摘要：針對不同的電纜屏蔽效能測試方法進(jìn)行分析對比，對主流的7種測試方法進(jìn)行剖析，得到它們不同的優(yōu)缺點(diǎn)，并討論各種方法的有效性。研究目的主要是系統(tǒng)性地分析和比較主要的線纜屏蔽效能測試方法之間的差異，并為屏蔽效能測試方法的選用提供指導(dǎo)建議。

關(guān)鍵詞：電磁兼容；轉(zhuǎn)移阻抗；屏蔽衰減；線纜

中圖分類號：U472.9" " " 收稿日期：2025-02-12" " " DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.04.025

Comparison and Analysis of Cable Shielding Efficiency

Testing Methods

Chen Jiamin

Shanghai Motor Vehicle Testing and Certification Technology Research Center Co.，Ltd.，Electromagnetic and

Communication Testing Research Laboratory，Shanghai 201805，China

Abstract：Analyze and compare different cable shielding effectiveness testing methods， analyze the seven mainstream testing methods， identify their different advantages and disadvantages， and discuss the effectiveness of each method. This paper aims to systematically analyze and compare the differences between the main cable shielding effectiveness testing methods， and provide guidance and suggestions for the selection of shielding effectiveness testing methods.

Key words：Electromagnetic compatibility；Transfer impedance；Screening attenuation；Cable

1 前言

隨著汽車電氣化的發(fā)展，智能化汽車對傳感器和執(zhí)行器的需求大幅增加，不可避免地導(dǎo)致車輛內(nèi)部線纜線束的數(shù)量增多。線纜所引發(fā)的電磁兼容性問題，已成為汽車整體電磁兼容挑戰(zhàn)的核心，具體體現(xiàn)在線束間的相互干擾、線纜自身產(chǎn)生的電磁輻射，以及線纜對外界零部件設(shè)備的電磁騷擾的敏感度上。在工程實(shí)踐中，為了應(yīng)對這些問題，普遍采用了多樣化的屏蔽技術(shù)，有效地降低了線束間的串?dāng)_并控制了線纜的對外電磁輻射。編織線纜作為連接汽車零部件電子系統(tǒng)與設(shè)備的關(guān)鍵組件，其應(yīng)用尤為普遍。然而，在高頻電磁環(huán)境下，線纜的屏蔽效能對汽車整車和零部件系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。線纜的構(gòu)造與材質(zhì)對線纜屏蔽性能有顯著影響，同時(shí)，由于生產(chǎn)工藝的差異及電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的不足，編織結(jié)構(gòu)的線纜在屏蔽效能方面表現(xiàn)出不同的優(yōu)劣水平。

在測試屏蔽電纜的屏蔽效能時(shí)，依據(jù)樣品的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，會采用不同的參數(shù)來描述其屏蔽性能。具體而言，對于電尺寸遠(yuǎn)大于測試信號波長的電長度長的線纜，傾向于采用屏蔽衰減來評價(jià)其屏蔽效能；而對于電尺寸遠(yuǎn)小于測試信號波長的電長度短的線纜，則更適合使用轉(zhuǎn)移阻抗參數(shù)來進(jìn)行評價(jià)屏蔽效能。若樣品的應(yīng)用頻率范圍廣泛，既包含低頻（30 MHz以下）也包含高頻，那么轉(zhuǎn)移阻抗參數(shù)與屏蔽衰減參數(shù)都會被同時(shí)采納。此外，耦合衰減參數(shù)的應(yīng)用場景較為特定，主要適用于屏蔽的對稱通信電纜。本文對實(shí)際線纜屏蔽效能測試方法進(jìn)行分析，具有較高理論和工程應(yīng)用價(jià)值。

2 轉(zhuǎn)移阻抗和屏蔽衰減理論分析

2.1 轉(zhuǎn)移阻抗

轉(zhuǎn)移阻抗是指在線纜的耦合長度遠(yuǎn)小于測試信號波長的情況下，在單位長度上由外系統(tǒng)（即線纜的屏蔽層與測試管內(nèi)部構(gòu)成的體系）感應(yīng)產(chǎn)生的電壓與內(nèi)系統(tǒng)（即試樣的內(nèi)導(dǎo)體及其屏蔽層構(gòu)成的體系）中注入的信號電流之間的比值。該比值的單位為mΩ/m，表達(dá)式為：

