輻射雜散騷擾實驗室間比對分析

孫迪，潘米甸，劉斌輝

（1.工業和信息化部電子第五研究所,廣州 511370 2.智能產品質量評價與可靠性保障技術工業和信息化部重點實驗室,廣州 511370）

引言

輻射雜散騷擾測試是評價無線通信設備在輻射發射方面的性能，對于無線通信設備的收發設備，要求其除工作頻率（即主頻）以外的頻率不能超過標準規定的限值，其目的就是為了防止對其他設備的工作頻率造成干擾，影響其他設備正常工作。無線通信設備是一種大功率發射的便攜式設備，其除有用信號外的雜散騷擾信號越少，該設備可能對外界造成的干擾就越小[1,2]。

輻射雜散騷擾測試是CCC 型式試驗中的重要檢測項目之一，在所有的無線通信設備（各種制式的2G、3G、4G 及5G 的無線通信設備）型式試驗檢測標準中都有涉及，如GB/T 22450.1-2008、YD/T 1592.1-2012、YD/T 1595.1-2012、YD/T 2583.14-2013、GB/T 19484.1-2013和YD/T 2583.18-2019等標準中都有此項檢測項目。在型式試驗檢測過程中經常會遇到輻射雜散騷擾測試不合格現象，但是客戶送樣檢測前已經進行過輻射雜散摸底測試是合格的，這就說明不同實驗室間的測試數據存在差異，因此需要開展實驗室間比對測試，以確保不同實驗室測試數據的一致性。

采用相同的比對梳狀信號發生器在不同的實驗室之間進行輻射雜散騷擾比對測試，通過測試結果對不同實驗室的場地及測試系統進行評估。比對測試作為實驗室質量控制和驗證的一種重要手段，通過比對數據分析，查找問題并解決問題，確保各實驗室測試場地的可靠以及測試結果的準確性。

1 輻射雜散騷擾比對測試方案

1.1 比對樣品的選擇

由于電磁兼容檢測的特殊性，常規的測試樣品無法保證每次工作時的頻譜特性一致，因此選擇輸出穩定，并且可重復測量的梳狀信號發生器作為實驗室間比對樣品，梳狀信號發生器的工作頻率：50 MHz～18 GHz，頻率步長選擇Step1（80 MHz），注意測試時不接充電器。

1.2 比對測試方法、測試布置及測試設置

測試方法參照YD/T 1483-2016[3]輻射雜散騷擾測試要求，使用全電波暗室，測試時將梳狀信號發生器置于轉臺中心，其中心與測試接收天線中心在同一水平面上。

測試布置示意圖，如圖1 所示。

圖1 輻射雜散騷擾測試布置圖

測試設置如下：

1）提前將梳狀信號發生器充滿電（充電過程中充電器紅燈常亮，充滿之后綠燈亮），避免測試過程中由于電量影響測試結果。

2）將梳狀信號發生器開關開啟，此時信號源指示燈（綠燈）處于閃爍狀態，將其置于1.5 m 高轉臺中心（正對測試天線高度位置）。

3）測試軟件腳本配置要求，如表1 所示。

表1 測試腳本配置要求

4）測試轉臺速度要求：不超過2.5 min/圈。

5）測試接收天線：只測試垂直極化。

6）需注意測試系統是否出現過載現象，必要時根據需求采取相應的措施，如在測試系統路徑上增加外置衰減器。

結果記錄：按照表2 中的頻點，記錄各個頻點最大測量到的Peak值并保存測試頻譜圖。

表2 梳狀信號發生器檢測結果表

2 輻射雜散騷擾測試儀器

由于測試場地和測試儀器對電磁兼容檢測的準確性起到關鍵性作用，應嚴格按照標準要求選用適合進行實驗室間比對測試的儀器設備[4]。測試布置參照圖1 進行。能力提供方實驗室和申請參比實驗室進行輻射雜散騷擾測試的儀器，如表3 和表4 所示。

表3 能力提供方實驗室進行輻射雜散騷擾測試的儀器

表4 申請參比實驗室進行輻射雜散騷擾測試的儀器

從兩家實驗室選用的儀器對比來看，能力提供方實驗室采用的R&S 輻射雜散騷擾測試系統，所用的儀器設備均為R&S 公司生產；申請參比實驗室所使用的儀器比較多樣，但也是目前電磁兼容測試的主流設備。兩家試驗選用的儀器完全符合GB/T 6113.101 標準的要求，可以作為實驗室間比對使用。

3 測試數據分析

電磁兼容測試結果與測試布置和測試設置密切相關，不同的測試布置和測試設置得到的測試結果可能不同，因此，比對測試應按照輻射雜散騷擾比對測試方案中提到的測試布置和測試設置進行測試，盡量做到不要因為測試布置和測試設置的不同而影響測試結果數據的一致性[5]。

記錄測試天線垂直方向時，梳狀信號發生器的輻射雜散騷擾數值并保存測試頻譜圖。申請參比實驗室測試頻譜如圖2 所示；能力提供方實驗室測試頻譜如圖3 所示。

圖2 申請參比實驗室輻射雜散騷擾測試數據

圖3 能力提供方實驗室輻射雜散騷擾測試數據

在測試過程中發現申請參比實驗室測試系統出現過載現象，所以在測試系統的路徑上增加了20 dB 的衰減器，故申請參比實驗室測試梳狀信號發生器的真值為測試軟件讀取到的值加上20 dB；能力提供方實驗室測試系統未出現過載現象，故測試軟件讀取到的值即為梳狀信號發生器的真值。

對測試結果進行數據分析，根據CNASGL002:2018[6]，采用 En值法進行統計分析。即：

式中：

x—申請參比實驗室測試結果；

X—能力提供方實驗室結果；

Ux—申請參比實驗室的擴展不確定度；

UX—能力提供方實驗室的擴展不確定度；

Ux和UX的包含因子k = 2。

對 En值，|E n| ≤ 1表明結果“滿意”；|E|n＞1表明結果“不滿意”。

申請參比實驗室輻射雜散騷擾測試項目測量不確定度為4.8 dB，能力提供方實驗室輻射雜散騷擾測試項目測量不確定度為4.5 dB。申請參比實驗室和能力提供方實驗室輻射雜散騷擾測試結果x 和X 及 En值，如表5 所示。通過|En| 值計算分析，可以得出所有測試的頻點|En|都小于1，如圖4 所示，表明申請參比的實驗室測試結果滿意。

表5 測試結果x 和X 及En 值

4 結束語

輻射雜散騷擾測試系統復雜，使用的測試儀器較多，進而影響測試結果準確性的因素多，不同實驗室的測試結果可能存在差異。實驗室定期與能力驗證提供方實驗室進行比對測試，當測試結果出現不滿意時，申請參比實驗室可以及時排查測試系統和測試設置，查找發現測試中遇到的問題，并及時采取糾正措施，保證實驗室出具的測試結果準確可信。