電磁騷擾輻射發射測試方法
發布時間:2019-01-24 責任編輯:xueqi
【導讀】以下將全麵介紹電磁騷擾輻射發射的測試方法。電磁騷擾發射(EMI)包括輻射發射(RE)和傳導發射(CE)。輻射發射測試是測量受試設備(EUT)通過空間傳播的騷擾輻射場強。傳導發射測試是測量受試設備(EUT)通過電源線或信號線向外發射的騷擾電壓和電流。
1 騷擾的輻射發射測試(9KHz~18GHz)
在30MHz~18GHz頻率段,測量騷擾的電場強度。1GHz以下使用開闊場地或半電波暗室,模擬半自由空間;1GHz以上使用全電波暗室,模擬自由空間。如采用替代法測量,則測試場地可用開闊場地、半電波暗室或全電波暗室,測量結果用發射功率表示。
在9KHz~30MHz頻率段,測量騷擾的磁場強度。如果EUT較小,則將其放在大磁環天線(LLA)中,測量騷擾磁場的感應電流。如果EUT較大,則采用遠天線法,用單小環在規定距離測量騷擾的磁場強度。
1.1.1.1 30MHz~1000MHz頻率段的輻射發射測試
為了對輻射騷擾有一個統一的度量,標準不但對測量布置、測量方法作了規定,而且對騷擾測量儀、天線和測量場地都作了嚴格的規定,現分別加以討論。
(1) 測量布置和測量方法
標準要求測試在開闊場地或半電波暗室內進行,場地必須符合NSA(歸一化場地衰減)的要求。測試布置如圖1所示。
測試天線和受試設備(EUT)之間的距離應符合遠場條件,標準規定為3、10m或30m。遠場的場結構比較簡單,電場方向、磁場方向和電波傳播方向三者互相垂直,波阻抗即電場強度與磁場強度之比為377Ω,場chang強qiang隨sui距ju離li一yi次ci方fang衰shuai減jian。近jin場chang的de場chang結jie構gou比bi較jiao複fu雜za,在zai電dian波bo傳chuan播bo方fang向xiang存cun在zai電dian場chang或huo磁ci場chang的de分fen量liang,三san者zhe不bu一yi定ding互hu相xiang垂chui直zhi,波bo阻zu抗kang不bu為wei常chang數shu而er是shi隨sui距ju離li變bian化hua,場chang強qiang隨sui距ju離li平ping方fang或huo三san次ci方fang衰shuai減jian。

圖1:30MHz~1000MHz輻射發射測試的布置
比較近場和遠場的特性可知,在遠場條件下測量場強一致性和重複性較好,測量誤差較小。在遠場條件下測試距離d應滿足下列情況:
a) d ≥ λ/2π, 如EUT被看作是偶極子天線,則誤差為3dB。
b) d ≥ λ, 可看作是平麵波,如EUT被看作是偶極子天線,則誤差為0.5dB。
c) d ≥ 2D2/λ, D為EUT的最大尺寸,該條件僅適用於D>>λ的情況。
在30MHz~1000MHz頻率段,λ為10m~0.3m, d=3m、10m、30m時都符合上述遠場條件。
國內暗室絕大部分隻能進行3m法測試,而標準上給出的限值很多都是針對10m法測試的,所以應該將它們轉換為3m法的限值,轉換公式為:
L2 =L1 (d1/d2)或L2 (dB) = L1 (dB)+ 20lg(d1/d2)
式中L1和 L2分別為測試距離為d1 和d2時的輻射限值,例如GB9245中僅規定了信息技術設備在10m 測量距離處的輻射騷擾限值,由此可轉換為3m處限值,如表1所示。