2.2 屏蔽衰減

線纜的屏蔽衰減為P1（線纜內(nèi)部注入功率）與Pmax（對外界產(chǎn)生的最大輻射功率）之間的比值[1]：

3 環(huán)境參數(shù)對線纜屏蔽效能測試的影響機(jī)制

3.1 溫度作用機(jī)理

電導(dǎo)率溫度效應(yīng)：溫升會引起金屬屏蔽材料的電導(dǎo)率呈現(xiàn)負(fù)溫度系數(shù)特性（銅導(dǎo)體電阻率隨溫度上升增速約為0.4% ℃），導(dǎo)致趨膚深度擴(kuò)展，削弱高頻段電磁屏蔽效能。

接觸界面穩(wěn)定性：超出15～30 ℃的溫度波動會導(dǎo)致測試夾具與屏蔽層間的接觸阻抗產(chǎn)生非線性偏移，引發(fā)轉(zhuǎn)移阻抗測試值偏差（典型誤差增幅gt;15%）。

3.2 濕度作用機(jī)理

金屬界面氧化反應(yīng)：當(dāng)相對濕度超過80%閾值時(shí)，線纜屏蔽層表面快速生成氧化膜，造成接觸電阻躍升（氧化層電阻率較金屬基底高3個(gè)數(shù)量級），直接影響屏蔽效能測試的重復(fù)性和精度。

介質(zhì)極化響應(yīng)：高濕度環(huán)境促使線纜絕緣材料介電常數(shù)上升20%～30%，強(qiáng)化屏蔽層-絕緣層界面電磁耦合效應(yīng)，干擾屏蔽衰減量測的相位一致性。

4 屏蔽效能的典型測試方法對比

目前，屏蔽效能的主要測試與評價(jià)手段大致歸為兩類：a.側(cè)重于轉(zhuǎn)移阻抗（或耦合）的測試，涵蓋線注入測試法、管中管測試法及三同軸測試法等方法；b.側(cè)重于場的測量，包括混響室測試法及功率吸收鉗測試法等方法[2-10]。

4.1 三同軸法

三同軸測試法是一種遵循GB/T 31723.403（IEC 62153-4-3）、GB/T 31723.404（IEC 62153-4-4）標(biāo)準(zhǔn)的測試手段，核心組件是采用高導(dǎo)電性且無磁性的材料（例如鋁、紫銅或黃銅管）制成的測試管，它構(gòu)成了測試的主要路徑。待測的屏蔽電纜被精準(zhǔn)置于該金屬管的中心位置，通過確保被測線纜的內(nèi)導(dǎo)體、屏蔽層與測試管內(nèi)壁的嚴(yán)格對齊，構(gòu)建出一個(gè)三軸對稱的結(jié)構(gòu)，這正是該技術(shù)得名的緣由——“三同軸”。在此構(gòu)造下，待測線纜的內(nèi)部導(dǎo)體與其屏蔽層一同構(gòu)成了內(nèi)系統(tǒng)，而測試管和屏蔽層則聯(lián)合組成了外系統(tǒng)。

值得注意的是，屏蔽層在這里扮演著雙重角色：它既是內(nèi)系統(tǒng)的外部導(dǎo)體，也是外系統(tǒng)的內(nèi)部導(dǎo)體，被測線纜屏蔽層外徑以及測試管內(nèi)徑對外系統(tǒng)的阻抗有一定的影響。測試過程中，信號源會向內(nèi)系統(tǒng)（即被測線纜）發(fā)送信號（確定的電壓和電流），而接收機(jī)則在外系統(tǒng)中捕捉這些信號（感應(yīng)電壓），以此測定表面轉(zhuǎn)移阻抗。為了優(yōu)化測試效果，內(nèi)部系統(tǒng)常需要進(jìn)行匹配，其遠(yuǎn)端在進(jìn)行轉(zhuǎn)移阻抗測試時(shí)，甚至可以配置為短路狀態(tài)；相對而言，外部系統(tǒng)在接近信號源的一端維持電氣短路連接狀態(tài)。

