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（biāo）準的推廣和實施，人們（men）越來（lái）越（yuè）重視產品的電磁兼容性問題，各大電子設備（bèi）製造商也越來越注重產（chǎn）品的電磁兼容性測試，特別（bié）是電磁輻射（shè）騷擾是否達到相關標準要求。在輻射騷擾測試中，場地對測試結果的影響非常明顯。在不同（tóng）的測試場（chǎng）地（dì），相同的儀器儀表會得（dé）到不（bú）同（tóng）的（de）測（cè）量結果，所以各個暗室的測試數據存在著差異。    EN55022:2010是歐洲旨在對適用範圍內的信息技（jì）術設備無線電騷擾電平給出統一要求的試驗標（biāo）準，規定了騷（sāo）擾限值、測（cè）量方法、運行條件和結果的處理要求（qiú）。EN 55022:2010 輻射（shè）騷（sāo）擾試驗中，台式設備（bèi）要求（qiú）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（tōng）常為1.5m×1.0m，而對試驗桌的材質（zhì）沒有明確規定（dìng）。由於不同材（cái）料製作的試（shì）驗桌介電常數（shù）不同，導致輻（fú）射騷擾測試結果不同。本文就（jiù）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（zài）開闊試驗場地進行。開闊試驗場地（dì）應平坦（tǎn）、無架空電力線、附近無反射物（wù），場地足夠大，以便能在規定距（jù）離處放置天線，並使（shǐ）天線（xiàn）、受測（cè）設備和（hé）反射物體之間有足夠的間隔。但（dàn）是隨著社會的發展（zhǎn），要尋找一塊符合（hé）要求的理想場地（dì）十分困難，所以電波暗室作為開闊試驗場的（de）可替換場（chǎng）地被廣泛應用。標準（zhǔn）中規定（dìng），歸一化場（chǎng）地衰減（簡稱NSA）是證明電波暗室（shì）是否（fǒu）能獲得有效結果的關鍵（jiàn）指標。電波暗（àn）室是為模擬開（kāi）闊試驗（yàn）場地而建造的，電波暗室的歸一化場（chǎng）地衰減應該與開闊（kuò）場地的差值小（xiǎo）於4dB，以證明（míng）兩者的相似程度。
采用歸一（yī）化場地衰（shuāi）減（jiǎn）試驗方法驗證（zhèng）試驗桌對試驗結（jié）果的影響，如圖2所示。

在（zài）10m暗室無（wú）測試桌的情（qíng）況下，用信號源分別（bié）通過（guò）雙錐天線（頻率30~250MHz）和對（duì）數天線（頻率250~1000MHz）發（fā）射電磁波。用接收機和另一組雙錐（zhuī）天線和對數天線測得一組場地衰減數據。歸一（yī）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 —— 接收天線輸出電壓，dBμV； AFT —— 發射天線的（de）天（tiān）線（xiàn）係數，dB； AFR ——接收天線的天線係數，dB；

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

表（biǎo） 1 雙錐（zhuī）天線（xiàn）和對數天線測得的場地衰減數據

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

然後分別在采用泡沫（mò）桌和木桌情況（kuàng）下測得另（lìng）兩組場地衰減數據（jù），如圖（tú） 3 和圖 4 所示。

圖 3 泡沫桌場地衰減數據測量之一

圖4 木桌場地衰減數據測量之一 

對三組場地衰減數據進行比較（jiào），如圖 5 所示。 

圖 5 場地衰減（jiǎn）數據比（bǐ）較

現將同一（yī）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（shàng），接收天線在距離信號源 10 m 處分（fèn）別測量輻射騷擾。

圖 6 泡沫桌場地衰減數據測量之二

圖（tú） 7 木桌場地衰減數據測量之二

測試得到的數據如圖 8 所示。

從圖 8 中可看出，在頻率範圍 700~900 MHz 輻射騷擾試驗結果存在較大（dà）差異，其中在 800 MHz 處差異達到了 5.3 dB，而（ér）在 GB/T 6113.402-2006《無線電騷擾和抗擾度（dù）測量設備和測（cè）量方法規範第 4-2 部分：不確定度、統計學（xué）和限值建模測量設備和設施的不確定度》中提到，輻射騷擾測量的不確定度最大允許值為 5.2 dB。可見不（bú）同材質（zhì）試驗桌造成的輻射騷擾差異超出了標準規定的不確定度。

從圖 5 和圖 8 中不難看出，不同材質的試驗桌產生最大差異的頻率相同（tóng），均在 700~900 MHz 之間。
由前（qián）述歸一化場衰減的計算公（gōng）式可以得出：
     VR = VT - AFT - AFR - ΔAFTOT - AN

因泡沫的介（jiè）電常數接近空氣，比木頭小，所以暗室使用泡沫桌時測得的場地衰減數（shù）據與無（wú）測試桌相似；而當暗室使用木桌時，測（cè）得的場地衰減數據與無測試桌時的數據存在較大差異。因木桌較大的介電常數使圖（tú） 5 中使用木桌的暗室場地衰減 AN 偏大， 在AFT、AFR、ΔAFTOT 不變（biàn）的情況下接收機測得的（de）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數材質製作的試驗桌等輔助設（shè）施時，會使場地衰減AN 增大而導致接收機測得的電場強度減小，使（shǐ）測試結果造成差異。試（shì）驗桌（zhuō）等輔助設備是試驗場地有效性中不可分割（gē）的（de）一（yī）部分，因（yīn）此建（jiàn）議，在選擇暗室輔助設施時選擇介電常數小（xiǎo）的材質，並進行場地衰減的測量（liàng）比較，以保障各暗室測量結果的（de）一致性。