穿过射频屏蔽室的数字信号电缆

电器工程 射频 电磁学 电磁兼容 法拉第笼
2022-01-09 16:12:44

免责声明:我不是受过训练的电气工程师……我是一名计算机科学专业的应届毕业生,拥有大约十年的射频测试技术经验。我不是什么都知道,对我来说,经验对于像这样的实际应用来说是至高无上的。我也是我组织中唯一的射频人员。我正在联系一位经验丰富的 RF、EMI 或 EMC 专家来解决这个问题。

我有一个无线屏蔽室,它兼作办公室,由 16 号焊接钢制成,用于将室内的辐射与外界隔离。在过去的几十年里,它一直没有得到很好的维护,并且出现了几次不正确的屏蔽电击穿。作为新的射频工程师,我正在尝试恢复电场和平面波衰减至少 60dBm 到 10GHz 的屏蔽效能 (SE)。维修完成后,我们将进行 SE 测试。

我进行了几次维修,包括设计和安装用于光纤的截止波导 (WBC) 穿透以及摆脱以太网和同轴电缆。我已经正确过滤了所有 POTS 电话线,对手指和刀口门进行了一些维修,修补了孔,检查了蜂窝过滤器,并处理了几个区域的腐蚀/生锈。

这是最后剩下的问题......

房间有用于 HVAC 恒温器(Metasys N2、RS485、屏蔽双绞线)的数字控制线,穿过过滤器外壳的“脏侧”,并穿过 16 号钢中的一个 3/8 英寸小孔到“干净侧”过滤器外壳的。我不允许移除线路。我可以看到两个选项:转换为光纤并通过 WBC 或将电缆屏蔽层粘合到钢外壳上。对数字电缆进行电过滤,从什么我想我理解,会有问题,因为它会过滤掉数字信号中的高频分量。如果我错了,请纠正我。由于光纤转换器缺少交流插座,转换成光纤很困难屏蔽室的两侧。

我想我想将电缆屏蔽层粘合到钢制外壳上,并用钢毛或铜毛填充电缆周围的 3/8" 孔。有经验的人是否认为这将“足够好”以实现 > 60dBm 的电场和平面波衰减高达 10GHz?

3个回答

到目前为止,您所描述的一切听起来都很合理。您对 10GHz SE 的要求非常高,典型的音频滤波器永远不会接近。然而,在屏蔽室内安装恒温器并不常见,蜂窝式通风(入口和排气)通常对大多数设施管理人员来说就足够了(最好不要提及洒水喷头)。你会做射频辐射抗扰度测试吗?如果是这样,您可能会损坏恒温器本身。

如有必要,您可以将整个电缆长度封闭在钢管内,沿着房间的一个角落(水平和垂直)运行。虽然并不完美,但这些区域的 EM 场往往会有所减弱。然后,我很想将恒温器封装在一个金属盒中,该金属盒有细网铜网,并将其粘合到屏蔽室墙壁上。最后,在电缆两端添加 Low-Q 铁氧体磁珠也无妨。您必须选择铁氧体以确保在关注频率附近的有效性。最后,如果您担心反射射频信号的金属导管,您可以获得大约 4 英寸见方的铁氧体瓷砖,并将它们以 45 度角粘在导管上的角落。墙上的恒温器盒也是如此,

包含在您的屏蔽有效性测试中,也许您可​​以设置天线并使用分析仪或接收器连接到背景环境屏幕。这也将给出恒温器上数字信号的排放曲线。如果最终这些无法消除,您只需在每次进行任何测试时将它们列为背景噪音的一部分。

将 485 电缆放入钢/铁导管中怎么样?它可能是磁辐射而不是静态辐射。我不相信使用羊毛 - 筛选基本上需要黑色金属的密度和质量。我唯一一次进入这个领域是从改装电源中筛选音频设备。我们买了昂贵的mu-metal,但最后最有效的是车间地板上的一些废生铁。去搞清楚。您将不得不进行一些实验,但要选择铁/钢和质量。

铁氧体CM滤波器?当我进行需要向 DUT 传输信号的 EMI 工作时,测试室有一大盒铁氧体,我们可以通过这些铁氧体来运行数字线路。这将抑制共模噪声,但不会影响差分。例如,在以太网上工作得很好,所以我认为它也可以用 RS-485 完成工作。

将恒温器转换为使用光耦合?假设你可以在房间里以某种方式获得偏置电源。这将提供与 HVAC 主机的电流隔离。

用法拉第屏包围盒子?不管你如何处理它的电缆,你可能都需要这样做,假设它有某种微控制器和显示器。