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電磁兼容測試場地與設(shè)備-半電波暗室的主要指標(biāo)2

日期:2024-09-17 00:50
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摘要: (1)場地電壓駐波比 CISPR在2007年之前僅對1GHz以下頻段的輻射騷擾測試場地進(jìn)行了規(guī)定,而現(xiàn)行完整的CISPR標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了1GHz以上的測試方法,并對測試場地提出了相應(yīng)的要求。提出了“場地電壓駐波比”的概念,用于驗(yàn)證測試場地的新方法。而原有的30MHz~1GHz頻率范圍內(nèi)歸一化場地衰減的測量方法由于信號在不同頻段的物理特性有所區(qū)別,不再適用于1GHz以上頻率的場地測試。 用于1GHz以上測量的場地要**一個全電波暗室,由于半電波暗室的場地不具備自由空間條件,因此需要在接地平板上鋪設(shè)額外的吸波材料,如圖3-50所...

(1)場地電壓駐波比

    CISPR在2007年之前僅對1GHz以下頻段的輻射騷擾測試場地進(jìn)行了規(guī)定,而現(xiàn)行完整的CISPR標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了1GHz以上的測試方法,并對測試場地提出了相應(yīng)的要求。提出了“場地電壓駐波比”的概念,用于驗(yàn)證測試場地的新方法。而原有的30MHz~1GHz頻率范圍內(nèi)歸一化場地衰減的測量方法由于信號在不同頻段的物理特性有所區(qū)別,不再適用于1GHz以上頻率的場地測試。

    用于1GHz以上測量的場地要**一個全電波暗室,由于半電波暗室的場地不具備自由空間條件,因此需要在接地平板上鋪設(shè)額外的吸波材料,如圖3-50所示。SVSWR方法的目的是檢查被測空間的周邊條件,即由接收天線3dB波束寬度形成的切線W所提供的自由空間條件。


SVSWR是由反射信號與直射信號路徑引起的*大接收電壓與*小接收電壓之比,用分貝表示式:

 


3-51場地電壓駐波比的測試位置示意圖(俯視圖)

F6:接收天線開始 3.0m

R6Test Volume 的右端開始對于接收天線 40cm處前方

F5:接收天線開始 F62cm

R5:接收天線開始 R62cm

F4:接收天線開始 F610cm

R4:接收天線開始 R610cm

F3:接收天線開始 F618cm

R3:接收天線開始 R618cm

F2:接收天線開始 F630cm

R2:接收天線開始 R630cm

F1:接收天線開始 F640cm

R1:接收天線開始 R640cm

 

 

C6Test Volume(T/T)中心

L6Test  Volume 的左端開始對于接收天線 40cm 處前方

C5:接收天線開始 C62cm

L5:接收天線開始 L62cm

C4:接收天線開始 C610cm

L4:接收天線開始 L610cm

C3:接收天線開始 C618cm

L3:接收天線開始 L618cm

C2:接收天線開始 C630cm

L2:接收天線開始 L630cm

C1:接收天線開始 C640cm

L1:接收天線開始 L640cm

 


3-52場地電壓駐波比的測試位置示意圖(側(cè)視圖)

 

當(dāng) VSWR(SVSWR)≤4dB,則場地是符合要求的。對場地駐波比的測量有如下規(guī)定:

對于3m測量距離的半電波暗室,推薦吸波材料的*小面積是1.6m×1.6m,將它們放在 EUT空間的邊界和接收天線之間的中間地段。如果場地校驗(yàn)失敗,應(yīng)該增加這個區(qū)域,首先是沿著兩個天線之間的軸,然后是與它垂直方位。

為了模擬EUT所表現(xiàn)的低指向性,用作發(fā)射源的天線應(yīng)具有全向性或者像偶極子天線那樣的輻射方向圖。接收天線必須是線性極化,而且應(yīng)該與將來用于EUT發(fā)射測量的天線相同。

測量應(yīng)該在一個圓柱體的空間內(nèi)進(jìn)行,如圖8-27所示要求在三個高度六個間隔激勵發(fā)射天線的參考點(diǎn),共18個位置上進(jìn)行測量。

測量可以使用自動掃頻,也可以用步進(jìn)測量。步進(jìn)方式的步長≤50MHz。

并在垂直和水平兩個極化方向上分別測量。要注意接收天線與發(fā)射源必須處于同一高度,且測量信號至少大于本地噪聲環(huán)境電平20dB。

除距離接收天線D處的r1參考點(diǎn)外,其余r1r615個點(diǎn)都應(yīng)歸算到D處的值。歸算公式為

 