三同軸測試法如圖1所示，是一種經(jīng)典且廣泛應(yīng)用的測試手段，尤其適用于直徑較小的通信線纜、連接器及其組件。通常線纜直徑不超過30 mm，在三同軸測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須維持內(nèi)外導(dǎo)體間電磁場的均勻分布。當(dāng)被測線纜直徑超過30 mm時(shí)，同軸結(jié)構(gòu)將無法有效支持橫電磁波（TEM）的標(biāo)準(zhǔn)傳輸模式，從而引發(fā)電磁場模式異常，導(dǎo)致測量偏差超過3 dB?。三同軸測試法無需構(gòu)建大型屏蔽室，具有測試快捷、系統(tǒng)動態(tài)范圍寬廣及成本效益高等優(yōu)勢。然而，其物理尺寸較小，限制了測試頻率、樣品長度及直徑等參數(shù)，且測試樣本的準(zhǔn)備過程相對繁瑣。盡管如此，該方法仍因其高測試精度和能夠精確評估線纜屏蔽效能的特點(diǎn)而受到青睞，但需注意，它可能并不適用于所有類型的線纜。

三同軸測試法基于集中電路的分析原理，其應(yīng)用范疇未能延伸至微波頻率領(lǐng)域。然而，在它所適用的頻率范圍內(nèi)，該方法展現(xiàn)出了隨被測線纜長度增加而靈活調(diào)整的優(yōu)勢。不過，實(shí)施三同軸測試所需條件較為苛刻，在實(shí)際操作中尚需優(yōu)化。一個(gè)可行的改進(jìn)方案是，在被測線纜外加一層符合標(biāo)準(zhǔn)的屏蔽層，并確保新加的屏蔽層與原有屏蔽層緊密貼合，以消除在低頻段可能引發(fā)的諧振現(xiàn)象。

4.2 管中管法

管中管法是一種遵循GB/T 31723.407（IEC 62153-4-7）標(biāo)準(zhǔn)的測試手段，利用射頻技術(shù)，采用一個(gè)封閉的金屬延長管道，該管道可以增加被測組合件的電氣長度。這一設(shè)計(jì)導(dǎo)致被測件的電氣尺寸延展，進(jìn)而使其截止頻率向低頻區(qū)域移動。如此一來，能夠在降低后的頻率范圍內(nèi)，可以有效地對屏蔽衰減的性能進(jìn)行測量。特別適用于直徑較?。ň唧w為不超過50 mm）的通信線纜、直插式圓形連接器以及相關(guān)的組件。三同軸管中管測量法測試如圖2所示。

“管中管”三同軸測試法，通過將延長管道與尺寸緊湊的被測元件相連，顯著增強(qiáng)了整個(gè)測試系統(tǒng)的耦合長度。這一創(chuàng)新不僅降低了整個(gè)測試系統(tǒng)截止頻率的下界限，而且有效克服了傳統(tǒng)的三同軸測試方法在面對小型元器件測試時(shí)所面臨的局限。

4.3 線注入法

線注入法是一種遵循GB/T 31723.406（IEC 62153-4-6）標(biāo)準(zhǔn)的基于電路理論的測試手段，適用于10 kHz～3 GHz的頻率范圍，專門用于屏蔽電纜的轉(zhuǎn)移阻抗測試。該方法包含兩個(gè)核心環(huán)路：

a.主要環(huán)路，即由信號發(fā)生器經(jīng)過剝?nèi)ネ獠科帘螌拥淖⑷刖€纜與被測試線纜的屏蔽層共同形成的匹配傳輸路徑；b.次要環(huán)路，即由被試測線纜的外部屏蔽層及其內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成的路徑。

測試過程中，信號發(fā)生器發(fā)出信號向被測線纜的屏蔽層施加一定的電流與電壓，同時(shí)對內(nèi)導(dǎo)體上的近端及遠(yuǎn)端感應(yīng)電壓進(jìn)行測量?？梢愿鶕?jù)這些測量值推導(dǎo)出電纜的轉(zhuǎn)移阻抗，其中測試裝置還包含信號發(fā)生器接地、近端接地、接收機(jī)、初級回路特性阻抗、次級回路特性阻抗、被測線纜直徑以及遠(yuǎn)端接地等元素。線注入法測試如圖3所示。

