电磁屏蔽室的分类及其屏蔽效能的确定

电磁屏蔽室的分类及其屏蔽效能的确定

摘要:根据工程实践和相关国家标准,将电磁屏蔽室按照用途进行分类归纳,阐述了每类屏蔽室的用途及主要关系单元的特征,给出了确定相应屏蔽效能的基本原则。

关键词:电磁屏蔽室电磁屏蔽室的分类电磁屏蔽效能

近年来,随着电子产品的爆炸性增长,电磁屏蔽室的应用越来越广泛。国内早期电磁屏蔽室主要用于军队和国家机关的信息安全,现在在其他领域中的应用已经远远超过信息安全方面,但对于大部分用户来说是第一次接触,一般还是比较陌生,如何确定电磁屏蔽室的技术指标,特别是屏蔽效能,不知道如何着手,甚至部分屏蔽室生产厂商,概念也不是很清楚,往往不管什么用途的电磁屏蔽室,都按信息安全屏蔽室给出屏蔽等级,实际上,这类标准的频率范围和性能指标固定,对大部分其他屏蔽室都不适用,往往投入了更多的经费却没有取得预期的结果。所以本文结合工程实践,通过将电磁屏蔽室按用途进行合理分类归纳,给出确定屏蔽效能的基本原则。

屏蔽效能是在特定频率下对电磁屏蔽室屏蔽性能指标的定量描述,其关键点是频率和性能指标的量值。在工程实践中,第一频率范围要与需求要一致,第二屏蔽效能量值要合理。指标太低不能满足使用要求,指标太高则会引起生产成本的快速上升。由于屏蔽室使用领域不断扩展,合理的屏蔽效能具有巨大的社会经济效益,因此必须引起电

磁屏蔽室设计建设者的足够重视。

要想确定合理的屏蔽效能,必须明确屏蔽室的用途、场地环境及关系单元的的技术参数或技术要求。

电磁屏蔽室可以按形态、生产工艺、性能指标等多种方式进行分类。但将屏蔽室按照用途分类,进而分析对应关系单元的技术要求,可以合理确定屏蔽效能。

按照使用用途,电磁屏蔽室可以分为三大类。

第一类用于保证信息安全,防止室内处理敏感信息的电子设备,由于电磁辐射引起泄密。典型应用有网络计算机机房、超级计算机机房、机要办公场所、涉密会议室等。

第二类用于营造满足特定电磁场要求的室内环境,是把环境中的电磁干扰衰减到可以接受的程度。典型应用有电镜机房、电磁兼容试验室、PIM测试暗室、天线测试暗室、RCS测试暗室、仿真测试暗室、高压测试室、强辐射场所中的办公室等。

第三类用于隔离强辐射设备,避免对环境造成电磁污染。典型应用有高辐射工科医设备的防护室、变电站屏蔽室等。

在具体实践中,屏蔽室往往需要具备两种或全部功能,设计时按要求较高的用途确定屏蔽效能,如不能包容则需分别考虑综合确定。

第一类用途的屏蔽室,适于建设在有较大可控距离的场地中;第二类适于建设在远离电磁干扰源的环境中;第三类适于建设在远离密集人群生活或工作的环境中。但在具体实施时,受各种条件的限制,建设场地的选择余地很小。

第一类用途的屏蔽室,其关系单元是处理敏感信息的电子设备和用于电子侦听的谍报设备。第二类用途的屏蔽室的关系单元较为复杂,主要分为下面几种:第一种关系单元是需要在特定电磁环境中才能正常工作的电子设备,比如电子显微镜;第二种是需要特定环境才能进行精确测量的测试系统及被试品,比如电磁兼容测试系统及被试品;第三种关系单元是在高场强电磁环境中工作的人员及设备,比如雷达基地的值班维护人员及其生活工作中使用的电子产品。第三类屏蔽室的关系单元,第三类用途屏蔽室的关系单元与第二类第三种用途的相似,主要包括在强辐射源周围生活的人群及其使用的电子产品。

