最近 Ubiquiti 位于盐湖城的工程团队扩建了工程开发实验室,其中包括两间屏蔽室:10/5/3 米多轴屏蔽室 和 3 米圆顶屏蔽室。那么,顶级型号的屏蔽室里面到底长什么样子呢?

简单来说,屏蔽室是一种专门用于衰减、隔离来自内部或外部电场、磁场能量的空间体。此次扩建的屏蔽室提升了产品测试效率,不仅加快了整个研发周期,也在确保质量的同时缩短了我们在越来越多国家/地区的上市时间。赶快来看看这两间屏蔽室的内部构造吧!


10/5/3 米多轴屏蔽室


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- 屏蔽室 1-
具有三个测量轴的
Frankonia SAC-10 Plus Triton 屏蔽室
(19.21 m x 12.08 m x 8.18 m)

Frankonia SAC-10 Plus Triton 屏蔽室是制造商生产的顶级型号。这是除制造商实验室之外世界上唯一的一间。

专用的「Triton」形状因数使我们能够立即进行三种不同的辐射和抗扰度测试设置:

- 测试轴 1: 符合 ANSI C.63.4 + CISPR 16-1-4(NSA)的低频辐射;
- 测试轴 2: 符合 ANSI C.63.10 + CISPR 16-1-4(SVSWR)的高频和 RF 辐射;
- 测试轴 3: 符合 IEC / EN61000-4-3(FU)的辐射射频抗扰度。

通过这种设置,我们的工程师可以减少设置更改,执行所需的电磁干扰(EMI)和电磁敏感性(EMS)程序,从而节省每次迭代测试的时间。保持相同的设置可以减少完成测试所需的时间,并使它们重复测试。

被测设备Device Under Test(DUT)放在旋转转盘顶部的不反射(聚苯乙烯泡沫塑料)桌子上。大规模的测试自动化功能可以驱动测试设备、天线和转盘,同时可以在各个角度进行所需的测试。

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- 10/5/3 米多轴屏蔽室 -

屏蔽室提供出色的屏蔽性,可防止来自周围环境的干扰。设计精巧和放置准确的吸收器可有效消除射频(RF)反射。SAC-10 Plus Triton 屏蔽室提供 9 kHz 至 40 GHz 的测量频率范围。金属外部屏蔽层可以对来自外界的干扰造成超过 100 dB 的衰减。

那实际上 100 dB 的衰减是多少呢?

若是一个塔顶式宏 LTE 基站,该基站在距会议厅 5 m 的距离处设有高增益天线。要在室内进行使用,电话至少需要 -100 dBm 的信号电平。通过特殊的设备设置,室内的信号电平保持在 -100 dBm 以下,并且没有 LTE 服务。


3 米圆顶式屏蔽室


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- 屏蔽室 2 -
Frankonia SAC-3 Plus 3 米屏蔽室
(9.23 m x 6.53 m x 6.00 m)
旋转测量台上装有 AmpliFi

另一个新建的屏蔽室 Frankonia SAC-3 Plus L 是功能丰富并且完全兼容电磁兼容性(EMC)的测试室。我们将此屏蔽室与更大的 SAC-10 屏蔽室并行进行发射和抗扰度测试。

圆顶形屋顶设计与 RF 吸收器相结合,可最大程度地减少反射并提供出色的测量性能。SAC-3 屏蔽室与外界隔离度超过 110 dB。类似于较大的屏蔽室,全自动测试程序可控制转盘和天线高度,并运行测试设备。


射频和电波屏蔽室设计技术


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- 电磁波被金字塔形结构吸收 -

屏蔽室可有效减少反射和外部干扰,使测试可重复并且结果准确。电磁波的传播、反射和折射取决于频率和周围结构的不同。 以下技术对于射频和电波屏蔽室设计极为重要控制室主机测试设备:

1. 屏蔽室形状
由于反射波相互放大并叠加(例如驻波),不规则形状可减少热点的产生。

2. 测试设备和天线放置
为了获得准确的实验结果,将设备放置在特定的位置(称为屏蔽区域)。

3. 定向天线
测量使用定向天线,以减少残留的影响并且放大观察到的信号。

4. 金字塔形射频吸收器
金字塔形的吸收体被特殊材料覆盖,会导致无线电波的阻抗逐渐变化并使反射最小化。吸收体放置在每次测试设置中引起反射的区域。

5. 射频吸收片
RF 吸收片由分层的 RF 吸收材料制成,可降低反射幅度。

6. 磁吸收体
磁吸收体利用具有铁磁特性的填料,在很大的频率范围内造成高损耗。

虽然我们的屏蔽室可大幅减少 RF 反射,但设计时并不能完全屏蔽它们(即半屏蔽)。在屏蔽室内进行测量会有一些特殊的结果。Wi-Fi 中使用的多输入多输出(MIMO)技术依赖于反射产生的多个空间信号路径。性能测量(例如吞吐量)要求在腔室内添加金属 RF 反射材料。即使在理想的无干扰环境中,在没有反射和多径传播的情况下,Wi-Fi 吞吐量也很低。


控制室主机测试设备


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- 带测试设备的控制室 -

当门关闭时,工程师在带屏蔽的屏蔽控制室内工作,测试设备位于控制室旁边,并监督测试进度。这消除了干扰测试的任何潜在因素。室内的摄像机可通过自动 DUT(被测设备)位置和天线调整来确保测试设置保持不变。


认证和测试


各国政府都要求对 RF、EMC 进行严格监管和安全测试。联邦通讯委员会(FCC)、加拿大创新科学和经济发展部(ISED)、欧洲 CE 认证(CE Mark)分别针对美国、加拿大和欧盟规定了 RF 设备和对许可操作的潜在干扰。

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这些是最常规的测试要求:

1. 射频参数
发射器的射频性能,限制和要求。

2. 辐射和传导发射
限制各种频段和测试模式下的意外发射。

3. 辐射传导抗扰度
测试产品对外部无线电能量的敏感性,确保产品可靠性。

4. 静电放电、电涌和快速瞬变抗扰度
确保产品可以承受各种大小和类型的电压和电流尖峰,而不会降低性能或产生异常行为。

5. 产品安全
为确保达到或超过国际安全标准而进行的测试,以减少对人类和环境的危害。

由于不同地区和国家/地区有不同的法规,因此每种新产品的测试工作量都很大。盐湖城实验室获得了美国国家标准技术研究所(NIST)的国家实验室自愿认可组织(NVLAP)的新认可,这意味着我们的工程师可以执行广泛的性能和法规遵从性测试,从而缩短产品上市时间。