表1:B級ITE在10m和3m處的輻射限值
一般不同頻率段的限值是不一樣的,過渡頻率點應該采取較低的限值,表1中230MHz的限值應取較低值:30dB(µV/m)(10m法),40dB(µV/m)(3m法)。
在確定測試距離時常遇到起始點和終止點的問題,起始點是被測設備(EUT)的(de)邊(bian)框(kuang),這(zhe)在(zai)標(biao)準(zhun)上(shang)有(you)明(ming)確(que)的(de)規(gui)定(ding)。終(zhong)止(zhi)點(dian)應(ying)該(gai)在(zai)天(tian)線(xian)的(de)什(shen)麼(me)部(bu)位(wei)?當(dang)天(tian)線(xian)是(shi)對(dui)稱(cheng)振(zhen)子(zi)天(tian)線(xian)或(huo)雙(shuang)錐(zhui)天(tian)線(xian)時(shi),終(zhong)止(zhi)點(dian)在(zai)天(tian)線(xian)的(de)中(zhong)間(jian)部(bu)位(wei)。當(dang)天(tian)線(xian)是(shi)喇(la)叭(ba)天(tian)線(xian)時(shi),終(zhong)止(zhi)點(dian)應(ying)為(wei)喇(la)叭(ba)口(kou)。但(dan)當(dang)天(tian)線(xian)是(shi)對(dui)數(shu)周(zhou)期(qi)天(tian)線(xian)和(he)混(hun)合(he)寬(kuan)帶(dai)天(tian)線(xian)時(shi),終(zhong)止(zhi)點(dian)就(jiu)不(bu)好(hao)確(que)定(ding),標(biao)準(zhun)中(zhong)也(ye)沒(mei)有(you)明(ming)確(que)規(gui)定(ding)。對(dui)數(shu)周(zhou)期(qi)天(tian)線(xian),根(gen)據(ju)其(qi)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li),在(zai)頻(pin)率(lv)較(jiao)高(gao)時(shi)是(shi)短(duan)振(zhen)子(zi)起(qi)作(zuo)用(yong),;頻率較低時是長振子起作用。如果把終止點定在對數天線的頂端,則高頻測量時距離約為3m,而低頻測量時距離偏移較大。由於天線接收的場強E∝f/d,而由距離引起的測量誤差為△E∝f△d/d2,顯xian然ran對dui於yu同tong樣yang的de距ju離li偏pian移yi,頻pin率lv越yue高gao,產chan生sheng的de場chang的de測ce量liang誤wu差cha就jiu越yue高gao,所suo以yi筆bi者zhe認ren為wei終zhong止zhi點dian放fang在zai對dui數shu周zhou期qi天tian線xian的de頂ding端duan比bi較jiao合he適shi。如ru果guo天tian線xian上shang已yi有you天tian線xian中zhong心xin的de標biao記ji,則ze終zhong止zhi點dian放fang在zai天tian線xian中zhong心xin的de標biao記ji處chu。
由於達標測試是測量EUT可能輻射的最大值,所以EUT應放在轉台上(可360°旋轉)以便尋找EUT的最大騷擾輻射方向。台式EUT離地麵高度通常為0.8m,立式EUT則直接放置地麵,接觸點與地麵應絕緣。接收天線的高度應該在1~4m(如測試距離為3m或10m)或2~6m(如測試距離為30m)內掃描,記錄最大輻射場強。EUT的輻射電磁波到達天線有兩條途徑,如圖2所suo示shi。一yi條tiao是shi直zhi達da波bo,一yi條tiao是shi通tong過guo地di麵mian的de反fan射she波bo,天tian線xian接jie收shou到dao的de總zong場chang強qiang為wei直zhi達da波bo和he反fan射she波bo的de矢shi量liang和he,即ji由you於yu二er條tiao路lu徑jing長chang度du不bu同tong,電dian磁ci波bo到dao達da天tian線xian所suo需xu時shi間jian不bu同tong,因yin此ci和he有you一yi定ding相xiang位wei差chaΔφ,總場強與Δφ有關。如果和同相,則兩者相加,總場強最大;如果和反相,則兩圖2 輻射電磁波的直達波和反射波 者相減,總場強最小。Δφ與天線高度有關,當接收天線在1~4m之間移動時,接收到的場強也以駐波方式變化,波峰和波穀間的高度差約為λ/2,因此可以保證在30MHz仍能找到最大場強。
youyusaoraochangqiangdeshuipingjihuafenlianghechuizhijihuafenliangshibutongde,suoyiceliangshiyingbatianxianshuipingfangzhiceshuipingjihuafenliang,chuizhifangzhicechuizhijihuafenliang。chuizhifangzhishitianxiandezuididuanlidiyingdayu25cm,以免影響天線的性能。整個測試係統是同軸傳輸係統,應該保持阻抗匹配,即天線的阻擾、同軸電纜的特性阻抗和幹擾測量儀的輸入阻抗都應相等,一般為50Ω。阻抗不匹配將引起反射,從而影響讀數的準確性。目前自動化的EMI測試係統己普遍使用,測量儀、天線塔、轉台都用GPIB(IEEE-488)接口連接,由計算機控製,進行自動測試、數據處理和報告生成。
(2) 騷擾測量儀
騷擾測量儀實際上是一台超外差式選頻電壓表。騷擾波形通常是由很多頻率組成的,騷擾測量儀可用來測量這些頻率的電壓幅值。圖3是其電路方框圖。
其電路結構類似於半導體收音機。測量時先將測量儀調諧,對準某個頻率fi。該頻率經高頻衰減器和高頻放大器後進人混頻器,與本地振蕩器的頻率fl混頻,產生很多混頻信號。經過中頻濾波器以後僅得到中頻f0=fl-fi。中頻信號經中頻衰減器、中頻放大器後,由包絡檢波器進行包絡檢波,濾去中頻得到其低頻包絡信號A(t)。A(t)再進一步進行加權檢波,加權可根據需要獲得A(t)的峰值(Peak)、有效值(rms)、平均值(Ave)或準峰值(QP),這些值經低頻放大後可推動電表指示。測量前如果用校準信號發生器的信號進行預先校準, 則可以直接讀數。騷擾信號的讀數等效於正弦信號的有效植。

