一种用于电磁环境监测系统的屏蔽装置

技术领域

本发明涉及射电天文电磁环境测量及电磁防护技术领域，更具体地涉及一种用于电磁环境监测系统的屏蔽装置。

背景技术

大口径射电望远镜具有极高的系统灵敏度，且观测频率连续覆盖，如100MHz-6GHz。然而，台址内外各类电子设备产生的电磁干扰会影响射电天文观测，例如，电磁环境监测系统内部涉及射频天线、天线转动控制器、温湿度传感器模块、微波链路控制模块、信号采集及处理终端、控制计算机、电机控制器、网络交换机等，设备之间通信互联涉及网线、RS485/232信号控制线、直流/交流电源线、射频电缆、电机控制信号线等，相关电子设备产生的电磁干扰通过空间辐射发射和电缆传导发射，进而影响射电天文观测业务。因而，为缓解射电天文台址电磁环境监测系统自身电磁干扰对射电天文观测的影响、提高系统自身的可靠性，电磁环境监测系统自身的电磁防护极其重要。

但现有的电磁环境监测系统通常忽略了自身电磁兼容性设计和电磁防护，如各省无线电监测中心采用的电磁环境监测系统，民用、军用电磁环境测量标准并未要求测量系统自身的电磁兼容设计和电磁防护，这是因为此类电磁环境测量系统大多为短时间测量(1周之内完成)，系统组成相对简单，所以并没有考虑系统的电磁防护设计。而射电天文台址的电磁环境要求极高，电磁环境监测系统涉及电子设备和互联电缆众多，现有监测系统大多仅作了局部的电磁防护，屏蔽效能较低(低于30dB)，如在通信电缆上使用磁环、直接将电缆插入屏蔽柜等，而没有系统考虑各个环节的屏蔽和滤波，或者室内和室外电子设备各类电缆裸漏在外面，通过滤波连接器连接，这样将增大各类信号滤波器、电源滤波器的使用量，增加整体成本。高性能电磁防护(大于60dB)具有极大的挑战，需要结合系统通信互联特征，开展系统性的电磁兼容设计，以大幅缓解辐射发射和传导发射，进而有效抑制自身电磁干扰对射电天文观测的影响。所以，针对射电天文台址电磁环境监测系统，研制高通用性、高可靠性、高性能电磁屏蔽装置具有极强的工程应用价值。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种用于电磁环境监测系统的屏蔽装置，能够减少电磁环境监测系统自身的电磁干扰对射电天文观测的影响，并减少成本。

本发明提供的一种用于电磁环境监测系统的屏蔽装置，包括户外屏蔽滤波组件、室内屏蔽滤波组件以及分别与所述户外屏蔽滤波组件和室内屏蔽滤波组件导电密封连接的连接组件，所述连接组件由若干法兰式不锈钢软管首尾相接构成。

进一步地，所述户外屏蔽滤波组件包括屏蔽盒和安装于所述屏蔽盒的外表面的射频连接器、信号滤波器以及第一光纤波导管。

进一步地，所述射频连接器、所述信号滤波器和所述第一光纤波导管的表面设置有第一导电密封衬垫，且所述第一导电密封衬垫与所述屏蔽盒外表面接触的那一面导电。

进一步地，所述连接组件的法兰式不锈钢软管与所述屏蔽盒导电密封连接。

进一步地，所述法兰式不锈钢软管包括第一法兰、与所述第一法兰固接的不锈钢软管以及与所述不锈钢软管固接的第二法兰。

优选地，所述第一法兰上设有密封槽，所述密封槽内安装有第二导电密封衬垫。

优选地，所述第一法兰和第二法兰上均开设有密封槽，所述密封槽内安装有第二导电密封衬垫。

进一步地，所述室内屏蔽滤波组件包括屏蔽柜以及安装于所述屏蔽柜外表面的电源滤波器和第二光纤波导管。

进一步地，所述电源滤波器和所述第二光纤波导管的表面设置有第三导电密封衬垫，且所述第三导电密封衬垫与所述屏蔽柜接触的那一面导电。

进一步地，所述法兰式不锈钢软管与所述屏蔽柜导电密封连接。

本发明的用于电磁环境监测系统的屏蔽装置能够实现高性能电磁屏蔽，同时采用法兰式不锈钢软管组件实现电子设备之间的通信互联，大幅减少滤波连接器的使用量，提高系统可靠性。此外，本发明的屏蔽装置通用性好、易于实现、成本低，具有较强的工程应用价值。

附图说明

图1是按照本发明的用于电磁环境监测系统的屏蔽装置的结构示意图。

图2是图1中第一法兰的结构示意图。

图3是图1中第二法兰的结构示意图。

图4是按照本发明的用于电磁环境监测系统的屏蔽装置内部各器件和线缆的排布示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本发明一较佳实施例的用于电磁环境监测系统的屏蔽装置包括户外屏蔽滤波组件10、与户外屏蔽滤波组件10相连的连接组件20以及与连接组件20相连的室内屏蔽滤波组件30，即连接组件20用于将户外屏蔽滤波组件10和室内屏蔽滤波组件30接在一起。

户外屏蔽滤波组件10包括屏蔽盒11、射频连接器12、信号滤波器13以及第一光纤波导管14。其中，射频连接器12、信号滤波器13和光纤波导管14的表面均设置有第一导电密封衬垫15，射频连接器12、信号滤波器13和光纤波导管14通过第一导电密封衬垫15安装于屏蔽盒11的外表面，使得射频连接器12、信号滤波器13和光纤波导管14能够与户外屏蔽滤波组件10内部设置的电子设备电连接，同时抑制安装接口处的电磁泄露。需要说明的是，第一导电密封衬垫15安装于屏蔽盒11的外表面，其与屏蔽盒11外表面接触的那一面导电。屏蔽盒11由金属制成，其材料可采用常见易得的不锈钢、铝、铜、普通钢板。考虑到户外环境、制作难度、造价等因素，在本实施例中，选用不锈钢和铝更为合适，这是由于铝和普通钢板容易生锈，和其他器件连接接触面容易生锈，生锈后性能将下降。

