概要说明

电磁屏蔽技术通过反射、吸收及多重反射等机制保护敏感电子设备免受外部电磁干扰（EMI）。为评估屏蔽材料的性能，频谱分析仪可用于测量其屏蔽效能（Shielding Effectiveness, SE）。本案例结合 RIGOL RSA5065N 频谱分析仪与标准测试方法，提供了一套高效、精准的电磁屏蔽材料测试方案，确保材料满足电磁兼容性要求。

测试背景与技术挑战

电磁屏蔽材料广泛应用于通信设备、电力系统以及精密电子产品中，常见的屏蔽机制有：

反射：导电材料（如铜、铝）通过表面感应电流形成反向电磁波。

吸收：非金属材料（如铁氧体、碳基材料）将电磁能转化为热能。

多重反射：多层结构通过多次反射衰减电磁波能量。

常见材料类型也有多种，包括：

金属材料：适用于低频反射屏蔽。

非金属材料：高频吸收性能优异。

复合材料：结合多机制，覆盖广频段。

涂层材料：轻量化方案（如石墨烯、银浆涂层）。

技术挑战与标准要求

根据被测物的不同，分为屏蔽材料测试和屏蔽室测试。屏蔽材料测试根据使用方法不同又分为频域测试和时域测试两种。详细可供参考的标准如下：

SJ 20524:1995 材料屏蔽效能的测量方法

GJB 6190:2008 电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法

GB/T 25471:2010 电磁屏蔽涂料的屏蔽效能测量方法

GB/T 12190:2006 电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法

图1 常见测试方法

电磁屏蔽测试存在环境干扰、数据稳定性差等问题，需结合高性能仪器与标准化流程进行测试，并确保测量结果的准确性和可靠性。

解决方案

RIGOL 的 RSA5065N 频谱分析仪 提供了一种高效、精准的电磁屏蔽材料测试方案。该设备支持宽频段信号测量，可以实时监测电磁波的传播情况，并通过计算屏蔽效能（SE）来定量分析材料的屏蔽能力。

核心优势

· 高宽频段覆盖：RSA5065N 支持最高 6.5 GHz 的信号分析范围，适用于各种电磁屏蔽材料的测试需求。

· 高灵敏度测量：具备低噪声前端设计，可精准捕获微弱信号，提高屏蔽效能测量的分辨率。

· 实时频谱分析：能够跟踪屏蔽材料对不同频率信号的衰减情况，并绘制详细的屏蔽效能曲线。

· 便捷的数据处理：内置数据存储与分析功能，可直接计算 SE 值，并提供直观的图形化数据展示。

操作步骤与应用实践

测试环境配置

屏蔽室搭建：避免外部干扰，配置发射与接收天线。

图2 RSA5065N搭配天线进行测试

测试用天线推荐：

低频：环天线

谐振：双锥天线

高频 300MHz-1GHz：

发射：半波长偶极子天线

接收：八分之一波长偶极子天线

高频 1GHz-18GHz：喇叭天线

图3：屏蔽室窗口测试法示意图

校准与测试流程

1. 基线校准：未放置屏蔽材料时，记录信号传输强度作为参考值。

2. 材料测试：将屏蔽材料置于天线间，覆盖电磁波传播路径(参考图 3)。

3. 数据记录：RSA5065N 自动监测信号衰减并计算 SE 值。

为了提高数据可靠性，需要在不同位置、多次测试，并取平均值进行分析，以确保屏蔽效能 的评估准确无误。

结果分析

· 绘制频率响应曲线：RSA5065N 生成 SE 随频率变化的曲线，观察材料在不同频率范围内的屏蔽效率。

· 评估屏蔽效能：根据具体应用需求，确认屏蔽材料是否符合目标要求。例如，通信设备通常需要 GHz 级别的高屏蔽效能，而电力设备则关注 kHz 至 MHz 频段的屏蔽性能。

电磁屏蔽材料在现代电子设备中扮演着至关重要的角色，其屏蔽效果是保障设备电磁兼容性的重要指标。RIGOL RSA5065N 频谱分析仪可以精准测量屏蔽材料的屏蔽效能，并根据测试结果优化材料选择。该方案不仅提高了测试的准确性，还使整体实验流程更加高效可靠。未来，RSA5065N 还将在更多电磁兼容测试领域发挥重要作用，为工程师提供专业、高效的测试解决方案。

附录：本文涉及的设备清单