圖3:騷擾測量儀的電路框圖
由於很多騷擾都是脈衝性的,所以騷擾測量儀應能測量脈衝信號,這是它與一般電壓表的不同之處。設輸人信號是幅度為A、寬度為τ、周期為T的脈衝信號。由圖3可見其中頻信號波形[(b)點]為載波頻率為中頻f0的調幅信號,其包絡幅度為2AτGB,G為中頻放大器和以前各級電路的增益,B為中頻帶寬;包絡主瓣寬度為2/B,兩個主瓣之間間隔為T.包絡檢波器後的波形[(c)點]隻不過是濾去中頻載波後的中頻包絡。由於包絡的寬度和幅度都與中頻帶寬B有關,因此測量儀的中頻帶寬一定要有統一的規定 否則對於同一脈衝信號,由於中頻帶寬不同,測量結果可能不同,這是與僅能測量正弦波的電壓表的一個不同之處。
對同一個脈衝輸人信號的中頻輸出波形進行不同形式的加權檢波,可能得到不同的值,一般包絡的峰值>準峰值>有效值>平均值。騷擾測量中的發射限值(即標準允許的最大騷擾發射量)絕jue大da多duo數shu都dou是shi以yi準zhun峰feng值zhi形xing式shi規gui定ding的de,因yin為wei準zhun峰feng值zhi可ke以yi反fan映ying人ren耳er或huo人ren眼yan對dui脈mai衝chong騷sao擾rao的de響xiang應ying,當dang脈mai衝chong很hen快kuai上shang升sheng時shi,人ren耳er不bu能neng立li即ji反fan應ying,當dang脈mai衝chong跌die落luo後hou,人ren耳er的de感gan覺jiao仍reng有you滯zhi留liu效xiao應ying。加jia權quan檢jian波bo的de形xing式shi是shi由you檢jian波bo電dian路lu的de充chong放fang電dian時shi間jian常chang數shu決jue定ding的de,充chong電dian慢man、fangdiankuaidedaodejiaquanzhijiuyuedi,suoyiduizhunfengzhidechongfangdianshijianyeyaoyoutongyiguiding。zheshiyujinnengceliangzhengxianbodedianyabiaodeyouyigebutongzhichu,yinweiduiyuzhengxianboshurenxinhao,qizhongpinshuchuboxingdebaoluodefengzhi、準峰值、有效值、平均值都是相等的。
圖中(d)點的波形是準峰值加權波形,(e)點是電表讀數。由於電表具有一定的慣性(即電表機械時間常數)所(suo)以(yi)電(dian)表(biao)讀(du)數(shu)將(jiang)受(shou)一(yi)定(ding)影(ying)響(xiang),因(yin)此(ci)標(biao)準(zhun)規(gui)定(ding)電(dian)表(biao)應(ying)處(chu)於(yu)臨(lin)界(jie)阻(zu)尼(ni)狀(zhuang)態(tai),並(bing)具(ju)有(you)確(que)定(ding)的(de)機(ji)械(xie)時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)。雖(sui)然(ran)現(xian)在(zai)大(da)多(duo)使(shi)用(yong)數(shu)字(zi)化(hua)電(dian)表(biao),該(gai)指(zhi)標(biao)仍(reng)然(ran)保(bao)留(liu),隻(zhi)要(yao)在(zai)A/D變換器後加一個二階低通濾波器即可。
由於騷擾測量儀以測量脈衝信號為主,脈衝幅度往往很大,所以測量儀還應該具有較大的過載能力,以免把脈衝頂部削掉。
綜上所述,騷擾測量儀必須具有統一的中頻帶寬、檢波器充放電時間常數、電表機械時間常數和過載係數,這樣才能保證在測量同一脈衝信號時得到一致的結果。表2為GB/T6113.1規定的騷擾測量儀指標。其中各頻率段的範圍為:
A頻段——9~150kHz;
B頻段——0.15~30MHz;
C頻段——30~300MHz;
D頻段——300~1000MHz;

