在四年前,我們注意到來自汽車工業(yè)的EMC測試的需求增長。隨著現(xiàn)在轎車和卡車搭載各種電子裝置,使得它們越來越易于受到雜散輻射的干擾，同時車輛本身也是很強的輻射源。
顯然，用我們現(xiàn)有的小型3米法暗室無法滿足已出現(xiàn)的這些需要。雖然它們很好地服務(wù)于我們的ITE和工業(yè)客戶,但它們不能提供汽車輻射抗擾性測試要求的200V/m和600V/m場強,同時不提供靜噪地板以用于CISPR25輻射發(fā)射的項目測試。
我們的解決方案是建造新型的5米法半電波暗室，其動態(tài)范圍（10KHz到40GHz)，且具有容納下整個車輛及其武器裝備的空間。從2004年3月投入使用以來，該暗室同時繼續(xù)承擔(dān)所有ITE、醫(yī)療和工業(yè)方面的有關(guān)測試任務(wù)。
當(dāng)然，該5米法暗室的建造沒有現(xiàn)成的設(shè)計方案。對于當(dāng)前和預(yù)期用戶急需解決的大量問題,高性能和費效比是首要考慮的。通過細(xì)致規(guī)劃的努力,我們的目標(biāo)在專用設(shè)計，研發(fā)和安裝過程中都保持在控制范圍內(nèi)。
本文追溯了5米法暗室從早期概念到最終驗收的整個進程。相信該進程對EMC測試工程師能提供啟發(fā)，而且我們將會繼續(xù)分享這方面的收獲。
制定物理規(guī)格
從一開始,我們就把重心集中在暗室大約十年使用周期內(nèi)的效能和利用率上。最終決定制造一個快速組裝的5米法暗室。在比較了5米法暗室、傳統(tǒng)的3米法暗室、小型化3米法暗室以及3米法/CISPR 25組合暗室的性能/容量后，這一目標(biāo)被認(rèn)可。顯然5米法暗室比標(biāo)準(zhǔn)的3米法暗室寬出5英尺,長12英尺和高12英尺，可以容易安裝我們要求的FCC3米掃描架。同時，暗室能測試大范圍尺寸的各類型整車,直到標(biāo)準(zhǔn)全尺寸的載貨卡車。
這一決定通過比較成本而得到確認(rèn)。涉及到用戶情況，即相對3米法暗室5米法暗室增加的特性和功能，選擇5米法方案所增加的費用約為80,000美元，卻提供了相對大得多的測試能力我們給出的地板和墻壁規(guī)格沒有不尋常的。外墻由兩層鋼板中間夾刨花形成，內(nèi)表面貼裝鐵氧體塊，然后在鐵氧體瓦表面粘貼吸波材料。安裝時，我們的主要關(guān)心是這個“盒子”符合從1KHz到40KHz的屏蔽效能大于100dB的要求。
其次，我們必須確定我們想要的性能要求，以便建造商可以選配最適合我們要求的角錐吸波材料類型。根據(jù)在所有頻率的性能要求，具有較高頻率的詳細(xì)要求,和盡可能大的內(nèi)部空間，我們挑選聚氨酯吸波材料，該材料比聚苯乙烯材料要短些。再者，我們要求內(nèi)空間的長度大于30英尺，寬度18英尺,高度18英尺。
接合和連接的規(guī)格也是很傳統(tǒng)的。我們選擇搭扣型連接器連接側(cè)墻和頂面，以及兩個墻表面，在所有的開放處使用末端雙尖劈密封件。這一點非常關(guān)鍵，因為對于面積10平方英尺，用于進出車輛的門，是極有可能造成電磁泄漏的地方。
確定地板載荷也是必要需的。通常額定值為1500磅/平方英尺,但是我們知道，暗室必須承受住來自車輛輪胎接觸點的極限負(fù)荷，舉例來說,機柜上的尼龍腳輪支撐重的航空設(shè)備。作為早期調(diào)研的一部份，我們已經(jīng)用了幾個月時間調(diào)查各個銷售工業(yè)貨車和四輪傳動越野車（SUV）的汽車公司的各種產(chǎn)品?；鶞?zhǔn)車型在售的最大車輛是福特的F-350超皮卡車，該車擁有八英尺的車輛底盤。這個數(shù)據(jù)決定我們要設(shè)計能承受 8500磅/平方英尺的地板。
我們也要為需要水冷卻的測試設(shè)備鋪設(shè)管道系統(tǒng)，例如, HVAC（供暖、通風(fēng)）和某些工業(yè)設(shè)備。顯然，地板要求耐水浸泡以防管道破裂，且需要排水設(shè)備。(我們聽到過暗室被水浸泡后，損失嚴(yán)重到需要關(guān)門和重建的駭人聽聞的故事)同時, 對于氣動設(shè)備,我們需要空氣補給達到300磅/平方英寸。為客戶通風(fēng)也是必要的。我們給定的通風(fēng)線路是冷空氣由地板上的通氣口抽進，暖空氣由天花板上的通風(fēng)口流出。
