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上海世復(fù)檢測技術(shù)服務(wù)有限公司

檢測認(rèn)證人脈交流通訊錄

  • 輻射抗擾度(RS)

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  • 對應(yīng)法規(guī)：IEC61000-4-3:2006 GB/T17626.3：2006 EN61000-4-3
    CNAS認(rèn)可項目：是
  • 1 目的與應(yīng)用場合
    ? ? ? 本標(biāo)準(zhǔn)主要介紹國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-3:2006，對應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.3：2006《電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗擾度》的試驗方法。
    1.2?輻射抗擾度試驗?zāi)康暮蛻?yīng)用場合
    ? ? ??本標(biāo)準(zhǔn)所涉及的主要騷擾源是來自80MHz~2000MHz以上頻率范圍內(nèi)射頻輻射源產(chǎn)生的電磁場。比如電臺、電視臺、固定或移動式無線電發(fā)射臺以及各種工業(yè)輻射源產(chǎn)生的電磁場(目前該標(biāo)準(zhǔn)的上限頻率已經(jīng)提高到6000MHz，這與目前使用的無線通訊設(shè)備的頻率有關(guān)，很多無線通訊設(shè)備使用2.4GHz或者5.6GHz頻率)。在該電磁場中運(yùn)行的電氣、電子設(shè)備會受到該電磁場的作用，從而影響設(shè)備的正常運(yùn)行。所以，本標(biāo)準(zhǔn)的目的主要是建立一個評估射頻電磁場輻射抗擾度性能的公共參考，為有關(guān)產(chǎn)品的專業(yè)技術(shù)委員會或用戶和制造商提供一個基本參考。
    ?
    2?輻射抗擾度試驗常見術(shù)語
    2.1 電波暗室
    ? ? ??安裝吸波材料用以降低內(nèi)表面電波反射的屏蔽室
    2.2 半電波暗室
    ? ? ??除地面安裝反射接地平板外，其余內(nèi)表面全部安裝吸波材料的屏蔽室。
    2.3 天線
    ? ? ??將射頻信號源功率發(fā)射到空間或者接收空間電磁能量并轉(zhuǎn)化為電信號的裝置。
    2.4 遠(yuǎn)場
    ? ? ??由天線發(fā)生的功率密度近似地隨距離的平方呈反比關(guān)系的電磁場區(qū)域。
    2.5 場強(qiáng)
    ? ? ??場強(qiáng)用于遠(yuǎn)場測量，測量可以是電場分量或磁場分量，可以V/m,A/m或W/m2表示。
    2.6 極化
    ? ? ??輻射電磁場電場向量的方向。
    2.7 掃描
    ? ? ??連續(xù)或步進(jìn)掃過一段頻率范圍。
    ?
    3?輻射抗擾度(RS)試驗等級及選擇
    輻射抗擾度(RS)試驗等級

    頻率范圍80MHz~1000MHz

    輻射抗擾度試驗等級

    輻射抗擾度試驗場強(qiáng)（V/m，場強(qiáng)未調(diào)制）

    1

    2

    3

    X

    1

    3

    10

    ???特定

    ?

    1）X是一個開放等級，可在產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定
    保護(hù)抵抗數(shù)字無線電話射頻輻射的試驗等級。
    輻射抗擾度試驗等級

    頻率范圍800MHz~960MHz以及1400MHz~2000MHz

    輻射抗擾度試驗等級

    試驗場強(qiáng)（V/m，場強(qiáng)未調(diào)制）

    1

    2

    3

    4

    X

    1

    3

    10

    30

    特定

    ?

