电磁兼容测试场地与设备-半电波暗室的主要指标2
(1)场地电压驻波比
CISPR在2007年之前仅对1GHz以下频段的辐射骚扰测试场地进行了规定,而现行完整的CISPR标准规定了1GHz以上的测试方法,并对测试场地提出了相应的要求。提出了“场地电压驻波比”的概念,用于验证测试场地的新方法。而原有的30MHz~1GHz频率范围内归一化场地衰减的测量方法由于信号在不同频段的物理特性有所区别,不再适用于1GHz以上频率的场地测试。
用于1GHz以上测量的场地要**一个全电波暗室,由于半电波暗室的场地不具备自由空间条件,因此需要在接地平板上铺设额外的吸波材料,如图3-50所示。SVSWR方法的目的是检查被测空间的周边条件,即由接收天线3dB波束宽度形成的切线W所提供的自由空间条件。
SVSWR是由反射信号与直射信号路径引起的*大接收电压与*小接收电压之比,用分贝表示式:

图3-51场地电压驻波比的测试位置示意图(俯视图)
F6:接收天线开始 3.0m 处 |
R6:Test Volume 的右端开始对于接收天线 40cm处前方 |
F5:接收天线开始 F6+2cm 处 |
R5:接收天线开始 R6+2cm 处 |
F4:接收天线开始 F6+10cm 处 |
R4:接收天线开始 R6+10cm 处 |
F3:接收天线开始 F6+18cm 处 |
R3:接收天线开始 R6+18cm 处 |
F2:接收天线开始 F6+30cm 处 |
R2:接收天线开始 R6+30cm 处 |
F1:接收天线开始 F6+40cm 处 |
R1:接收天线开始 R6+40cm 处 |
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C6:Test Volume(T/T)中心 |
L6:Test Volume 的左端开始对于接收天线 40cm 处前方 |
C5:接收天线开始 C6+2cm 处 |
L5:接收天线开始 L6+2cm 处 |
C4:接收天线开始 C6+10cm 处 |
L4:接收天线开始 L6+10cm 处 |
C3:接收天线开始 C6+18cm 处 |
L3:接收天线开始 L6+18cm 处 |
C2:接收天线开始 C6+30cm 处 |
L2:接收天线开始 L6+30cm 处 |
C1:接收天线开始 C6+40cm 处 |
L1:接收天线开始 L6+40cm 处 |

图3-52场地电压驻波比的测试位置示意图(侧视图)
当 VSWR(SVSWR)≤4dB时,则场地是符合要求的。对场地驻波比的测量有如下规定:
① 对于3m测量距离的半电波暗室,推荐吸波材料的*小面积是1.6m×1.6m,将它们放在 EUT空间的边界和接收天线之间的中间地段。如果场地校验失败,应该增加这个区域,首先是沿着两个天线之间的轴,然后是与它垂直方位。
② 为了模拟EUT所表现的低指向性,用作发射源的天线应具有全向性或者像偶极子天线那样的辐射方向图。接收天线必须是线性极化,而且应该与将来用于EUT发射测量的天线相同。
③ 测量应该在一个圆柱体的空间内进行,如图8-27所示要求在三个高度六个间隔激励发射天线的参考点,共18个位置上进行测量。
④ 测量可以使用自动扫频,也可以用步进测量。步进方式的步长≤50MHz。
⑤ 并在垂直和水平两个极化方向上分别测量。要注意接收天线与发射源必须处于同一高度,且测量信号至少大于本地噪声环境电平20dB。
⑥ 除距离接收天线D处的r1参考点外,其余r1~r6的15个点都应归算到D处的值。归算公式为
式中:Dhrp —为须归算点的距离值
Shrp —归算前在Dhrp处实测值
对于归算后的值,两种极化方向的值都应符合≤3.5dB要求。
⑦ 当需要减小测试空间时,吸收体应增加到转台但要注意允许EUT的*小空间是0.308m直径。至于需要验证场地时,只需要对*大和*小空间进行,而对于中间大小的测试空间,允许在*大和*小测试空间的结果之间作内插运算。
(2)测试面场均匀性
测试面场均匀性是为在暗室中进行射频辐射抗扰度测试而制定的参数。测试时需在EUT处产生规定的场强,考察是否会引起EUT工作性能下降。由于EUT表面有一定范围,所以在EUT区域内规定了一个1.5m×1.5m 的垂直平面,要求该平面上场强均匀。这就是测试面场的均匀性。具体做法是:把该面均匀划分16个点,如图3-53所示。然后按图3-54所示布置,用各向同性探头测量每个点的场强,取数值*接近的12个数值,剔除另外4个。12个值中,*大和*小的差值小于6dB,则认为该测试面场是均匀的。可以进行电磁辐射敏感度的检测。

图3-53 均匀区16点测试位置

图3-54辐射场均匀性测试示意图
在均匀性测试时,要求在发射天线与EUT间的地面上铺设可移动式吸波材料,防止地面反射影响场的均匀性。此外,各向同性场强探头应采用光缆与场强仪相连。
同样地,场均匀性测量应是多频率(80MHz~1GHz,频率步长不大于10%)、多位置(16个点)、多极性(垂直极化、水平极化)的测量。如果有条件可以使用自动测量系统,通过软件配合的方式可以在较短的时间内完成16个位置的测量,大大降低该项测试项目所花费的时间和人力。
特别提示:暗室的性能极大的依赖于暗室的设计.建造以及吸波材料的选择等。一旦建造完成,将很难进行大的修改。因此,设计阶段应尽量考虑周全合理。建造时应确保施工工艺到位,才能使暗室一次性通过测试。
(3)背景噪声
测试环境中的背景电磁噪声是评判一个半电波暗室性能的一项重要指标。根据多数标准要求,背景噪声应低于测试限值6dB。鉴于噪声电平可能影响到实际骚扰发射的测量,一般建议在有条件的情况下,背景噪声*好低于限值20dB以上,越低越好。
特别提示:我们在设计半电波暗室时,一般都将CISPR22 Class B限值作为测试限值的基础依据。
背景噪声产生的来源十分广泛,一般我们认为来自于两类:
**类:环境引入的噪声
因暗室的人员与EUT出入口、供电、通讯、信号传递、暖通以及音视频监控等需要,在接口的位置选取与安装处理中会引入这些设备的电磁发射或外部环境中的电磁干扰;
**类:测量系统引入的噪声
我们在辐射发射测量时,使用到的测量系统涵盖测量天线、馈线、测量接收机等设备,其自身特性以及本机噪声同样会对测量数据造成影响,该类噪声原则上无法避免,也成为很多高等级标准在测量过程中容易出现本底噪声过高的问题。
特别提示:由于测量系统自身设备性能局限而引入的噪声,我们可以通过增加前置信号放大器的配备,对其进行有效改善。大型***实验室普遍使用进口的前置放大器,如R&S和SCHWARZBECK等。而随着放大器技术的日益成熟,国产前置放大器也越来越多地在各中小型及企业的电磁兼容实验室中使用,代表性的产品有上海申瓦机电科技有限公司生产的前置信号放大器。