消聲室的校準(zhǔn)原先只在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6882或ISO3745《聲學(xué)—噪聲源聲功率級(jí)的測(cè)定—消聲室和半消聲室精密法》中的附錄A規(guī)定了測(cè)試聲場(chǎng)地校準(zhǔn)程序。2006年發(fā)布了JJF1147—2006《消聲室和半消聲室聲學(xué)特性校準(zhǔn)規(guī)范》詳細(xì)地規(guī)定了消聲室和半消聲室聲學(xué)特性地確定和評(píng)價(jià)。
消聲室主要技術(shù)指標(biāo)有兩項(xiàng):①自由聲場(chǎng)的頻率范圍和空間范圍 [1] ;②本底噪聲。
本底噪聲地測(cè)量相對(duì)比較簡(jiǎn)單,一般是在消聲室或半消聲室內(nèi)選擇3 ~5個(gè)測(cè)點(diǎn),依次測(cè)量各測(cè)點(diǎn)處的聲壓級(jí)和1 /1 倍頻帶聲壓級(jí),取相應(yīng)的算術(shù)平均值作為該房間的本底噪聲級(jí)。
自由聲場(chǎng)的頻率范圍和空間范圍測(cè)量過(guò)程是將傳聲器按選定的路徑向吸聲壁面方向移動(dòng)至下一個(gè)測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)之間的距離相等并不大于0.1 m,終的測(cè)點(diǎn)與吸聲壁面的距離應(yīng)不大于0.75 m,每條測(cè)量路徑上的測(cè)點(diǎn)數(shù)不少于10個(gè)。依次測(cè)量各選定路徑所有測(cè)點(diǎn)上的聲壓級(jí)。
● 全消聲室
● 半消聲室
● 簡(jiǎn)易消聲室
吸聲材料類型
● 玻璃棉尖劈
● 金屬尖劈
● 金屬吸聲板(用于平板消聲室)
隔聲板類型
● 金屬隔聲板
● 金屬隔聲吸聲板
隔振器類型
● 彈簧隔振器,橡膠隔振器,玻璃棉隔振器
全消聲室地網(wǎng)類型
● 鋼絲軟地網(wǎng),鋼筋硬地網(wǎng)
要求
混響室的混響時(shí)間應(yīng)盡量長(zhǎng),以保證聲能充分?jǐn)U散,故一般建成各表面不相互平行的不規(guī)則房間,或其長(zhǎng)、寬、高中任何兩個(gè)尺度之比不等于或很接近于某一整數(shù)的矩形房間,幾個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦采用的比值(長(zhǎng)∶寬∶高)為:1.54:1.28:1;1.58∶1.25∶1;1.69∶1.17∶1;2.13∶1.17∶1;2.38∶1.62∶1;房間全部表面的平均吸聲系數(shù)應(yīng)不超過(guò)0.06,一般可用在房間的表面上刷瓷漆、鋪瓷磚或貼銅箔等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了增加聲能的擴(kuò)散改善聲場(chǎng)的均勻性,可在房間內(nèi)懸掛固定的擴(kuò)散片,安裝大型轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的擴(kuò)散體。壁面應(yīng)厚實(shí),以避免壁體本身發(fā)生共振而吸收很多聲能。還應(yīng)避免由于門縫太大而漏聲或不厚實(shí)而發(fā)生共振吸聲。
混響室的容積一般為70~300m,由所需測(cè)試的頻率確定。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)混響室的容積為200m±10%,可測(cè)試的頻率為125Hz(1/1倍頻程)或100Hz(1/3倍頻程),其混響時(shí)間一般為幾秒到幾十秒。
目前,應(yīng)用多、標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可、運(yùn)行比較可靠的電波混響室是機(jī)械攪拌式混響室,又稱模式攪拌式混響室(Mode Stirred Reverberation Chamber),它是在高反射腔體內(nèi),安裝一個(gè)或多個(gè)機(jī)械式攪拌器,通過(guò)攪拌器的連續(xù)或者步進(jìn)式轉(zhuǎn)動(dòng)改變邊界條件,從而在腔室內(nèi)形成統(tǒng)計(jì)均勻、各向同性、隨機(jī)極化的場(chǎng)。此外,在混響室的研究中,不少學(xué)者提出了其他一些也能實(shí)現(xiàn)電磁混響的設(shè)計(jì)方案,這里做一簡(jiǎn)單介紹。
