電磁兼容輻射騷擾測試結(jié)果比對分析

張鋼

廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院 廣東廣州 511447

由于普通的電子電器產(chǎn)品，其電學性能會隨著配置/位置/環(huán)境條件等諸多因素的改變而改變，無法呈現(xiàn)出穩(wěn)定的特點。故本文中將以標準正弦波發(fā)生器或者梳妝信號發(fā)生器來替代實際的電子電器產(chǎn)品，來分析檢測設備對測試結(jié)果的影響[1]。

1 輻射騷擾測試理論

理想的輻射測試場地，是一個地面為無限大的全反射平板，四周及頂部是一個全吸收的環(huán)境。圖1 是理論上的電磁兼容輻射測試示意圖：

從圖1 中我們可以清楚的看到，測試結(jié)果中包含了兩種路徑的分量：沿路徑d1傳播的直射分量和沿路徑d2傳播的地面反射分量。最終的測試結(jié)果是電場（V/m），電場滿足以下公式：

其中E 為電場，V 為源電壓，d 為測試距離。

對于水平投影測試距離分別為3 米和10 米的電波暗室而言，如果我們只考慮發(fā)射天線和接收天線等高（h1=h2），且忽略沿路徑d2 傳播的地面反射分量的情況下，則同一信號源在3 米和10米電波暗室的最終量測場強差異可以由以下公式推導：

備注：同一信號源A 相同。

這個結(jié)果也就是很多電磁兼容測試標準中使用到的3 米和10米測試距離測試結(jié)果相差10dB 的依據(jù)。但是這是在忽略的沿路徑d2傳播的地面反射分量和測試場地周圍其他反射，發(fā)射源和接收源等高的情況下得到的，加之3 米電波暗室和10 米電波暗室的低頻諧振特性明顯不同，故實際測試中3 米和10 米測試距離測試結(jié)果的差異絕非單一線性的10dB 差異，而會隨著頻率的變化而變化。圖2 是我們實際測試的一組在同一電波暗室3 米和10 米測試距離垂直極性測試結(jié)果的差異，以供參考[2]。

2 輻射騷擾測試場地差異

標準中為了保證不同測試場地（通常為電波暗室）之間測試結(jié)果的一致性，對測試場地的性能做出了明確的要求，即需要保證測試場地相關位置對電磁波的衰減需要在標準規(guī)定值的±4dB范圍內(nèi)。

這就意味著不同場地在忽略任何其他影響條件下，在同一測試頻率點可能造成的最大測試結(jié)果差異達到了8dB。針對這一問題，一些國際知名的廠商，往往會要求為其提供測試服務的測試機構(gòu)間進行實驗室比對，一般會要求測試結(jié)果在平均值的±3dB 內(nèi)。在保證所有測試場地符合標準要求的情況下，盡量做到各實驗室測試結(jié)果一致。

表1

3 輻射騷擾測試差異控制

在實際產(chǎn)品測試時，產(chǎn)品在測試桌上的布置，標準是有明確詳細的要求的，但是不同產(chǎn)品，其產(chǎn)生輻射的源頭的位置是不相同的。有的是沿測試樣品內(nèi)部纜線輻射出來的，如電源線、網(wǎng)線等，有的是直接從測試樣品外殼的非金屬縫隙輻射出來的。對于沿測試樣品內(nèi)部纜線輻射出來的騷擾，這時候的纜線，可以把它理解為一個發(fā)射天線。要在不同實驗室盡可能的做到纜線布置相同。除了基本的采用同一藍線外，還需要對纜線在測試桌上、地面上以及測試桌到地面的空中盡可能做到一致。如果發(fā)射天線的發(fā)射方向都變化了，就很難保證還在接收天線變化高度范圍內(nèi)1～4 米測試到最大值。對于直接從測試樣品外殼的非金屬縫隙輻射出來的騷擾，我們可以通過修正，保證一個具體樣品、具體的某一個騷擾，做到兩個實驗室測試結(jié)果一致。但是如果變換了這種立體的對應位置、或者頻率，就需要重新修正[3]。在實際操作中，為了方便產(chǎn)品研發(fā)測試，可以對一定立體空間范圍內(nèi)的暗室差異進行修正，以保證在該區(qū)域內(nèi)在某一測試場地通過則必然在另一測試場地通過。試驗測試信號源布置圖如下：

通過上述配置在兩個場地分別試驗，可得出修正因子，但這種修正因子會加大工程人員整改的難度。

4 特殊樣品測試注意事項

在測試實際產(chǎn)品過程中，我們會碰到一些本身會發(fā)生運動的樣品，還有一些產(chǎn)品的騷擾特性會發(fā)生周期性的變化，對于這一類信號，應盡可能的采用測試人員手動測試的方式。因為現(xiàn)有自動化測試程式無法對信號的類型進行判斷，依照自動測試程式，很容易發(fā)生沒有測試到其最差的騷擾值。另，對于此類型產(chǎn)品，測試的嚴謹度與測試時間成本成正比，我們往往需要花費2 到3 倍的測試時間才能測試到正確的測試結(jié)果。

5 結(jié)語

對于電磁兼容輻射發(fā)射測試，在實際產(chǎn)品檢驗過程中，是不可能做到不同測試場地測試結(jié)果的完全相同，只能通過工程技術人員依照標準及工程經(jīng)驗，嚴格控制不確定因素的各種變量，使不同測試場地間的測試結(jié)果盡可能一致。