    1）X是一個開放等級，可在產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定
    ?
    ? ? ??? 1類：低電磁輻射環(huán)境。位于1km以外的地方廣播臺/無線電電臺/電視臺和低功率的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)所發(fā)射的電平為典型的低電平。
    ? ? ??? 2類：中等電磁輻射環(huán)境。使用低功率便攜式發(fā)射接收機(jī)（典型額定值小于1W），但限定在設(shè)備附近使用，是一種典型的商業(yè)環(huán)境。
    ? ? ??? 3類：嚴(yán)酷電磁發(fā)射環(huán)境。便攜式發(fā)射接收機(jī)（典型額定值2W或更大），可接近設(shè)備使用，但距離小于1m。設(shè)備附近有大功率廣播發(fā)射機(jī)和工、科、醫(yī)設(shè)備，是一種典型的工業(yè)環(huán)境。
    ? ? ??? ×類：×是由協(xié)商或產(chǎn)品規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的開放等級。
    ?
    4　輻射抗擾度(RS)試驗設(shè)備
    4.1　信號發(fā)生器
    ? ? ??能覆蓋標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的頻段范圍，具備幅度和調(diào)制功能，能手動或自動掃描，掃描點(diǎn)的駐留時間以及測試的頻率-步長可以編程控制。
    ? ? ??具備幅度調(diào)制功能（內(nèi)調(diào)制或外調(diào)制），調(diào)制度80%±5%，調(diào)制頻率為1kHz±10%的正弦波信號發(fā)生器輸出阻抗為50Ω信號發(fā)生器任何雜散譜線應(yīng)至少比載波電平低15dB
    4.2 功率放大器
    ? ? ?能夠放大未調(diào)制和已調(diào)制的射頻信號，給天線提供所需要的場強(qiáng)。能覆蓋標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的頻段范圍。放大器產(chǎn)生的諧波和失真電平比載波電平至少低15dB
    4.3 場強(qiáng)輻射裝置
    ? ? ?能夠覆蓋標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的頻帶范圍
    ? ? ?發(fā)射天線，在80M Hz~1000MHz頻帶內(nèi)可采用一個全頻段的復(fù)合天線或者采用組合天線（雙錐天線和對數(shù)周期天線）。1000MHz以上頻帶內(nèi)可采用喇叭天線。
    TEM Cell或GTEM Cell
    4.4 場強(qiáng)監(jiān)視系統(tǒng)
    ? ? ?測量試驗中天線在被測設(shè)備上產(chǎn)生的電磁場的場強(qiáng)大小具備各相同相性，測量范圍滿足試驗要求能覆蓋標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的頻率范圍
    通過監(jiān)測試驗中場強(qiáng)探頭所測量的被測設(shè)備上產(chǎn)生的電磁場的場強(qiáng)大小來調(diào)節(jié)射頻信號發(fā)生器送到功率放大器的信號幅度，使被測設(shè)備上的電磁場大小維持在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍
    4.5 功率監(jiān)視系統(tǒng)
    ? ? ?能覆蓋標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的頻率范圍
    ? ? ?包括功率計和雙通道定向耦合器
    ? ? ?通過功率監(jiān)測系統(tǒng)實時測量功率放大器的狀態(tài)，同時監(jiān)測入射功率和反射功率以滿足使被測設(shè)備上的場強(qiáng)的要求。
    ?
    5　輻射抗擾度(RS)試驗方法
    5.1　輻射抗擾度(RS)試驗方法
    ? ? ?半電波暗室法
    ? ? ?使用發(fā)射天線在除地面安裝反射接地平板外，其余內(nèi)表面全部安裝吸波材料的屏蔽室中進(jìn)行輻射電磁場抗擾度的測試方法。
    GTEM Cell
    ? ? ?GTEM Cell吉赫茲橫電磁波室，其工作頻率范圍可以從直流到數(shù)吉赫茲，內(nèi)部可用場區(qū)較大，造價比較低，是用來替代電波暗室作輻射抗擾度的理想方案。

    ?

    ?

