電磁兼容測(cè)量測(cè)試設(shè)備與相關(guān)測(cè)試

1第三章

電磁兼容測(cè)量測(cè)試設(shè)備與相關(guān)測(cè)試

1、

電磁干擾測(cè)量設(shè)備2、

電磁敏感度測(cè)量設(shè)備3、

與EMC相關(guān)的測(cè)試4、其它定性測(cè)試設(shè)備（補(bǔ)充）5、汽車(chē)電子設(shè)計(jì)中的EMI預(yù)測(cè)試舉例（補(bǔ)充）

2第一節(jié)

電磁干擾測(cè)量設(shè)備一、測(cè)試接收機(jī)

測(cè)試接收機(jī)與用于一般系統(tǒng)中用的接收機(jī)有相當(dāng)大的不同：

一般系統(tǒng)中用的接收機(jī)是用于再現(xiàn)(恢復(fù))信號(hào)；

最關(guān)注的是：靈敏度、速度及與此相關(guān)的質(zhì)量

測(cè)試接收機(jī)是用來(lái)定量測(cè)試干擾存在的量值；

最關(guān)注的是：干擾的能力（能量）；

干擾的能力包括：幅度、頻率、時(shí)間及帶寬特性。

因此，測(cè)試接收機(jī)不但對(duì)準(zhǔn)確度提出了很高的要求。而且對(duì)帶寬特性、互調(diào)特性也有嚴(yán)格的要求。3

例如，幅度固定的脈沖型干擾按照脈沖的頻率進(jìn)行顯示：

當(dāng)降低脈沖的重復(fù)頻率時(shí)，對(duì)干擾的煩擾變得愈來(lái)愈小，所顯示的值也愈來(lái)愈??；

當(dāng)提高頻率時(shí)，情況則相反，顯示值將增大。在民用無(wú)線(xiàn)電干擾測(cè)量領(lǐng)域中，采用了加權(quán)干擾測(cè)量方法(對(duì)CISPR為準(zhǔn)峰值加權(quán))，它在顯示時(shí)考慮了收聽(tīng)者和收看者所感覺(jué)到的干擾。41．測(cè)量接收機(jī)的組成與工作原理圖3.1測(cè)量接收機(jī)組成框圖一般組成有八個(gè)部分：

(1)輸入衰減器

(2)校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器

(3)高頻放大器

(4)混頻器

(5)本地振蕩器

(6)中頻放大器

(7)檢波器

(8)輸出指示關(guān)鍵點(diǎn)：

測(cè)量接收機(jī)測(cè)量的是輸出到其端口的信號(hào)電壓；為測(cè)場(chǎng)強(qiáng)或干擾電流需借助一個(gè)換能器，在其轉(zhuǎn)換系數(shù)的幫助下，將測(cè)到的端口電壓變換成場(chǎng)強(qiáng)(單位uV／m或dBuV／m)、電流(單位A，dBuA)或功率(單位W，dBm)；

換能器依測(cè)量對(duì)象的不同可以是天線(xiàn)、電流探頭、功率吸收鉗或電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)等。

52．測(cè)量接收機(jī)使用中應(yīng)注意的四個(gè)問(wèn)題：(1)防止輸入端過(guò)載

輸入過(guò)載有兩方面的含義：測(cè)量失真和燒毀。

輸入到測(cè)量接收機(jī)端口的電壓過(guò)大時(shí)，輕者引起系統(tǒng)線(xiàn)性的改變，使測(cè)量值失真，重者會(huì)損壞儀器，燒毀混頻器或衰減器。因此測(cè)量前需小心判別所測(cè)信號(hào)的幅度大小，沒(méi)有把握時(shí)，接上外衰減器，以保護(hù)接收機(jī)的輸入端。另外，一般的測(cè)量接收機(jī)是不能測(cè)量直流電壓的，使用時(shí)一定先確認(rèn)有無(wú)直流電壓存在，必要時(shí)串接隔直電容。(2)選用合適的檢波方式

依據(jù)不同的EMC測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，選擇平均值、有效值、準(zhǔn)峰值或峰值檢波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析。實(shí)際干擾信號(hào)基本形式可分為三類(lèi)：

連續(xù)波、脈沖波和隨機(jī)噪聲。連續(xù)波干擾如載波、本振、電源諧波等，屬于窄帶干擾，在無(wú)調(diào)制的情況下，用峰值、有效值和平均值檢波器均可檢測(cè)出來(lái)，且測(cè)量的幅度相同。6關(guān)鍵要點(diǎn)——檢波方式對(duì)于脈沖干擾信號(hào)，峰值檢波可以很好地反映脈沖的最大值，但反映不出脈沖重復(fù)頻率的變化。這時(shí)，采用準(zhǔn)峰值檢波器最為合適，其加權(quán)系數(shù)隨脈沖信號(hào)重復(fù)頻率的變化而改變，重復(fù)頻率低的脈沖信號(hào)引起的干擾小，因而加權(quán)系數(shù)小，反之加權(quán)系數(shù)大，表示脈沖信號(hào)的重復(fù)頻率高。而用平均值、有效值檢波器測(cè)量脈沖信號(hào)，讀數(shù)也與脈沖的重復(fù)頻率有關(guān)。

隨機(jī)干擾的來(lái)源有熱噪聲、雷達(dá)目標(biāo)反射以及自然環(huán)境噪聲等，這里主要分析平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程干擾信號(hào)的測(cè)量，通常采用有效值和平均值檢波器測(cè)量。

利用不同檢波器的特性，通過(guò)比較信號(hào)在不同檢波器上的響應(yīng)，就可以判別所測(cè)未知信號(hào)的類(lèi)型，確定干擾信號(hào)的性質(zhì)。例如用峰值檢波測(cè)量某一干擾信號(hào)，當(dāng)換成平均值或有效值檢波時(shí)幅度不變，則信號(hào)是窄帶的；而幅度發(fā)生變化，則信號(hào)可能是寬帶信號(hào)(即頻譜超過(guò)接收機(jī)分辨帶寬的信號(hào)，如脈沖信號(hào))。7(3)測(cè)試前的校準(zhǔn)

所謂測(cè)試前的校準(zhǔn)就是通過(guò)比對(duì)的方法確定被測(cè)信號(hào)強(qiáng)度。

測(cè)量接收機(jī)的校準(zhǔn)信號(hào)是一種具有特殊形狀的窄脈沖，以保證在接收機(jī)工作頻段內(nèi)有均勻的頻譜密度。測(cè)量接收機(jī)都帶有校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，測(cè)量中每讀一個(gè)頻譜的幅度之前，都必須先校準(zhǔn)，否則測(cè)量值誤差較大。頻譜分析儀的校準(zhǔn)信號(hào)是正弦信號(hào)，其頻譜?？梢?jiàn)各次偕波，測(cè)量前校準(zhǔn)一次即可，通常頻譜分析儀啟動(dòng)自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)校準(zhǔn)的內(nèi)容比較多，如帶寬、參考電平、衰減幅度、頻率等，約需5-10min。做測(cè)量接收機(jī)用時(shí)，有些頻譜分析儀也配有脈沖校準(zhǔn)源。8

(4)測(cè)試信號(hào)的預(yù)選

在測(cè)試中，無(wú)論是高電平的窄帶信號(hào)還是具有一定頻譜強(qiáng)度的寬帶信號(hào)，都可能導(dǎo)致測(cè)量接收機(jī)輸入端第一混頻器過(guò)載，產(chǎn)生錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。

對(duì)于脈沖類(lèi)的寬帶信號(hào)，在混頻器前進(jìn)行濾波(也稱(chēng)為預(yù)選)，可避免發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象。不經(jīng)預(yù)選時(shí)，寬帶信號(hào)的所有頻譜分量都同時(shí)出現(xiàn)在混頻器上，若寬帶信號(hào)的時(shí)域峰值幅度超過(guò)混頻器的過(guò)載電平，便會(huì)發(fā)生過(guò)載情況。由于進(jìn)行了跟蹤濾波，故輸入信號(hào)頻譜只有一部分進(jìn)入預(yù)選器的通帶內(nèi)，到達(dá)混頻器的輸入端，輸入信號(hào)的頻譜強(qiáng)度不會(huì)因?yàn)V波而改變。這種靠濾波而不是靠衰減來(lái)實(shí)現(xiàn)的幅度減小，改變了寬帶信號(hào)測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)又能維持接收機(jī)測(cè)量低電平信號(hào)的能力。若窄帶信號(hào)(如連續(xù)波信號(hào))處在預(yù)選濾波器的通帶內(nèi)，則預(yù)選的過(guò)程不會(huì)改變測(cè)量窄帶信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。93．測(cè)量接收機(jī)的技術(shù)要求

幅度精度：±2dB6dB帶寬國(guó)標(biāo)EMI測(cè)試：9～150kHz200Hz150kHz～30MHz9kHz30～1000MHz120kHz

國(guó)軍標(biāo)EMI測(cè)試25Hz～1kHz10Hz1～10kHz100Hz10～250kHz1kHz250kHz～30MHz10kHz30MHz～1GHz100kHz>1GHz1MHz

檢波器：峰值、準(zhǔn)峰值和平均值檢波器輸入阻抗：50靈敏度：優(yōu)于-30dBuV(典型值)動(dòng)態(tài)范圍：90dB/50dB為滿(mǎn)足脈沖測(cè)量的需要，接收機(jī)還應(yīng)具有預(yù)選器。10圖例：全自動(dòng)EMI測(cè)試接收機(jī)

全自動(dòng)的測(cè)試接收機(jī)，是目前EMI測(cè)試的主要工具。當(dāng)配置天線(xiàn)（或其他輔助測(cè)量設(shè)備）后，就是一部全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x。

可用以測(cè)量空間的無(wú)用或有害的相關(guān)干擾信號(hào)；也可以測(cè)量空間電臺(tái)、電視臺(tái)發(fā)出的有用無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)；

可直接讀出所測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)值（天線(xiàn)系數(shù)補(bǔ)償）；

可作頻譜儀，實(shí)現(xiàn)全景掃描空間電磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)；

能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)的、離散的、逐點(diǎn)的多頻點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量；符合國(guó)標(biāo)GB/T6113.1G和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CISPR26-1

114、現(xiàn)代測(cè)試接收機(jī)發(fā)展趨勢(shì)與傳統(tǒng)測(cè)試接收機(jī)不同：采用數(shù)字中頻+DSP方式

12二、電磁干擾測(cè)試附件1．電流探頭

電流探頭是測(cè)量線(xiàn)上非對(duì)稱(chēng)干擾電流的卡式電流傳感器；它可在不打亂正常工作或正常布置的狀態(tài)下，對(duì)復(fù)雜的導(dǎo)線(xiàn)系統(tǒng)、電子線(xiàn)路等的干擾進(jìn)行無(wú)接觸測(cè)量。國(guó)軍標(biāo)的低頻傳導(dǎo)發(fā)射或敏感測(cè)試主要用電流探頭做換能器，將干擾電流轉(zhuǎn)換成干擾電壓，再由測(cè)量接收機(jī)測(cè)量，測(cè)量傳導(dǎo)干擾時(shí)的最高頻率可達(dá)30MHz。電流探頭為圓環(huán)形卡式結(jié)構(gòu)，能方便地卡住被測(cè)導(dǎo)線(xiàn)。其核心部分是一個(gè)分成兩半的環(huán)形高磁導(dǎo)率磁芯，磁芯上繞有N匝導(dǎo)線(xiàn)。當(dāng)電流探頭卡在被測(cè)導(dǎo)線(xiàn)上時(shí)，被測(cè)導(dǎo)線(xiàn)充當(dāng)—匝的初級(jí)線(xiàn)圈，次級(jí)線(xiàn)圈則包含在電流探頭中。13