(1)擺動(dòng)墻(Moving Wall)式混響室。
1992年,Huang Yi等提出采用擺動(dòng)墻方案。由于混響室墻體的擺動(dòng),使室內(nèi)體積不斷變化.從而連續(xù)改變空腔的諧振條件而達(dá)到混響的目的,但這種裝置的實(shí)際實(shí)現(xiàn)有一定困難。2002年,N.K.Kouveliotis等用FDTD方法仿真計(jì)算了擺動(dòng)墻混響室的品質(zhì)因數(shù)Q和場(chǎng)均勻性.并通過(guò)建模、仿真其對(duì)EUT進(jìn)行了測(cè)試,考察了擺動(dòng)墻混響室產(chǎn)生混響的性能。
(2)漫射體式混響室。
1997年,M.Petirsch等提出將建筑聲學(xué)中對(duì)聲波反射的Schroeder漫射體用于改善混響室內(nèi)電磁波的諧振,并用數(shù)值方法分別計(jì)算了帶有和不帶有漫射體的混響室內(nèi)電磁場(chǎng)的分布情況,結(jié)果表明漫射體改善了室場(chǎng)內(nèi)的均勻性。
(3)波紋墻式混響室。
1998年,E.A.Godfrey等提出了一種波紋墻的混響室結(jié)構(gòu)方案,并探討了在一個(gè)小型混響室內(nèi)(1.8m×1.2 m×0.8m)采用波紋墻對(duì)場(chǎng)均勻性的影響,考察的頻率范同為150MHz~650MHz,實(shí)驗(yàn)分別在平面鋁墻和鋼波紋墻混響室內(nèi)進(jìn)行,對(duì)比兩種條件下的數(shù)據(jù)結(jié)果表明,波紋墻有利于改善混響室內(nèi)的場(chǎng)均勻性。
(4)源攪拌混響室。
1992年,Y.Huang和D.J.Edwards提出源攪拌的方法。它通過(guò)在測(cè)試中移動(dòng)天線的位置或控制天線陣中不同天線的發(fā)射信號(hào)的方法改變測(cè)試中源的位置,達(dá)到混響的目的。它的基本原理是改變混響室中各本征模的權(quán)重因子。這種方法由于不用機(jī)械攪拌器,使得測(cè)試空間增大,而且還能改善混響室的低頻性能,所以至今仍有人對(duì)之進(jìn)行研究,這些研究用本征函數(shù)疊加的方法推導(dǎo)了混響室有源激勵(lì)的電磁場(chǎng)分布公式,并提出了對(duì)稱模與反對(duì)稱模發(fā)射的方法(即源攪拌方法),從理淪上證實(shí)了利用源攪拌實(shí)現(xiàn)混響的可行性,一定條件下在低模狀態(tài)下可獲得均勻場(chǎng),并且模擬的結(jié)果證實(shí)了數(shù)據(jù)推導(dǎo)的正確性,為混響室在低于可用頻率的分析提供了可行的方法。
(5)頻率攪拌混響室
1994年,David A.Hill提出頻率攪拌的方法。其二維的數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,用中心頻率為4GHz、帶寬為10MHz的線源激勵(lì)時(shí),場(chǎng)的均勻性很好,其三維分布情況還有待進(jìn)一步分析。此外,非零帶寬對(duì)敏感度測(cè)試的影響有待進(jìn)一步分析。在輻射發(fā)射測(cè)試中,由于不能控制受試設(shè)備(EUT)的頻譜,是否還能用頻率攪拌的方法進(jìn)行測(cè)試有待研究。
(6)不對(duì)稱結(jié)構(gòu)(或固有)混響室
1998年,F(xiàn)rank B.J.Leferink等設(shè)計(jì)了一種新型混響室,它沒(méi)有任何兩個(gè)墻面是平行的,只有一個(gè)壁面垂直于其他墻面,混響室的長(zhǎng)、寬、高尺寸不成比例,且在室內(nèi)某些位置安裝了漫射體。研究結(jié)果表明,其在沒(méi)有使用機(jī)械攪拌器的情況下產(chǎn)生了統(tǒng)計(jì)均勻的電磁場(chǎng),使得測(cè)試時(shí)間相對(duì)于機(jī)械攪拌混響室而言大幅度減少。S.Y.Chung等還考察了“Schroeder diffuser”和“Rand