電磁兼容測試中試驗桌對輻射騷擾測量的影響分析
發布時間:2019-05-16 責任編輯:xueqi
【導讀】通tong過guo實shi驗yan研yan究jiu試shi驗yan桌zhuo對dui輻fu射she騷sao擾rao試shi驗yan的de影ying響xiang,尋xun找zhao測ce試shi數shu據ju差cha異yi產chan生sheng的de原yuan因yin及ji解jie決jue方fang法fa。實shi驗yan結jie果guo表biao明ming,輻fu射she騷sao擾rao測ce試shi時shi應ying使shi用yong介jie電dian常chang數shu低di的de測ce試shi桌zhuo以yi減jian小xiao不bu確que定ding度du。該gai研yan究jiu對dui於yu電dian磁ci兼jian容rong 測試中的輻射騷擾測量具有一定的參考價值和指導意義。
引言
隨(sui)著(zhe)各(ge)國(guo)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)標(biao)準(zhun)的(de)推(tui)廣(guang)和(he)實(shi)施(shi),人(ren)們(men)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)視(shi)產(chan)品(pin)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)問(wen)題(ti),各(ge)大(da)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)注(zhu)重(zhong)產(chan)品(pin)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)測(ce)試(shi),特(te)別(bie)是(shi)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)騷(sao)擾(rao)是(shi)否(fou)達(da)到(dao)相(xiang)關(guan)標(biao)準(zhun)要(yao)求(qiu)。在(zai)輻(fu)射(she)騷(sao)擾(rao)測(ce)試(shi)中(zhong),場(chang)地(di)對(dui)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)的(de)影(ying)響(xiang)非(fei)常(chang)明(ming)顯(xian)。在(zai)不(bu)同(tong)的(de)測(ce)試(shi)場(chang)地(di),相(xiang)同(tong)的(de)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)會(hui)得(de)到(dao)不(bu)同(tong)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo),所(suo)以(yi)各(ge)個(ge)暗(an)室(shi)的(de)測(ce)試(shi)數(shu)據(ju)存(cun)在(zai)著(zhe)差(cha)異(yi)。EN55022:2010是歐洲旨在對適用範圍內的信息技術設備無線電騷擾電平給出統一要求的試驗標準,規定了騷擾限值、測量方法、運行條件和結果的處理要求。EN 55022:2010 輻射騷擾試驗中,台式設備要求放置在非金屬的桌子上,如圖1所示。標準中隻提到桌麵的大小通常為1.5m×1.0m,而er對dui試shi驗yan桌zhuo的de材cai質zhi沒mei有you明ming確que規gui定ding。由you於yu不bu同tong材cai料liao製zhi作zuo的de試shi驗yan桌zhuo介jie電dian常chang數shu不bu同tong,導dao致zhi輻fu射she騷sao擾rao測ce試shi結jie果guo不bu同tong。本ben文wen就jiu試shi驗yan桌zhuo對dui輻fu射she騷sao擾rao測ce量liang的de影ying響xiang進jin行xing定ding量liang分fen析xi。

1 試驗桌對場地性能的影響
EN 55022:2010 規定,輻射騷擾試驗要在開闊試驗場地進行。開闊試驗場地應平坦、無架空電力線、附近無反射物,場地足夠大,以便能在規定距離處放置天線,並使天線、受(shou)測(ce)設(she)備(bei)和(he)反(fan)射(she)物(wu)體(ti)之(zhi)間(jian)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)間(jian)隔(ge)。但(dan)是(shi)隨(sui)著(zhe)社(she)會(hui)的(de)發(fa)展(zhan),要(yao)尋(xun)找(zhao)一(yi)塊(kuai)符(fu)合(he)要(yao)求(qiu)的(de)理(li)想(xiang)場(chang)地(di)十(shi)分(fen)困(kun)難(nan),所(suo)以(yi)電(dian)波(bo)暗(an)室(shi)作(zuo)為(wei)開(kai)闊(kuo)試(shi)驗(yan)場(chang)的(de)可(ke)替(ti)換(huan)場(chang)地(di)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。標(biao)準(zhun)中(zhong)規(gui)定(ding),歸(gui)一(yi)化(hua)場(chang)地(di)衰(shuai)減(jian)(簡稱NSA)shizhengmingdianboanshishifounenghuodeyouxiaojieguodeguanjianzhibiao。dianboanshishiweimonikaikuoshiyanchangdierjianzaode,dianboanshideguiyihuachangdishuaijianyinggaiyukaikuochangdidechazhixiaoyu4dB,以證明兩者的相似程度。
采用歸一化場地衰減試驗方法驗證試驗桌對試驗結果的影響,如圖2所示。

