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射頻電磁場輻射抗擾度

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產(chǎn)品簡介

1射頻電磁場輻射抗擾度（RS）----目的與應(yīng)用場合1.1輻射抗擾度(RS)概述本標準主要介紹國際標準IEC61000-4-3:2006，對應(yīng)國家標準GB/T17626.3：2006《電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度》的試驗方法

詳細介紹

1 射頻電磁場輻射抗擾度（RS） ----

目的與應(yīng)用場合

1.1 輻射抗擾度(RS)概述

本標準主要介紹國際標準IEC61000-4-3:2006，對應(yīng)國家標準GB/T17626.3：2006《電磁兼容試驗和測量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗擾度》的試驗方法。

1.2 輻射抗擾度試驗?zāi)康暮蛻?yīng)用場合

本標準所涉及的主要騷擾源是來自80MHz~2000MHz以上頻率范圍頻輻射源產(chǎn)生的電磁場。比如電臺、電視臺、固定或移動式無線電發(fā)射臺以及各種工業(yè)輻射源產(chǎn)生的電磁場(目前該標準的上限頻率已經(jīng)提高到6000MHz，這與目前使用的無線通訊設(shè)備的頻率有關(guān)，很多無線通訊設(shè)備使用2.4GHz或者5.6GHz頻率)。在該電磁場中運行的電氣、電子設(shè)備會受到該電磁場的作用，從而影響設(shè)備的正常運行。所以，本標準的目的主要是建立一個評估射頻電磁場輻射抗擾度性能的公共參考，為有關(guān)產(chǎn)品的專業(yè)技術(shù)委員會或用戶和制造商提供一個基本參考。

2 射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗常見術(shù)語

2.1 電波暗室

安裝吸波材料用以降低內(nèi)表面電波反射的屏蔽室

2.2 半電波暗室

除地面安裝反射接地平板外，其余內(nèi)表面全部安裝吸波材料的屏蔽室。

2.3 天線

將射頻信號源功率發(fā)射到空間或者接收空間電磁能量并轉(zhuǎn)化為電信號的裝置。

2.4 遠場

由天線發(fā)生的功率密度近似地隨距離的平方呈反比關(guān)系的電磁場區(qū)域。

2.5 場強

場強用于遠場測量，測量可以是電場分量或磁場分量，可以V/m,A/m或W/m2表示。

2.6 極化

輻射電磁場電場向量的方向。

2.7 掃描

連續(xù)或步進掃過一段頻率范圍。

3 射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗等級及選擇

射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗等級

射頻電磁場輻射抗擾度

保護抵抗數(shù)字無線電話射頻輻射的試驗等級。

射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗等級

射頻電磁場輻射抗擾度

? 1類：低電磁輻射環(huán)境。位于1km以外的地方廣播臺/無線電電臺/電視臺和低功率的發(fā)射機/接收機所發(fā)射的電平為典型的低電平。

? 2類：中等電磁輻射環(huán)境。使用低功率便攜式發(fā)射接收機（典型額定值小于1W），但限定在設(shè)備附近使用，是一種典型的商業(yè)環(huán)境。

? 3類：嚴酷電磁發(fā)射環(huán)境。便攜式發(fā)射接收機（典型額定值2W或更大），可接近設(shè)備使用，但距離小于1m。設(shè)備附近有大功率廣播發(fā)射機和工、科、醫(yī)設(shè)備，是一種典型的工業(yè)環(huán)境。

? ×類：×是由協(xié)商或產(chǎn)品規(guī)范和產(chǎn)品標準規(guī)定的開放等級。

4 射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗設(shè)備

4.1?信號發(fā)生器

能覆蓋標準中所規(guī)定的頻段范圍，具備幅度和調(diào)制功能，能手動或自動掃描，掃描點的駐留時間以及測試的頻率-步長可以編程控制。

具備幅度調(diào)制功能（內(nèi)調(diào)制或外調(diào)制），調(diào)制度80%±5%，調(diào)制頻率為1kHz±10%的正弦波信號發(fā)生器輸出阻抗為50Ω信號發(fā)生器任何雜散譜線應(yīng)至少比載波電平低15dB