線注入測試技術(shù)采用一根特定的導(dǎo)線（饋入線纜）替代傳統(tǒng)三同軸測試中的同軸導(dǎo)體，在測試過程中，對被測試的高壓屏蔽線纜的外部屏蔽層施加標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流和電壓值，同時(shí)監(jiān)測外部屏蔽層與線纜芯線之間產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。利用等效電路模型進(jìn)行分析，可以推算出線纜的轉(zhuǎn)移阻抗及其屏蔽效果。

該技術(shù)主要針對高壓屏蔽線纜、線束及高壓屏蔽連接器進(jìn)行測試。注入裝置優(yōu)選黃銅材質(zhì)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需依據(jù)實(shí)際的高壓屏蔽線纜或線束特性進(jìn)行調(diào)整。注入裝置可采用小型焊接型連接器直接搭載于高壓屏蔽線纜上，或采用更簡便的方法，即將具有適當(dāng)特性阻抗的小同軸線纜的外導(dǎo)體與剝?nèi)ケＷo(hù)層的高壓屏蔽線纜進(jìn)行捆綁連接。注入電路的兩端通過注入裝置與同軸電纜相連，且注入線需緊密貼合于被測高壓屏蔽線纜或線束的表面，覆蓋耦合段。測試期間，將被測高壓屏蔽線纜圍繞芯線旋轉(zhuǎn)90°，在4個(gè)不同位置進(jìn)行測試。適用于高壓屏蔽線纜、線束及連接器的測試，測試成本相對較低，且測試布置相對簡單。

線注入法可以理解為三同軸測試方法的一種變體，兩者在測試原理上相似，但在實(shí)際操作中，線注入法用饋入線纜替代了三同軸法中的外部回流金屬管。相較于三同軸法，內(nèi)外電路的終端匹配更為嚴(yán)苛，這一特性使得線注入法能支持更高的最大測試頻率，理論上可達(dá)3GHz。然而，當(dāng)測試頻率超過1 GHz時(shí)，必須對終端匹配情況格外關(guān)注。線注入法的優(yōu)勢在于能測試尺寸范圍較大的電纜、實(shí)驗(yàn)原理相對直觀，且頻率覆蓋范圍廣。但其缺點(diǎn)也不容忽視，即實(shí)驗(yàn)裝置成本高昂，且設(shè)計(jì)復(fù)雜，由于測試樣品缺乏外部屏蔽，對環(huán)境條件要求較高，易受外界干擾，可能導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)精度受限。

4.4 電流探頭法

電流探頭法同樣也是一種衍生于三同軸法的測量技術(shù)，在此方法中，傳統(tǒng)的三同軸結(jié)構(gòu)中最外層的回流測試管被一塊金屬平板所替代。測試裝置的基礎(chǔ)回路由被測線纜的外部屏蔽層與一個(gè)金屬平板聯(lián)合組成，而輔助回路由電纜外部的屏蔽層及其芯線搭建。為了測量便利，金屬平板上裝備了兩個(gè)固定的連接端口，使得待測電纜能夠直接、簡便地與這些連接器相連，從而簡化了測試流程，提升了測試效率。此外，電流探頭法對被測線纜的長度要求較為寬松，其測試頻率范圍大致在1～600 MHz之間。圖4為電流探頭法的測試示意圖。

電流探頭法是采用測量線纜上的共模電流來評估線纜屏蔽效果的一種技術(shù)手段，在屏蔽效能良好的情況下，信號發(fā)生器發(fā)出的信號會經(jīng)過線纜的芯線傳輸至同軸匹配電阻，并通過內(nèi)層回流路徑返回。此時(shí)，在線纜外層電流探頭很難檢測到電流信號。當(dāng)屏蔽效能較差時(shí)，射頻信號會泄漏至線纜外層，電流探頭捕捉到這些泄漏信號，利用信號強(qiáng)度來評價(jià)線纜的屏蔽效能。