電流探頭使用時(shí)，需先測(cè)出其傳輸阻抗，然后才能用于傳導(dǎo)干擾的測(cè)量。當(dāng)電流探頭卡在被測(cè)電源線(xiàn)上時(shí)，其輸出端與測(cè)量接收機(jī)相連，線(xiàn)上的干擾電流值等于接收機(jī)測(cè)量的電壓除以傳輸阻抗。

其技術(shù)指標(biāo)如下：測(cè)量頻段：20Hz～30MHz

輸出阻抗：50Ω

內(nèi)環(huán)尺寸：32～67mm14

2．電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)

電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(也稱(chēng)人工電源網(wǎng)絡(luò))在射頻范圍內(nèi)向被測(cè)設(shè)備提供一個(gè)穩(wěn)定的阻抗，并將被測(cè)設(shè)備與電網(wǎng)上的高頻干擾隔離開(kāi)，然后將干擾電壓耦合到接收機(jī)上。

15

使用步驟：

1、將電源網(wǎng)絡(luò)與測(cè)試接收機(jī)的地線(xiàn)連接起來(lái)，接地；

2、把人工電源網(wǎng)絡(luò)和電網(wǎng)連接起來(lái)；

3、接上被測(cè)設(shè)備；

4、連接上人工電源網(wǎng)絡(luò)和測(cè)試接收機(jī)。注意：當(dāng)干擾輸出端沒(méi)有與測(cè)量接收機(jī)相連時(shí)，該輸出端應(yīng)接50Ω負(fù)載阻抗。

靜態(tài)測(cè)試時(shí)，應(yīng)以等效電阻負(fù)載取代被測(cè)設(shè)備。主要技術(shù)指標(biāo)：

1、頻率范圍：9kHz~30MHz；

2、阻抗50歐姆，電感量50μH；

3、最大電流：10A/50Hz；

4、干擾輸出端為BNC插座；

163．測(cè)量天線(xiàn)天線(xiàn)是把高頻電磁能量通過(guò)各種形狀的金屬導(dǎo)體向空間輻射出去的裝置。同樣，天線(xiàn)亦可把空間的電磁能量轉(zhuǎn)化為高頻能量收集起來(lái)。(1)衡量天線(xiàn)特性的主要參數(shù)（共五項(xiàng)）：①輸入阻抗(ZA)

天線(xiàn)在饋電點(diǎn)的電壓U(V)與電流I(A)之比，表達(dá)式如下：

ZA=U/I(Ω)②天線(xiàn)系數(shù)(AF)

接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E(V／m)與此場(chǎng)強(qiáng)在該天線(xiàn)輸出端生成的電壓U(V)之比，表達(dá)式如下：

AF=E/U(m-1)

17③天線(xiàn)增益(G)

指在觀察點(diǎn)獲得相同輻射功率密度時(shí)，方向性天線(xiàn)的輸入功率小于均勻輻射天線(xiàn)的輸入功率的倍數(shù)。天線(xiàn)增益除包含天線(xiàn)的方向性特征外，還包含天線(xiàn)由輸入功率轉(zhuǎn)化為場(chǎng)強(qiáng)的轉(zhuǎn)換效率。AFdB=-29.75+20lgf-10lgG或GdB=-29.75-AFdB+20lgf

④天線(xiàn)方向圖

天線(xiàn)最大輻射方向與半功率點(diǎn)(—3dB)之間的夾角/又稱(chēng)天線(xiàn)波瓣的夾角。⑤電壓駐波比(VSWR)

駐波比是表征傳輸線(xiàn)阻抗與負(fù)載阻抗不匹配的失配程度的系數(shù)，表達(dá)式為：

VSWR=(1+)/(1-)式中：—反射系數(shù)，即反射電壓與入射電壓之比。匹配時(shí)，=0，則VSWR=1；失配時(shí)，0，則VSWR>1。18(2)天線(xiàn)計(jì)算中常用的公式①功率與電壓轉(zhuǎn)換

P=U2/R式中：P——功率，W；U——電壓，V；R——電阻，Ω。

當(dāng)功率單位用mW，電壓?jiǎn)挝挥胾V，阻抗為50Ω時(shí)，可得式：

UdBuV=PdBm+107②功率密度與場(chǎng)強(qiáng)的轉(zhuǎn)換(遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng))

Pd=E2/120

式中：E—場(chǎng)強(qiáng)，V／m；Pd—功率密度，W／m2。E為100V／m時(shí)，對(duì)應(yīng)功率密度Pd=2.65mW／cm2；E為10V／m時(shí)，對(duì)應(yīng)功率密度Pd=26.5uW／cm2；E為1V／m時(shí)，對(duì)應(yīng)功率密度Pd=0.265uW／cm2；19③天線(xiàn)增益與天線(xiàn)系數(shù)的轉(zhuǎn)換由AFdB=-29.75+20lgf-10lgG可得

天線(xiàn)增益（dB）為：

GdB=20lgfMHz-AFdB(m-1)-29．75④場(chǎng)強(qiáng)與發(fā)射功率轉(zhuǎn)換公式(遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng))式中：Pt——發(fā)射功率，W；Gt——發(fā)射天線(xiàn)增益；

r——遠(yuǎn)離發(fā)射點(diǎn)距離，m。20

⑤環(huán)天線(xiàn)的基本關(guān)系式設(shè)接收環(huán)天線(xiàn)的面積為S，匝數(shù)為n，當(dāng)它置于平面波場(chǎng)中且天線(xiàn)平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，環(huán)天線(xiàn)的感應(yīng)電壓為

e=2πfu0SnH

式中：f—被測(cè)磁場(chǎng)頻率，Hz；u0—真空磁導(dǎo)率，4πxl0-7H／m；S—天線(xiàn)環(huán)面積，m2；n—環(huán)天線(xiàn)匝數(shù)；

H—磁場(chǎng)強(qiáng)度，A／m。

對(duì)于平面波，電場(chǎng)E與磁場(chǎng)H之間可通過(guò)波阻抗Z0進(jìn)行換算

Z0=E/H=120π(Ω)

將式代入，并把頻率換算為對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)入可得

e=2πSnE/λ有時(shí)為了由環(huán)天線(xiàn)感應(yīng)電壓直接得出磁通密度B，通過(guò)式(6．9)可得另一種換算方法:

e=2πfSnB

式中：B=u0H21(3)天線(xiàn)類(lèi)型及參數(shù)（2大類(lèi)）

A、磁場(chǎng)天線(xiàn)

磁場(chǎng)天線(xiàn)用于接收被測(cè)設(shè)備工作時(shí)泄漏的磁場(chǎng)、空間電磁環(huán)境的磁場(chǎng)及測(cè)量屏蔽室的磁場(chǎng)屏蔽效能，測(cè)量頻段為25Hz～30MHz。

磁場(chǎng)天線(xiàn)又可分為有源天線(xiàn)和無(wú)源天線(xiàn)。有源天線(xiàn)因具有放大小信號(hào)的作用，非常適合測(cè)量空間的弱小磁場(chǎng)，此類(lèi)天線(xiàn)有帶屏蔽的環(huán)天線(xiàn)；

無(wú)源環(huán)天線(xiàn)的尺寸較小。近距離測(cè)量設(shè)備工作時(shí)泄漏的磁場(chǎng)通常采用無(wú)源環(huán)天線(xiàn)。

測(cè)量時(shí)，環(huán)天線(xiàn)的輸出端與測(cè)量接收機(jī)或頻譜儀的輸入端相連，測(cè)量的電壓值(dBuV)加上環(huán)天線(xiàn)的天線(xiàn)系數(shù)，即得所測(cè)磁場(chǎng)(dBpT)。

環(huán)天線(xiàn)的天線(xiàn)系數(shù)是預(yù)先校準(zhǔn)出來(lái)的，通過(guò)它才能將測(cè)量設(shè)備的端口電壓轉(zhuǎn)換成所測(cè)磁場(chǎng)。22常用的兩種環(huán)天線(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)：1)有源環(huán)天線(xiàn)(見(jiàn)圖)測(cè)量頻段：10kHz～30MHz

增益：85～125dB

靈敏度：-1dB(uA／m)，10kHz；-42dB(uA／m)，1MHz

阻抗：50Ω

環(huán)直徑：60cm2)無(wú)源環(huán)天線(xiàn)測(cè)量頻段：20Hz～100kHz(2M)環(huán)直徑：13．3cm

匝數(shù)：3623B、電場(chǎng)天線(xiàn)

電場(chǎng)天線(xiàn)用于接收被測(cè)設(shè)備工作時(shí)泄漏的電場(chǎng)、環(huán)境電磁場(chǎng)及測(cè)量屏蔽室(體)的電場(chǎng)屏蔽效能，測(cè)量頻段為10kHz—40GHz。根據(jù)用途不同，電場(chǎng)天線(xiàn)也可分為有源天線(xiàn)和無(wú)源天線(xiàn)兩類(lèi)。有源天線(xiàn)是為測(cè)量小信號(hào)而設(shè)計(jì)的，其內(nèi)部放大器將接收到的微弱信號(hào)放大至接收機(jī)可以測(cè)量的電平，主要用在低頻段，測(cè)量天線(xiàn)的尺寸遠(yuǎn)小于被測(cè)信號(hào)的波長(zhǎng)，且接收效率很低的情況。

電磁兼容測(cè)量中通常需要寬帶天線(xiàn)，配合測(cè)量接收機(jī)進(jìn)行掃頻測(cè)量。介紹幾種常用的電場(chǎng)天線(xiàn)（6種）：241)桿天線(xiàn)

天線(xiàn)桿長(zhǎng)1m，用于測(cè)量10kHz～30MHz頻段的電磁場(chǎng)，形狀為垂直的單極子天線(xiàn)，由對(duì)稱(chēng)振子中間插入地網(wǎng)演變而來(lái)，所以測(cè)試時(shí)一定要按天線(xiàn)的使用要求安裝接地網(wǎng)(板)。

桿天線(xiàn)分為無(wú)源桿天線(xiàn)和有源桿天線(xiàn)，無(wú)源桿天線(xiàn)通過(guò)調(diào)諧回路分頻段實(shí)現(xiàn)50Ω輸出阻抗，而有源桿天線(xiàn)則通過(guò)前置放大器實(shí)現(xiàn)耦合和匹配，同時(shí)提高了天線(xiàn)的探測(cè)靈敏度。桿天線(xiàn)技術(shù)指標(biāo)：頻率范圍：10kHz～30MHz（60M）天線(xiàn)輸入端阻抗：等效于10pF容抗天線(xiàn)有效高度：0．5m輸出端阻抗：50Ω主要參數(shù)：天線(xiàn)系數(shù)AF25