4.2 功率放大器

能夠放大未調(diào)制和已調(diào)制的射頻信號，給天線提供所需要的場強。能覆蓋標準中所規(guī)定的頻段范圍。放大器產(chǎn)生的諧波和失真電平比載波電平至少低15dB

4.3 場強輻射裝置

能夠覆蓋標準所規(guī)定的頻帶范圍

發(fā)射天線，在80M Hz~1000MHz頻帶內(nèi)可采用一個全頻段的復合天線或者采用組合天線（雙錐天線和對數(shù)周期天線）。1000MHz以上頻帶內(nèi)可采用喇叭天線。

TEM Cell或GTEM Cell

4.4 場強監(jiān)視系統(tǒng)

測量試驗中天線在被測設(shè)備上產(chǎn)生的電磁場的場強大小具備各相同相性，測量范圍滿足試驗要求能覆蓋標準所規(guī)定的頻率范圍

通過監(jiān)測試驗中場強探頭所測量的被測設(shè)備上產(chǎn)生的電磁場的場強大小來調(diào)節(jié)射頻信號發(fā)生器送到功率放大器的信號幅度，使被測設(shè)備上的電磁場大小維持在標準規(guī)定的范圍

4.5 功率監(jiān)視系統(tǒng)

能覆蓋標準所規(guī)定的頻率范圍

包括功率計和雙通道定向耦合器

通過功率監(jiān)測系統(tǒng)實時測量功率放大器的狀態(tài)，同時監(jiān)測入射功率和反射功率以滿足使被測設(shè)備上的場強的要求。

5?射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗方法

5.1?射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗方法

半電波暗室法

使用發(fā)射天線在除地面安裝反射接地平板外，其余內(nèi)表面全部安裝吸波材料的屏蔽室中進行輻射電磁場抗擾度的測試方法。

GTEM Cell

GTEM Cell吉赫茲橫電磁波室，其工作頻率范圍可以從直流到數(shù)吉赫茲，內(nèi)部可用場區(qū)較大，造價比較低，是用來替代電波暗室作輻射抗擾度的理想方案。

射頻電磁場輻射抗擾度

5.2 射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗場地的校準

試驗場地校準的目的是為確保試樣周圍的場充分均勻，以保證試驗結(jié)果的有效性。場地校準中用到的均勻場是一個假想的垂直平面，在該平面中電磁場的變化足夠小，其面積為1.5m×1.5m.對于半電波暗室，由于無法在接近參考地平面處建立均勻場，因此假想的均勻場立參考地面的高度不得低于0.8m，實際輻射抗擾度(RS)測試過程中，被測設(shè)備也盡可能放在同樣的高度。場校準的具體要求如下：

場地均勻性校準的目的是為今后試驗時的天線和被測設(shè)備的距離提供依據(jù)，優(yōu)先采用3m法。

場地均勻性校準是在被測設(shè)備沒有放入的情況下進行的，否則場的均勻性會因為被測設(shè)備的存在而產(chǎn)生畸變，場地校準時的布置如下圖所示

場地均勻性校準時，信號發(fā)生器不用1kHz正弦波80%幅度進行，而是直接將信號發(fā)生器產(chǎn)生的射頻信號送到功率放大器放大后經(jīng)天線發(fā)到測試場地。

場地均勻性校準時用各相同性的場強探頭放在1.5m見方的假想平面上，每隔0.5m作為一個測試點，總共16個點，如下圖所示場均勻性區(qū)域。要求在整個頻率范圍內(nèi)記錄所有16個點的場強，標準要求其中至少要有12個點的場強容差0~+6dB的范圍以內(nèi)，則認為在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)75%的表面場的幅值之差6dB，校準時所用的場強就作為實際測試時采用的場強。

