2024道路車輛 車輛對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第4部分：線束激勵法

道路車輛車輛對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第4部分：線束激勵法目 次前 言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1試驗條件 1試驗場地 2試驗儀器 2BCI法 2TWC法 3試驗布置 3BCI法 3TWC法 5試驗過程 6概述 6試驗計劃 6試驗方法 7試驗報告 10附錄 A（規(guī)范性）標(biāo)定配置（電流注入探頭標(biāo)定） 11附錄 B（資料性）試驗臺架的轉(zhuǎn)移阻抗 錯誤！未定義書簽。附錄 C（資料性）功能特性狀態(tài)分類（FPSC） 19概述 19試驗嚴(yán)酷等級分類 19使用試驗嚴(yán)酷等級的FPSC應(yīng)用示例 20I道路車輛車輛對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第4部分：線束激勵法范圍GB/T33012（大電流注入（BCI）法是將電流注入探頭作為互感器，把電流注入到作為次級繞組的導(dǎo)線線束上的試驗方法。管狀波耦合器（TWC）法是利用定向耦合器原理將電磁波耦合到導(dǎo)線線束上的試驗方法。TWC法是為汽車電子電氣零部件對GHz范圍（GSM頻段、UMTS、ISM?2.4GHz）內(nèi)輻射騷擾的抗擾性試驗而開發(fā)。該方法最適用于小尺寸（相對于波長）和屏蔽被測裝置（DUT）。因為這些情況下主要耦合途徑是線束。本部分所涉及的電磁騷擾僅限于連續(xù)窄帶電磁場。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T?33012.1?道路車輛車輛對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第1部分：一般規(guī)定和術(shù)語（GB/T?33012.1-2016，ISO11451-1:2005+A1:2008，MOD）術(shù)語和定義GB/T?33012.1界定的術(shù)語和定義適用于本文件。試驗條件BCI法和TWC（電流探頭或管狀波耦合器對于汽車電子電氣系統(tǒng)試驗，典型的適用頻率范圍如下：——BCI法適用頻率為100?kHz~1?GHz。在400?MHz~1?GHz頻率范圍內(nèi)，當(dāng)其他試驗方法不可行時，可使用BCI法，同時應(yīng)與本文件的使用者達成一致，并記錄在試驗計劃中；——TWC法的頻率范圍為400?MHz~3?GHz。用戶應(yīng)規(guī)定試驗頻率范圍內(nèi)的試驗嚴(yán)酷等級。推薦的試驗嚴(yán)酷等級見附錄C。根據(jù)未調(diào)制波的等效均方根值來表示嚴(yán)酷等級。標(biāo)準(zhǔn)試驗條件應(yīng)符合GB/T?33012.1的如下規(guī)定：——試驗溫度；——供電電壓；——調(diào)制方式；——駐留時間；1——頻率步長；——試驗嚴(yán)酷等級的定義；——試驗信號質(zhì)量。試驗場地試驗應(yīng)在屏蔽室內(nèi)進行。（除了車輛下方的接地平面之間的距離應(yīng)至少為0.5m。試驗可以選擇在室外試驗場地進行。測試設(shè)備應(yīng)符合(國家)有關(guān)電磁場傳輸?shù)姆梢?。警告：試驗區(qū)域可能存在危險的電壓和電磁場，應(yīng)確保滿足人體對射頻能量曝露限值要求。試驗儀器BCI概述BCI是使用電流注入探頭將騷擾信號直接耦合到線束上進行抗擾性試驗的一種方法。