頻率范圍：10KHz-30MHz

最大持續(xù)功率：1000W最大輻射場(chǎng)：N/A

阻抗：50歐

接口：BNCFemale

地平面尺寸：45.7*45.7cm

桿長(zhǎng)度：21.6cm-109cm重量：1.6Kg頻率范圍：10KHz-60MHz最大持續(xù)功率：N/A最大輻射場(chǎng)：N/A

阻抗：50歐

接口：BNCFemale

地平面尺寸：45.7*45.7cm

桿長(zhǎng)度：21.6cm-109cm重量：2.27Kg

桿天線(xiàn)提供了高性能的電場(chǎng)測(cè)試能力，主動(dòng)單極子天線(xiàn)可以驅(qū)動(dòng)任何具有50歐阻抗的接收機(jī)，并可以進(jìn)行FCC、MIL-STD和TEMPEST標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，而被動(dòng)單極子天線(xiàn)可以用于transmitting測(cè)試，執(zhí)行屏蔽效能和抗擾度測(cè)試。26

對(duì)無(wú)源桿天線(xiàn)，測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)一般為1V／m以上；而有源桿天線(xiàn)因配有前置放大器，靈敏度大大提高，可達(dá)10uV／m，但測(cè)量的場(chǎng)強(qiáng)上限最大為1V／m左右，否則會(huì)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象。有源桿天線(xiàn)還具有寬頻段的特點(diǎn)，無(wú)需轉(zhuǎn)換波段，其前置放大器增益在整個(gè)測(cè)量頻段內(nèi)基本保持不變，在手動(dòng)測(cè)量中可免去查天線(xiàn)系數(shù)的麻煩。進(jìn)行電磁場(chǎng)輻射發(fā)射測(cè)量時(shí)，所測(cè)場(chǎng)強(qiáng)可通過(guò)下式計(jì)算：

E=U+AF

式中：E——場(chǎng)強(qiáng)，dBuV／m；U——接收機(jī)測(cè)量電壓，dBuV；AF—桿天線(xiàn)的天線(xiàn)系數(shù)，dB／m。27

2)雙錐天線(xiàn)

雙錐天線(xiàn)的形狀與偶極子天線(xiàn)十分接近，它的兩個(gè)振子分別為六根金屬桿組成的圓錐形，天線(xiàn)通過(guò)傳輸線(xiàn)平衡變換器將120Ω的阻抗變?yōu)?0Ω；

雙錐天線(xiàn)的方向圖與偶極子天線(xiàn)類(lèi)似，測(cè)量的頻段比偶極子天線(xiàn)寬，且無(wú)須調(diào)諧，適合與接收機(jī)配合，組成自動(dòng)測(cè)試，系統(tǒng)進(jìn)行掃頻測(cè)量。

典型技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量頻段：30～300MHz阻抗：50Ω駐波比：≤2.0最大連續(xù)波功率：50W；峰值功率：200W。雙錐天線(xiàn)不僅用于電磁場(chǎng)輻射發(fā)射測(cè)量，也用于輻射敏感度或抗擾度的測(cè)量。283)半波振子天線(xiàn)

半波振子天線(xiàn)是最簡(jiǎn)單的天線(xiàn)，30MHz以上隨著工作波長(zhǎng)的縮短，使用諧振式對(duì)稱(chēng)振子天線(xiàn)進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量成為可能，早期國(guó)產(chǎn)干擾測(cè)量?jī)x配備的就是這種天線(xiàn)。

半波振子天線(xiàn)主要由一對(duì)天線(xiàn)振子、平衡／不平衡變換器及輸出端口組成。天線(xiàn)振子根據(jù)所測(cè)信號(hào)頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，將天線(xiàn)振子的長(zhǎng)度調(diào)到半波長(zhǎng)，同時(shí)調(diào)節(jié)平衡／不平衡阻抗變換器(75～50Ω)，使天線(xiàn)的輸出端具有小的電壓駐波比。半波振子天線(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)如下：增益：1.64阻抗：73+j42.5Ω

有效高度：he=λ/π，λ為波長(zhǎng)波瓣寬度：78°

半波振子天線(xiàn)的缺點(diǎn)：測(cè)量頻段窄，每個(gè)頻點(diǎn)均需調(diào)諧；在低頻時(shí)，半波振子天線(xiàn)尺寸太大。多用于校準(zhǔn)試驗(yàn)和有專(zhuān)門(mén)要求的輻射發(fā)射測(cè)試。

29

頻率范圍：160MHz-500MHz

最大持續(xù)功率：1W最大輻射場(chǎng)：5V/m

阻抗：50歐接口：N-TypeFemale

尺寸：高*寬=53.3*61cm重量：1.135Kg30

4)對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)

結(jié)構(gòu)類(lèi)似八木天線(xiàn)，它上下有兩組振子，從長(zhǎng)到短交錯(cuò)排列，最長(zhǎng)的振子與最低的使用頻率相對(duì)應(yīng)，最短的振子與最高的使用頻率相對(duì)應(yīng)。對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)有很強(qiáng)的方向性，其最大接收／輻射方向在錐底到錐頂?shù)妮S線(xiàn)方向。對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)為線(xiàn)極化天線(xiàn)，測(cè)量中可根據(jù)需要調(diào)節(jié)極化方向，以接收最大的發(fā)射值。它還具有高增益、低駐波比和寬頻帶等特點(diǎn)，適用于電磁干擾和電磁敏感度測(cè)量。典型技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量頻段：80—1000MHz（290MHz-2000MHz）

阻抗：50Ω

駐波比：≤1.5最大連續(xù)波功率：50W（1000W）31

有多款對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)覆蓋80MHz到7GHz頻段，結(jié)構(gòu)緊湊，具有高增益、低駐波比（VSWR）和高功率能力特點(diǎn)。圖為典型的對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)。主要技術(shù)參數(shù)：頻率范圍：290MHz---2000MHz長(zhǎng)*寬為59*51Cm最大持續(xù)功率1000瓦最大發(fā)射場(chǎng)200V/m接收和發(fā)射重量：0.64Kg

N-TypeFemale接口

325)雙脊喇叭天線(xiàn)

雙脊喇叭天線(xiàn)的上下兩塊喇叭板為鋁板，鋁板中間位置是擴(kuò)展頻段用的弧形凸?fàn)顥l，兩側(cè)為環(huán)氧玻璃纖維的覆銅板，并刻蝕成細(xì)條狀，連接上下鋁板。雙脊喇叭天線(xiàn)為線(xiàn)極化天線(xiàn)，測(cè)量時(shí)通過(guò)調(diào)整托架改變極化方向。

雙脊喇叭天線(xiàn)測(cè)量頻段極寬，在200MHz到40GHz頻率范圍內(nèi)具有高增益、低駐波比VSWR、輸入能力的上限可達(dá)800WattsCW的特點(diǎn)，其特殊的褶皺設(shè)計(jì)使這些喇叭天線(xiàn)對(duì)抗擾度和輻射測(cè)試都具有非常好的性能。頻率范圍：170MHz-3GHz

最大持續(xù)功率：800W最大輻射場(chǎng)：100V/m

阻抗：50歐

接口：N-TypeFemale尺寸：長(zhǎng)*寬*高=93.2*72.9*97.8cm

重量：10.2Kg336)喇叭天線(xiàn)

喇叭天線(xiàn)中最常見(jiàn)的是角錐喇叭，它的使用頻段通常由饋電口的波導(dǎo)尺寸決定，比雙脊喇叭窄很多；但方向性、駐波比及增益等均優(yōu)于雙脊喇叭天線(xiàn)。在1GHz以上高場(chǎng)強(qiáng)(如200V／m)的輻射敏感度測(cè)量中，常選用增益高的喇叭天線(xiàn)做發(fā)射天線(xiàn)，較容易達(dá)到所需的高場(chǎng)強(qiáng)值。典型技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量頻段：1—40GHz(由多個(gè)天線(xiàn)覆蓋)阻抗：50Ω

駐波比：1.5左右最大連續(xù)波功率：50—800W

方向性：很強(qiáng)，10～60°

增益：較高（15-23dB）34

標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線(xiàn)被專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于發(fā)射和抗擾度測(cè)試，其頻率范圍為1到40GHz，每一個(gè)天線(xiàn)都是線(xiàn)性極化的，并且具有中等增益、低駐波比VSWR和恒定天線(xiàn)因數(shù)的特點(diǎn)。

標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線(xiàn)的性能是非常精確的并可以通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)，將測(cè)量得到的天線(xiàn)因數(shù)和增益與計(jì)算值相比較，誤差只有0.5dB，因此，可以被認(rèn)為是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)源。354、功率吸收鉗

功率吸收鉗適用于30～1000MHz頻段傳導(dǎo)發(fā)射功率的測(cè)量。對(duì)于帶有電源線(xiàn)或引線(xiàn)的設(shè)備，其干擾能力可以用“起輻射天線(xiàn)作用的”電源線(xiàn)(指機(jī)箱外部分)或引線(xiàn)所提供的能量來(lái)衡量。

當(dāng)功率吸收鉗卡在電源線(xiàn)或引線(xiàn)上時(shí)，環(huán)繞引線(xiàn)放置的吸收裝置能吸收到的最大功率，近似等于電源線(xiàn)或引線(xiàn)所提供的干擾能量。

功率吸收鉗由寬帶射頻電流變換器、寬帶射頻功率吸收體和受試設(shè)備引線(xiàn)的阻抗穩(wěn)定器和吸收套筒(鐵氧體環(huán)附件)組成。36

電流變換器與電流探頭的作用相當(dāng)；功率吸收體用于隔離電源與被測(cè)設(shè)備之間的功率傳遞；吸收套筒則防止被測(cè)設(shè)備與接收設(shè)備之間發(fā)生能量傳遞。其中射頻電流變換器、射頻功率吸收體等做成可分開(kāi)的兩半，并帶有鎖緊裝置，便于被測(cè)導(dǎo)線(xiàn)卡在其中，又保證磁環(huán)的磁路緊密閉合。測(cè)量時(shí)，功率吸收鉗與輔助吸收鉗配合使用。結(jié)構(gòu)如圖所示。37吸收式功率鉗是作為電磁干擾功率測(cè)量的配套設(shè)備之一。適用于測(cè)量家用電器，電動(dòng)工具等通過(guò)電源線(xiàn)上的電磁功率，或測(cè)量點(diǎn)火系統(tǒng)的干擾抑制效果以及接收設(shè)備的電磁敏感度。除此以外還可以用于測(cè)量射頻的屏蔽效果。吸收式功率鉗主要由高頻互感器和吸收器組成，吸收器被用作負(fù)載電阻，互感器主要用于測(cè)量30～1000MHz頻率范圍導(dǎo)線(xiàn)上的高頻干擾功率。符合CISPR16和國(guó)標(biāo)6113-85中有關(guān)條款。

工作特性：頻率范圍：30MHz～1000MHz

對(duì)測(cè)試設(shè)備呈現(xiàn)的阻抗：100～250Ω(電抗分量<20%)允許被測(cè)電線(xiàn)直徑：小于20mm外型尺寸：610X110X110mm重量：8kg385．天線(xiàn)塔與轉(zhuǎn)臺(tái)