式中:Dhrp 為須歸算點(diǎn)的距離值

Shrp  —?dú)w算前在Dhrp處實(shí)測值

對于歸算后的值,兩種極化方向的值都應(yīng)符合≤3.5dB要求。

當(dāng)需要減小測試空間時,吸收體應(yīng)增加到轉(zhuǎn)臺但要注意允許EUT的*小空間是0.308m直徑。至于需要驗(yàn)證場地時,只需要對*大和*小空間進(jìn)行,而對于中間大小的測試空間,允許在*大和*小測試空間的結(jié)果之間作內(nèi)插運(yùn)算。

 

(2)測試面場均勻性

    測試面場均勻性是為在暗室中進(jìn)行射頻輻射抗擾度測試而制定的參數(shù)。測試時需在EUT處產(chǎn)生規(guī)定的場強(qiáng),考察是否會引起EUT工作性能下降。由于EUT表面有一定范圍,所以在EUT區(qū)域內(nèi)規(guī)定了一個1.5m×1.5m  的垂直平面,要求該平面上場強(qiáng)均勻。這就是測試面場的均勻性。具體做法是:把該面均勻劃分16個點(diǎn),如圖3-53所示。然后按圖3-54所示布置,用各向同性探頭測量每個點(diǎn)的場強(qiáng),取數(shù)值*接近的12個數(shù)值,剔除另外4個。12個值中,*大和*小的差值小于6dB,則認(rèn)為該測試面場是均勻的??梢赃M(jìn)行電磁輻射敏感度的檢測。


3-53 均勻區(qū)16點(diǎn)測試位置


3-54輻射場均勻性測試示意圖

在均勻性測試時,要求在發(fā)射天線與EUT間的地面上鋪設(shè)可移動式吸波材料,防止地面反射影響場的均勻性。此外,各向同性場強(qiáng)探頭應(yīng)采用光纜與場強(qiáng)相連。

同樣地,場均勻性測量應(yīng)是多頻率(80MHz~1GHz,頻率步長不大于10%)、多位置(16個點(diǎn))、多極性(垂直極化、水平極化)的測量。如果有條件可以使用自動測量系統(tǒng),通過軟件配合的方式可以在較短的時間內(nèi)完成16個位置的測量,大大降低該項測試項目所花費(fèi)的時間和人力。

特別提示:暗室的性能極大的依賴于暗室的設(shè)計.建造以及吸波材料的選擇等。一旦建造完成,很難進(jìn)行大的修改。因此,設(shè)計階段應(yīng)盡量考慮周全合理。建造時應(yīng)確保施工工藝到位,才能使暗室一次性通過測試。

(3)背景噪聲

    測試環(huán)境中的背景電磁噪聲是評判一個半電波暗室性能的一項重要指標(biāo)。根據(jù)多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,背景噪聲應(yīng)低于測試限值6dB。鑒于噪聲電平可能影響到實(shí)際騷擾發(fā)射的測量,一般建議在有條件的情況下,背景噪聲*好低于限值20dB以上,越低越好。

特別提示:我們在設(shè)計半電波暗室時,一般都將CISPR22 Class B限值作為測試限值的基礎(chǔ)依據(jù)。

    背景噪聲產(chǎn)生的來源十分廣泛,一般我們認(rèn)為來自于兩類:

**類:環(huán)境引入的噪聲

因暗室的人員與EUT出入口、供電、通訊、信號傳遞、暖通以及音視頻監(jiān)控等需要,在接口的位置選取與安裝處理中會引入這些設(shè)備的電磁發(fā)射或外部環(huán)境中的電磁干擾;

**類:測量系統(tǒng)引入的噪聲

我們在輻射發(fā)射測量時,使用到的測量系統(tǒng)涵蓋測量天線、饋線、測量接收機(jī)等設(shè)備,其自身特性以及本機(jī)噪聲同樣會對測量數(shù)據(jù)造成影響,該類噪聲原則上無法避免,也成為很多高等級標(biāo)準(zhǔn)在測量過程中容易出現(xiàn)本底噪聲過高的問題。

特別提示:由于測量系統(tǒng)自身設(shè)備性能局限而引入的噪聲,我們可以通過增加前置信號放大器的配備,對其進(jìn)行有效改善。大型***實(shí)驗(yàn)室普遍使用進(jìn)口的前置放大器,如R&S和SCHWARZBECK等。而隨著放大器技術(shù)的日益成熟,國產(chǎn)前置放大器也越來越多地在各中小型及企業(yè)的電磁兼容實(shí)驗(yàn)室中使用,代表性的產(chǎn)品有上海申瓦機(jī)電科技有限公司生產(chǎn)的前置信號放大器。

 

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