電磁兼容測試中『試驗桌』對輻射騷擾測量的影響

隨著各國電磁兼容標準的推廣和實施，人們越來越重視產品的電磁兼容性問題，各（gè）大電（diàn）子設備製造商也越來越注重產品的電（diàn）磁兼容性測試，特別是電磁輻射騷擾（rǎo）是否達到相關標準要求。在輻射騷擾測試中，場地對測試（shì）結果（guǒ）的影響非常明顯。在（zài）不同的測試場（chǎng）地，相同的儀器儀表會得到不同的測量結果，所以（yǐ）各個暗室的測試數據存在著（zhe）差異（yì）。    EN55022:2010是歐洲旨在對適用範圍內的信（xìn）息技術設備無線電騷擾電平給出統一（yī）要求的試驗標準，規（guī）定了騷擾限值、測量方（fāng）法、運行（háng）條件和結果的處理要求。EN 55022:2010 輻射騷擾試驗中，台（tái）式設備要求放置在非金屬的桌子上，如圖1所示。標準中隻提到桌麵的大小通常為1.5m×1.0m，而（ér）對試驗桌的材（cái）質沒有明確規定。由於不同材料製作的試驗桌介電常數不同，導致輻射騷擾測試結果不同（tóng）。本文（wén）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（jià）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，並使（shǐ）天線（xiàn）、受測設（shè）備和反射物體之間（jiān）有足夠的間隔。但是隨著（zhe）社會的發展，要尋（xún）找一（yī）塊符合要求的（de）理想（xiǎng）場（chǎng）地十（shí）分困難，所以電波（bō）暗室作為（wéi）開闊試驗場的可替換（huàn）場地被廣泛應用。標準中規定，歸（guī）一化場地衰（shuāi）減（簡稱NSA）是證明電波暗（àn）室是否能獲得有效（xiào）結果的關鍵指標。電波暗室是為模擬開闊試驗（yàn）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於4dB，以證明兩（liǎng）者（zhě）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果的影響，如圖2所示。

在10m暗（àn）室無測試桌的情況下，用信號源（yuán）分別通過雙（shuāng）錐天線（頻率30~250MHz）和（hé）對數天線（頻率250~1000MHz）發射（shè）電磁波。用接收機和（hé）另一組雙錐天線（xiàn）和對數天線測得一組（zǔ）場地衰減數據。歸（guī）一化場地衰減的計算公式

AN = VT - VR - AFT - AFR - ΔAFTOT

式中：VT —— 發射天線輸入電壓，dBμV； VR —— 接收天（tiān）線輸（shū）出電壓，dBμV； AFT —— 發射（shè）天線的天線係數，dB； AFR ——接（jiē）收天線的（de）天（tiān）線（xiàn）係數，dB；

ΔAFTOT —— 互阻抗修正係數，dB（僅適用 於用偶極子天線測量、且測量距離為 3 m 時的情況， 除此之外，ΔAFTOT = 0）

表 1 雙錐（zhuī）天線和對數天線測得的場地衰減數據

表 1 中，Aideal 為標準的歸一化場地（dì）衰減值，偏差為 Aideal 減去 AN，且均小於（yú） 4 dB。

然後分別在采用泡沫桌和木桌情況下測（cè）得另兩（liǎng）組場地衰減數據，如圖 3 和（hé）圖 4 所示（shì）。

圖 3 泡沫桌（zhuō）場地衰減數據測量之一

圖4 木桌場地衰減數據測量（liàng）之（zhī）一（yī） 

對三組場地衰（shuāi）減數據進行比較，如圖 5 所（suǒ）示。 

圖 5 場地衰減數據比較

現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（zhuō）場地衰減數據測量之二

圖 7 木桌場地衰減數據測量之二

測試得到的（de）數據如圖 8 所示。

從圖 8 中可看（kàn）出，在頻（pín）率範圍 700~900 MHz 輻射（shè）騷擾試驗結果存在（zài）較大差異，其（qí）中在（zài） 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（cè）量方法規範第 4-2 部分：不確定度、統計學和限值建模測量設備（bèi）和設（shè）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（kě）見不同材質試驗桌造成的輻射騷擾（rǎo）差異超出了標準規定的不確定度。

從（cóng）圖 5 和（hé）圖 8 中不難看出，不同材質的試驗桌產生最大（dà）差異的頻率相同，均在 700~900 MHz 之間。
由前述歸一化場衰減的計（jì）算公式可以得出：
     VR = VT - AFT - AFR - ΔAFTOT - AN

因泡沫的介電常數接近空氣，比木頭小，所以暗室使用泡沫桌時測得的（de）場地衰減數據與無測試（shì）桌相似（sì）；而當暗室使用木桌時，測（cè）得的場地衰減數據與無測（cè）試桌時（shí）的數據存（cún）在較（jiào）大差異。因木桌較大的（de）介電常（cháng）數（shù）使圖 5 中使用（yòng）木桌的暗室場地衰減 AN 偏大（dà）， 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（cháng）數材質製作的試（shì）驗桌等輔（fǔ）助設施時，會（huì）使場地衰減AN 增（zēng）大而導致接收機測得的電場強度減小，使測試結果造成差異。試驗桌等輔助設備是試驗場地（dì）有效性中不可分（fèn）割的一部分，因此建議，在選擇暗室輔助設施時選（xuǎn）擇介電常數（shù）小的（de）材質，並進行場地衰減的（de）測量比較，以保（bǎo）障各暗室測量結果的一致（zhì）性。