將被測(cè)設(shè)備置于一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)上，手動(dòng)或自動(dòng)控制轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)預(yù)測(cè)試，確定最大的輻射方向，然后再作進(jìn)一步的定量測(cè)試。設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)主要有兩方面考慮：一方面，輻射發(fā)射測(cè)量中，部分測(cè)量項(xiàng)目要求測(cè)量天線(xiàn)在離地面1～4m的高度內(nèi)可調(diào)節(jié)，以便在每一個(gè)測(cè)試頻率點(diǎn)獲得最大的場(chǎng)強(qiáng)值；另一方面，測(cè)量過(guò)程中還需轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)設(shè)備，以便對(duì)最大的輻射面進(jìn)行測(cè)量。一般用于EMI測(cè)量的轉(zhuǎn)臺(tái)由臺(tái)板、傳動(dòng)裝置與控制器組成，直徑一般為1．2m。轉(zhuǎn)臺(tái)表面可以是金屬的，也可以是非金屬的。與電波暗室做在一起的轉(zhuǎn)臺(tái)表面是金屬的，臺(tái)面也與暗室的金屬地面齊平；在金屬地板上方，用于放置小型被測(cè)設(shè)備的轉(zhuǎn)臺(tái)表面是非金屬的，其控制電路部分要求有良好的屏蔽，以降低不必要的電磁泄漏，使之不會(huì)對(duì)環(huán)境電平產(chǎn)生影響。39可升降天線(xiàn)塔由天線(xiàn)桿、升降裝置及控制器組成，具有完全自動(dòng)化操作功能，控制簡(jiǎn)便，升降、定位精度高，其控制器可與轉(zhuǎn)臺(tái)共用，具有GPIB接口，可以很方便地加入各種自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中。由于控制器與天線(xiàn)塔和轉(zhuǎn)臺(tái)之間的控制線(xiàn)纜采用光纖，而且對(duì)驅(qū)動(dòng)電路采取屏蔽措施，可大大降低天線(xiàn)塔的電磁發(fā)射，也不會(huì)因線(xiàn)纜穿過(guò)屏蔽室的屏蔽墻，而破壞屏蔽室的屏蔽效能。40某天線(xiàn)塔的主要技術(shù)指標(biāo)：

塔桿高度：6m

天線(xiàn)桿承重：7kg

控制線(xiàn)纜：光纖定位精度：塔高X0．5％cm

轉(zhuǎn)速：5X(1±0．01)m／min

電源電壓：210—230V，50Hz

功率：250W

控制器顯示：4位LED，1位狀態(tài)位，3位數(shù)據(jù)位位移分辨度：1cm

信號(hào)通道：2路光纜輸入端，4路光纜輸出端控制方式：手動(dòng)方式：前面板按鍵操作。程控方式：GPIB接口發(fā)送指令位移步長(zhǎng)：手動(dòng)方式：相對(duì)移動(dòng)1，5，10，20，50(cm)

程控方式：絕對(duì)移動(dòng)50～600cm，

相對(duì)移動(dòng)50～600cm41

轉(zhuǎn)臺(tái)的主要技術(shù)指標(biāo)：臺(tái)面直徑：1．2m

轉(zhuǎn)臺(tái)承重：250ks

轉(zhuǎn)臺(tái)精度：±1o/圈轉(zhuǎn)速：355o～365o／min

控制線(xiàn)纜：光纖電源電壓：210～230V

功率：250W

控制器4位LED指示：1位狀態(tài)位，3位數(shù)據(jù)位轉(zhuǎn)角分辨度：1o信號(hào)通信方式：手動(dòng)：通過(guò)面板操作程控：通過(guò)GPIB接口發(fā)送指令轉(zhuǎn)角步長(zhǎng)：手動(dòng)方式：相對(duì)轉(zhuǎn)角1o，5o，10o，30o，90o程控方式：絕對(duì)和相對(duì)轉(zhuǎn)角1～360o天線(xiàn)塔與轉(zhuǎn)臺(tái)的示意圖如圖6．14所示。

42三、測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量軟件

EMI自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)主要由測(cè)量接收機(jī)和各種測(cè)量天線(xiàn)、傳感器及電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)組成，用于測(cè)量電子、電氣設(shè)備工作時(shí)泄漏出來(lái)的電磁干擾信號(hào)，測(cè)量頻段20Hz—40GHz。干擾信號(hào)的傳播途徑分為兩種：一種是傳導(dǎo)干擾，通過(guò)電源線(xiàn)或互連線(xiàn)傳播；另一種是輻射干擾，通過(guò)空間輻射傳播。測(cè)量接收機(jī)借助不同的傳感器測(cè)量傳導(dǎo)和輻射干擾。例如：利用測(cè)量天線(xiàn)接收來(lái)自空間的干擾信號(hào)；利用電流鉗探測(cè)電源線(xiàn)上的干擾電流；利用示波器采樣來(lái)捕捉、測(cè)量在時(shí)域干擾，如開(kāi)關(guān)閉合產(chǎn)生的瞬態(tài)尖峰干擾。國(guó)軍標(biāo)EMI自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的組成示意圖43

EMI測(cè)量的特點(diǎn)：

頻帶寬，為掃頻測(cè)量；數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜；需要轉(zhuǎn)臺(tái)和可升降天線(xiàn)架；因此利用計(jì)算機(jī)組成自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，可大大簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程，節(jié)約大量數(shù)據(jù)處理的時(shí)間。通過(guò)測(cè)量軟件可實(shí)現(xiàn)：自動(dòng)控制轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)方向，尋找被測(cè)設(shè)備電場(chǎng)輻射最大的方位；自動(dòng)控制天線(xiàn)升降，測(cè)出輻射場(chǎng)強(qiáng)的最大值；自動(dòng)配置和連接測(cè)量設(shè)備和附件；自動(dòng)設(shè)定設(shè)備的測(cè)試參數(shù)、測(cè)試項(xiàng)目與極限值；自動(dòng)進(jìn)行天線(xiàn)系數(shù)、電纜損耗、帶寬等系數(shù)的修正；可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理，并輸出測(cè)量結(jié)果；測(cè)試結(jié)果可自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并能給出數(shù)據(jù)和曲線(xiàn)兩種結(jié)果輸出形式?？勺詣?dòng)進(jìn)行測(cè)試參數(shù)（國(guó)標(biāo)）曲線(xiàn)比對(duì)，自動(dòng)打印輸出結(jié)果。

可以提供信號(hào)分析的基本能力44

第二節(jié)

電磁敏感度測(cè)量設(shè)備

用于電磁抗擾度或電磁敏感度測(cè)試的設(shè)備由三部分組成：

干擾信號(hào)產(chǎn)生器和功率放大器類(lèi)設(shè)備；天線(xiàn)、傳感器等干擾信號(hào)輻射與注入設(shè)備；

場(chǎng)強(qiáng)和功率監(jiān)測(cè)設(shè)備。常用的測(cè)試設(shè)備，分七個(gè)部分：

模擬干擾源

功率放大器

功率計(jì)

大功率定向耦合器

敏感度測(cè)量傳感器

敏感度測(cè)量天線(xiàn)

敏感度測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)量軟件

45一、模擬干擾源

信號(hào)源、尖峰信號(hào)產(chǎn)生器、浪涌模擬器、電快速瞬變脈沖產(chǎn)生器、靜電放電模擬器、工頻磁場(chǎng)發(fā)生器、周波電壓跌落模擬器

1．信號(hào)源

信號(hào)源在電磁兼容試驗(yàn)中有兩個(gè)用途：一是做系統(tǒng)校準(zhǔn)的信號(hào)產(chǎn)生器；二是用于敏感度試驗(yàn)中推動(dòng)功率放大器產(chǎn)生連續(xù)波模擬干擾信號(hào)。電磁兼容試驗(yàn)對(duì)信號(hào)源的型號(hào)未做具體規(guī)定，性能不一定是高精度、高穩(wěn)定度的，只要它能提供敏感度試驗(yàn)所需要的已調(diào)制或未調(diào)制的功率，輸出幅度穩(wěn)定，并滿(mǎn)足以下要求即可：頻率精度：不低于±2％；諧波分量：諧波和寄生輸出應(yīng)低于基波30dBc；

調(diào)制方式：具備調(diào)幅、調(diào)頻功能，并且對(duì)調(diào)制類(lèi)型、調(diào)制度、調(diào)制頻率、調(diào)制波形可選擇和控制。46

按照標(biāo)準(zhǔn)要求，敏感度測(cè)試應(yīng)在25Hz—40GHz段頻內(nèi)進(jìn)行（選擇相應(yīng)的敏感頻段）。一般分三個(gè)頻段配置儀器：25Hz～100kHz；10kHz～1GHz；1～18GHz(或40GHz)。

一般情況下，在25Hz—100kHz的低頻段，要求信號(hào)源具有足夠大的輸出功率（數(shù)百瓦）。測(cè)試項(xiàng)目有電源線(xiàn)傳導(dǎo)敏感度和磁場(chǎng)輻射敏感度；在10kHz～1GHz頻段，通常由信號(hào)源加射頻放大器提供所需的功率電平（數(shù)十瓦）。測(cè)試項(xiàng)目有電纜束的傳導(dǎo)敏感度和電場(chǎng)輻射敏感度；在1—18GHz(40GHz)頻段，通過(guò)微波信號(hào)源加行波管放大器產(chǎn)生所需的功率輸出（數(shù)瓦）。測(cè)試項(xiàng)目為電場(chǎng)輻射敏感度；47

2．尖峰信號(hào)產(chǎn)生器

尖峰信號(hào)產(chǎn)生器是對(duì)設(shè)備或分系統(tǒng)電源線(xiàn)進(jìn)行瞬變尖峰傳導(dǎo)敏感度實(shí)驗(yàn)必備的信號(hào)產(chǎn)生器，其測(cè)量對(duì)象是所有從外部給被測(cè)件供電的不接地的交流或直流電源線(xiàn)，模擬被測(cè)件工作時(shí)開(kāi)關(guān)閉合或故障引起的瞬變尖峰干擾。尖峰信號(hào)產(chǎn)生器的輸出波形(GJBl51A標(biāo)準(zhǔn)):上升沿小于等于1us下降時(shí)間約10us內(nèi)阻：0.5Ω（校準(zhǔn)電阻）輸出幅度可變輸出相位可變（相位調(diào)節(jié)）輸出連接形式：并聯(lián)和串聯(lián)。串聯(lián)方式用于直流或交流電源線(xiàn)的尖峰信號(hào)注入；并聯(lián)只適用于直流電源線(xiàn)。48典型尖峰信號(hào)產(chǎn)生器舉例：Solar7054-1尖峰信號(hào)發(fā)生器的技術(shù)指標(biāo)：尖峰信號(hào)幅度：10—600V

源阻抗：0．5Ω

上升時(shí)間：1us

下降時(shí)間：10us

相位調(diào)節(jié)：0—360o重復(fù)頻率：0．8～10個(gè)脈沖／秒極性：正、負(fù)輸出方式：串聯(lián)、并聯(lián)49

3．浪涌模擬器在電網(wǎng)中進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作及直接或間接的雷擊引起的瞬變過(guò)壓都會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生單極性瞬變干擾，雷擊浪涌測(cè)試儀可檢驗(yàn)設(shè)備抵抗單極性浪涌的能力；用于評(píng)估設(shè)備電源線(xiàn)和內(nèi)部連接線(xiàn)在經(jīng)受來(lái)自開(kāi)關(guān)切換及自然界雷擊所引起高能量瞬變干擾時(shí)的性能。測(cè)試儀器應(yīng)滿(mǎn)足IEC61000-4-5和GB/T17626.5標(biāo)準(zhǔn)。

