桌子不能隨便糊弄！論試驗桌對輻射騷擾測量的影響

桌子不能隨便糊弄！論試驗桌對輻射騷擾測量的影響

摘 要 ：通過實驗研究試驗桌對輻射騷擾試驗的影響，尋找測試數(shù)據(jù)差異產(chǎn)生的原因及解決方法。

實驗結(jié)果表明，輻射騷擾測試時應(yīng)使用介電常數(shù)低的測試桌以減小不確定度。該研究對于電磁兼容測試中的輻射騷擾測量具有一定的參考價值和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：輻射騷擾；試驗桌；歸一化場地衰減；介電常數(shù)

隨著各國電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的推廣和實施，人們越來越重視產(chǎn)品的電磁兼容性問題，各大電子設(shè)備制造商也越來越注重產(chǎn)品的電磁兼容性測試，特別是電磁輻射騷擾是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。在輻射騷擾測試中，場地對測試結(jié)果的影響非常明顯。在不同的測試場地，相同的儀器儀表會得到不同的測量結(jié)果，所以各個暗室的測試數(shù)據(jù)存在著差異。EN55022:2010是歐洲旨在對適用范圍內(nèi)的信息技術(shù)設(shè)備無線電騷擾電平給出統(tǒng)一要求的試驗標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了騷擾限值、測量方法、運(yùn)行條件和結(jié)果的處理要求。EN 55022:2010 輻射騷擾試驗中，臺式設(shè)備要求放置在非金屬的桌子上，如圖1所示。標(biāo)準(zhǔn)中只提到桌面的大小通常為1.5m×1.0m，而對試驗桌的材質(zhì)沒有明確規(guī)定。由于不同材料制作的試驗桌介電常數(shù)不同，導(dǎo)致輻射騷擾測試結(jié)果不同。本文就試驗桌對輻射騷擾測量的影響進(jìn)行定量分析。

一、試驗桌對場地性能的影響

EN 55022:2010 規(guī)定，輻射騷擾試驗要在開闊試驗場地進(jìn)行。開闊試驗場地應(yīng)平坦、無架空電力線、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，并使天線、受測設(shè)備和反射物體之間有足夠的間隔。但是隨著社會的發(fā)展，要尋找一塊符合要求的理想場地十分困難，所以電波暗室作為開闊試驗場的可替換場地被廣泛應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，歸一化場地衰減（簡稱NSA）是證明電波暗室是否能獲得有效結(jié)果的關(guān)鍵指標(biāo)。電波暗室是為模擬開闊試驗場地而建造的，電波暗室的歸一化場地衰減應(yīng)該與開闊場地的差值小于4dB，以證明兩者的相似程度。

采用歸一化場地衰減試驗方法驗證試驗桌對試驗結(jié)果的影響，如下圖所示↓↓↓

在10m暗室無測試桌的情況下，用信號源分別通過雙錐天線（頻率30~250MHz）和對數(shù)天線（頻率250~1000MHz）發(fā)射電磁波。用接收機(jī)和另一組雙錐天線和對數(shù)天線測得一組場地衰減數(shù)據(jù)。歸一化場地衰減的計算公式

A_N = V_T - V_R - AF_T - AF_R - ΔAF_TOT

式中：V_T —— 發(fā)射天線輸入電壓，dBμV； V_R —— 接收天線輸出電壓，dBμV； AF_T —— 發(fā)射天線的天線系數(shù)，dB； AF_R ——接收天線的天線系數(shù)，dB；

ΔAF_TOT —— 互阻抗修正系數(shù)，dB（僅適用 于用偶極子天線測量、且測量距離為 3 m 時的情況， 除此之外，ΔAF_TOT = 0）

表 1 雙錐天線和對數(shù)天線測得的場地衰減數(shù)據(jù)

表 1 中，A_ideal 為標(biāo)準(zhǔn)的歸一化場地衰減值，偏差為 A_ideal 減去 A_N，且均小于 4 dB。

然后分別在采用泡沫桌和木桌情況下測得另兩組場地衰減數(shù)據(jù)，如圖 3 和圖 4 所示。

圖 3 泡沫桌場地衰減數(shù)據(jù)測量之一

圖4 木桌場地衰減數(shù)據(jù)測量之一 

對三組場地衰減數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如圖 5 所示。 

圖 5 場地衰減數(shù)據(jù)比較

二、試驗桌對輻射騷擾試驗測量結(jié)果的影響分析

現(xiàn)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 泡沫桌場地衰減數(shù)據(jù)測量之二

圖 7 木桌場地衰減數(shù)據(jù)測量之二

測試得到的數(shù)據(jù)如圖 8 所示。

從圖 8 中可看出，在頻率范圍 700~900 MHz 輻射騷擾試驗結(jié)果存在較大差異，其中在 800 MHz 處差異達(dá)到了 5.3 dB，而在 GB/T 6113.402-2006《無線 電騷擾和抗擾度測量設(shè)備和測量方法規(guī)范第 4-2 部分：不確定度、統(tǒng)計學(xué)和限值建模測量設(shè)備和設(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。可見不同材質(zhì)試驗桌造成的輻射騷擾差異超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不確定度。