摘 要：通過實驗研究試驗桌對輻射騷擾試驗的影響，尋找測試數(shù)據(jù)差異產(chǎn)生的原因及解決方法。 實驗結(jié)果表明，輻射騷擾測試時應使用介電常數(shù)低的測試桌以減小不確定度。該研究對于電磁兼容 測試中的輻射騷擾測量具有一定的參考價值和指導意義。

關(guān)鍵詞：輻射騷擾;歸一化場地衰減;介電常數(shù)

引言

　　隨著各國電磁兼容標準的推廣和實施，人們越來越重視產(chǎn)品的電磁兼容性問題，各大電子設備制造商也越來越注重產(chǎn)品的電磁兼容性測試，特別是電磁輻射騷擾是否達到相關(guān)標準要求。在輻射騷擾測試中，場地對測試結(jié)果的影響非常明顯。在不同的測試場地，相同的儀器儀表會得到不同的測量結(jié)果，所以各個暗室的測試數(shù)據(jù)存在著差異。EN55022:2010是歐洲旨在對適用范圍內(nèi)的信息技術(shù)設備無線電騷擾電平給出統(tǒng)一要求的試驗標準，規(guī)定了騷擾限值、測量方法、運行條件和結(jié)果的處理要求。EN 55022:2010 輻射騷擾試驗中，臺式設備要求放置在非金屬的桌子上，如圖1所示。標準中只提到桌面的大小通常為1.5m×1.0m，而對試驗桌的材質(zhì)沒有明確規(guī)定。由于不同材料制作的試驗桌介電常數(shù)不同，導致輻射騷擾測試結(jié)果不同。本文就試驗桌對輻射騷擾測量的影響進行定量分析。

　　1 試驗桌對場地性能的影響

　　EN 55022:2010 規(guī)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(guī)定距離處放置天線，并使天線、受測設備和反射物體之間有足夠的間隔。但是隨著社會的發(fā)展，要尋找一塊符合要求的理想場地十分困難，所以電波暗室作為開闊試驗場的可替換場地被廣泛應用。標準中規(guī)定，歸一化場地衰減(簡稱NSA)是證明電波暗室是否能獲得有效結(jié)果的關(guān)鍵指標。電波暗室是為模擬開闊試驗場地而建造的，電波暗室的歸一化場地衰減應該與開闊場地的差值小于4dB，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(jié)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(shù)天線(頻率250~1000MHz)發(fā)射電磁波。用接收機和另一組雙錐天線和對數(shù)天線測得一組場地衰減數(shù)據(jù)。歸一化場地衰減的計算公式：

　　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(shù)天線測得的場地衰減數(shù)

           表 1 中，Aideal 為標準的歸一化場地衰減值，偏差為 Aideal 減去 AN，且均小于 4 dB。然后分別在采用泡沫桌和木桌情況下測得另兩組場地衰減數(shù)據(jù)，如圖 3 和圖 4 所示。　　

            圖 3 泡沫桌場地衰減數(shù)據(jù)測量之一                                                            圖4 木桌場地衰減數(shù)據(jù)測量之一

　　對三組場地衰減數(shù)據(jù)進行比較，如圖 5 所示。

                 圖 5 場地衰減數(shù)據(jù)比較一

　　2 試驗桌對輻射騷擾試驗測量結(jié)果的影響分析

　　現(xiàn)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(shù)據(jù)測量之二                                                     圖 7 木桌場地衰減數(shù)據(jù)測量之二　　

　　測試得到的數(shù)據(jù)如圖 8 所示。

圖8 場地衰減數(shù)據(jù)比較二

　　從圖 8 中可看出，在頻率范圍 700~900 MHz 輻射騷擾試驗結(jié)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(guī)范第 4-2 部分：不確定度、統(tǒng)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(zhì)試驗桌造成的輻射騷擾差異超出了標準規(guī)定的不確定度。

　　3 結(jié)語

　　從圖 5 和圖 8 中不難看出，不同材質(zhì)的試驗桌產(chǎn)生最大差異的頻率相同，均在 700MHz~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(shù)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(shù)據(jù)與無測試桌相似;而當暗室使用木桌時，測得的場地衰減數(shù)據(jù)與無測試桌時的數(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(shù)材質(zhì)制作的試驗桌等輔助設施時，會使場地衰減AN 增大而導致接收機測得的電場強度減小，使測試結(jié)果造成差異。試驗桌等輔助設備是試驗場地有效性中不可分割的一部分，因此建議，在選擇暗室輔助設施時選擇介電常數(shù)小的材質(zhì)，并進行場地衰減的測量比較，以保障各暗室測量結(jié)果的一致性。

1、靜電放電模擬器

SESD 216（電壓范圍：200V~16.5kV）

SESD 230（電壓范圍：500V~30kV）

SESD 30000（電壓范圍：1kV~30kV）

ESD - Test System 30 kV

2、電磁兼容抗擾度測試系統(tǒng)

1）電快速瞬變脈沖群發(fā)生器

   SFT 1400-1: 125kHz / 5.0kV

   SFT 1420-1: 2MHz / 4.8kV

   SFT 2400: 125kHz / 5.0kV / 觸摸屏

   SFT 2420: 2MHz / 4.8kV / 觸摸屏

2）雷擊/浪涌發(fā)生器

   CWG 520: 3x400V / 16A

   CWG 1500: 1.2/50 μs_8/20μs / 4.4kV

   CWG 2500: 1.2/50 μs_8/20μs / 4.4kV / 觸摸屏

3)射頻場感應的傳導騷擾抗擾度測試系統(tǒng)

    CDG700-25（功率25w，頻率范圍100kHz - 250MHz）

    CDG700-75（功率75w，頻率范圍100kHz - 400MHz）

    CDG700-75-10（功率75w，頻率范圍10kHz - 250MHz）

4）磁場發(fā)生器和分析器

    MGA 1030（信號發(fā)生器DC-250 kHz）

5）共模傳導干擾模擬器

  PGA 1240（DC至300kHz頻率范圍）

6）絕緣和沖擊耐受電壓測試發(fā)生器

  PG 01-2000 （測試電壓4 kV – 10 kV，0,1 /2000μs的標準脈沖電壓波形）

7）電源故障模擬器

  VIS 1700（280Vac / 360Vdc）

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