電流探頭法尤其適用于同軸線纜的屏蔽效能的快速測量，能迅速而有效地評估同軸線纜的屏蔽效能，為質(zhì)量控制和故障排查提供有力支持。同時(shí)，由于測試系統(tǒng)構(gòu)建相對簡單，操作便捷，降低了測試門檻。但測試結(jié)果的精確度可能受到電流探頭自身性能的影響，因此選擇合適的探頭至關(guān)重要。對于較長或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的線纜，電流探頭法可能無法提供全面、深入的屏蔽效能評估，此時(shí)需要結(jié)合其他測試手段進(jìn)行綜合分析。

4.5 混響室法

混響室測量法是一種遵循IEC 61726標(biāo)準(zhǔn)的測試手段，混響室為一個(gè)體積龐大、具備高導(dǎo)電性和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的封閉空間，借助攪拌器的旋轉(zhuǎn)動作，營造出一種統(tǒng)計(jì)均勻、覆蓋不同極化方向的全方位電磁場環(huán)境。由于混響室內(nèi)部密閉且不配置吸波材料，其具有較高的品質(zhì)因數(shù)Q，能在內(nèi)部形成高強(qiáng)度的電磁輻射場，如圖5所示?；祉懯覝y試系統(tǒng)的運(yùn)作機(jī)制在于，通過對比混響室內(nèi)被測線纜內(nèi)外部電磁場的功率水平來量化屏蔽衰減效果，實(shí)際操作時(shí)，在設(shè)定好的輸入功率條件下，比較接收天線與被測線纜的輸出響應(yīng)。

混響室的一個(gè)顯著特點(diǎn)是沒有理論上的頻率上限，在實(shí)際的應(yīng)用中，測試頻率可超過40 GHz。同時(shí)，動態(tài)范圍寬廣，能夠測量高達(dá)150 dB的屏蔽效能，可用于測試各種類型和尺寸的線纜。然而，該技術(shù)也存在一些局限性，下限頻率較高。要達(dá)到較低的下限頻率（如300 MHz），混響室的尺寸需要顯著增加，從而導(dǎo)致成本高昂。同時(shí)系統(tǒng)復(fù)雜且昂貴，混響室測試系統(tǒng)的構(gòu)建和維護(hù)成本較高，且易受干擾，測試過程中，混響室內(nèi)的其他物體可能會干擾測試結(jié)果，影響準(zhǔn)確性。

綜上所述，混響室測試技術(shù)在電纜屏蔽效能評估方面展現(xiàn)出強(qiáng)大的能力，特別是在高頻段和高動態(tài)范圍測試方面表現(xiàn)突出，但其高昂的成本和潛在的干擾問題也是需要考慮的因素。

4.6 功率吸收鉗法

功率吸收鉗法是一種遵循GB/T 31723.405（IEC62153-4-5）標(biāo)準(zhǔn)的測試手段，是一種專門用于評估電纜屏蔽效能衰減的方法，它利用對稱配置的雙排寬帶鐵氧體磁環(huán)和高頻變換器。在此過程中，高頻信號由變換器注入，而電纜屏蔽層表面上的電磁波則被鐵氧體環(huán)有效地捕獲和吸收。同時(shí)，為了降低被測線纜的反射并確保電纜表面被充分吸收，測試時(shí)會在電纜的耦合段增設(shè)輔助吸收夾具。因此，功率吸收鉗法可以被視為一種在匹配狀態(tài)下進(jìn)行的測試方法。此外，為了最大化降低外界電磁干擾，測試系統(tǒng)增設(shè)了一塊金屬反射板于吸收鉗和信號源之間，并確保屏蔽室的地線與反射板維持優(yōu)良的連接狀態(tài)。這些配置共同作用于增強(qiáng)測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)拓寬了測試的動態(tài)范圍。

圖6為功率吸收鉗測量法示意圖。測試過程中，首先在被測線纜中注入信號，形成主要的電流路徑（即初級電路），而線纜的屏蔽層及其所處的外部環(huán)境則共同構(gòu)成了次要的電流回路（即次級電路）。由于環(huán)境與被測電纜之間存在著電磁相互作用，線纜上泄漏的信號會在屏蔽層上以表面波的形式出現(xiàn)，這些波會沿著屏蔽層向遠(yuǎn)端和近端兩個(gè)方向進(jìn)行傳播。為了量化這種泄漏，在兩個(gè)不同方向上分別運(yùn)用功率吸收鉗實(shí)施測試，同時(shí)記錄下在遠(yuǎn)端和近端所測得的最大功率數(shù)值。工作范圍通常分為兩個(gè)頻段，即30～1 000 MHz和300～2 500 MHz，也是該方法的頻率適用范圍。