在10m暗室無測試桌的情況下,用信號源分別通過雙錐天線(頻率30~250MHz)和對數天線(頻率250~1000MHz)發射電磁波。用接收機和另一組雙錐天線和對數天線測得一組場地衰減數據。歸一化場地衰減的計算公式
AN = VT - VR - AFT - AFR - ΔAFTOT
式中:VT —— 發射天線輸入電壓,dBμV; VR —— 接收天線輸出電壓,dBμV; AFT —— 發射天線的天線係數,dB; AFR ——接收天線的天線係數,dB;
ΔAFTOT —— 互阻抗修正係數,dB(僅適用 於用偶極子天線測量、且測量距離為 3 m 時的情況, 除此之外,ΔAFTOT = 0)

表1:雙錐天線和對數天線測得的場地衰減數據
表 1 中,Aideal 為標準的歸一化場地衰減值,偏差為 Aideal 減去 AN,且均小於 4 dB。
然後分別在采用泡沫桌和木桌情況下測得另兩組場地衰減數據,如圖 3 和圖 4 所示。

圖3:泡沫桌場地衰減數據測量之一

圖4:木桌場地衰減數據測量之一
對三組場地衰減數據進行比較,如圖 5 所示。

圖5:場地衰減數據比較
2 試驗桌對輻射騷擾試驗測量結果的影響分析
現將同一信號源分別放置在泡沫桌(如圖 6 所示)和木桌(如圖 7 所示)上,接收天線在距離信號源 10 m 處分別測量輻射騷擾。

圖6:泡沫桌場地衰減數據測量之二

圖7:木桌場地衰減數據測量之二
測試得到的數據如圖 8 所示。

從圖 8 中可看出,在頻率範圍 700~900 MHz 輻射騷擾試驗結果存在較大差異,其中在 800 MHz 處差異達到了 5.3 dB,而在 GB/T 6113.402-2006《無線 電騷擾和抗擾度測量設備和測量方法規範第 4-2 部分:不確定度、統計學和限值建模測量設備和設施的不確定度》中提到,輻射騷擾測量的不確定度最大允許值為 5.2 dB。可見不同材質試驗桌造成的輻射騷擾差異超出了標準規定的不確定度。
3 結語
從圖 5 和圖 8 中不難看出,不同材質的試驗桌產生最大差異的頻率相同,均在 700~900 MHz 之間。
由前述歸一化場衰減的計算公式可以得出:
VR = VT - AFT - AFR - ΔAFTOT - AN
因泡沫的介電常數接近空氣,比木頭小,所以暗室使用泡沫桌時測得的場地衰減數據與無測試桌相似;而當暗室使用木桌時,測得的場地衰減數據與無測試桌時的數據存在較大差異。因木桌較大的介電常數使圖 5 中使用木桌的暗室場地衰減 AN 偏大, 在AFT、AFR、ΔAFTOT 不變的情況下接收機測得的最大測量電平值 VR 將減小。
所以,當電波暗室使用木桌或其他較大介電常數材質製作的試驗桌等輔助設施時,會使場地衰減AN zengdaerdaozhijieshoujicedededianchangqiangdujianxiao,shiceshijieguozaochengchayi。shiyanzhuodengfuzhushebeishishiyanchangdiyouxiaoxingzhongbukefengedeyibufen,yincijianyi,zaixuanzeanshifuzhusheshishixuanzejiedianchangshuxiaodecaizhi,bingjinxingchangdishuaijiandeceliangbijiao,yibaozhanggeanshiceliangjieguodeyizhixing。
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