輻射騷擾測(cè)量中EUT接線方式不同對(duì)結(jié)果影響的分析

陳慶雄，張衛(wèi)華，朱憲宇，蔣笑林

（湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

電子行業(yè)的極速發(fā)展，電子系統(tǒng)和設(shè)備的發(fā)展方向?yàn)楦哳l率、高集成度、高精度等，導(dǎo)致各種設(shè)備產(chǎn)品所處的電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，無論在軍工行業(yè)產(chǎn)品上，民用、工業(yè)以及科學(xué)行業(yè)產(chǎn)品上的電磁兼容問題也受到了更大的重視，因此，進(jìn)行產(chǎn)品電磁兼容認(rèn)證性管理包括一系列關(guān)于電磁兼容性的檢測(cè)來感知降低電磁環(huán)境對(duì)電子設(shè)備的相互影響。輻射騷擾作為電磁兼容的一項(xiàng)重要檢測(cè)項(xiàng)目，是全球產(chǎn)品電磁兼容性認(rèn)證的重要組成部分，一般來說，輻射騷擾測(cè)試場(chǎng)地分為10m法半電波暗室、3m法半電波暗室以及開闊場(chǎng)地，而作為無爭(zhēng)議的開闊場(chǎng)測(cè)試場(chǎng)地來說，現(xiàn)如今的電磁環(huán)境帶來的干擾無法真實(shí)反應(yīng)產(chǎn)品的輻射數(shù)據(jù)，所以暗室成為測(cè)試輻射騷擾的主流場(chǎng)地，GB/T 6113.101-2008中要求，“如果其垂直極化和水平極化的NSA測(cè)量結(jié)果都落入理想場(chǎng)地的歸一化衰減的理論值的±4dB以內(nèi)，那么就應(yīng)該認(rèn)為該場(chǎng)地對(duì)于輻射電磁場(chǎng)的測(cè)量是可接受的”，對(duì)于暗室的驗(yàn)收設(shè)計(jì)和驗(yàn)收要求來說，NSA大多都在±3.5dB范圍內(nèi)，完全符合輻射騷擾測(cè)試要求，然而我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同樣符合要求的場(chǎng)地，輻射騷擾測(cè)試的數(shù)據(jù)差異并不如理論的±3dB范圍內(nèi)，有些數(shù)據(jù)曲線的走勢(shì)差異較大，本文從EUT接線方式不同的方面來研究輻射騷擾數(shù)據(jù)差異的一個(gè)方面。

1 暗室中輻射騷擾標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

（1）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及方法。電磁兼容中輻射騷擾項(xiàng)目的方法標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 9254-2008《信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測(cè)量方法》，按照臺(tái)式設(shè)備測(cè)試配置，EUT擺放在測(cè)試桌中央，離天線中心距為3m即測(cè)試距離，天線在1～4m內(nèi)升降，每個(gè)設(shè)定高度內(nèi)轉(zhuǎn)臺(tái)在0°～360°轉(zhuǎn)動(dòng)尋找最大值，測(cè)試天線分別處于水平極化和垂直極化狀態(tài)，測(cè)試時(shí)，記錄軟件記錄測(cè)試時(shí)接收機(jī)讀取的輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)最大值。

（2）EUT的不同接線方式。一般實(shí)驗(yàn)室在轉(zhuǎn)臺(tái)中央裝有接口板，接口板有通訊接口和電源接口，而接口板大多低于轉(zhuǎn)臺(tái)平面，所以在EUT接線方式上，實(shí)驗(yàn)室之間有很大的差異，其一為直接用線纜從轉(zhuǎn)臺(tái)中央電源接頭處連接至EUT；其二為在轉(zhuǎn)臺(tái)中央電源接頭處增加電源插排，平放在轉(zhuǎn)臺(tái)平面，再用線纜連接插排至EUT。在國(guó)內(nèi)的能力驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室之間的比對(duì)試驗(yàn)中，主持方采用的是電池供電的梳妝波發(fā)生器，在暗室NSA符合±3.5dB的情況下，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試得到的點(diǎn)頻頻率場(chǎng)強(qiáng)值和主持方給出的點(diǎn)頻頻率場(chǎng)強(qiáng)參考值之間的差異在±3dB范圍內(nèi)，就表示該實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證和比對(duì)的結(jié)果合格，在比對(duì)的全過程中都沒涉及實(shí)驗(yàn)室供電，也就根本無法考量實(shí)驗(yàn)室供電給輻射騷擾數(shù)據(jù)帶來的影響，而供電也是實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分，對(duì)輻射騷擾數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響包括濾波器的差異、整體供電系統(tǒng)差異以及接地方式差異等，我們實(shí)例來分析一下供電接線方式對(duì)輻射騷擾數(shù)據(jù)的影響。

