基于復雜電磁環境下無線接收機電磁兼容測試技術探討

黎俊明

（廣州海格通信集團股份有限公司，廣東廣州，510663）

0 引言

外部復雜的電磁環境作為無線接收機的最主要影響因素，會通過不同頻率干擾信號的組合造成更多、更復雜的信號干擾，當組合信號頻率正好處于無線接收機的接收通帶時，無線接收機會形成虛假響應，影響接收機的正常工作，對于整個系統和設備的性能也將造成直接影響。因此，進行無線接收機電磁兼容特性的研究對于提高無線接收機的電磁環境適應性具有重要意義，因此在復雜電磁環境下無線接收機電磁兼容測試技術的研究也逐漸增多。

1 相關理論概述

1.1 電磁兼容

國際電工委員會針對電磁兼容進行了研究分析，最終定義為：設備在其運行過程和運行環境中能夠正常工作，不會受到其他設備的影響，同時也不會對其他系統造成影響。常用衡量指標包括三個，EMI、EMS、EMC。

1.2 電磁兼容衡量指標

EMI是主要針對干擾源的衡量指標，磁場以及電場等干擾源通過電磁感應以及電流等耦合方式影響周圍的電磁設備以及電磁系統，可能會導致相關設備以及系統的性能下降，嚴重的情況下會導致其損壞。EMS是針對無線接收機等相應設備而言的電磁兼容衡量指標，主要反映設備不受周圍電磁環境影響的能力。EMC標準包括產品標準、通用標準、基本標準三類。其中產品標準是對于無線接收機等產品而言，主要對產品的允許值和測量方法進行了限制與規定，根據設備的不同性質制定相應的標準。比如產品標準可以按照電子設備應用場所進行分類：A類和B類；通用標準主要針對特定環境中產品的EMC標準值進行了規定；基本標注主要針對無線接收機等設備電磁兼容測試和測量方法進行了界定。

1.3 測試標準

電磁兼容技術不僅僅包括地磁場理論，另外還包括傳輸線理論以及天線理論，在進行測試標準的制定中正是基于這幾大理論。目前常用CISPR標準包括CISPR 11-CISPR 25總計15條標準，其和國標之間的轉換如下表所示。

表1 CISPR標準之間的國標轉換

2 無線接收機干擾源電磁兼容測試技術

2.1 RE測試技術（輻射干擾測試）

針對不同的樣品條件采用不同的輻射干擾技術，樣品條件包括干擾源的大小、電磁頻率等。

在頻段較低的測試中，9kHz-30MHz的測試樣品可以放置在大磁環天線中進行測試，對于30MHz-1GHz的測試樣品需要在SAC/OATS環境下進行電場特性進行測試，1GHz-30GHz測試樣品在FAC環境下進行電磁特性測試。在頻段較高的測試中，一般采用大磁環進行測試，可以利用遠天線法測試干擾的磁場強度。

2.2 CE（連續傳導干擾測試）

在進行連續傳導干擾測試的過程中，首先需要確定一個2m×2m的參考接地平面（如圖1所示），這種方式一般進行15kHz-30MHz測試頻段的對地共模干擾測試。一般屏蔽室內的環境噪聲相對較低，這樣可以直接采用屏蔽室內的垂直墻面以及水平地板來作為該測試手段的參考接地板（在連續傳導干擾測試中要求在屏蔽室內進行）。在進行連續傳導干擾測試中，通過信號電纜能夠將電信測試端口與阻抗穩定網絡進行相連，進行下一步的測試。

圖1 連續傳導干擾測試圖

2.3 斷續傳導干擾測試

斷續傳導干擾測試又被稱作喀嚦聲干擾測試，該種測試技術一般應用于家用電器的電磁兼容測試，一般在機械電子開關瞬時動作的過程中會產生斷續干擾，與連續干擾相比斷續干擾對人們的主觀感覺是不同的，主要以短脈沖形式存在。一般在斷續傳導干擾測試中需要針對規定的頻率范圍進行測試，包括160kHz、500kHz、1.4MHz和30MHz四個頻率值（相應規定頻率范圍等內容按照標準進行）。對于斷續傳導干擾測試而言，采用四分位法進行產品檢測，當測試干擾電平超過L限值的可計喀嚦聲數，不大于所測總數的四分之一的時候，才表征該產品合格。

2.4 Harm on ic（諧波電流測試）

干擾功率測試如圖所示，首先通過純凈電源給測試樣品進行供電，保證供電電流的純潔性。純凈電源給樣品供電之后會產生諧波電流，利用分流器進行樣品諧波電流的采樣，最終將采樣得到的諧波電流傳遞到諧波分析儀中，通過諧波分析儀對諧波進行分析測量與分析。在測量中，一般在開機的瞬間為避免干擾不會考慮開機10s瞬間產生的諧波，另外在測試中一般另加18次諧波測試進行分析。

圖2 干擾功率測試設備圖

3 無線接收機電磁兼容性能測試

3.1 RS（輻射電磁場抗擾度測試）

在無線接收機電磁兼容性能測試測試中，需要按照相應標準進行，常用標準是 GB 17626.3（IEC 6100-4-3）。

圖3 輻射電磁場抗擾度測試

輻射電磁場抗擾度測試原理和設備組成如圖3所示，進行輻射電磁場抗干擾測試需要布置均勻性好的電波暗室，尤其是對于低頻時場而言，另外需要對場進行校準，需要在對區域內75%的表面上場的幅值進行范圍規定，一般在標稱值的0-6dB范圍內。

3.2 CS（射頻場感應的傳導干擾抗擾度測試）

同樣，在無線接收器的電磁兼容測試中，還需要進行射頻場感應的傳導干擾抗擾度測試，一般按照GB 17626.6（IEC 6100-4-6）標準進行測試。

對于無線接收機而言，其尺寸與干擾頻率的波長相比要短得多，而對于無線接收器的電源線、通信線以及接口電纜等引線的長度和干擾頻率波長相當，在非常復雜的電磁環境下，引線會通過傳導等方式對無線接收器產生直接的干擾。

圖4 射頻場感應的傳導干擾抗擾度測試圖

在進行射頻場感應的傳導干擾抗擾度測試中，如圖4所示，一般有信號發生器、功率放大器、衰減器、CDN、M型耦合等組成。當對屏蔽電纜進行測試的時候，應該將干擾電流注入到屏蔽電纜的屏蔽層中；當對非屏蔽電纜進行測試的時候，直接將干擾信號注入到各條線上即可，另外在進行射頻場感應的傳導干擾抗擾度測試中還必須配備相應測試軟件進行。

4 結論

在電磁兼容的測試中，需要按照相應標準進行。隨著技術要求越來越高，對產品測試要求也升高，測試標準以及測試技術也在進行。本文主要針對干擾源以及無線接收機的電磁兼容測試進行了分析，希望在未來電磁兼容相關測試技術方面不斷發展與進步，也希望本文能夠提供一定的參考。

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