表2:騷擾測量儀的四大類指標
為了鑒別騷擾測量儀是否達到了表2guidingdesidaleizhibiao,biaozhunyoujinyibuguidinglesaoraoceliangyidejueduimaichongtexinghexiangduimaichongtexing。suoweijueduimaichongtexingzhishurenguidingdezhouqimaichongxinhaoshisaoraoceliangyidedushuyingdadaoguidingdezhi。jueduimaichongtexingjianbiao3。

表3:騷擾測量儀的絕對脈衝特性
表3的含義是:在A、B、C、D各頻段內,分別輸入各自的標準周期脈衝,要求脈衝的幅度×寬度等於a(μVs),重複頻率為c(Hz),該周期脈衝的頻譜至少應該在b(MHz)以(yi)下(xia)是(shi)均(jun)勻(yun)的(de),脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)源(yuan)阻(zu)抗(kang)應(ying)和(he)騷(sao)擾(rao)測(ce)量(liang)儀(yi)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)相(xiang)等(deng)。對(dui)於(yu)該(gai)輸(shu)人(ren)信(xin)號(hao),騷(sao)擾(rao)測(ce)量(liang)儀(yi)在(zai)該(gai)頻(pin)段(duan)的(de)任(ren)何(he)頻(pin)率(lv)上(shang)的(de)讀(du)數(shu)都(dou)應(ying)該(gai)等(deng)於(yu)60dB(μV)。
所suo謂wei相xiang對dui脈mai衝chong特te性xing指zhi輸shu人ren周zhou期qi性xing脈mai衝chong信xin號hao時shi,脈mai衝chong的de重zhong複fu頻pin率lv越yue高gao,其qi讀du數shu越yue高gao,重zhong複fu頻pin率lv低di,讀du數shu低di。當dang讀du數shu不bu變bian時shi輸shu人ren脈mai衝chong的de幅fu度du和he重zhong複fu頻pin率lv的de關guan係xi應ying符fu合he表biao4的規定。
表4中各頻段的輸入脈衝的相對等效電平,以絕對脈衝特性中的該頻段的標準周期脈衝的幅值為基準(定義為0dB)。如果騷擾測量儀的絕對脈衝特性和相對脈衝特性都符合表3和表4的要求,則說明該騷擾測量儀的四大類指標基本符合表2的要求。

表4:騷擾測量儀的相對脈衝特性
騷擾測量儀除了具有準峰值測試功能外,一般還具有峰值和平均值測試功能,峰值檢波器的放電時間常數(TD)和充電時間常數(TC)的比值要遠遠大於準峰值檢波器,各項段的TD/TC值如表5所示。