注入探頭是電流互感器，試驗時被測裝置（DUT）的線束穿過探頭，通過改變試驗嚴(yán)酷等級和感應(yīng)的騷擾信號頻率進行抗擾性試驗。使用的測試設(shè)備如下：——電流注入探頭（探頭組）；——電流測量探頭（探頭組）；——具有內(nèi)部或外部調(diào)制功能的射頻發(fā)生器；——功率放大器；——功率測量設(shè)備，用于測量前向和反向功率；——電流測量設(shè)備。應(yīng)對安裝在車輛上的每個獨立系統(tǒng)進行BCI試驗。注入探頭該試驗需要一個或一組能覆蓋試驗頻率范圍的注入探頭將測試信號耦合到DUT宜考慮試驗等級和DUT電流帶來的注入探頭飽和。電流測量探頭電流測量探頭（探頭組）應(yīng)能覆蓋整個試驗頻率范圍。DUTDUT應(yīng)按照試驗計劃要求，通過對電磁特性影響最小的執(zhí)行機構(gòu)進行操作，例如塑料按鈕、帶塑料管的氣動執(zhí)行機構(gòu)?？墒褂霉饫w或高電阻導(dǎo)線連接到監(jiān)測DUT電磁干擾反應(yīng)的設(shè)備?？梢允褂闷渌愋偷膶?dǎo)線，但需特別注意盡量減少相互作用。應(yīng)仔細(xì)記錄此類線束的方向、長度和位置，以確保試驗結(jié)果的可重復(fù)性。監(jiān)控設(shè)備與DUT的任何電氣連接都可能導(dǎo)致DUT出現(xiàn)故障。應(yīng)特別注意避免這種影響。2TWC概述本試驗方法相當(dāng)于將平面波等效耦合到車輛線束中。為此，需要采用一個兩端開路的50?Ω同軸短線，一個內(nèi)部為管狀的導(dǎo)體及其匹配終端，以在其內(nèi)部產(chǎn)生橫電磁波（TEM），被測線束穿過這個波耦合器的內(nèi)導(dǎo)體。這對DUT形成兩個騷擾分量，一個是由電纜耦合的TEM分量，另一個是耦合器和DUT之間連接電纜內(nèi)部的一次TEM的散射所產(chǎn)生的輻射分量。使用設(shè)備如下：——管狀波耦合器；——具有內(nèi)部或外部調(diào)制功能的射頻發(fā)生器；——功率放大器；——功率測量設(shè)備，用于測量前向和反向功率。應(yīng)對安裝在車輛上的每個獨立系統(tǒng)進行TWC試驗。管狀波耦合器50?Ω負(fù)載電阻50?Ω負(fù)載電阻用于匹配管狀波耦合器的輸出，其額定功率應(yīng)大于等于施加的前向功率。DUT詳見6.1.4。試驗布置BCIBCI試驗有兩種試驗方法：替代法和閉環(huán)法（分別詳見7.1.1和7.1.2）。替代法除非試驗計劃中另有規(guī)定，線束上電流注入探頭的安裝位置距離車輛上被測DUT的連接器或出線孔（150±50）mm。當(dāng)連接DUT處針對每路分支進行試驗。在這種試驗條件下，如使用測量探頭，其位置不變。使用預(yù)先標(biāo)定的前向功率（詳見8.3.1.2.2）注入電流，在注入探頭的工作頻率范圍內(nèi)監(jiān)測非預(yù)期事件。每個事件發(fā)生時，記錄探頭在不同頻點注入的最小前向功率,并作為抗擾性閾值?？蛇x擇在電流注入探頭和DUT之間安裝一個電流測量探頭。測量探頭可以提供額外有用的信息，但也可能改變試驗條件。若使用了該測量探頭，測得的電流值不能用于確定DUT的工作狀態(tài)，但應(yīng)記錄以用于研究非預(yù)期事件發(fā)生的原因以及被測系統(tǒng)改進后試驗條件的變化。測試布置示例見圖1所示。3單位為毫米?標(biāo)引序號說明：1——2——功率放大器；3——50?Ω射頻定向耦合器；4——射頻功率測量裝置或等效裝置；5——射頻注入探頭；6——射頻電流測量探頭（可選）；7——DUT；8——頻譜分析儀或等效儀器（可選）；9——其他車輛設(shè)備；10——線束；11——屏蔽室。