户外屏蔽滤波组件10通过屏蔽盒11抑制内部电磁干扰的辐射发射，通过射频连接器12、信号滤波器13和光纤波导管14抑制电磁波通过电缆传导发射至外部，从而有效抑制其内部的电磁干扰源。

连接组件20由若干个法兰式不锈钢软管21构成，法兰式不锈钢软管21包括第一法兰22、不锈钢软管23、第二法兰24以及第二导电密封衬垫25，不锈钢软管23与第一法兰22和第二法兰24固定连接。如图2所示，第一法兰22上设有密封槽26和若干安装孔27，第二导电密封衬垫25安装于密封槽26内，实现密封和屏蔽功能。如图3所示，第二法兰24上未设密封槽，能够与另一个法兰式不锈钢软管的第一法兰22导电密封搭接。需要说明的是，在其他实施例中，第二法兰24也可开设密封槽，并在其中安装导电密封衬垫。

法兰式不锈钢软管安装方便，不锈钢软管具有较高的屏蔽性能，其内部可穿入多种类型的电缆，不需要考虑户外屏蔽滤波组件内部电子设备与室内屏蔽滤波组件内部电子设备通信电缆的滤波抑制，减少滤波连接器的使用量，能够提高系统的可靠性，降低系统成本。可依据线缆类型和多少，结合布线的方便性，选择合适长度和直径的不锈钢软管，价格低廉，通用性好。

室内屏蔽滤波组件30包括屏蔽柜31、电源滤波器32以及第二光纤波导管33，屏蔽柜31由金属制成，其材料可采用常见易得的不锈钢、铝、铜、普通钢板等。其中，电源滤波器32和第二光纤波导管33表面均设置有第三导电密封衬垫34，电源滤波器32和第二光纤波导管33通过第三导电密封衬垫34安装于屏蔽柜31的外表面，实现电源滤波器32、光纤波导管33与屏蔽柜31之间导电密封连接，抑制安装接口处电磁泄露，实现高性能电磁屏蔽。需要说明的是，第三导电密封衬垫34安装于屏蔽柜31的外表面，其与屏蔽柜31接触的那一面导电，并且屏蔽柜31上具有接地端。

室内屏蔽滤波组件30通过屏蔽柜31抑制内部电子设备的辐射发射，安装电源滤波器32及第二光纤波导管33后可大幅抑制电磁干扰通过电缆传导辐射至外部，进而实现高性能电磁屏蔽。

以下将结合图4进一步说明本发明的屏蔽装置应用于电磁环境监测系统时，其内部各器件和线缆的排布。

屏蔽盒11内部设置的电子设备包括放大器41、微波开关42以及数据采集与电路控制模块43，其中，放大器41与微波开关42电连接，微波开关42与数据采集与电路控制模块43电连接。

电磁环境监测系统工作时，依据测量频率需求，选择不同频段的多路射频天线51，射频天线51通过射频电缆52与射频连接器12相连，传递射频信号。射频电缆52通过射频连接器12进入屏蔽盒11内部后，依次与放大器41和微波开关42相连，使得射频电缆52中的信号放大，并使多路的射频电缆进入微波开关42。外部传感器53(例如，温度传感器、湿度传感器、风速传感器、应力变形感器等)通过信号线54与信号滤波器13相连，信号线54通过信号滤波器13进入屏蔽盒11内部，连接至数据采集与电路控制模块43，实现数据采集。光纤传感器55通过光纤56与光纤波导管14相连，光纤56通过光纤波导管14进入屏蔽盒11内部，连接至数据采集与电路控制模块43。数据采集与电路控制模块43控制微波开关42选择不同的微波链路，实现不同射频天线信号链路的选取，并传输至室内屏蔽滤波组件300内部的数据处理终端61。

微波开关42和数据采集与电路控制模块43的电缆穿过法兰式不锈钢软管21，连接至屏蔽柜31内部的相应的电子设备。需要说明的是，法兰式不锈钢软管21与屏蔽盒11以及屏蔽柜31均通过导电密封衬垫采用螺钉固定连接。

屏蔽柜31内部设置的电子设备包括数据处理终端61、电路控制模块62、计算机63、不间断电源系统(UPS)64、稳压模块65以及网络交换机66，其中，数据处理终端61、电路控制模块62和计算机63与不间断电源系统64连接，并与网络交换机66连接，不间断电源系统64则与稳压模块65连接。来自微波开关42的电缆与数据处理终端61相连，来自数据采集与电路控制模块43的电缆与数据处理终端61、电路控制模块62、计算机63相连。

电磁环境监测系统工作时，外部电源线71通过电源滤波器32进入屏蔽柜31内部，连接至稳压模块65，为屏蔽柜31内部的各电子设备供电。外部网络光纤72通过光纤波导管33进入屏蔽柜31内部，连接至网络交换机66，为屏蔽柜31内部的各电子设备提供网络。

本发明的用于电磁环境监测系统的屏蔽装置能够实现高性能电磁屏蔽，采用法兰式不锈钢软管组件实现电子设备之间的通信互联，大幅减少滤波连接器的使用量，提高系统可靠性(电子设备之间的器件越少，系统可靠性越高)。此外，该电磁屏蔽装置通用性好、易于实现、成本低，具有较强的工程应用价值。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。