表5:騷擾測量儀峰值測量時的指標
峰值測量時中頻帶是可以選擇的,其選擇範圍和優選值如表5所示,在給出騷擾電平時應標明所選帶寬。對於非重疊騷擾,指中頻段輸出波形中的各個主瓣不重疊,見圖3中(b)點波形,由於峰值測量結果和帶寬成正比,所以測量結果也可用對於1MHz帶寬的歸一化值V1MHz (dBμV/MHz)來表示。
V1MHz (dBμV/MHz)═V(dBμ)+20lg 1MHz/Bimp
式中Bimp為脈衝帶寬,與6dB帶寬B6 的關係為Bimp =1.05 B6。V(dBμ)為使用Bimp帶寬時的峰值測量讀數, 20lg 1MHz/Bimp為1MHz和Bimp的比值的對數。峰值測量所需的過載係數比峰值測量小的多,檢波器前電路的過載係數隻需比1稍大些即可。
峰值測量時的絕對脈衝特性的含義和準峰值測量是相同的,隻不過輸入的標準脈衝強度不同,標準規定為脈衝幅度×寬度=1.4/Bimp(mVs), Bimp單位為Hz ,具體數值見表6。對於標準脈衝輸入,測量儀在該頻段上的任何頻率上的測量結果均應該等於60dB(μV)。
騷擾測量儀用於平均值測量時,帶寬的選擇同峰值測量方法。檢波器前電路對於脈衝重複頻率為fPR 的脈衝過載係數應該為Bimp/fPR,但是實際上當fPR很低時,接收機不可能提供足夠的過載係數。平均值測量時要求的絕對脈衝特性和峰值基本一樣,但各頻段的重複頻率不同,即輸入標準強度為1.4/Bimp(mV.s),重複頻率為A頻段:25Hz;B頻段:500Hz;C和D頻段:5KHz。對於標準脈衝輸入,測量儀在該頻段上的任何頻率上的測量結果均應該等於60dB(μV)。

表6:峰值測量時的絕對脈衝特性
騷擾測量儀可以進行準峰值測量、峰值測量和平均值測量。當輸入信號是正弦波時,無論用何種方式測量,得到的讀數都是相同的,等於該正弦波的有效值,精度應優於±2dB。但是如果輸入的是周期脈衝信號,則三種測量方法得到的讀數是不一樣的,其結果如表7所示。

表7:峰值、準峰值和平均值測量的結果比較
表中 E——正弦波的有效值;
δ——脈衝強度,等於脈衝幅度×脈衝寬度,單位:mVS
Bimp——脈衝寬度;Bimp=1.05B6
fPR——脈衝重複頻率;
P(α)——準峰值檢波效率,與檢波器的充、放電時間常數、脈衝重複頻率和帶寬有關,P(α)≤1。
由表7可知,峰值測量結果≥準峰值測量結果。表6中列出了輸入標準脈衝,在標準寬帶情況下峰值與準峰值表頭指示之比值。表8列出了具有相同帶寬的準峰值和平均值表頭指示之比值,由表可知,準峰值≥平均值。對於規則的周期性脈衝可以根據表7來進行峰值、準峰值、平(ping)均(jun)值(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)轉(zhuan)換(huan)。但(dan)是(shi)一(yi)般(ban)騷(sao)擾(rao)都(dou)是(shi)隨(sui)機(ji)的(de),很(hen)難(nan)進(jin)行(xing)彼(bi)此(ci)間(jian)的(de)換(huan)算(suan),因(yin)此(ci)有(you)些(xie)標(biao)準(zhun)同(tong)時(shi)規(gui)定(ding)了(le)發(fa)射(she)測(ce)量(liang)的(de)準(zhun)峰(feng)值(zhi)限(xian)值(zhi)和(he)平(ping)均(jun)值(zhi)限(xian)值(zhi)。

表8:在相同帶寬條件下準峰值和平均值表頭讀數之比值
zaizhunfengzhiceliangshi,ruxiangyaozaimougepinlvdiandedaojiaowendingdeceliangzhi,zeceliangshijianyingdayujianboqichongfangdianshijianhedianbiaojixieshijianchangshuzhihe,bingqieceliangbuzhiyigezhouqi,suoyiyibanzhunfengzhiceliangshijianyaoqiubijiaochang。ruguoceliangyijuyousaopincelianggongneng,zeshezhidesaomiaoshijianyingfuhebiao9的規定。在實際測量中,往往先用峰值進行全頻段測量,然後再對超過限值的頻率點進行峰值測量,這樣可以大大節省測量時間。