注：建議在注入探頭和電流測量探頭的同軸電纜上安裝合適的鐵氧體扼流圈。1BCI帶功率限制的閉環(huán)法除非試驗計劃中另有規(guī)定，否則注入探頭應(yīng)置于距離DUT連接器（900±50）mm處。除非試驗計劃中另有規(guī)定，否則電流測量探頭應(yīng)置于距離DUT連接器（50±10）?mm處。車輛和相關(guān)設(shè)備安裝在圖2所示的試驗位置。4單位為毫米?標(biāo)引序號說明：1——2——功率放大器；3——50?Ω射頻定向耦合器；4——射頻功率測量裝置或等效裝置；5——射頻注入探頭；6——射頻電流測量探頭；7——DUT；8——頻譜分析儀或等效儀器；9——其他車輛設(shè)備；10——線束；11——屏蔽室。注：建議在注入探頭和電流測量探頭的同軸電纜上安裝合適的鐵氧體扼流圈。2BCITWCTWC和線束之間的耦合以及反射能量會影響此方法的測量結(jié)果。除非在測試計劃中另有規(guī)定，管狀波耦合器應(yīng)放置在距連接器或車輛上被測DUT出線孔(100±10)?mm處，且與車輛的任何金屬部分隔離。連接高頻設(shè)備的端口應(yīng)離DUT更近。50?Ω負(fù)載電阻應(yīng)與車輛的任何金屬部件隔離放置，距離線束至少200?mm，并連接到TWC的第二個端口。當(dāng)連接DUT處針對每路分支進行試驗。車輛和相關(guān)設(shè)備安裝在圖3所示的試驗位置。5單位為毫米標(biāo)引序號說明：1——2——功率放大器；?3——50?Ω射頻定向耦合器；4——射頻功率測量裝置或等效裝置；5——TWC；6——50?Ω負(fù)載電阻；7——DUT；8——其他車輛設(shè)備；9——線束；10——屏蔽室。3TWC試驗過程概述與整車線束和DUT相關(guān)的騷擾源整體布置代表了標(biāo)準(zhǔn)試驗條件。與標(biāo)準(zhǔn)試驗條件的任何偏差，應(yīng)在試驗前達成一致，并記錄在試驗報告中。試驗計劃試驗計劃應(yīng)在試驗前制定，包括以下內(nèi)容：——試驗布置；——試驗方法；——頻率范圍；6——DUT工作模式；——DUT判定準(zhǔn)則；——試驗嚴(yán)酷等級；——DUT監(jiān)測條件；——注入和測量探頭位置；——TWC位置；——帶有多個連接器和或多個分支線束的注入條件；——試驗報告內(nèi)容；——標(biāo)準(zhǔn)試驗的任何特殊說明和更改。每個DUT應(yīng)根據(jù)道路安全性和可用性確定的最典型的工作條件下進行試驗，例如至少在待機模式和所有執(zhí)行器被激勵的模式下進行試驗。試驗方法BCI概述規(guī)定了兩種BCI法：——替代法；——帶功率限制的閉環(huán)法。替代法概述替代法基于使用前向功率作為參考參數(shù)進行標(biāo)定和測試。此方法分兩個階段執(zhí)行：?——標(biāo)定（在夾具上）；——車輛試驗。標(biāo)定應(yīng)定期標(biāo)定特定試驗電平（電流），同時記錄50?Ω標(biāo)定夾具上產(chǎn)生特定電流所需的前向功率，使用的頻率步長不大于GB/T33012.1中規(guī)定的最大頻率步長。為了能使用更小的頻率步長，允許在標(biāo)定頻率之間進行插值。標(biāo)定應(yīng)使用未調(diào)制的正弦波射頻信號進行。標(biāo)定文件中記錄的前向和反向功率值應(yīng)根據(jù)要求包含在試驗報告中。標(biāo)定夾具的一端連接50?Ω(大功率50?Ω車輛試驗車輛和相關(guān)設(shè)備安裝在圖1所示的試驗位置。根據(jù)試驗計劃中預(yù)先確定的標(biāo)定值向車輛施加試驗信號進行試驗。當(dāng)使用包含多個分支的線束時，宜使用注入探頭夾在每個分支進行重復(fù)試驗?？