開(kāi)關(guān)瞬態(tài)干擾的產(chǎn)生主要有三個(gè)因素：

主電源系統(tǒng)切換

配電系統(tǒng)內(nèi)在儀器附近的輕微開(kāi)關(guān)動(dòng)作或負(fù)荷變化

與開(kāi)關(guān)裝置有關(guān)的諧振電路及各種系統(tǒng)故障，如設(shè)備接地系統(tǒng)的短路和電弧故障。50雷電產(chǎn)生的浪涌電壓主要三個(gè)方面：

直接雷擊作用于外部電路，注入的大電流流過(guò)接地電阻或外部電路阻抗而產(chǎn)生電壓；在建筑物的內(nèi)、外導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電壓和電流的間接雷擊；直接對(duì)地放電的雷電入地電流耦合到設(shè)備接地系統(tǒng)的公共接地回路。當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，電壓和電流可能發(fā)生迅速變化，并可能耦合到內(nèi)部電路。

雷擊浪涌發(fā)生器用于評(píng)估設(shè)備在經(jīng)受來(lái)自開(kāi)關(guān)切換及自然界雷擊所引起高能量瞬變干擾時(shí)的性能的特殊儀器。51

模擬單極性瞬態(tài)脈沖的浪涌模擬器主要組成有兩部分：組合波信號(hào)發(fā)生器和耦合／去耦網(wǎng)絡(luò)。其技術(shù)指標(biāo)如下：

電壓范圍：500～4000V

電壓波形：1．2／50us(或10／700us)

電流峰值：2000A

電流波形：8／20us

極性：正、負(fù)相位：0—360o耦合方式：L—N，L—PE，N—PK，L+N—PE

組合波信號(hào)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)如圖所示。524、電快速瞬變脈沖產(chǎn)生器用于產(chǎn)生一串串脈沖，測(cè)試被測(cè)設(shè)備抗脈沖干擾的能力，評(píng)估電器和電子設(shè)備的供電端口、信號(hào)端口和控制端口在受到重復(fù)的快速瞬變脈沖干擾時(shí)的性能。

快速瞬變脈沖串（脈沖群干擾）作用對(duì)象：電子設(shè)備的電源線(xiàn)電子設(shè)備的信號(hào)線(xiàn)電子設(shè)備的控制線(xiàn)

快速瞬變脈沖串的特點(diǎn)：

上升時(shí)間短

重復(fù)頻率高

能量低

53

電快速瞬變脈沖發(fā)生器的主要元器件有：高壓源、充電電阻、儲(chǔ)能電容器、放電器、脈沖持續(xù)時(shí)間成形器、阻抗匹配負(fù)載和隔直電容。其示意圖如圖1所示。電快速瞬變脈沖的波形見(jiàn)圖2。其中圖中的每個(gè)脈沖實(shí)際為一串脈沖。電快速瞬變脈沖發(fā)生器技術(shù)指標(biāo)如下：測(cè)試電壓：220—8000V波形：上升時(shí)間5ns脈沖串寬度：50ns脈沖串重復(fù)頻率：0．1kHz～1MHz

內(nèi)置耦合網(wǎng)絡(luò)耦合方式：L—N，L—PE，N—PK，L+N—PE

54

5．靜電放電模擬器靜電放電是指具有不同靜電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，它發(fā)生在操作者及其鄰近物體之間。

靜電放電模擬器可模擬自然產(chǎn)生的靜電，用于考核電子、電氣設(shè)備遭受靜電放電時(shí)的性能。模擬試驗(yàn)在設(shè)備的輸入、輸出連接器、機(jī)殼(不接地的)、鍵盤(pán)、開(kāi)關(guān)、按鈕、指示燈等操作者易于接近的區(qū)域進(jìn)行。靜電放電模擬器由高壓產(chǎn)生器和放電頭組成，如圖所示。55工作時(shí)先對(duì)高壓電容充電，然后閉合放電開(kāi)關(guān)，向試驗(yàn)對(duì)象做直接或間接放電。直接放電有接觸放電和空氣放電兩種方式。

直接接觸放電：施加在設(shè)備可能接觸的點(diǎn)和表面；

空氣放電：施加在設(shè)備不能使用接觸放電的場(chǎng)合，如有絕緣漆的設(shè)備表面；

間接放電：施加在設(shè)備附近的物體上。通過(guò)靜電放電模擬器對(duì)耦合板接觸放電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。靜電放電模擬器的主要指標(biāo)如下：放電電壓：空氣放電：200V～16.5Kv接觸放電：200V～9kV保持時(shí)間：>5s放電模式：空氣、接觸放電極性：正、負(fù)操作模式：?jiǎn)未?、連續(xù)放電566、工頻磁場(chǎng)發(fā)生器

工頻磁場(chǎng)發(fā)生器可以模擬住宅、商業(yè)區(qū)，工礦企業(yè)和發(fā)電廠,以及中、高變電所的磁場(chǎng)環(huán)境。可用于電氣和電子產(chǎn)品的工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)符合IEC61000-4-8和GB/T17626.8標(biāo)準(zhǔn)。主要技術(shù)參數(shù)：577、周波電壓跌落模擬器

周波電壓跌落模擬器是對(duì)電壓暫降、短時(shí)中斷抗擾度試驗(yàn)的特點(diǎn)和要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的高可靠性測(cè)試儀器。用以評(píng)定與低壓電網(wǎng)連接的電氣和電子產(chǎn)品對(duì)電壓暫降、短時(shí)中斷的抗干擾能力；符合IEC61000-4-11和GB/T17626.11標(biāo)準(zhǔn)。58二、功率放大器

在電磁敏感度測(cè)試中，功率放大器是必不可少的設(shè)備，對(duì)于連續(xù)波及脈沖干擾的模擬，僅靠信號(hào)源或信號(hào)發(fā)生器往往難以達(dá)到所需的功率和測(cè)量頻段。電磁兼容測(cè)試用功放一般為50Ω輸入輸出阻抗，與傳感器是匹配的，只有音頻放大器輸出阻抗為2Ω，4Ω或8Ω，通常與耦合變壓器或環(huán)天線(xiàn)相連。放大器因器件特性的限制，單臺(tái)不可能覆蓋全部測(cè)量頻段，如在10kHz—18GHz的測(cè)量頻率范圍內(nèi)，需5—6臺(tái)覆蓋。

59功放選擇與使用應(yīng)注意的問(wèn)題：1GHz以下用固態(tài)放大器；1GHz以上需采用行波管放大器。行波管放大器是有使用壽命的，一般為10000h左右；

功率放大器對(duì)負(fù)載端的駐波極為敏感，負(fù)載匹配良好是得到最大輸出功率的基本條件。在使用中，功率放大器必須接上負(fù)載后方可加輸入信號(hào)，若輸出端空載會(huì)使負(fù)載駐波極大，形成功率的全反射，極易損壞放大器。尤其是大功率放大器；

早期的功放不帶程控接口，其增益控制靠手動(dòng)調(diào)節(jié)，功率輸出需通過(guò)控制信號(hào)源的輸出實(shí)現(xiàn)。這種控制方式要求放大器的線(xiàn)性比較好，對(duì)一定幅度范圍內(nèi)的輸入信號(hào)具有相同的增益，這樣才能保證輸出信號(hào)的不確定度較小。60三、功率計(jì)在電磁敏感度測(cè)試中，功率計(jì)與雙定向耦合器一起組成功率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)測(cè)量放大器輸出功率的狀態(tài)，了解負(fù)載端的匹配情況，如測(cè)量正向功率和反向功率的大小，確定輸出電纜是否正確連接、功率是否加上等。有些敏感度測(cè)量要求加調(diào)制信號(hào)，而功率計(jì)是通過(guò)功率頭檢波測(cè)量信號(hào)功率的，因而測(cè)出的是調(diào)制信號(hào)的總功率。電磁兼容測(cè)量用功率計(jì)需根據(jù)所測(cè)功率大小選擇功率頭的動(dòng)態(tài)范圍及測(cè)量的頻段。

61四、大功率定向耦合器定向耦合器是功率測(cè)量的常用部件，它是一種無(wú)耗的三端／四端網(wǎng)絡(luò)，有一個(gè)耦合端的稱(chēng)單定向耦合器，有兩個(gè)則稱(chēng)雙定向耦合器。當(dāng)輸入端接功率源，輸出端接負(fù)載后，兩個(gè)耦合端分別接功率計(jì)或頻譜儀，由靠近輸入端的耦合端3測(cè)量前向功率，由靠近負(fù)載端的耦合端4測(cè)量反向功率。小功率定向耦合器的輸入、輸出端是互易的。示意圖如圖6．25所示。定向耦合器的主要參數(shù)有：耦合系數(shù)C：輸入端功率與前向耦合功率之比C=P1／P3方向性D：1端輸入時(shí)，從3端測(cè)出的功率P13，與2端輸入時(shí)從3端測(cè)出的功率P23之比62

敏感度試驗(yàn)用大功率定向耦合器接在功率放大器的輸出端，與功率計(jì)一起組成大功率輸出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其作用一是隨時(shí)監(jiān)測(cè)大功率輸出的情況，二是了解反射功率的大小，確保放大器連接正確，負(fù)載匹配良好。定向耦合器的選擇需考慮測(cè)量頻段功率容量耦合系數(shù)如在10kHz～30MHz頻段，需1000W的功率放大器才能達(dá)到20V／m，此時(shí)應(yīng)選同頻段能承受至少1000W(+60dBm)功率，耦合系數(shù)至少為40dB的定向耦合器，這樣耦合出的功率約為+20dBm，有些功率計(jì)的功率頭最大能測(cè)到+24dBm，必要時(shí)再加衰減器，把功率減小到功率計(jì)的測(cè)量范圍之內(nèi)。63五、傳感器1．電流注入探頭

電流注入探頭用于電纜線(xiàn)及電纜束的高頻大電流注入實(shí)驗(yàn)（標(biāo)準(zhǔn)中的CSll4，CSll5，CSll6）就采用電流注入探頭向電纜線(xiàn)束施加干擾信號(hào)。電流注入探頭通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的夾具來(lái)校準(zhǔn)插入損耗和傳輸阻抗，與電流測(cè)量探頭相比，注入探頭的功率容量較大，一般在幾十瓦以上，適合與功率源或放大器配合使用。電流注入探頭不僅可用于連續(xù)波干擾的注入，也可用于施加脈沖干擾的傳導(dǎo)敏感度測(cè)試。結(jié)構(gòu)、原理與電流測(cè)量探頭類(lèi)似。FCC大電流注入鉗