如果被測設(shè)備表面大于1.5m×1.5m，那末可以采用局部照射法或者將發(fā)射天線在不同的位置進行校準，使得組合后的校準區(qū)域能夠覆蓋被測設(shè)備的表面。

輻射抗擾度(RS)試驗按照下圖的布置對半電波暗室進行場均勻性校準，校準時可以采用以下兩種方法的任意一種，使用未調(diào)制的載波信號對水平和垂直極化分別進行校準。校準時使用的場強至少為將要施加給被測設(shè)備的場強1.8倍，以確保放大器能處理調(diào)制信號而不飽和。兩種校準方法所得的結(jié)果是相同的。

射頻電磁場輻射抗擾度

A. 射頻電磁場輻射抗擾度(RS)恒定場強校準法

1. 將場強探頭放在上圖中16個點的任意一點上，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率到試驗頻率范圍的下限80M Hz。

2. 調(diào)節(jié)功率放大器的功率，使得場強探頭測到的場強等于測試時所需要的場強的1.8倍，并記錄此時發(fā)射天線的正向功率。

3. 以當前頻率的1%為增量增加頻率。

4. 重復步驟2和步驟3，直至下一頻率超出試驗頻率的上限頻率，最后在上限頻率處重復步驟2。

5. 將場強探頭移到16個點中的下一個測試點，重復進行步驟2到步驟5。

6. 將16個點的正向功率按升序排列。

7. 從讀數(shù)開始檢查，向下至少應(yīng)當有11個點的讀數(shù)在讀數(shù)的-6 dB ~+0dB容差以內(nèi)。

8. 如果沒有11個點的讀數(shù)在讀數(shù)的-6 dB ~+0dB容差范圍，按同樣的程序向下繼續(xù)檢查其他點的數(shù)據(jù)

9. 如果至少有12個點的讀數(shù)在讀數(shù)的-6 dB ~+0dB容差范圍，則停止檢查，并記錄這些讀數(shù)的正向功率值。

B. 射頻電磁場輻射抗擾度(RS)恒定功率校準法

1. 將場強探頭放在上圖中16個點的任意一點上，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率到試驗頻率范圍的下限80M Hz。

2. 調(diào)節(jié)功率放大器的功率，使得場強探頭測到的場強等于測試時所需要的場強的1.8倍，并記錄此時發(fā)射天線的正向功率以及此時的場強值。

3. 以當前頻率的1%為增量增加頻率。

4. 重復步驟2和步驟3，直至下一頻率超出試驗頻率的上限頻率，最后在上限頻率處重復步驟2。

5. 將場強探頭移到16個點中的下一個測試點，重復進行步驟2到步驟5，并記錄場強和施加的正向功率值。

6. 將16個點的場強值按升序排列。

7. 選擇某點的場強值作為參考，計算其他所有點與該點場強的差值。

8. 從場強的最小讀數(shù)開始檢查，向上至少應(yīng)當有11個點的讀數(shù)在最小讀數(shù)的-0 dB ~+6dB容差范圍。

9. 如果沒有11個點的讀數(shù)在-0 dB ~+6dB容差范圍，則按同樣的程序向上繼續(xù)檢查其他點的數(shù)據(jù)。

10. 如果至少有12個點的讀數(shù)在-0dB ~+6dB容差范圍，則停止檢查，從這些讀數(shù)中找出最小的場強值作為參考點。

11. 計算出建立該參考點的場強所需要的正向功率值。

5.3?射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗試驗布置以及測試方法

A. 射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗布置

臺式設(shè)備試驗布置

射頻電磁場輻射抗擾度

落地式設(shè)備試驗布置

射頻電磁場輻射抗擾度

B. 射頻電磁場輻射抗擾度(RS)試驗方法

被測設(shè)備與發(fā)射天線的距離優(yōu)先采用3米，該距離是指被測設(shè)備表面到雙錐天線的中心或?qū)?shù)周期天線的頂端的距離。輻射抗擾度(RS)試驗在對測量結(jié)果有異議的情況下，優(yōu)先采用3米距離測試。