蛇x擇在電流注入探頭和DUT之間安裝一個電流測量探頭，它可以為調(diào)查非預(yù)期事件發(fā)生的原因及被測系統(tǒng)改進后試驗條件的變化提供額外有用的信息。需注意監(jiān)測探頭可能會影響注入電流。7帶功率限制的閉環(huán)法概述帶功率限制的閉環(huán)法基于使用前向功率作為參考參數(shù)進行標(biāo)定和測試。此方法分兩個階段執(zhí)行：——標(biāo)定（在夾具上）；??——DUT測試。DU。標(biāo)定本程序適用于確定DUT試驗的功率限值。應(yīng)在實際試驗之前標(biāo)定特定試驗電平（電流）（見附錄A）。在使用DUT進行實際測試之前，應(yīng)確定各試驗頻率在50?Ω標(biāo)定夾具上產(chǎn)生特定電流所需的前向功率（見附錄A）。應(yīng)使用未調(diào)制的正弦波射頻信號進行標(biāo)定。試驗報告的標(biāo)定文件應(yīng)根據(jù)要求記錄前向功率值和反向功率值。標(biāo)定夾具的一端連接50?Ω(大功率50?Ω。功率限值為：cal?l=??? 1)cal式中：4，除非試驗計劃中另有規(guī)定。車輛試驗試驗布置見圖2。試驗程序采用帶功率限制（PCWl）的閉環(huán)法。每個頻率的試驗步驟如下。，直到:——測量的電流達到規(guī)定的試驗等級；。。當(dāng)發(fā)現(xiàn)DU。當(dāng)使用的線束包含多個分支時，應(yīng)將注入探頭和電流測量探頭分別夾在每個分支距DUT連接器（900±50）mm和（50±10）?mm處分別測試。TWCTWC法采用替代法進行試驗。該方法以基于使用前向功率作為參考參數(shù)進行標(biāo)定和測試，因此測試方法分兩步：——使用標(biāo)定夾具標(biāo)定；8——車輛試驗。標(biāo)定標(biāo)定時應(yīng)測量在特性阻抗為150?Ω的標(biāo)定夾具中使用的管狀波耦合器的插入損耗，步長不大于GB/T?33012.1中規(guī)定的最大頻率步長。為了能使用更小的頻率步長，允許在標(biāo)定頻率之間進行插值。標(biāo)定夾具應(yīng)包括一個與測量設(shè)備的50?Ω阻抗匹配的寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)。標(biāo)定夾具制造商應(yīng)給出該匹配網(wǎng)絡(luò)的修正系數(shù)，其最大不確定度為1.5?dB。由于管狀波耦合器和標(biāo)定夾具是線性系統(tǒng)，因此宜使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量耦合器的插入損耗。使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進行標(biāo)定的布置如圖4所示。網(wǎng)絡(luò)分析儀應(yīng)與所有連接到管狀波耦合器的電纜和標(biāo)定夾具一起進行標(biāo)定,或者電纜應(yīng)適當(dāng)考慮去嵌入處理，如電纜完整的二端口特性描述。應(yīng)測量S。標(biāo)引序號說明：1——2——內(nèi)置50?Ω系統(tǒng)匹配單元的標(biāo)定夾具；3——50?Ω負(fù)載電阻，電壓駐波比最大為1.2:1；4——網(wǎng)絡(luò)分析儀（50?Ω）；5——絕緣支架；6——同軸電纜（網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出）；7——同軸電纜（網(wǎng)絡(luò)分析儀輸入）。圖4管狀波耦合器標(biāo)定布置