FCC大電流注入鉗

AHS的電流注入鉗BI30000系列管狀波耦合器64

2．電場(chǎng)探頭

電場(chǎng)探頭是電磁敏感度測(cè)試系統(tǒng)中場(chǎng)強(qiáng)定標(biāo)的重要裝置，主要用于敏感度實(shí)驗(yàn)中干擾場(chǎng)強(qiáng)的監(jiān)測(cè)、定標(biāo)與測(cè)量，也可用于電磁核脈沖的測(cè)量及電波暗室場(chǎng)均勻性和屏蔽室場(chǎng)分布特性的測(cè)量。電場(chǎng)探頭是一種特定的電磁場(chǎng)天線(xiàn)，它與一般天線(xiàn)相比，特點(diǎn)在于：①天線(xiàn)的體積較大，將導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差。②測(cè)量大場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，用電場(chǎng)探頭比用天線(xiàn)更合適，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍較大。③探頭的測(cè)量頻段較寬，一般覆蓋10kHz～18GHz頻段需4副天線(xiàn)，而電場(chǎng)探頭最多2副即可。④天線(xiàn)接收信號(hào)的方式是選頻的，電場(chǎng)探頭則采用檢波接收方式；⑤電場(chǎng)探頭一般是全向性的，對(duì)任意極化方向的電磁場(chǎng)均可測(cè)量。65六、敏感度測(cè)量天線(xiàn)敏感度測(cè)量所需要的天線(xiàn)，一般指能夠?qū)⒆銐虼蠊β瘦椛涑鋈サ母鞣N天線(xiàn)，除了前面所述的雙錐天線(xiàn)、對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)、喇叭天線(xiàn)外，還需要關(guān)注兩種天線(xiàn)：1．平行單元天線(xiàn)平行單元天線(xiàn)為電場(chǎng)發(fā)射天線(xiàn)，由四根天線(xiàn)桿及阻抗匹配單元組成。其產(chǎn)生電場(chǎng)的原理與平板電容器相似，上下兩排天線(xiàn)桿構(gòu)成電容的上下兩個(gè)極板，中間產(chǎn)生線(xiàn)極化、垂直的均勻電場(chǎng)，用于10kHz—30MHz頻段的輻射敏感度測(cè)試。

平行單元天線(xiàn)的天線(xiàn)系數(shù)較大，在距天線(xiàn)1m處產(chǎn)生20V／m的場(chǎng)強(qiáng)需1000W的功率放大器支持。

66

2．磁環(huán)天線(xiàn)

磁場(chǎng)發(fā)射環(huán)產(chǎn)生20Hz—50kHz的磁場(chǎng)，用于磁場(chǎng)敏感度試驗(yàn)。測(cè)試時(shí)，磁環(huán)天線(xiàn)串聯(lián)1Ω的限流電阻，并與信號(hào)源相連以產(chǎn)生期望的驅(qū)動(dòng)電流，由電流探頭和測(cè)量接收機(jī)監(jiān)測(cè)流過(guò)天線(xiàn)回路的電流，再通過(guò)公式計(jì)算磁環(huán)天線(xiàn)發(fā)射的磁通密度。發(fā)射環(huán)天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：頻段：20Hz～50kHz

自諧振頻率：>100kHz

最大電流：短路：10A

長(zhǎng)時(shí)間：5A

環(huán)匝數(shù)：10匝環(huán)常數(shù)：5X10-5T/A

直徑：12cm

67七、敏感度測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)量軟件

EMS測(cè)試系統(tǒng)涉及的儀器多，主要由各種模擬干擾源、功率放大器、發(fā)射天線(xiàn)、傳感器、功率監(jiān)測(cè)和計(jì)算機(jī)及測(cè)量軟件組成。用于測(cè)量電子、電氣設(shè)備在施加模擬干擾時(shí)的抗干擾能力，測(cè)量頻段20Hz～40GHz。測(cè)試分為兩種：一種是傳導(dǎo)抗擾度；另一種是輻射抗擾度。各種模擬干擾源借助不同的傳感器產(chǎn)生所需的干擾信號(hào)，如利用發(fā)射天線(xiàn)向被測(cè)設(shè)備輻射電場(chǎng)或磁場(chǎng)干擾，利用注入電流探頭在電源線(xiàn)上產(chǎn)生干擾電流。68敏感度測(cè)試工作過(guò)程：測(cè)量系統(tǒng)一般都通過(guò)計(jì)算機(jī)控制測(cè)試項(xiàng)目的進(jìn)行；自動(dòng)加入天線(xiàn)和傳感器的修正系數(shù)；自動(dòng)調(diào)節(jié)施加的干擾信號(hào)或電磁場(chǎng)的大??；實(shí)時(shí)監(jiān)視功率輸出，保證放大器工作的安全；自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告和曲線(xiàn)，使復(fù)雜煩瑣的測(cè)試易于操作和實(shí)施。

通常EMS自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是集成起來(lái)的，各種儀器采購(gòu)自不同的生產(chǎn)廠家，最常用的是信號(hào)源、功率放大器和電場(chǎng)探頭。在此硬件基礎(chǔ)上編寫(xiě)測(cè)量軟件，使眾多的儀器按要求連接好之后，由計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)抗擾度項(xiàng)目的自動(dòng)測(cè)量。

69敏感度測(cè)試圖例說(shuō)明：

適用照明電器、開(kāi)關(guān)電源、電表、電動(dòng)工具、家用電器等各種電氣和電子產(chǎn)品的EMS試驗(yàn)中的傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試。

適用標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品Standardconformityandproducts:

IEC61000-4-6IEC61547CISPR14-2GB/T17626.6GB/T18595GB4343.2射頻電磁場(chǎng)傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試系統(tǒng)

Conductedrfimmunitytestsystem系統(tǒng)組成示意圖SystemConfiguration70第三節(jié)

與EMC相關(guān)的測(cè)試

與EMC相關(guān)的測(cè)試除了常規(guī)的測(cè)試如時(shí)域測(cè)量、頻域測(cè)量外，還包括一些對(duì)產(chǎn)品的EMC性能檢測(cè)是非常需要的、有些內(nèi)容尚未完全包括在目前正在執(zhí)行的EMC測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，但很重要。由于其直接影響EMC性能檢測(cè)結(jié)果，故應(yīng)予重視。

1)

頻率特性測(cè)試；

2)

屏蔽效能測(cè)試；

3)

電磁環(huán)境測(cè)試；

4)

天線(xiàn)耦合度測(cè)試；

5)

電磁干擾濾波器測(cè)試；

6)

三階互調(diào)特性測(cè)試；

7)

接收機(jī)的互調(diào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

8)

交調(diào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

9)

無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物測(cè)試

10)空間微放電現(xiàn)象測(cè)試等。

71一、頻率特性測(cè)試1、頻率特性測(cè)試與電磁干擾測(cè)量的差異：

電磁干擾測(cè)量所關(guān)心的是工作信號(hào)之外的一切發(fā)射，包括“雜波”、“亂真”；

頻率特性測(cè)試關(guān)心的是無(wú)線(xiàn)電發(fā)射信號(hào)的頻譜特性。包括對(duì)發(fā)送信號(hào)的頻率及其穩(wěn)定度、發(fā)送信號(hào)帶寬、功率以及信號(hào)接收通路的各種響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試。2、頻率特性測(cè)試與電磁干擾測(cè)量的關(guān)聯(lián)：復(fù)雜工程的電子系統(tǒng)往往由多個(gè)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成。電磁兼容性中的干擾和敏感與其每一個(gè)發(fā)射機(jī)輸出頻率(基波、諧波和雜波)及每一潛在的接收機(jī)響應(yīng)頻率(雜波、互調(diào)、同頻道與鄰頻道響應(yīng)頻率)是密切相關(guān)的；723、頻率特性測(cè)試方法：兩種測(cè)試方法：閉路測(cè)試和通過(guò)空間傳播的輻射場(chǎng)方式測(cè)試。閉路測(cè)試：在發(fā)射機(jī)輸出端口和接收機(jī)的輸入端口，采取端接頻譜分析儀的閉路系統(tǒng)測(cè)量頻率特性數(shù)據(jù)；通過(guò)空間傳播的輻射場(chǎng)方式測(cè)試：在開(kāi)闊場(chǎng)地或微波暗室中，在一定距離上用頻譜分析儀和天線(xiàn)組成測(cè)試系統(tǒng)測(cè)得頻率特性數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)聯(lián)試中大多采用這種通過(guò)空間傳播的輻射場(chǎng)方式進(jìn)行測(cè)試。73步驟：

將被測(cè)發(fā)射機(jī)接天線(xiàn)后置于開(kāi)闊場(chǎng)地或吸波暗室中；用頻譜分析儀及測(cè)試接收機(jī)記錄發(fā)射功率及頻率；發(fā)射機(jī)的基波頻率可用定標(biāo)后的頻率計(jì)直接測(cè)量得到；發(fā)射機(jī)的基波功率可用頻譜分析儀測(cè)量，也可再用功率計(jì)定標(biāo)；在實(shí)際操作中可由定向耦合器取出部分功率進(jìn)行測(cè)量，再通過(guò)定向耦合器的定標(biāo)曲線(xiàn)，換算成發(fā)射機(jī)的真實(shí)功率；在實(shí)際操作中可由頻譜分析儀/矢量分析儀/調(diào)制域分析儀等監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)輸出頻率(基波、諧波和雜波)及接收機(jī)響應(yīng)頻率(雜波、互調(diào)、同頻道與鄰頻道響應(yīng)頻率)。74

關(guān)于對(duì)發(fā)射機(jī)信號(hào)的頻率及其穩(wěn)定度、發(fā)送信號(hào)帶寬、功率以及接收機(jī)的各種響應(yīng)進(jìn)行的測(cè)試同樣也屬于頻率特性測(cè)試。

頻率及其穩(wěn)定度測(cè)試；

發(fā)送信號(hào)帶寬測(cè)試；

功率測(cè)試

接收機(jī)的各種響應(yīng)測(cè)試

接收機(jī)靈敏度

接收機(jī)選擇性752屏蔽效能測(cè)試屏蔽效能測(cè)試的內(nèi)容包括三個(gè)方面：屏蔽材料的屏蔽效能測(cè)試；屏蔽室的屏蔽效能測(cè)試；屏蔽罩的屏蔽效能測(cè)試要點(diǎn)：

屏蔽效能定義為沒(méi)有屏蔽時(shí)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與有屏蔽時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度之比。從工程角度考慮，常用測(cè)量電壓代替。可從電磁干擾測(cè)量?jī)x上讀得其分貝數(shù)之差。屏蔽效能測(cè)試用傳感器包括測(cè)量探頭、功率吸收鉗、亥姆霍茲線(xiàn)圈、小環(huán)、大環(huán)及各種頻段天線(xiàn)等。測(cè)量低頻磁場(chǎng)屏蔽效能，常采用低頻磁場(chǎng)探頭。

工程中用屏蔽電纜的射頻泄漏測(cè)試作為屏蔽效能測(cè)試。76

電纜屏蔽效能測(cè)試原理如圖所示，測(cè)試設(shè)備要求：能滿(mǎn)足測(cè)試要求，覆蓋30MHz～lGHz的信號(hào)源；功率吸收鉗(可用MDS21)；頻譜分析儀(可用HP8566B)；匹配負(fù)載。30MH2—1GHz頻率范圍內(nèi)測(cè)試框圖77測(cè)試步驟如下：將被測(cè)電纜一端接信號(hào)源，另一端接匹配負(fù)載，在功率吸收鉗的耦合端用頻譜分析儀接收；將耦合端接匹配負(fù)載，將頻譜分析儀接被測(cè)電纜另一端接收；對(duì)于高端（30MHz—1GHz）電纜屏蔽效能為：

SE=P1-P-L-K-17式中：P1—信號(hào)源功率，dBm；P—耦合端口接收機(jī)讀數(shù)SA2，dBm；

L—被測(cè)電纜損耗，dB；K—功率吸收鉗轉(zhuǎn)換因子，也稱(chēng)傳感器系數(shù)，dB；對(duì)于低端（50KHz—30MHz）電纜屏蔽效能為：