第一类用途的屏蔽室,使用场合大多在办公楼内,使用场所和关系单元千差万别,特别是防护对象的电子侦听设备的灵敏度很难获得具体数值,而且性能会不断提升,涉密场所信息安全要求的等级也不尽相同,因此这类屏蔽室的屏蔽效能是由相关管理部门根据一个较长时间内的电子侦听设备可能的灵敏度、敏感设备允许的最大辐射指标为基础,结合信息安全等级和使用场所的可控程度,划分成若干等级并形成强制标准。设计这类用途的屏蔽室,屏蔽效能的确定比较简单,只要依据可控范围和安全等级,按照相应标准选取即可。

第一类用途的屏蔽室,其室内处理敏感信息的设备都是电子产品,因此其场地还要同时满足GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》对电磁干扰的要求,即要同时具备第二类用途。因为这类屏蔽室主要建设在办公楼内,电磁环境一般较好,而满足第一类用途要求的屏蔽效能一般很高,所以满足第一类用途要求时通常也就能满足第二类用途要求,但是,如果屏蔽室附近存在强干扰源,比如变电站或配电室等,则需要对干扰源进行评估计算,必要时甚至进行实际测量,进而分析、校核和确定满足第二类用途的屏蔽效能的具体指标。

第二类用途的屏蔽室针对下列三种情况确定屏蔽效能。

用于第一种用途时,首先确定关系单元的技术指标(对环境要求严格的电子产品会给出具体指标,通用电子产品则可以按照GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》对电磁干扰的要求确定),然后对周围环境中的电磁干扰水平进行评估或测量,然后确定屏蔽效能,一般要根据重要程度保留一定的安全裕度。

用于第二种用途时,对环境电磁干扰一般不进行测量,主要是评估计算并确定可能的最大值,关系单元则可依据相关标准(比如电磁兼容标准GJB2926-97《电磁兼容性测试实验室认可要求》GJB152A—97《专用设备和分系统电磁发射和敏感度测量要求》)或测量精度(比如天线参数测试、雷达截面测试、仿真系统测试等系统的具体测试要求)等确定技术指标,然后确定屏蔽效能,工程实践中,通常预留一个数量级的安全裕度(20dB)。

用于第三种用途时,通常辐射源的场强是已知的,关系单元中主要主要考虑对工作人员的健康影响,通常按GJB 5313-2004《电磁辐射暴露限值和测量方法》、GB8702-88《电磁辐射防护规定》和GB10436-89《作业场所微波辐射卫生标准》等标准确定技术要求,进而计算确定屏蔽效能。

第三类用途的屏蔽室与第二类第三种情况类似,主要区别是,第二类第三种情况是采用屏蔽措施形成一个安全的工作空间,通常工作人员具备一定的电磁防护知识并有一定的防护措施,而第三类用途则是采取屏蔽措施将辐射源隔离,需要保护的对象是普通人群和通用电子产品。人群对电磁环境的要求,按照按GJB 5313-2004《电磁辐射暴露限值和测量方法》、GB8702-88《电磁辐射防护规定》和GB10436-89《作业场所微波辐射卫生标准》等标准确定技术指标,电子产品对环境的要求要按通用电子产品的电磁兼容标准确定其敏感指标,最后计算确定屏蔽效能,因为本类屏蔽室要保护的是非专业相关的密集人群,所以屏蔽效能按一个数量级的安全裕度考虑。

本文根据作者的工程实践经验,对电磁屏蔽室按用途进行了详细的分类并给出了相应的屏蔽效能确定的基本原则,但是,因为电磁屏蔽室的应用领域越来越广泛,各种要求不断涌现,肯定还会有所遗漏,但以此类推,应该可以避免出现大的失误。作者在后续的文章中还会针对每种用途的电磁屏蔽室,给出确定屏蔽效能的具体方法。