（3）接線方式不同的差異。本文以一款開關(guān)電源（輸入單相220V、50Hz）為例，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室同樣的擺放方式，改變供電接線方式來進(jìn)行比較，選用3m法的半電波暗室，NSA在±3.5dB以內(nèi)，轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)試靜區(qū)為2m，測(cè)試天線為HL562E，測(cè)量頻率范圍為30MHz～1GHz，測(cè)量接收機(jī)為ESU 26，內(nèi)置預(yù)放，保證測(cè)試背景噪聲低于限值6dB以上。首先，采用轉(zhuǎn)臺(tái)中央直接取電方式，按照GB/T 9254-2008中定義臺(tái)式設(shè)備的測(cè)量方法，將EUT平放于80cm測(cè)試桌中央，EUT處于滿載狀態(tài)，連接EUT到供電端的電纜超長(zhǎng)部分在電纜的中心附近折疊后捆扎起來，折疊長(zhǎng)度為0.3～0.4m。EUT預(yù)熱30分鐘以后開始測(cè)試，消除EUT熱機(jī)帶來的影響。初始掃描狀態(tài)在轉(zhuǎn)臺(tái)0°～360°轉(zhuǎn)動(dòng)尋找峰值最大值，接收機(jī)處于最大值保持狀態(tài)，最終選取峰值減去限值的結(jié)果最小的三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)峰值分析，得出終測(cè)值，如圖1。

圖1 采用轉(zhuǎn)臺(tái)中央直接取電方式測(cè)量數(shù)據(jù)

同理，在同一個(gè)暗室采用同樣的設(shè)備配置，在轉(zhuǎn)臺(tái)中央電源接口增加電源插排一個(gè)，插排平放于轉(zhuǎn)臺(tái)平面，然后，將EUT電源連接電源插排供電，同樣將EUT預(yù)熱30min以后進(jìn)行測(cè)量，初始掃描狀態(tài)在轉(zhuǎn)臺(tái)0°～360°轉(zhuǎn)動(dòng)尋找峰值最大值，接收機(jī)處于最大值保持狀態(tài)，最終選取峰值減去限值的結(jié)果最小的四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)峰值分析，得出終測(cè)值，如圖2。

圖2 采用插排取電方式測(cè)量數(shù)據(jù)

2 測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比及差異分析

比對(duì)圖1和圖2，在測(cè)試曲線30MHz和100MHz之間，兩種取電方式得出的曲線在走勢(shì)上是一樣的，通過讀取62MHz的準(zhǔn)峰值看出，兩者的測(cè)試結(jié)果在該頻段是極為接近，即認(rèn)為接電方式對(duì)于該頻率段沒有很大的影響。而在100～200MHz，通過插排的接線方式的曲線走勢(shì)，相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)中央直接去電方式的曲線走勢(shì)都有明顯的往上臺(tái)的趨勢(shì)，特別在141MHz這個(gè)頻點(diǎn)讀取準(zhǔn)峰值來看，兩者的差異有5.17dB，影響因子即為接線方式引起的。而在200～1000MHz段，由于EUT為開關(guān)電源，在高頻部分基本沒有什么對(duì)外輻射可言，所以該頻率段基本為該暗室測(cè)試背景，不做評(píng)判。綜上所述，對(duì)于兩種接線方式，插排接線方式有一部分線纜是平鋪于轉(zhuǎn)臺(tái)平面上，由于轉(zhuǎn)臺(tái)平面是接地平面，所以在線纜與地之間產(chǎn)生了寄生電容和電感，在100～200MHz輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)值會(huì)有明顯的上揚(yáng)，說明這種接線方式對(duì)設(shè)備的輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試產(chǎn)生了很大的影響，這也說明不同的接線方式，對(duì)輻射場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)試結(jié)果影響是不可忽視的。

3 結(jié)語(yǔ)

面對(duì)這種情況，我們應(yīng)該怎么判定哪種接線方式才是標(biāo)準(zhǔn)的布置？根據(jù)GB/T 9254-2008的要求，電源線纜應(yīng)從試驗(yàn)桌邊自由垂落，而在線纜的下垂部分與水平接地平板（一般指轉(zhuǎn)臺(tái)）的間距應(yīng)該不小于40cm，如果在線纜無法避免地與水平接地平板間距小于40cm，比如，接插排引出供電接線，應(yīng)該在EUT與插排之間加入人工電源網(wǎng)絡(luò)的方式來消除地線對(duì)線纜的寄生電容和寄生電感給測(cè)量數(shù)據(jù)帶來的影響。由此可見，接線方式改變了線纜與參考地之間的分布電容和電感，會(huì)在一個(gè)頻率段對(duì)輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試值產(chǎn)生影響，所以，我們?cè)跍y(cè)試過程中，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的布置方式，才能消除一些對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的因子，這樣才能保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，能夠在相同的測(cè)試環(huán)境下保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，這對(duì)于電磁兼容輻射測(cè)試至關(guān)重要，因?yàn)檫@關(guān)系到產(chǎn)品抽查和產(chǎn)品摸底測(cè)試結(jié)果的一致性、可重復(fù)性。