SE=P1-P-L-K-34注意，頻率為50KHz—30MHz時(shí),用電流探頭測(cè)試。78三、電磁環(huán)境測(cè)試電磁環(huán)境的測(cè)試與EMC性能測(cè)試密切相關(guān)，必須進(jìn)行測(cè)試。除了EMC性能測(cè)試關(guān)注電磁環(huán)境測(cè)試外，EMC性能測(cè)試的目的主要有兩個(gè)：考察環(huán)境是否滿(mǎn)足環(huán)保要求；檢測(cè)電子設(shè)備、分系統(tǒng)和系統(tǒng)工作的電磁環(huán)境。電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)主要包括對(duì)環(huán)境中的電磁輻射電平進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)干擾(也稱(chēng)污染)源進(jìn)行監(jiān)督性監(jiān)測(cè)以及對(duì)各種電磁環(huán)境保護(hù)措施的驗(yàn)收測(cè)試等。電磁環(huán)境測(cè)量的頻譜非常寬，低至工頻50Hz，高至電子設(shè)備的最高工作頻率及其諧波。電磁環(huán)境測(cè)試的功率范圍也非常大，低至居民區(qū)應(yīng)該滿(mǎn)足的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)，高至一些發(fā)射設(shè)備、電子系統(tǒng)可能產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場(chǎng)或稱(chēng)電磁輻射危害場(chǎng)。79環(huán)境測(cè)量中的注意事項(xiàng)說(shuō)明如下：

(1)在對(duì)發(fā)射設(shè)備造成的電磁環(huán)境污染進(jìn)行測(cè)試時(shí)，一定要待參試設(shè)備功能性檢測(cè)完畢，工作正常之后，選擇在發(fā)射機(jī)最大功率工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行測(cè)試。(2)對(duì)移動(dòng)輻射源的測(cè)試，要選擇在開(kāi)闊的空間環(huán)境下進(jìn)行，不要在周?chē)写蟮幕蛘叨嗟慕饘傥矬w附近進(jìn)行。(3)對(duì)被測(cè)電磁環(huán)境要盡力符合實(shí)際情況的布置及工作狀態(tài)選定。(4)參加測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)，原則上不能對(duì)被測(cè)電磁環(huán)境有所貢獻(xiàn)，以便能全面反映電磁場(chǎng)的有用信息量。(5)測(cè)試儀表盡量選寬頻帶的，傳感器的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)與干擾源的調(diào)制方式相匹配。(6)測(cè)試儀表應(yīng)有過(guò)載保護(hù)措施等。80四、天線(xiàn)耦合度測(cè)試定義：天線(xiàn)耦合度是電磁兼容性的重要參數(shù)。它用來(lái)衡量天線(xiàn)間相互作用的程度。因?yàn)樘炀€(xiàn)方向圖都有一定寬度(指主瓣)，大部分天線(xiàn)會(huì)有旁瓣和后瓣；同時(shí)除了輻射主極化外，都會(huì)有交叉極化輻射等。由于上述提到的種種原因，安裝在同一平臺(tái)上的兩副天線(xiàn)間，由于互相耦合將產(chǎn)生各自不希望的功率信號(hào)，因而產(chǎn)生干擾現(xiàn)象。天線(xiàn)耦合度測(cè)量包括以下三個(gè)內(nèi)容：(1)天線(xiàn)耦合度測(cè)量，參試者僅為天線(xiàn)單元，信號(hào)源用單載波形式輸出。(2)天線(xiàn)系統(tǒng)耦合度測(cè)量，參試者包括天線(xiàn)和饋電系統(tǒng)，信號(hào)源仍為單載波形式輸出。(3)與天線(xiàn)相關(guān)的系統(tǒng)耦合度測(cè)量，參試者是實(shí)際天線(xiàn)和饋源系統(tǒng)及真實(shí)的發(fā)射機(jī)(或接收機(jī))。81天線(xiàn)耦合度是天線(xiàn)參數(shù)、頻率和空間位置的函數(shù)，可用公式表示：

C=10lg（Pr/Pt）式中：C—天線(xiàn)耦合度

Pr—接收天線(xiàn)純凈輸出功率，WPt—發(fā)射天線(xiàn)純凈輸出功率，W

在天線(xiàn)耦合度測(cè)量中，當(dāng)符合(1)時(shí)，測(cè)量界面在接收天線(xiàn)或發(fā)射天線(xiàn)端口(或稱(chēng)天線(xiàn)體根部)；當(dāng)符合(2)時(shí)，測(cè)量界面選在天線(xiàn)饋源的輸入或輸出端口；當(dāng)符合(3)時(shí)，測(cè)量界面選在實(shí)際發(fā)射機(jī)或接收機(jī)的輸入或輸出端口(此時(shí)考慮了發(fā)射機(jī)或接收機(jī)的頻譜影響和阻抗影響)。82天線(xiàn)系統(tǒng)耦合度測(cè)量中應(yīng)注意的問(wèn)題：

電子系統(tǒng)工程均離不開(kāi)天線(xiàn)，常常涉及到幾副天線(xiàn)的集合。稱(chēng)“集合”是因?yàn)樘炀€(xiàn)之間沒(méi)有直接電氣上的聯(lián)系，它們只是集合在一個(gè)工程上允許的有限空間。天線(xiàn)的電性能不僅與天線(xiàn)自身的結(jié)構(gòu)、電氣參數(shù)有關(guān)，還常常與周邊結(jié)構(gòu)相關(guān)，即天線(xiàn)的加載效應(yīng)?，F(xiàn)場(chǎng)與天線(xiàn)相關(guān)的系統(tǒng)耦合度測(cè)量最有工程價(jià)值。對(duì)于大型工程，天線(xiàn)布局極為重要，布局不合理，可能帶來(lái)天線(xiàn)方向圖畸變，天線(xiàn)間耦合度變大，因而形成接收機(jī)阻塞干擾，使接收機(jī)工作在非線(xiàn)性，帶來(lái)互調(diào)、交調(diào)及減敏效應(yīng)。還可能產(chǎn)生發(fā)射天線(xiàn)與發(fā)射天線(xiàn)間的功率倒灌，使發(fā)射天線(xiàn)駐波比惡化，造成不必要的輻射危害等。天線(xiàn)耦合度測(cè)量可以為天線(xiàn)“集合”的合理布局提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。83舉例：某型號(hào)機(jī)上安裝兩副應(yīng)答機(jī)天線(xiàn)(收發(fā)共用)。安裝示意圖如圖右側(cè)天線(xiàn)S1，：發(fā)射頻率Ft1，接收頻率Fr1

右側(cè)天線(xiàn)S2，：發(fā)射頻率Ft2，接收頻率Fr2

左側(cè)天線(xiàn)S1’，：發(fā)射頻率Ft1，接收頻率Fr1

左側(cè)天線(xiàn)S2’，：發(fā)射頻率Ft2，接收頻率Fr2當(dāng)S2為發(fā)射狀態(tài)，S1，S1’，S2’為接收狀態(tài)時(shí)，可測(cè)試S2對(duì)S1、S1’和S2’的耦合度。當(dāng)S1為發(fā)射狀態(tài)，S2，S1’，S2’為接收狀態(tài)時(shí)，可測(cè)試S1對(duì)S2、S1’

和S2’的耦合度。主要測(cè)試設(shè)備采用單載波信號(hào)源和EMI測(cè)試接收機(jī)。測(cè)試接收機(jī)掃描帶寬Span置200kHz，分辨率帶寬RBW置200Hz，視頻帶寬VBW置3kHz。用手動(dòng)方式操作。84五、電磁干擾濾波器測(cè)試電磁干擾濾波器的功能是抑制EMI信號(hào)，也即令其輸入和輸出阻抗在EMI信號(hào)頻帶內(nèi)呈現(xiàn)最大失配。由于EMI濾波器使用功能與一般濾波器有差異，EMI濾波器測(cè)量應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)

注意安全性能參數(shù)，如漏電流、試驗(yàn)電壓、絕緣電阻和放電電阻等的測(cè)量。(2)

在電流加載情況下測(cè)量插入損耗特性，因?yàn)檫@樣才能真正反映EMI濾波器的真實(shí)性能。(3)

因插入損耗特性與濾波器端接源阻抗和負(fù)載阻抗相關(guān)，檢測(cè)時(shí)按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。

電源濾波器漏電流是電源EMI濾波器的一個(gè)重要安全性能參數(shù)。由于漏電流的大小涉及到人身安全，各國(guó)有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格規(guī)定。漏電流的安全值與濾波器的額定電壓相關(guān)，一般在0.5—5mA范圍內(nèi)。

85

EMI濾波器插入損耗測(cè)量是濾波器基本電性能參數(shù)測(cè)量，一般情況下將濾波器作為無(wú)源部件，用測(cè)網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)辦法直接測(cè)得。

工程中，EMI濾波器應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。例如，在測(cè)量設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射時(shí)，發(fā)現(xiàn)某些頻率上有超標(biāo)現(xiàn)象，當(dāng)將其EMI電源濾波器插入后，超標(biāo)頻點(diǎn)上的傳導(dǎo)發(fā)射幅度在下降，不同頻率點(diǎn)下降程度不同。安裝電源濾波器前后測(cè)得的曲線(xiàn)差值，即是EMI濾波器的實(shí)際插入損耗，它是頻率的函數(shù)。

電源濾波器的基本電路如圖所示：共模干擾抑制；差模干擾抑制；EMI濾波器的功能與漏電流的關(guān)系。86六、三階互調(diào)特性測(cè)試所謂互調(diào)產(chǎn)物是指當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)頻率的輸入信號(hào)同時(shí)進(jìn)入接收系統(tǒng)的前端，由于系統(tǒng)的非線(xiàn)性，即在射頻放大器的任一級(jí)或混頻器中混頻，使得輸出信號(hào)除原有頻譜外，還有新的頻率分量，稱(chēng)互調(diào)干擾(它與EUT的工作點(diǎn)相關(guān))。它們的頻率等于各輸入信號(hào)頻率的整數(shù)倍的線(xiàn)性組合，用下式表示：

f=mf1±nf2互調(diào)產(chǎn)物在電性能指標(biāo)中用低于載波的分貝數(shù)描述，即用dBc表示。所謂三階互調(diào)，就是m、n絕對(duì)值之和等于3.互相調(diào)制問(wèn)題慨念

互調(diào)干擾是接收機(jī)中高放級(jí)或變頻級(jí)器件轉(zhuǎn)移特性的非線(xiàn)性項(xiàng)所產(chǎn)生。與接收機(jī)選擇性密切相關(guān)！

接收機(jī)選擇性(帶寬)內(nèi)涵：當(dāng)Vb=Va+K時(shí)，將產(chǎn)生干擾輸出圖中Va是接收機(jī)能夠產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)輸出時(shí)所需要的有效輸入（信號(hào)電平）；Vb是干擾輸入。K為選擇系數(shù)（邊界時(shí)為66dB）當(dāng)接收機(jī)接收有用信號(hào)(其頻率為f0,電平為Vs)

時(shí),若在通帶外存在兩個(gè)強(qiáng)干擾(其頻率為fl和f2,電平為V1和V2),且它們的頻率關(guān)系滿(mǎn)足mf1+nf2=f0時(shí)，就可能造成互調(diào)干擾。當(dāng)m+n=3時(shí)，即為三階