    ?
    5.2 試驗場地的校準(zhǔn)
    ? ? ?試驗場地校準(zhǔn)的目的是為確保試樣周圍的場充分均勻，以保證試驗結(jié)果的有效性。場地校準(zhǔn)中用到的均勻場是一個假想的垂直平面，在該平面中電磁場的變化足夠小，其面積為1.5m×1.5m.對于半電波暗室，由于無法在接近參考地平面處建立均勻場，因此假想的均勻場立參考地面的高度不得低于0.8m，實際輻射抗擾度(RS)測試過程中，被測設(shè)備也盡可能放在同樣的高度。場校準(zhǔn)的具體要求如下：
    場地均勻性校準(zhǔn)的目的是為今后試驗時的天線和被測設(shè)備的距離提供依據(jù)，優(yōu)先采用3m法。
    ? ? ?場地均勻性校準(zhǔn)是在被測設(shè)備沒有放入的情況下進(jìn)行的，否則場的均勻性會因為被測設(shè)備的存在而產(chǎn)生畸變，場地校準(zhǔn)時的布置如下圖所示
    ? ? ?場地均勻性校準(zhǔn)時，信號發(fā)生器不用1kHz正弦波80%幅度進(jìn)行，而是直接將信號發(fā)生器產(chǎn)生的射頻信號送到功率放大器放大后經(jīng)天線發(fā)到測試場地。
    ? ? ?場地均勻性校準(zhǔn)時用各相同性的場強(qiáng)探頭放在1.5m見方的假想平面上，每隔0.5m作為一個測試點(diǎn)，總共16個點(diǎn)，如下圖所示場均勻性區(qū)域。要求在整個頻率范圍內(nèi)記錄所有16個點(diǎn)的場強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)要求其中至少要有12個點(diǎn)的場強(qiáng)容差0~+6dB的范圍以內(nèi)，則認(rèn)為在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)75%的表面場的幅值之差6dB，校準(zhǔn)時所用的場強(qiáng)就作為實際測試時采用的場強(qiáng)。
    ? ? ?如果被測設(shè)備表面大于1.5m×1.5m，那末可以采用局部照射法或者將發(fā)射天線在不同的位置進(jìn)行校準(zhǔn)，使得組合后的校準(zhǔn)區(qū)域能夠完全覆蓋被測設(shè)備的表面。
    ? ? ?輻射抗擾度(RS)試驗按照下圖的布置對半電波暗室進(jìn)行場均勻性校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時可以采用以下兩種方法的任意一種，使用未調(diào)制的載波信號對水平和垂直極化分別進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)時使用的場強(qiáng)至少為將要施加給被測設(shè)備的場強(qiáng)1.8倍，以確保放大器能處理調(diào)制信號而不飽和。兩種校準(zhǔn)方法所得的結(jié)果是相同的。

    ?