=?|?21|??cf (1)式中：（d）；dB；??（d）。9車輛試驗車輛和相關(guān)設(shè)備安裝在圖3所示的試驗位置。DUT?fr=?t+(1)式中：?t???????——根據(jù)測試計劃所需的測試功率，單位為分貝毫瓦（dBm）；?fr?????——前向功率，單位為分貝毫瓦（dBm）；?LTWC?——所用管狀波耦合器的插入損耗，單位為分貝（dB）。試驗報告對于具有功率限制的BCI閉環(huán)法，試驗報告中應(yīng)包括以下附加信息：的值；??——試驗布置的轉(zhuǎn)移阻抗（電流注入探頭平面上注入的電壓值除以電流測量探頭測得的電流值），B。10附錄 A（規(guī)范性）標(biāo)定配置（電流注入探頭標(biāo)定）使用標(biāo)定夾具確定注入電流。電流注入探頭校準(zhǔn)的設(shè)備配置示例如圖A.1所示。將注入探頭安裝在標(biāo)定夾具的中心位置（見圖A.2），并在測試頻率范圍內(nèi)掃描，測量達到測試電流所需的前向功率。標(biāo)引序號說明：1——屏蔽室；2——50?Ω同軸負(fù)載，駐波比最大值?1.2:1；?3——標(biāo)定夾具；4——注入探頭；5——50?Ω衰減器；6——頻譜分析儀或等效設(shè)備；7——射頻功率測量裝置（2個）；8——50?Ω射頻雙定向耦合器（去耦系數(shù)最小30dB）；9——輸出阻抗50?Ω的功率放大器；10——信號發(fā)生器。圖A.1電流注入探頭標(biāo)定配置示例11標(biāo)引序號說明：1——絕緣介質(zhì)；2——活動金屬蓋板；3——電流注入探頭；4——端接50?Ω測量設(shè)備；5——端接50?Ω負(fù)載。圖A.2標(biāo)定夾具示例標(biāo)定夾具的物理尺寸應(yīng)符合探頭制造商的要求。12附錄 B（資料性）試驗布置的轉(zhuǎn)移阻抗B.1?概述試驗布置的轉(zhuǎn)移阻抗由公式（B.1）定義：?r=?nd (B1)?ind式中：?tr——試驗布置的轉(zhuǎn)移阻抗；?ind——電流注入探頭在線束中感應(yīng)的共模電壓；?ind——測量點感應(yīng)的共模電流。轉(zhuǎn)移阻抗用來描述系統(tǒng)（DUT、線束和其它車輛負(fù)載）特性，與注入探頭和電流測量探頭無關(guān)，易于在不同實驗室或使用不同試驗線束開展的試驗間進行比較。轉(zhuǎn)移阻抗可以用B.2B.3描述的通過標(biāo)定和試驗中的注入功率和電流測量值進行推導(dǎo)。B.2?用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量轉(zhuǎn)移阻抗B.2.1?參數(shù)關(guān)系定義標(biāo)引序號說明：1——S參數(shù)四端網(wǎng)絡(luò)。圖B.1入射波和反射波定義對于已知S參數(shù)的四端網(wǎng)絡(luò)，入射波和反射波定義如下：1，遵循式（B.2）和（B.3）：?C1?=?1+?C?1 ?C12?C1?=?1??C?1 ?C12式中：?1——電流注入探頭在線束中感應(yīng)的共模電壓；?1——測量點感應(yīng)的共模電流；13?C——特性阻抗（此處，ZC50?）。對于網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口2，遵循式（B.4）和（B.5）：?C2?=?2+?C?2 ?C22?C2?=?2??C?2 ?C22式中：?2——電流注入探頭在線束中感應(yīng)的共模電壓；?2——測量點感應(yīng)的共模電流；?C——特性阻抗（此處，?C=50?）。?1=?11+?2?2=1?1+22 (B6)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)輸出端接50?負(fù)載時：?2=出，?1=1?2=11 (B7)式中：?11——反射系數(shù)；?21——四端網(wǎng)絡(luò)的傳輸系數(shù)。?電流注入探頭標(biāo)定標(biāo)引序號說明：1——網(wǎng)絡(luò)分析儀；端口1；端口2；144——電流注入探頭；5——50??負(fù)載；6——帶金屬蓋板的標(biāo)定夾具。圖B.2電流注入探頭標(biāo)定根據(jù)定義，電流注入探頭的插入損耗可按式（B.8）和（B.9）計算：式中：?LCIP——電流注入探頭插入損耗；