表9:最小掃頻時間
綜(zong)上(shang)所(suo)述(shu)騷(sao)擾(rao)測(ce)量(liang)儀(yi)由(you)於(yu)規(gui)定(ding)了(le)四(si)大(da)類(lei)指(zhi)標(biao)和(he)二(er)個(ge)脈(mai)衝(chong)特(te)性(xing),所(suo)以(yi)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)和(he)正(zheng)弦(xian)信(xin)號(hao),在(zai)測(ce)量(liang)正(zheng)弦(xian)信(xin)號(hao)時(shi)無(wu)論(lun)采(cai)用(yong)哪(na)一(yi)種(zhong)檢(jian)波(bo)方(fang)式(shi),結(jie)果(guo)都(dou)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de)。一(yi)般(ban)的(de)電(dian)壓(ya)表(biao)(包括場強儀)jinnengceliangzhengxianbo,bunengceliangmaichongxinhao。saoraoceliangyimuqianshichangshangyouerzhongjibenleixing,yizhongshiceliangjieshoujileixing,tashidanpindianceliang,lingmindujiaogao,zidonghuachengdugaodekeyizidongsaomiaogepindian。lingyizhongshipinpufenxiyileixing,keyixianshizhenggepinduan,danlingmindushaodixie。danshiwulunshenmeleixingdeceliangyi,zhiyoufuheGB/T6113.1規定的四大類指標和二個脈衝特性後才能進行EMI測量。
(3)測量用天線

圖4:EMI測量用的天線
(a) 雙錐天線 (b)對數周期天線 (c)混合寬帶天線 (d)喇叭天線 (e)對稱振子天線
天(tian)線(xian)用(yong)來(lai)接(jie)收(shou)騷(sao)擾(rao)電(dian)磁(ci)場(chang),把(ba)場(chang)強(qiang)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)電(dian)壓(ya),騷(sao)擾(rao)測(ce)量(liang)儀(yi)測(ce)量(liang)的(de)是(shi)轉(zhuan)變(bian)後(hou)的(de)電(dian)壓(ya)值(zhi),所(suo)以(yi)測(ce)量(liang)儀(yi)的(de)讀(du)數(shu)隻(zhi)有(you)加(jia)上(shang)天(tian)線(xian)係(xi)數(shu)後(hou)才(cai)能(neng)得(de)到(dao)騷(sao)擾(rao)場(chang)強(qiang),如(ru)果(guo)連(lian)接(jie)天(tian)線(xian)和(he)測(ce)量(liang)儀(yi)的(de)同(tong)軸(zhou)
電纜有損耗,則還應加上損耗值,即
騷擾場強[dB(μV/m)]=測量儀讀數[dB(μV)]十天線係數(dB)+電纜損耗(dB)
每部天線都有天線係數,該係數與頻率有關,曲線一般由天線製造商給出。電磁騷擾測量中
常用的天線為寬帶天線,便於自動化掃頻測量。一般用雙錐天線(30~300MHz)和對數周期天線(200~1000MHz),最近又推出把二種天線合二為一的寬帶天線(30~1000MHz)。在測量1GHz以上的頻率時常用喇叭天線,喇叭天線具有很強的方向性。有時EMI測(ce)量(liang)也(ye)用(yong)對(dui)稱(cheng)振(zhen)子(zi)天(tian)線(xian),其(qi)長(chang)度(du)應(ying)該(gai)等(deng)於(yu)被(bei)測(ce)頻(pin)率(lv)的(de)半(ban)波(bo)長(chang),由(you)於(yu)改(gai)變(bian)測(ce)量(liang)頻(pin)率(lv)時(shi)需(xu)同(tong)時(shi)改(gai)變(bian)振(zhen)子(zi)長(chang)度(du),所(suo)以(yi)這(zhe)種(zhong)天(tian)線(xian)不(bu)適(shi)合(he)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)化(hua)掃(sao)頻(pin)測(ce)量(liang)。以(yi)上(shang)這(zhe)些(xie)天(tian)線(xian)的(de)形(xing)狀(zhuang)見(jian)圖(tu)4。
1.1.1.2 1GHz~18GHz頻率段的輻射發射測試
1GHz~18GHz頻率段的輻射發射測試一般使用全電波暗室,現以工科醫(ISM)設備為例說明。由於試驗場地是自由空間,隻有直達波,沒有反射波,所以接收天線可以設置在與EUT同一高度上,不必上下移動。但是轉台仍需360度轉動,以獲得最大值。測試距離為3米。天線應采用小口徑定向天線,水平和垂直二種狀態都要測試。測量采用頻譜分析儀,因為工科醫(ISM)設備在運行期間工作頻率可能會有明顯變化,所以采用全景分析比較適宜。頻譜分析儀應設在最大保持方式和對數dB顯示方式。測量結果用電場強度的峰值或平均值表示(不用準峰值)。峰值測量時采用1MHz的分辨率帶寬和視頻帶寬,平均值測量時仍采用1MHz的分辨率帶寬,但是視頻帶寬應大大縮小至10Hz,相當於加入一個低通濾波器。
1.1.1.3 30MHz~18GHz頻率段的輻射發射替代法測試
輻射發射測試時,測量天線接收到的騷擾強場包括兩個部分,一部分是EUT內部的導線和電路直接通過機箱殼體的縫隙向外的輻射,稱殼體輻射,另一部分是由外接電纜引出的共模電流輻射。替代法測試的目的是僅僅測試EUT的殼體輻射,所以要求拆除所有可以拆卸的電纜,不能拆卸的電纜上要加鐵氧體磁環,並放在不會影響測量結果的位置上。
圖7所示為替代法測試的方法和布置。首先用半波振子天線A和測量接收機測量出EUT的最大騷擾值,然後用半波振子天線B替代EUT。調節信號發生器輸出功率,直至測量接收機達到同樣的值。記錄替代天線B的輸入端功率,即為EUT的殼體輻射功率。
由於采用替代法,所以對試驗場地的要求比較寬鬆,隻要求替代天線B在各方向上移動±10cm,測量值變化不超過±1.5dB既可。合格的開闊場地、半波暗室和全電波暗室都符合上述要求,都可以進行替代法測試。
測試天線A的高度h應和EUT中心的高度相同,隻要求h>1m,測試天線A也不需上下移動。但要求EUT在常規放置位置和90o翻轉位置上分別旋轉翻360o,以便尋找EUT的最大騷擾值。
測試距離d雖然沒有明確要求,但最好還應符合遠場條件。d的起始點為EUT的幾何中心,終止點為測量天線A的天線中心。替代試驗和校準試驗時,替代天線B應置於EUT 的幾何中心。
對天線的要求:在30MHz~1GHz頻段,測量天線A可采用半波振子天線,也可采用寬帶天線,但替代天線B則必須用半波振子天線。1GHz~8GHz 都用線性極化的喇叭天線。
替代法的校準很重要。一般水平極化和垂直極化狀態都要進行校準。校準時發射天線B與測量天線A平行放置,對於每個頻率點,都要記錄發射天線的輸入功率和測量接收機的接收電壓的關係曲線,找出校準係數K(f)。以後測試時就可以直接將測到的最大騷擾電壓加入校準係數K(f)後得到殼體輻射功率,不必再做替代試驗。