    A. 恒定場強(qiáng)校準(zhǔn)法
    ? ? ?1. 將場強(qiáng)探頭放在上圖中16個點(diǎn)的任意一點(diǎn)上，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率到試驗頻率范圍的下限80M Hz。
    ? ? ?2. 調(diào)節(jié)功率放大器的功率，使得場強(qiáng)探頭測到的場強(qiáng)等于測試時所需要的場強(qiáng)的1.8倍，并記錄此時發(fā)射天線的正向功率。
    ? ? ? 3. 以當(dāng)前頻率的1%為最大增量增加頻率。
    ? ? ?4. 重復(fù)步驟2和步驟3，直至下一頻率超出試驗頻率的上限頻率，最后在上限頻率處重復(fù)步驟2。
    ? ? ?5. 將場強(qiáng)探頭移到16個點(diǎn)中的下一個測試點(diǎn)，重復(fù)進(jìn)行步驟2到步驟5。
    ? ? ?6. 將16個點(diǎn)的正向功率按升序排列。
    ? ? ?7. 從最大讀數(shù)開始檢查，向下至少應(yīng)當(dāng)有11個點(diǎn)的讀數(shù)在最大讀數(shù)的-6 dB ~+0dB容差以內(nèi)。
    ? ? ?8. 如果沒有11個點(diǎn)的讀數(shù)在最大讀數(shù)的-6 dB ~+0dB容差范圍，按同樣的程序向下繼續(xù)檢查其他點(diǎn)的數(shù)據(jù)
    ? ? ?9. 如果至少有12個點(diǎn)的讀數(shù)在最大讀數(shù)的-6 dB ~+0dB容差范圍，則停止檢查，并記錄這些讀數(shù)的最大正向功率值。
    B. 恒定功率校準(zhǔn)法
    ? ? ?1. 將場強(qiáng)探頭放在上圖中16個點(diǎn)的任意一點(diǎn)上，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率到試驗頻率范圍的下限80M Hz。
    ? ? ?2. 調(diào)節(jié)功率放大器的功率，使得場強(qiáng)探頭測到的場強(qiáng)等于測試時所需要的場強(qiáng)的1.8倍，并記錄此時發(fā)射天線的正向功率以及此時的場強(qiáng)值。
    ? ? ?3. 以當(dāng)前頻率的1%為最大增量增加頻率。
    ? ? ?4. 重復(fù)步驟2和步驟3，直至下一頻率超出試驗頻率的上限頻率，最后在上限頻率處重復(fù)步驟2。
    ? ? ?5. 將場強(qiáng)探頭移到16個點(diǎn)中的下一個測試點(diǎn)，重復(fù)進(jìn)行步驟2到步驟5，并記錄場強(qiáng)和施加的正向功率值。
    ? ? ?6. 將16個點(diǎn)的場強(qiáng)值按升序排列。
    ? ? ?7. 選擇某點(diǎn)的場強(qiáng)值作為參考，計算其他所有點(diǎn)與該點(diǎn)場強(qiáng)的差值。
    ? ? ?8. 從場強(qiáng)的最小讀數(shù)開始檢查，向上至少應(yīng)當(dāng)有11個點(diǎn)的讀數(shù)在最小讀數(shù)的-0 dB ~+6dB容差范圍。
    ? ? ?9. 如果沒有11個點(diǎn)的讀數(shù)在-0 dB ~+6dB容差范圍，則按同樣的程序向上繼續(xù)檢查其他點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
    ? ? ?10. 如果至少有12個點(diǎn)的讀數(shù)在-0dB ~+6dB容差范圍，則停止檢查，從這些讀數(shù)中找出最小的場強(qiáng)值作為參考點(diǎn)。
    ? ? ?11. 計算出建立該參考點(diǎn)的場強(qiáng)所需要的正向功率值。
    5.3　輻射抗擾度試驗試驗布置以及測試方法
    ? ? ? ?A.?輻射抗擾度(RS)試驗布置

    臺式設(shè)備試驗布置

    ?

    ? ? ?落地式設(shè)備試驗布置

    ?

    ?

    B.?輻射抗擾度(RS)試驗方法
    ? ? ??被測設(shè)備與發(fā)射天線的距離優(yōu)先采用3米，該距離是指被測設(shè)備表面到雙錐天線的中心或?qū)?shù)周期天線的頂端的距離。輻射抗擾度(RS)試驗在對測量結(jié)果有異議的情況下，優(yōu)先采用3米距離測試。

    ? ? ??臺式設(shè)備應(yīng)放在一個0.8米高的絕緣試驗桌上，落地式設(shè)備應(yīng)放在參考地平面上面0.1m高的絕緣支架上。如果設(shè)備被設(shè)計為安裝在一個面板、支架和機(jī)柜上，那么它應(yīng)該在這種配置下進(jìn)行測試。當(dāng)需要用一種方式支撐測試樣品時， ? ? 這種支撐應(yīng)由非金屬、非導(dǎo)電材料構(gòu)成，以防止引起場的畸變。被測設(shè)備應(yīng)盡可能在實際工作狀態(tài)下運(yùn)行，設(shè)備布線應(yīng)按照生產(chǎn)廠推薦的方式。如果廠商沒有規(guī)定，測試時應(yīng)當(dāng)使用非屏蔽平行導(dǎo)線，從被測設(shè)備引出的連線在電磁場中暴露的距離為1米。過長的導(dǎo)線應(yīng)捆扎成1米長的感應(yīng)較小的線束。

    ? ? ?輻射抗擾度(RS)試驗前應(yīng)當(dāng)用場強(qiáng)探頭檢查所建立側(cè)場強(qiáng)是否滿足測試要求，發(fā)射天線、吸波材料和電纜的位置是否與場校準(zhǔn)的布置一致。驗證合格后可以使用場校準(zhǔn)中得到的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生試驗場強(qiáng)。

