消声室的校准原先只在国家标准GB6882或ISO3745《声学—噪声源声功率级的测定—消声室和半消声室精密法》中的附录A规定了测试声场地校准程序。2006年发布了JJF1147—2006《消声室和半消声室声学特性校准规范》详细地规定了消声室和半消声室声学特性地确定和评价。
消声室主要技术指标有两项:①自由声场的频率范围和空间范围 [1] ;②本底噪声。
本底噪声地测量相对比较简单,一般是在消声室或半消声室内选择3 ~5个测点,依次测量各测点处的声压级和1 /1 倍频带声压级,取相应的算术平均值作为该房间的本底噪声级。
自由声场的频率范围和空间范围测量过程是将传声器按选定的路径向吸声壁面方向移动至下一个测点,测点之间的距离相等并不大于0.1 m,终的测点与吸声壁面的距离应不大于0.75 m,每条测量路径上的测点数不少于10个。依次测量各选定路径所有测点上的声压级。
● 全消声室
● 半消声室
● 简易消声室
吸声材料类型
● 玻璃棉尖劈
● 金属尖劈
● 金属吸声板(用于平板消声室)
隔声板类型
● 金属隔声板
● 金属隔声吸声板
隔振器类型
● 弹簧隔振器,橡胶隔振器,玻璃棉隔振器
全消声室地网类型
● 钢丝软地网,钢筋硬地网
要求
混响室的混响时间应尽量长,以保证声能充分扩散,故一般建成各表面不相互平行的不规则房间,或其长、宽、高中任何两个尺度之比不等于或很接近于某一整数的矩形房间,几个国际标准化组织推荐采用的比值(长∶宽∶高)为: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;房间全部表面的平均吸声系数应不超过0.06,一般可用在房间的表面上刷瓷漆、铺瓷砖或贴铜箔等方法来实现。为了增加声能的扩散改善声场的均匀性,可在房间内悬挂固定的扩散片,安装大型转动或摆动的扩散体。壁面应厚实,以避免壁体本身发生共振而吸收很多声能。还应避免由于门缝太大而漏声或不厚实而发生共振吸声。
混响室的容积一般为70~300m,由所需测试的频率确定。国际标准化组织规定的标准混响室的容积为200m±10%,可测试的频率为125Hz(1/1倍频程)或100Hz(1/3倍频程),其混响时间一般为几秒到几十秒。
目前,应用多、标准认可、运行比较可靠的电波混响室是机械搅拌式混响室,又称模式搅拌式混响室(Mode Stirred Reverberation Chamber),它是在高反射腔体内,安装一个或多个机械式搅拌器,通过搅拌器的连续或者步进式转动改变边界条件,从而在腔室内形成统计均匀、各向同性、随机极化的场。此外,在混响室的研究中,不少学者提出了其他一些也能实现电磁混响的设计方案,这里做一简单介绍。
(1)摆动墙(Moving Wall)式混响室。
1992年,Huang Yi等提出采用摆动墙方案。由于混响室墙体的摆动,使室内体积不断变化.从而连续改变空腔的谐振条件而达到混响的目的,但这种装置的实际实现有一定困难。2002年,N.K.Kouveliotis等用FDTD方法仿真计算了摆动墙混响室的品质因数Q和场均匀性.并通过建模、仿真其对EUT进行了测试,考察了摆动墙混响室产生混响的性能。
(2)漫射体式混响室。
1997年,M.Petirsch等提出将建筑声学中对声波反射的Schroeder漫射体用于改善混响室内电磁波的谐振,并用数值方法分别计算了带有和不带有漫射体的混响室内电磁场的分布情况,结果表明漫射体改善了室场内的均匀性。
(3)波纹墙式混响室。
1998年,E.A.Godfrey等提出了一种波纹墙的混响室结构方案,并探讨了在一个小型混响室内(1.8m×1.2 m×0.8m)采用波纹墙对场均匀性的影响,考察的频率范同为150MHz~650MHz,实验分别在平面铝墙和钢波纹墙混响室内进行,对比两种条件下的数据结果表明,波纹墙有利于改善混响室内的场均匀性。
(4)源搅拌混响室。
1992年,Y.Huang和D.J.Edwards提出源搅拌的方法。它通过在测试中移动天线的位置或控制天线阵中不同天线的发射信号的方法改变测试中源的位置,达到混响的目的。它的基本原理是改变混响室中各本征模的权重因子。这种方法由于不用机械搅拌器,使得测试空间增大,而且还能改善混响室的低频性能,所以至今仍有人对之进行研究,这些研究用本征函数叠加的方法推导了混响室有源激励的电磁场分布公式,并提出了对称模与反对称模发射的方法(即源搅拌方法),从理沦上证实了利用源搅拌实现混响的可行性,一定条件下在低模状态下可获得均匀场,并且模拟的结果证实了数据推导的正确性,为混响室在低于可用频率的分析提供了可行的方法。
(5)频率搅拌混响室
1994年,David A.Hill提出频率搅拌的方法。其二维的数值计算结果表明,用中心频率为4GHz、带宽为10MHz的线源激励时,场的均匀性很好,其三维分布情况还有待进一步分析。此外,非零带宽对敏感度测试的影响有待进一步分析。在辐射发射测试中,由于不能控制受试设备(EUT)的频谱,是否还能用频率搅拌的方法进行测试有待研究。
(6)不对称结构(或固有)混响室
1998年,Frank B.J.Leferink等设计了一种新型混响室,它没有任何两个墙面是平行的,只有一个壁面垂直于其他墙面,混响室的长、宽、高尺寸不成比例,且在室内某些位置安装了漫射体。研究结果表明,其在没有使用机械搅拌器的情况下产生了统计均匀的电磁场,使得测试时间相对于机械搅拌混响室而言大幅度减少。S.Y.Chung等还考察了“Schroeder diffuser”和“Rand