三階互調(diào)干擾是在互調(diào)干擾中最強(qiáng)的！補(bǔ)充8889測(cè)試步驟如下：

(1)按圖連接測(cè)試設(shè)備；(2)調(diào)節(jié)頻譜分析儀，使其中心頻率為EUT的中心頻率，掃描帶寬包含兩個(gè)信號(hào)及其產(chǎn)生的三階互調(diào)信號(hào)頻率；(3)調(diào)節(jié)信號(hào)源1和可變衰減器1，使EUT工作電平在輸入補(bǔ)償—3dB狀態(tài)，信號(hào)頻率為EUT中心頻率f0(此時(shí)信號(hào)源2的輸出為斷開(kāi)狀態(tài))；(4)關(guān)閉信號(hào)源1，接通信號(hào)源2，使信號(hào)源2的輸出頻率為f0十Δf（Δf由專(zhuān)用技術(shù)條件規(guī)定，C波段時(shí)推薦取5MHz）；(5)調(diào)節(jié)可變衰減器2，使輸出功率與接信號(hào)源1時(shí)相等；(6)連接EUT，不改變信號(hào)源1和可變衰減器1的狀態(tài)，兩信號(hào)同時(shí)加到EUT上，這時(shí)EUT工作在雙波飽和狀態(tài)；(7)利用頻譜分析儀測(cè)試出兩信號(hào)產(chǎn)生的三階互調(diào)信號(hào)和輸出信號(hào)的分貝差，從而得到飽和輸出功率時(shí)的等幅雙波三階互調(diào)值Im3。90七、互調(diào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試

互調(diào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試主要用于通信接收機(jī)、射頻放大器、無(wú)線(xiàn)電收發(fā)信機(jī)、雷達(dá)接收機(jī)、聲納接收機(jī)以及電子對(duì)抗設(shè)備接收機(jī)等。測(cè)試的目的是檢驗(yàn)此類(lèi)接收設(shè)備對(duì)互調(diào)產(chǎn)物的抗擾能力(接收選擇性)。分兩步：按公式計(jì)算出可能在接收系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的干擾信號(hào)及其諧波和、差頻率。進(jìn)行互調(diào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試。91

互調(diào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試的三個(gè)重要慨念：

互調(diào)產(chǎn)物極限值一般用高于獲得標(biāo)準(zhǔn)參考輸出電平的輸入電平的分貝數(shù)來(lái)表示。比如當(dāng)信號(hào)源1輸出電平(也即接收機(jī)的輸入電平)為V10，高于V1066dB的接收機(jī)輸入電平使接收機(jī)進(jìn)入非線(xiàn)性區(qū)，定義這一工作點(diǎn)為測(cè)試接收機(jī)互調(diào)產(chǎn)物的非線(xiàn)性工作點(diǎn)。一般稱(chēng)66dB為互調(diào)產(chǎn)物極限值。最大輸入信號(hào)是指接收機(jī)飽和而不過(guò)載工作時(shí)的輸入信號(hào)。3）帶寬是指這樣一個(gè)頻率范圍，在這個(gè)頻率范圍內(nèi)頻譜分量的電平不低于參考電平的某一規(guī)定值。如3dB帶寬為5MHz或6dB帶寬為8MHz等。通帶是指接收機(jī)在規(guī)定的使用條件下能確保接收系統(tǒng)傳輸信息的速率和質(zhì)量所需要的頻率范圍。92八、交調(diào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試定義：

交調(diào)產(chǎn)物指一個(gè)足夠強(qiáng)的無(wú)用信號(hào)(調(diào)制信號(hào))進(jìn)人接收機(jī)(如接收機(jī)、射頻放大器、收發(fā)機(jī)和從調(diào)幅波提取信息的應(yīng)答機(jī))；由于非線(xiàn)性器件存在，會(huì)使得接收機(jī)的有用信號(hào)受到干擾，產(chǎn)生寄生調(diào)制，被稱(chēng)作寄生調(diào)頻或調(diào)幅。交叉調(diào)制干擾的產(chǎn)生，不需要兩個(gè)頻率間存在一定關(guān)系，只要干擾信號(hào)有一定強(qiáng)度。交調(diào)干擾不涉及接收機(jī)前端混頻的頻率轉(zhuǎn)換過(guò)程，

交叉調(diào)制干擾的強(qiáng)度與干擾信號(hào)振幅的平方成正比。例如，通過(guò)預(yù)選器，鄰近頻道可滲入到接收機(jī)前端，調(diào)制其射頻放大器的增益，因?yàn)橛杏眯盘?hào)也受到此增益的影響，使干擾信號(hào)的基帶信息直接轉(zhuǎn)換成有用信號(hào)。93測(cè)試步驟：

(1)讓信號(hào)源2輸出為零，將信號(hào)源1調(diào)諧至EUT的調(diào)諧頻率fo，并按規(guī)定方式調(diào)制。調(diào)整其輸出電平，使EUT產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)參考輸出電平。記錄此時(shí)信號(hào)源1的輸出電平V10，單位dBuV。同理，讓信號(hào)源1輸出為零，將信號(hào)源2調(diào)諧至EUT的調(diào)諧頻率并按規(guī)定方式調(diào)制。調(diào)整其輸出電平，使EUT產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)參考輸出電平。記錄此時(shí)信號(hào)源2的輸出電平V2。單位dBuV。(2)同時(shí)接通兩個(gè)信號(hào)源，信號(hào)源1不調(diào)制，且輸出電平比V10高10dB，信號(hào)源2按規(guī)定的調(diào)制方式調(diào)制，調(diào)整其輸出電平為詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的極限值與V20之和。(3)調(diào)整信號(hào)源2的頻率直到f0±fIF，fIF為EUT的中頻頻率，觀察交調(diào)產(chǎn)物。(4)測(cè)量接收機(jī)用來(lái)判斷試驗(yàn)中EUT的響應(yīng)是否由交調(diào)產(chǎn)物產(chǎn)生。94九、無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物測(cè)試

定義：無(wú)源互調(diào)(PIM：PassiveIntermodulation)，它是指由無(wú)源部件的固有非線(xiàn)性導(dǎo)致的互調(diào)產(chǎn)物?；镜腜IM現(xiàn)象是由于電流流過(guò)非線(xiàn)性部件產(chǎn)生的。諸如濾波器、同軸線(xiàn)纜及連接器、金屬連接面、天線(xiàn)饋源及天線(xiàn)等無(wú)線(xiàn)部件由于多種原因可能產(chǎn)生固有的非線(xiàn)性。

引起無(wú)源部件非線(xiàn)性的微觀機(jī)理非常復(fù)雜，它不僅與材料質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，還與通道加載及系統(tǒng)裝配的工藝質(zhì)量相關(guān)。

大量的理論研究和測(cè)量實(shí)踐證明，當(dāng)多個(gè)不同的未調(diào)制頻率f1、f2、f3、…入射到一些無(wú)源部件時(shí)，這些無(wú)源部件固有的非線(xiàn)性會(huì)導(dǎo)致大量的PIM產(chǎn)物。這些PIM產(chǎn)物對(duì)電子系統(tǒng)研制構(gòu)成嚴(yán)重危害。

95無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物的特點(diǎn)：a)

PIM產(chǎn)生及電平與工作頻率相關(guān)，基本信號(hào)頻率愈高，則PIM產(chǎn)物電平愈高。b）無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物在時(shí)間上不能保持穩(wěn)定。它們對(duì)物理運(yùn)動(dòng)或溫度循環(huán)的過(guò)程或溫度變化都極為敏感。無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物隨時(shí)間變化，為了得到可靠的數(shù)據(jù)，必須堅(jiān)持多種測(cè)試條件，并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間觀察取證；c)

無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物具有門(mén)限效應(yīng)。因此測(cè)量范圍要留一定裕度。d)

無(wú)源互調(diào)頻譜形狀是不固定的。出現(xiàn)在離散信號(hào)帶(如一個(gè)通信系統(tǒng)的接收通帶)內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物數(shù)目隨系統(tǒng)出現(xiàn)的載波數(shù)目增加而急劇增加。PIM的總數(shù)目隨發(fā)射機(jī)數(shù)目的增加而增加。主要成分的三階互調(diào)增加得比指數(shù)上升還快。在載波數(shù)比較多的情況下，PIM干擾與寬帶噪聲沒(méi)什么區(qū)別。e)

無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物與傳輸功率電平相關(guān)，但常常表現(xiàn)出相對(duì)于功率電平的不可預(yù)知性。96鑒于上述理由，PIM研究要靠預(yù)測(cè)分析，但更多地靠測(cè)量，靠長(zhǎng)時(shí)間、各種條件下的測(cè)量分析。

PIM測(cè)試難度很大，因?yàn)樗旧韺傥⑷跣盘?hào)，一般比信號(hào)電平至少低100dB，這就需要一個(gè)高靈敏度的測(cè)試系統(tǒng)。另外PIM產(chǎn)物隨時(shí)間變化又與測(cè)試條件關(guān)系密切。一般來(lái)講，要通過(guò)大量試驗(yàn)建立起PIM產(chǎn)物與測(cè)試條件的固定關(guān)系，才能得到可靠的測(cè)試數(shù)據(jù)。

97測(cè)試系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)應(yīng)含以下設(shè)備：

兩個(gè)大功率信號(hào)源，信號(hào)源自身的頻譜比較純凈；

兩個(gè)調(diào)諧帶通濾波器，它將兩個(gè)大功率信號(hào)源產(chǎn)生的基本信號(hào)無(wú)衰減地傳輸，對(duì)功率源諧波及另一個(gè)信號(hào)源來(lái)的反向功率抑制至少為50dB；一個(gè)功率合成單元將兩個(gè)大功率信號(hào)源合成，它自身不產(chǎn)生任何可比擬的無(wú)源互調(diào)信號(hào)，它是一個(gè)頻率敏感部件只在環(huán)路的設(shè)計(jì)頻帶內(nèi)，各支路才能達(dá)到完全平衡，它能使經(jīng)過(guò)試驗(yàn)樣品產(chǎn)生的PIM進(jìn)入探測(cè)器，從而提高測(cè)試靈敏度；

兩個(gè)定向耦合器作兩路基本信號(hào)的監(jiān)測(cè)；

一個(gè)窄帶調(diào)諧濾波器，只允許指定被檢測(cè)的互調(diào)信號(hào)通過(guò)，改善功率源與探測(cè)器間的隔離作用；

高靈敏度的頻譜分析儀作為所有無(wú)源互調(diào)信號(hào)的敏感探測(cè)器；

精心選擇三個(gè)等效負(fù)載，它們自身對(duì)于最大輸入功率并不產(chǎn)生任何可探測(cè)出的無(wú)源互調(diào)電平。98十、空間微放電現(xiàn)象測(cè)試定義：微放電(Multipaction也稱(chēng)二次電子倍增)是在真空條件下，電子在強(qiáng)微波電場(chǎng)加速下，在金屬表面之間產(chǎn)生的二次電子倍增現(xiàn)象，即在傳輸微波大功率的無(wú)源部件中出現(xiàn)的一種射頻擊穿現(xiàn)象。工作在大功率狀態(tài)下的微波無(wú)源部件，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，當(dāng)功率、頻率和部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)縫隙尺寸滿(mǎn)足一定關(guān)系時(shí)