為了確保測試的準(zhǔn)確性，被測線纜的有效工作長度需要與電長的測量要求匹配，通常需達(dá)到6 m以滿足電長度的測量標(biāo)準(zhǔn)。此外，功率吸收鉗結(jié)構(gòu)的局限，插入損耗約為十幾個(gè)dB，這也對功率吸收鉗法的測試動態(tài)范圍構(gòu)成了一定限制。

在實(shí)際應(yīng)用中，該方法對被測線纜的長度以及測試環(huán)境條件均有較高標(biāo)準(zhǔn)。相較于其他測試手段，該技術(shù)在電纜屏蔽效能評估中的適用范圍相對有限。在測試前需要更加細(xì)致地準(zhǔn)備和校準(zhǔn)，以確保屏蔽效能測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.7 GTEM小室（吉赫茲橫電磁波室）法

GTEM小室法是一種創(chuàng)新的屏蔽衰減測試技術(shù)，它源自傳統(tǒng)的TEM（橫電磁波）小室，相較于TEM小室，解決了頻率范圍和測試尺寸的限制，圖7為測試示意圖。

GTEM小室的外圍由一個(gè)四棱錐形的屏蔽殼體構(gòu)成，其頂端裝有一個(gè)50 Ω阻抗的N型同軸連接器，該連接器與逐步擴(kuò)展的平板狀內(nèi)導(dǎo)體相連。鑒于小室頂板與內(nèi)導(dǎo)體間夾角甚小，室內(nèi)傳播的球面波可近似視為平面波。另外，小室末端配置了無感匹配電阻，并覆蓋了吸波材料，共同構(gòu)建了一個(gè)均勻場強(qiáng)的環(huán)境，該環(huán)境能有效模擬自由場條件。GTEM小室法的測試頻率范圍覆蓋300 MHz～1.8 GHz，為電纜及其組件的屏蔽效能測試提供了一個(gè)高效且準(zhǔn)確的解決方案。

4.8 測試方法的比較

針對上述的測量方法進(jìn)行剖析，可以將測試技術(shù)分為適用于低頻段和高頻段的兩大類。低頻段測試技術(shù)包括三同軸測量法、線注入測量法、電流探頭測量法以及功率吸收鉗測量法等；而針對高頻段的測試方法則有GTEM小室測試法和混響室測試法等。值得注意的是，盡管GTEM小室測量法、功率吸收鉗測量法和混響室測量法在測試高頻信號時(shí)表現(xiàn)出色，但它們在低頻段的適用性卻有所限制。此外，電流探頭法、功率吸收鉗法和線注入法屬于非封閉式的測量方法，這意味著它們的測量結(jié)果可能會受到周圍環(huán)境因素的干擾。相反，封閉式測量的方法如GTEM小室法、三同軸法和混響室法，能夠確保線纜屏蔽效能測試的準(zhǔn)確性。

對于不同線纜可以采取不同的測試方法進(jìn)行驗(yàn)證，如表1所示。

從構(gòu)建測試系統(tǒng)的繁瑣程度及成本來看，GTEM小室法和混響室測量法的測試系統(tǒng)相對復(fù)雜，因此造價(jià)也相對較高。緊隨其后的是線注入測量法和功率吸收鉗測量法，相比之下，三同軸測量法和電流探頭測量法在構(gòu)造上較為簡單，且成本更為經(jīng)濟(jì)。特別是三同軸法，它已在全球范圍內(nèi)被廣泛接納為一種標(biāo)準(zhǔn)的測試方法。經(jīng)過不斷優(yōu)化與發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，并在行業(yè)內(nèi)以其高精度和便捷性贏得了廣泛的贊譽(yù)。

4.9 其它新興測試技術(shù)

近場掃描法（Near-Field Scanning，NFS）與時(shí)域反射法（Time-Domain Reflectometry，TDR）作為電磁兼容性（EMC）領(lǐng)域的兩類新型測試技術(shù)，近年在線纜屏蔽效能測定中展現(xiàn)出顯著應(yīng)用價(jià)值。以下為兩種技術(shù)的系統(tǒng)化分析：