甚至表面上無關(guān)緊要的設(shè)備也要引起高度重視，特別是滅火系統(tǒng)。由于暗室將在高頻率段進行發(fā)射測試，我們不能承受測試性能降低，但如果安裝的灑水裝置從天花板凸出就會引起性能降低。因此，在增加費用的情況下，我們選用帶有鐵氧體環(huán)的伸縮式灑水頭。
規(guī)劃要進行的較高頻率測試，使得被屏蔽的放大器、控制室、以及分離存放客戶支持設(shè)備的屏蔽間的位置選定至關(guān)重要。實際上,我們必須使用最短的連接電纜盡量減少損耗。 由于建筑物高度限制使得我們必須把暗室部分沉到地面下，而附屬的房間仍保持與地面同一水平。我們的最佳設(shè)計將使用11米昂貴的、低損耗電纜。
其它相關(guān)的設(shè)備等就很容易地確定下來。它們是一臺10,000磅的液壓升降機，用于將重設(shè)備從低于地面位置提升到暗室門的入口處；一臺承載8000磅的2米轉(zhuǎn)臺。另外將電源變化范圍從100A,208/480V交流、60Hz、三相，變換到30A可變的直流功率。
制定性能指標(biāo) 分析我們客戶對測試需求的期待，我們決定暗室必須符合17個不同的標(biāo)準(zhǔn)，包括EN55011,EN55022,CISPR 25和U.S. FCC B類，部分15和18幅射發(fā)射要求。暗室也必須遵從抗擾性標(biāo)準(zhǔn)，如SAE J551，ISO 11452和所有與北美汽車抗擾性相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，還有歐洲相關(guān)指令2004/104/EC和軍用標(biāo)準(zhǔn)461E。暗室必須設(shè)計具有適應(yīng)性，以保證在超過此類設(shè)備通常7到10年的生命周期內(nèi)，能應(yīng)付未來快速演變的各種標(biāo)準(zhǔn)。如果暗室可以滿足嚴(yán)格的軍用標(biāo)準(zhǔn)要求，我們就認(rèn)為它應(yīng)該能滿足汽車EMC測試的新標(biāo)準(zhǔn)，同時也滿足在ITE，醫(yī)療器材和工業(yè)產(chǎn)品EMC測試范圍內(nèi)的所有標(biāo)準(zhǔn)。另外，暗室具有滿足全球試驗標(biāo)準(zhǔn)的能力，使得我們可以服務(wù)的顧客能具有服務(wù)于全球市場的產(chǎn)品。
所提議的暗室的屏蔽效能必須確定，以保證其能夠符合廣泛的需求。屏蔽效能在頻率高達40GHz時必須大于100dB這一指標(biāo)要求必須在安裝鐵氧體瓦和吸波材料前得到測試驗證。在暗室里的16個采樣點，場（從26MHz到18GHz)的一致性好是另一重點要求。通過預(yù)測潛在用戶需求, 我們知道我們要提供差異值很大的場強，也就是,與電訊設(shè)備的典型EMC測試中的場強電平比有顯著差異。對電訊設(shè)備或重工業(yè)設(shè)備場強的變化范圍通常從3V/m到約10V/m，而對汽車設(shè)備需要大概從70到150V/m，用脈沖進行輻射抗擾測試其場強高達600V/m。軍品測試，根據(jù)不同的分類，場強甚至要求更高—場強值范圍連續(xù)從50到200V/m。
選擇供應(yīng)商 由高級主管簽字，并確定這種規(guī)模暗室可用的場地空間后，我們開始了列出并評估供應(yīng)商的進程。我們編寫了56頁的詢價文件（FRQ），概述了暗室里的所有物理和性能規(guī)格。那份文件被送發(fā)給7個已簽有保密協(xié)議的不同承建商。很快明確，有兩個承建商不能滿足我們的規(guī)格要求，另外兩個無法讓我們相信他們能按規(guī)定的時間進度完成安裝并最終保質(zhì)完成。雖然建造一個暗室，即使是3米法暗室，從預(yù)備場地到質(zhì)量合格證簽發(fā)通常都需要9個月，我們卻要求在5個月內(nèi)完成。
