SAC的设计目的是模拟自由空间环境,同时保留地面反射的特性。与全电波暗室FAC不同,SAC的地面通常是导电的金属地面,而不贴吸波材料。这种设计是为了模拟现实中电磁波在地面上的反射情况,适用于需要考虑地面反射的测试场景,例如汽车、天线的EMC测试。
许多EMC测试标准要求在测试环境中模拟地面反射,以更真实地评估设备在实际使用场景中的电磁性能。SAC的导电地面可以提供这种反射特性,而贴吸波材料会吸收地面反射波,改变测试条件,不符合某些标准的要求。
吸波材料价格昂贵,且地面吸波材料的安装和维护成本较高。在SAC中,地面不贴吸波材料可以降低建设和维护成本,同时满足大多数EMC测试的需求。SAC的导电地面可以根据需要加装临时吸波材料,但默认不贴吸波材料使其适用范围更广,能满足多种测试场景。