近場掃描法（NFS）通過在被測物表面近距離部署電磁探針，直接獲取電磁場強(qiáng)度與分布特征，適用于屏蔽結(jié)構(gòu)對輻射干擾抑制效果的定量評估。該方法通過高精度空間采樣實(shí)現(xiàn)近場電磁信息的精細(xì)化捕獲。NFS的核心有以下優(yōu)勢：

a.亞波長級分辨率：可定位局部區(qū)域場強(qiáng)異常點(diǎn)，精準(zhǔn)識別屏蔽結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)；b.多維度電磁表征：同步解析表面電流、電勢分布及屏蔽效能等綜合參數(shù)；c.復(fù)雜場景適用性：支持非對稱結(jié)構(gòu)（如柔性線纜、微型化設(shè)備）的電磁性能測試。

NFS的技術(shù)局限性：a.設(shè)備成本較高：依賴精密掃描平臺與專用探頭系統(tǒng)；b.操作容錯(cuò)率低：需嚴(yán)格控制探針間距及環(huán)境溫濕度以規(guī)避測量偏差；c.數(shù)據(jù)后處理復(fù)雜：海量近場數(shù)據(jù)需結(jié)合專用算法進(jìn)行降噪與可視化重構(gòu)。NFS的應(yīng)用主要服務(wù)于航空航天設(shè)備、軍用電子系統(tǒng)等對屏蔽性能要求嚴(yán)苛的場景，尤其擅長微型化/異形屏蔽構(gòu)件的效能驗(yàn)證。

時(shí)域反射法（TDR）通過向被測線纜注入高頻脈沖信號，基于介質(zhì)界面反射波特征反演屏蔽效能。其技術(shù)基礎(chǔ)為電磁波在阻抗突變點(diǎn)的反射特性分析。TDR的核心有以下優(yōu)勢：

a.動態(tài)響應(yīng)捕捉：可實(shí)時(shí)監(jiān)測瞬態(tài)干擾下屏蔽性能的時(shí)域演變規(guī)律；b.無損檢測特性：測試過程不會對線纜結(jié)構(gòu)造成物理損傷；c.長距測試能力：適用于電力傳輸線、通信光纜等千米級線纜的屏蔽效能評估。

TDR的技術(shù)局限性：a.信號解譯難度大：需通過時(shí)頻聯(lián)合分析消除介質(zhì)損耗、連接器失配等干擾因素；b.阻抗匹配要求嚴(yán)格：測試設(shè)備與被測線纜的阻抗偏差會顯著影響反射信號信噪比。典型應(yīng)用于電力系統(tǒng)故障定位、通信網(wǎng)絡(luò)高頻噪聲抑制分析，以及高速數(shù)字線路接頭缺陷檢測。

NFS與TDR技術(shù)分別通過空間域精細(xì)化測量與時(shí)域動態(tài)監(jiān)測，為屏蔽效能評估提供了互補(bǔ)性解決方案。

5 結(jié)語

不同的線纜屏蔽效能測試方法的優(yōu)缺點(diǎn)存在顯著差異。在日常的線纜屏蔽效能測試過程中，需要結(jié)合線纜的類型、測試的具體需求、成本預(yù)算以及實(shí)際測試環(huán)境的條件選擇合適的測試方法。為了確保線纜屏蔽效能測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信性，可以結(jié)合多種測試方法對線纜屏蔽效能進(jìn)行交叉驗(yàn)證和綜合評估。

未來可以通過線纜智能化測試，部署智能控制中樞系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)夾具定位、測試執(zhí)行到效能反饋的全流程自動化，減少人工干預(yù)及操作誤差。基于歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建行業(yè)知識圖譜，通過自適應(yīng)算法優(yōu)化測試參數(shù)（如頻段篩選、激勵(lì)強(qiáng)度），結(jié)合多模態(tài)設(shè)備協(xié)同分析，輸出屏蔽效能及干擾抑制比等核心指標(biāo)的綜合評估報(bào)告。

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作者簡介：

陳家敏，男，1996年生，工程師，研究方向?yàn)殡姶艌?、電磁兼容、渦流制動。