三個通過初審的廠商被邀請來參加會議。通過會議面對面與他們的項目經(jīng)理和設(shè)計工程師討論，我們能夠詳細(xì)了解他們的技術(shù)能力，項目管理經(jīng)歷，成本控制，以及應(yīng)急方案。當(dāng)我們進入正式合同商談時，我們能運用不同工作經(jīng)驗和專業(yè)技能，以減少往往增加的較大超支，包括建筑物維修和獲得建筑許可證。
管理安裝 與承建商密切協(xié)作是實現(xiàn)快速、安全可靠安裝暗室的關(guān)鍵。建造過程中，我們依靠自身的經(jīng)驗進行所有的現(xiàn)場準(zhǔn)備和項目管理，承建商負(fù)責(zé)提供用于現(xiàn)場安裝的暗室元件和組件。因此我們省去了支付交鑰匙工程的費用；從2003年11月27 日破土動工，新暗室用了不到四個月就于2004年2月28日通過整體驗收。
我們的三個月準(zhǔn)備工作真正見效了。早在工程進行前，我們確定了暗室的選址，可保證其建筑內(nèi)的支撐柱只要一根需要加強(如選址改變可能意味著增加好幾萬的費用)。我們也知道地方建筑法規(guī)不允許我們升高建筑物的屋頂高度來適應(yīng)暗室超高的高度。唯一選擇是往地下挖八英尺，這樣方案帶來了其他一系列的挑戰(zhàn)。舉例來說，我們在拿到三個入圍廠商的最后的設(shè)計圖紙后，我們需要確定能保證往地下開挖時不損毀地下的管線設(shè)施。同時，我們必須征得房主同意進行如此大規(guī)模的開挖。另外，我們必須考慮一個應(yīng)急計劃，即假如我們不用這個房屋時，須回填開挖的坑洞。
我們發(fā)現(xiàn)另一成功的關(guān)鍵是讓我們自己的職員承擔(dān)項目經(jīng)理的角色。我們?nèi)藛T選擇和操持了大部分子項目的服務(wù)，包括對電源接入暗室的電工的角色。我們也確保承建商的工作團隊（通常兩個工程師，鋪設(shè)重的地板磚則需另增加一個）有方便的工作空間，可以24小時使用設(shè)備。
控制總費用 從采購、安裝到驗收的整個過程，依據(jù)相關(guān)規(guī)格要求建造的5米法暗室費用很容易就達百萬美元。幸運地是，我們能完成該項目的費用遠少于此，這些費用的節(jié)省歸功于詳細(xì)充分的前期準(zhǔn)備工作和細(xì)心的施工管理。例如，我們的詢價文件（FRQ）包括更換零部件和免費維修服務(wù)的五年質(zhì)量擔(dān)保，而不是通常大多數(shù)暗室制造商提供的標(biāo)準(zhǔn)二年質(zhì)量擔(dān)保。那一契約條款已經(jīng)給我們帶來了效益，此后涉及小的維修就不再付費用了。同時，制造暗室的材料使用壽命期為10年。我們打破簽署合同后先付百分之五十項目款的常規(guī)，而是根據(jù)工程進度節(jié)點商談付款問題。最后我們?yōu)楣こ坛诩尤肓藝?yán)厲的罰款條款(每天高達6,000美元)。
結(jié)論 從2004年初起，暗室已經(jīng)具備了為許多客戶開展EMC符合性認(rèn)證服務(wù)的條件。我們強調(diào)資產(chǎn)使用效率且保證暗室?guī)缀跛械臅r間都有人值守。這些重視措施有助于把運營費用控制在許可范圍內(nèi)；有助于維持一個最佳的測試計劃安排；且支持我們24小時提供服務(wù)和測試項目平均有3到5天時間的提前量。我們相信我們在這樣大型測試設(shè)施上的經(jīng)驗，包括規(guī)劃、采購和安裝，對所有測試工程師都具有參考價值。它使我們確信廣泛細(xì)致準(zhǔn)備工作的價值以及內(nèi)部擁有各種專業(yè)技術(shù)小組的重要性。它也強調(diào)有條不紊地進行項目規(guī)劃、預(yù)算,談判、和費用控制的價值。當(dāng)產(chǎn)品開發(fā)費用受到更為嚴(yán)格控制，發(fā)布時限更加緊湊，高效提供快速和準(zhǔn)確的EMC 測試能力變得越加重要。（轉(zhuǎn)載于電磁干擾與兼容網(wǎng)http://www.interferencetechnology.cn/）
