通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究試驗(yàn)桌對(duì)輻射騷擾試驗(yàn)的影響,,尋找測(cè)試數(shù)據(jù)差異產(chǎn)生的原因及解決方法,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,輻射騷擾測(cè)試時(shí)應(yīng)使用介電常數(shù)低的測(cè)試桌以減小不確定度,。該研究對(duì)于電磁兼容 測(cè)試中的輻射騷擾測(cè)量具有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義,。
隨著各國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的推廣和實(shí)施,人們?cè)絹?lái)越重視產(chǎn)品的電磁兼容性問(wèn)題,,各大電子設(shè)備制造商也越來(lái)越注重產(chǎn)品的電磁兼容性測(cè)試,,特別是電磁輻射騷擾是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。在輻射騷擾測(cè)試中,,場(chǎng)地對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響非常明顯,。在不同的測(cè)試場(chǎng)地,相同的儀器儀表會(huì)得到不同的測(cè)量結(jié)果,,所以各個(gè)暗室的測(cè)試數(shù)據(jù)存在著差異,。EN55022:2010是歐洲旨在對(duì)適用范圍內(nèi)的信息技術(shù)設(shè)備無(wú)線電騷擾電平給出統(tǒng)一要求的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了騷擾限值,、測(cè)量方法,、運(yùn)行條件和結(jié)果的處理要求。EN 55022:2010 輻射騷擾試驗(yàn)中,,臺(tái)式設(shè)備要求放置在非金屬的桌子上,如圖1所示,。標(biāo)準(zhǔn)中只提到桌面的大小通常為1.5m×1.0m,,而對(duì)試驗(yàn)桌的材質(zhì)沒(méi)有明確規(guī)定。由于不同材料制作的試驗(yàn)桌介電常數(shù)不同,,導(dǎo)致輻射騷擾測(cè)試結(jié)果不同,。本文就試驗(yàn)桌對(duì)輻射騷擾測(cè)量的影響進(jìn)行定量分析。
1 試驗(yàn)桌對(duì)場(chǎng)地性能的影響
EN 55022:2010 規(guī)定,,輻射騷擾試驗(yàn)要在開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行,。開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)平坦、無(wú)架空電力線,、附近無(wú)反射物,,場(chǎng)地足夠大,以便能在規(guī)定距離處放置天線,,并使天線,、受測(cè)設(shè)備和反射物體之間有足夠的間隔。但是隨著社會(huì)的發(fā)展,,要尋找一塊符合要求的理想場(chǎng)地十分困難,,所以電波暗室作為開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)的可替換場(chǎng)地被廣泛應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,,歸一化場(chǎng)地衰減(簡(jiǎn)稱NSA)是證明電波暗室是否能獲得有效結(jié)果的關(guān)鍵指標(biāo),。電波暗室是為模擬開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)地而建造的,,電波暗室的歸一化場(chǎng)地衰減應(yīng)該與開(kāi)闊場(chǎng)地的差值小于4dB,以證明兩者的相似程度,。
采用歸一化場(chǎng)地衰減試驗(yàn)方法驗(yàn)證試驗(yàn)桌對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,,如圖2所示。
在10m暗室無(wú)測(cè)試桌的情況下,,用信號(hào)源分別通過(guò)雙錐天線(頻率30~250MHz)和對(duì)數(shù)天線(頻率250~1000MHz)發(fā)射電磁波,。用接收機(jī)和另一組雙錐天線和對(duì)數(shù)天線測(cè)得一組場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)。歸一化場(chǎng)地衰減的計(jì)算公式
AN = VT - VR - AFT - AFR - ΔAFTOT
式中:VT —— 發(fā)射天線輸入電壓,,dBμV,; VR —— 接收天線輸出電壓,dBμV,; AFT —— 發(fā)射天線的天線系數(shù),,dB; AFR ——接收天線的天線系數(shù),,dB,;
ΔAFTOT —— 互阻抗修正系數(shù),dB(僅適用 于用偶極子天線測(cè)量,、且測(cè)量距離為 3 m 時(shí)的情況,, 除此之外,ΔAFTOT = 0)
表 1 雙錐天線和對(duì)數(shù)天線測(cè)得的場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)
表 1 中,,Aideal 為標(biāo)準(zhǔn)的歸一化場(chǎng)地衰減值,,偏差為 Aideal 減去 AN,且均小于 4 dB,。
然后分別在采用泡沫桌和木桌情況下測(cè)得另兩組場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù),,如圖 3 和圖 4 所示。
圖 3 泡沫桌場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)測(cè)量之一
圖4 木桌場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)測(cè)量之一
對(duì)三組場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,,如圖 5 所示,。
圖 5 場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)比較
2試驗(yàn)桌對(duì)輻射騷擾試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的影響分析
現(xiàn)將同一信號(hào)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(hào)源 10 m 處分別測(cè)量輻射騷擾,。
圖 6 泡沫桌場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)測(cè)量之二
圖 7 木桌場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)測(cè)量之二
測(cè)試得到的數(shù)據(jù)如圖 8 所示,。
從圖 8 中可看出,在頻率范圍 700~900 MHz 輻射騷擾試驗(yàn)結(jié)果存在較大差異,,其中在 800 MHz 處差異達(dá)到了 5.3 dB,,而在 GB/T 6113.402-2006《無(wú)線 電騷擾和抗擾度測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方法規(guī)范第 4-2 部分:不確定度、統(tǒng)計(jì)學(xué)和限值建模測(cè)量設(shè)備和設(shè)施的不確定度》中提到,,輻射騷擾測(cè)量的不確定度最大允許值為 5.2 dB,。可見(jiàn)不同材質(zhì)試驗(yàn)桌造成的輻射騷擾差異超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不確定度,。
3 結(jié)語(yǔ)
從圖 5 和圖 8 中不難看出,,不同材質(zhì)的試驗(yàn)桌產(chǎn)生最大差異的頻率相同,,均在 700~900 MHz 之間。
由前述歸一化場(chǎng)衰減的計(jì)算公式可以得出:
VR = VT - AFT - AFR - ΔAFTOT - AN
因泡沫的介電常數(shù)接近空氣,,比木頭小,,所以暗室使用泡沫桌時(shí)測(cè)得的場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)與無(wú)測(cè)試桌相似;而當(dāng)暗室使用木桌時(shí),,測(cè)得的場(chǎng)地衰減數(shù)據(jù)與無(wú)測(cè)試桌時(shí)的數(shù)據(jù)存在較大差異,。因木桌較大的介電常數(shù)使圖 5 中使用木桌的暗室場(chǎng)地衰減 AN 偏大, 在AFT,、AFR,、ΔAFTOT 不變的情況下接收機(jī)測(cè)得的最大測(cè)量電平值 VR 將減小。
所以,,當(dāng)電波暗室使用木桌或其他較大介電常數(shù)材質(zhì)制作的試驗(yàn)桌等輔助設(shè)施時(shí),,會(huì)使場(chǎng)地衰減AN 增大而導(dǎo)致接收機(jī)測(cè)得的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,使測(cè)試結(jié)果造成差異,。試驗(yàn)桌等輔助設(shè)備是試驗(yàn)場(chǎng)地有效性中不可分割的一部分,,因此建議,在選擇暗室輔助設(shè)施時(shí)選擇介電常數(shù)小的材質(zhì),,并進(jìn)行場(chǎng)地衰減的測(cè)量比較,,以保障各暗室測(cè)量結(jié)果的一致性。
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