胡文濤 李金龍 / 上海市計量測試技術研究院

0 引言

電磁兼容的輻射騷擾測試對測試場地的要求非常嚴格，標準GB 9254-2008規(guī)定了輻射騷擾測試應該在開闊試驗場（OATS）進行。實測中，一般采用半電波暗室（SAC）作為OATS的替代場地，電子電器設備、工科醫(yī)設備和信息技術設備的輻射騷擾測試都可以在SAC中進行[1-2]。對于頻率在1 GHz以下的輻射騷擾測試，一般采用10 m法，即接收天線與受試設備的距離為10 m，然而很多企業(yè)和實驗室由于受資金或技術條件的限制，只能修建3 m法的SAC進行產(chǎn)品的輻射騷擾測試。根據(jù)GB 9254-2008規(guī)定，當用3 m法測試時，為了判斷受試設備的輻射是否滿足限值要求，可以用20 dB/10倍距離的反比因子將測試數(shù)據(jù)歸一化到10 m測試距離上。然而，在工程測試中，電磁輻射相當復雜，電場強度不僅與距離有關，還受其他因素影響[3-5]，如：SAC的屏蔽性能、接收天線與金屬地板間的互偶以及接收天線的近場效應等。本文探討3 m SAC的實際使用價值。

1 理論分析

實測中受試設備具有復雜的電路，分析其輻射電場需要知道電流分布，然后對該電流分布進行積分運算[6-7]。顯然，得到受試設備的電流分布和進行復雜的積分運算都極其復雜，本文研究電偶極子輻射電場，因為其模型相對簡單，并且在距離足夠遠處，其輻射場強與實際天線的輻射場強相似。電偶極子在自由空間距離 r處產(chǎn)生的電場矢量為

L — 電偶極子的長度；

r — 觀察點到電偶極子的徑向距離；

θ — 徑向直線與Z坐標的夾角；

圖1 電偶極子在（r、θ）處產(chǎn)生的電場

式（1）和式（2）包含有1/r2和1/r3項，當r足夠大，即觀察點距離電偶極子很遠時，1/r2和1/r3相對于1/r只能起到支配作用，該距離就是遠場與近場的邊界。因此，只要滿足遠場條件，接收天線處的電場矢量就可以簡化為

由此可以得出結(jié)論，當滿足遠場條件r時，電場強度與r成反比，換算成對數(shù)形式就得到20 dB/10倍距離的反比因子。但遠場邊界的一個通用標準是三個波長（3λ），利用3 m法進行1 GHz以下輻射騷擾測試時， 30～300 MHz并未處于遠場區(qū)域，因此使用20 dB/10倍距離的反比因子進行換算只是一種近似處理方法。

SAC存在金屬反射地面，會反射受試設備輻射出的電磁波，接收天線接收的電場不僅有直達電場矢量 ，還有金屬地面反射電場矢量 ，圖2是金屬地面上方h1處垂直放置的電偶極子電場輻射示意圖，接收天線處的總電場由式（4）給出。

圖2 SAC中電偶極子電場輻射示意

將式（4）與式（3）比較可以得出結(jié)論，由于SAC中存在金屬反射地面，接收天線處的電場變得更加復雜，式（3）中成立的電場強度與r成反比的關系不能適用于式（4），即不能將SAC中3 m法輻射騷擾測試所獲得的電場強度直接用20 dB/10倍距離的反比因子推算至10 m處的電場強度。

2 實驗驗證

實驗在10 mSAC中展開，利用雙錐對數(shù)周期天線產(chǎn)生輻射電磁場，可以得到穩(wěn)定的場強，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。雙錐對數(shù)周期天線放置于離金屬地面80 cm高度處，以符合GB 9254-2008關于臺式受試設備需要放置于高度為80 cm的非金屬桌子上的規(guī)定。接收天線分別在距離雙錐對數(shù)周期天線水平距離3 m和10 m處測得電場強度，測試中接收天線高度需要在1 m和4 m范圍內(nèi)升降，測得最大電場強度。最后，得到3 m距離測得的電場強度與10 m距離測得的電場強度之差，將該值與根據(jù)20 dB/10倍距離的反比因子獲得的10.45 dB差值進行比較，如圖3所示。可以得出結(jié)論：不同的天線極化方式獲得的場強差值相差很大；不同頻率處的場強差值也不相同，并且沒有穩(wěn)定的變化趨勢；一些特別頻率處的差值嚴重偏離10.45 dB。

圖3 3 m法與10 m法測得場強差值

3 結(jié)語

由于GB 9254-2008中給出的20 dB/10倍距離的反比因子只是一種近似轉(zhuǎn)換關系，與實際測量結(jié)果的差別較大，因此，不建議利用3 m法進行輻射騷擾測試。3 m法輻射騷擾測試仍然能正確地反映距離受試設備3 m處的場強值，所以利用3 m SAC進行受試設備的EMC整改還是可行的，而且在工程實踐中確實有廠商為了節(jié)約成本，在3 m SAC中進行產(chǎn)品的EMC整改。

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