圖7:輻射發射的替代法測試
1.1.1.4 9KHz~30MHz頻率段的磁場輻射發射測試
9KHz~30KHz頻段用環型天線測量EUT輻射的磁場分量。測量方法有兩種:一種是大環天線(LLA)法,見圖8;一種是遠天線法。采用何種方法主要是由EUT的尺寸決定的,例如對於工科醫(ISM)設備,國標GB4824規定,直徑為2m的LLA可測量的最大設備其對角線尺寸不應超過1.6m。大環天線法比較好,因為EUT的三個正交磁偶極距的磁場分量都可以測量,三個環上都有電流探頭,測量結果用大環上的磁感應電流dB(μA)表示。大環的標準直徑為2m,也可用1、1.5、3和4m直徑的大環,但結果都應轉換到2m大環上,以便和標準規定的限值比較。大環天線(LLA)測量係統應使用規定的標準天線進行校準,所以大環法也可以視做某種替代法,即EUT的磁場輻射強度等效於標準天線的輻射強度。如果EUT太大無法使用LLA法,則應采用遠天線法。例如國標GB4824規定,尺寸超過1.6m的家用感應炊具的輻射磁場測量,使用直徑0.6m的單小環天線,測量距離3m。單小環天線垂直地麵放置,最低部高於地麵1m(典型值),所以測量得到的是環天線處的磁場的水平分量,但是由於測量處於近場條件,地麵又有反射,所以測量所得的值仍然反映了EUT的水平和垂直偶極距的情況。

圖8:大環天線(LLA)法測量EUT輻射的磁場分量
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