?LCIP=

?1inj2··············································?21inj=?2jig?21inj=

(B.8)|?2jig|——標(biāo)定夾具端口感應(yīng)的“反射”波量值；|?1inj|——電流注入探頭的入射波量值；|?21inj|——電流注入探頭傳輸系數(shù)值。電流注入探頭對標(biāo)定夾具感應(yīng)電壓????，即夾具每個50?負(fù)載感應(yīng)的電壓為?ind2，由此得出：= ） ? 2 1（|?ind| 2= ） 式中：

2jig

50 250?LP50?LP?ind=?1inj

·················································(B.10)?電流測量探頭標(biāo)定標(biāo)引序號說明：1——網(wǎng)絡(luò)分析儀；端口1；端口2；154——電流測量探頭；5——50?負(fù)載；6——帶金屬蓋板的標(biāo)定夾具。圖B.3電流測量探頭標(biāo)定使用轉(zhuǎn)移阻抗?Tmprobe描述電流測量探頭特性，計算式（B.11）如下：??Tmprobe=?ret (B.11)?ind式中：?Tmprobe——電流測量探頭的阻抗值；?ret——電流測量探頭端接50?負(fù)載的返回電壓值；2?ind——被測電流值。2式中：

?2mprobe

??et2 (B.12)502mprobe1jig ? 2——電流測量探頭測得的反射波量值。且2mprobe1jig 式中：

? 2=50? 2 (B.13)? 2——電流測量探頭標(biāo)定時注入到夾具內(nèi)部的入射波量值。由式（B.11）和式（B.12）可得式（B.14）：?ind

=?Tmprobe (B.14)50由式（B.13）和式（B.14）可得式（B.15）：式中：

robe

=50?1jig

=50

21mprobe

··································(B.15)S21mprobe——電流測量的正向傳輸因子值。?轉(zhuǎn)移阻抗測量16標(biāo)引序號說明：1——網(wǎng)絡(luò)分析儀；端口1；端口2；4——電流注入探頭；5——電流測量探頭；6——DUT；7——其它車輛設(shè)備；8——線束；9——屏蔽室。圖B.4轉(zhuǎn)移阻抗測量試驗布置的轉(zhuǎn)移阻抗由式（B.16）定義：? =?ind

=?ind

×?1inj×?2mprobe (B.16)tr式中：?tr——試驗布置的阻抗。

ind

?1inj

?2moe

?indB.中1B.1計算：式中：

?tr

=2?Tmprobe (B.17)?21test?LCIP?21test——測試時注入探頭和測量探頭之間的傳輸因子。?trdB=6+?TdB??LCIPdB??21testdB (B.18)式中：17?trdB=20lg?tr，單位為dBΩ；?TdB=20lg?Tmprobe，單位為dBΩ；?LCIPdB=10lg?LCIP，單位為dB；?21testdB=20lg?21test，單位為dB。B.3?試驗布置的轉(zhuǎn)移阻抗計算試驗布置的轉(zhuǎn)移阻抗?tr100?計算式（B.19）和（B.20）為：式中：

?tr

=100?ind

?dir (B.19)?cal?tr——試驗布置轉(zhuǎn)移阻抗的計算值，單位為Ω；——標(biāo)定電流值，單位為mA；——測量電流值，單位為mA；?cal——標(biāo)定時施加到電流注入探頭的功率值，單位為W；?dir——試驗時施加到電流注入探頭的功率值，單位為W或：式中：

?trdB=40+?caldB??inddB+?dirdB??caldB (B.20)?trdB=20lg?tr，單位為dBΩ；?caldB20lg?cal，單位為dBmA；?inddB20lg?ind，單位為dBmA；?dirdB=10lg?dir，單位為dBm；?caldB=10lg?cal，單位為dBm。18附錄 C（資料性）功能特性狀態(tài)分類（FPSC）概述本附錄給出的測試嚴(yán)酷等級示例應(yīng)符合G