    ? ? ?依次將被測設(shè)備的每個側(cè)面放在場校準(zhǔn)的平面位置，分水平和垂直極化對被測設(shè)備施加測試場強(qiáng)。如果被測設(shè)備有幾個部分組成，當(dāng)從各個側(cè)面進(jìn)行試驗時，不需要改變?nèi)?nèi)部任一部件的位置。? ? ?用1kHz正弦波對射頻信號進(jìn)行80%的幅度調(diào)制后，在選定的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行掃頻測試，在每個頻點(diǎn)上，調(diào)制后的射頻信號掃描的駐留時間不應(yīng)小于被測設(shè)備動作響應(yīng)所需要的時間，而且不得短于0.5s。對敏感點(diǎn)則應(yīng)個別考慮。

    6 最新版國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-3:2006與GB/T17626.3：2006的主要變化? ? ?要求檢查功放的線性特性? ? ?最新標(biāo)準(zhǔn)要求對功放的線性特性進(jìn)行檢查，以確保放大器能處理調(diào)制信號而不飽和。檢查方法如下：

    ?

    ?

    將信號源輸出信號減少5.1dB紀(jì)錄功率計的讀數(shù)，并計算與校準(zhǔn)時前向功率的差值。
    如果該差值大于5.1dB則說明功放非線性。
    其中5.1dB來自：

    ?
    ? ? ?規(guī)定了測量系統(tǒng)的諧波失真度必須小于6dB
    ? ? ?測試系統(tǒng)包括信號發(fā)生器，功放，天線等，系統(tǒng)所產(chǎn)生的所有諧波必須比基波低6dB
    ? ? ?測量頻率范圍擴(kuò)展到6GHz
    ? ? ?標(biāo)準(zhǔn)中將1.4GHz~2GHz擴(kuò)展為1.4GHz~6GHz，主要考慮到更高頻率的無線通訊設(shè)備和其他發(fā)射體的廣泛使用，并且標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定在所有的頻段都采用一個試驗場強(qiáng)，具體情況應(yīng)當(dāng)依據(jù)設(shè)備或產(chǎn)品使用或銷售的地點(diǎn)不同，測試的等級和頻率范圍也不同，這點(diǎn)由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
    ? ? ?規(guī)定高于1GHz以上可以用較小的均勻窗代替1.5m×1.5m均勻場
    ? ? ? 當(dāng)輻射抗擾度(RS)測試頻率高于1GHz以上時，可以用較小的均勻窗代替1.5m×1.5m均勻場，如下圖所示，可以在1米測試距離，用9個0.5m×0.5m均勻窗或0.5m×1.0m以及其他尺寸均勻窗代替1.5m×1.5m均勻場進(jìn)行試驗。主要因為：隨著頻率的升高，所使用的天線不足以覆蓋整個1.5m×1.5m均勻場，另外隨著頻率的升高所需要的功放的費(fèi)用也急劇上升。

    ?

    ?新校準(zhǔn)是采用1.8倍的測量場強(qiáng)進(jìn)行場校準(zhǔn)使用1.8倍的測量場強(qiáng)值進(jìn)行場均勻性的校準(zhǔn)。主要原因是為了檢查射頻功放在用1kHz正弦波80%幅度調(diào)制時能不能達(dá)到所需要的場強(qiáng)。

    輻射抗擾度(RS)頻率范圍80MHz~1000MHz、800MHz~960MHz以及1400MHz~6000MHz

    輻射抗擾度試驗場強(qiáng)（V/m，場強(qiáng)未調(diào)制）

    校準(zhǔn)場強(qiáng)（V/m，場強(qiáng)未調(diào)制）

    1

    3

    10

    30

    試驗場強(qiáng)（V/m，場強(qiáng)未調(diào)制）

    1×1.8

    3×1.8

    10×1.8

    30×1.8

    校準(zhǔn)場強(qiáng)（V/m，場強(qiáng)未調(diào)制）
    試驗桌的材料有所變化
    ? ? ?在輻射抗擾度(RS)頻率高于1GHz以上時，木質(zhì)的實驗桌有可能引起電磁波的反射。頻率高于1GHz以上時，可以采用聚苯乙烯材料的測試臺代替木質(zhì)的實驗桌。
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郭浩

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