臺式設(shè)備應(yīng)放在一個0.8米高的絕緣試驗桌上，落地式設(shè)備應(yīng)放在參考地平面上面0.1m高的絕緣支架上。

如果設(shè)備被設(shè)計為安裝在一個面板、支架和機柜上，那么它應(yīng)該在這種配置下進行測試。當需要用一種方式支撐測試樣品時，這種支撐應(yīng)由非金屬、非導電材料構(gòu)成，以防止引起場的畸變。

被測設(shè)備應(yīng)盡可能在實際工作狀態(tài)下運行，設(shè)備布線應(yīng)按照生產(chǎn)廠推薦的方式。如果廠商沒有規(guī)定，測試時應(yīng)當使用非屏蔽平行導線，從被測設(shè)備引出的連線在電磁場中暴露的距離為1米。過長的導線應(yīng)捆扎成1米長的感應(yīng)較小的線束。

輻射抗擾度(RS)試驗前應(yīng)當用場強探頭檢查所建立側(cè)場強是否滿足測試要求，發(fā)射天線、吸波材料和電纜的位置是否與場校準的布置一致。驗證合格后可以使用場校準中得到的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生試驗場強。

依次將被測設(shè)備的每個側(cè)面放在場校準的平面位置，分水平和垂直極化對被測設(shè)備施加測試場強。如果被測設(shè)備有幾個部分組成，當從各個側(cè)面進行試驗時，不需要改變?nèi)?nèi)部任一部件的位置。

用1kHz正弦波對射頻信號進行80%的幅度調(diào)制后，在選定的頻率范圍內(nèi)進行掃頻測試，在每個頻點上，調(diào)制后的射頻信號掃描的駐留時間不應(yīng)小于被測設(shè)備動作響應(yīng)所需要的時間，而且不得短于0.5s。對敏感點則應(yīng)個別考慮。

6 版國際標準IEC61000-4-3:2006與GB/T17626.3：2006的主要變化

要求檢查功放的線性特性

標準要求對功放的線性特性進行檢查，以確保放大器能處理調(diào)制信號而不飽和。檢查方法如下：

射頻電磁場輻射抗擾度

將信號源輸出信號減少5.1dB紀錄功率計的讀數(shù)，并計算與校準時前向功率的差值。

如果該差值大于5.1dB則說明功放非線性。

其中5.1dB來自：

射頻電磁場輻射抗擾度

規(guī)定了測量系統(tǒng)的諧波失真度必須小于6dB

測試系統(tǒng)包括信號發(fā)生器，功放，天線等，系統(tǒng)所產(chǎn)生的所有諧波必須比基波低6dB

測量頻率范圍擴展到6GHz

標準中將1.4GHz~2GHz擴展為1.4GHz~6GHz，主要考慮到更高頻率的無線通訊設(shè)備和其他發(fā)射體的廣泛使用，并且標準沒有規(guī)定在所有的頻段都采用一個試驗場強，具體情況應(yīng)當依據(jù)設(shè)備或產(chǎn)品使用或銷售的地點不同，測試的等級和頻率范圍也不同，這點由產(chǎn)品標準規(guī)定。

規(guī)定高于1GHz以上可以用較小的均勻窗代替1.5m×1.5m均勻場

當輻射抗擾度(RS)測試頻率高于1GHz以上時，可以用較小的均勻窗代替1.5m×1.5m均勻場，如下圖所示，可以在1米測試距離，用9個0.5m×0.5m均勻窗或0.5m×1.0m以及其他尺寸均勻窗代替1.5m×1.5m均勻場進行試驗。主要因為：隨著頻率的升高，所使用的天線不足以覆蓋整個1.5m×1.5m均勻場，另外隨著頻率的升高所需要的功放的費用也急劇上升。