试验桌对辐射骚扰测量的影响

钱永鑫周海贝孙玉萍/ 1.上海交通大学；.上海市计量测试技术研究院

试验桌对辐射骚扰测量的影响

钱永鑫1， 2周海贝2孙玉萍2/ 1.上海交通大学；2.上海市计量测试技术研究院

通过实验研究试验桌对辐射骚扰试验的影响，寻找测试数据差异产生的原因及解决方法。实验结果表明，辐射骚扰测试时应使用介电常数低的测试桌以减小不确定度。该研究对于电磁兼容测试中的辐射骚扰测量具有一定的参考价值和指导意义。

辐射骚扰；试验桌；归一化场地衰减；介电常数

0 引言

随着各国电磁兼容标准的推广和实施，人们越来越重视产品的电磁兼容性问题，各大电子设备制造商也越来越注重产品的电磁兼容性测试，特别是电磁辐射骚扰是否达到相关标准要求。在辐射骚扰测试中，场地对测试结果的影响非常明显。在不同的测试场地，相同的仪器仪表会得到不同的测量结果，所以各个暗室的测试数据存在着差异。EN 55022:2010是欧洲旨在对适用范围内的信息技术设备无线电骚扰电平给出统一要求的试验标准，规定了骚扰限值、测量方法、运行条件和结果的处理要求。EN 55022:2010辐射骚扰试验中，台式设备要求放置在非金属的桌子上，如图1所示。标准中只提到桌面的大小通常为1.5 m×1.0 m，而对试验桌的材质没有明确规定。由于不同材料制作的试验桌介电常数不同，导致辐射骚扰测试结果不同。本文就试验桌对辐射骚扰测量的影响进行定量分析。

图1 辐射骚扰试验中台式EUT布置

1 试验桌对场地性能的影响

EN 55022:2010规定，辐射骚扰试验要在开阔试验场地进行。开阔试验场地应平坦、无架空电力线、附近无反射物，场地足够大，以便能在规定距离处放置天线，并使天线、受测设备和反射物体之间有足够的间隔。但是随着社会的发展，要寻找一块符合要求的理想场地十分困难，所以电波暗室作为开阔试验场的可替换场地被广泛应用。标准中规定，归一化场地衰减（简称NSA）是证明电波暗室是否能获得有效结果的关键指标。电波暗室是为模拟开阔试验场地而建造的，电波暗室的归一化场地衰减应该与开阔场地的差值小于4 dB，以证明两者的相似程度。

采用归一化场地衰减试验方法验证试验桌对试验结果的影响，如图2所示。

图2 归一化场地衰减试验方法

在10 m暗室无测试桌的情况下，用信号源分别通过双锥天线（频率30～250 MHz）和对数天线（频率250～1 000 MHz）发射电磁波。用接收机和另一组双锥天线和对数天线测得一组场地衰减数据。

归一化场地衰减的计算公式

AN= VT- VR- AFT- AFR- ΔAFTOT

式中：VT—— 发射天线输入电压，dBμV；

VR—— 接收天线输出电压，dBμV；

AFT—— 发射天线的天线系数，dB；

AFR—— 接收天线的天线系数，dB；

ΔAFTOT—— 互阻抗修正系数，dB（仅适用于用偶极子天线测量、且测量距离为3 m时的情况，除此之外，ΔAFTOT= 0）

表1 双锥天线和对数天线测得的场地衰减数据

表1中，Aideal为标准的归一化场地衰减值，偏差为Aideal减去AN，且均小于4 dB。

然后分别在采用泡沫桌和木桌情况下测得另两组场地衰减数据，如图3和图4所示。

图3 泡沫桌场地衰减数据测量之一

图4 木桌场地衰减数据测量之一

对三组场地衰减数据进行比较，如图5所示。

图5 场地衰减数据比较

2 试验桌对辐射骚扰试验测量结果的影响分析

现将同一信号源分别放置在泡沫桌（如图6所示）和木桌（如图7所示）上，接收天线在距离信号源10 m处分别测量辐射骚扰。

图6 泡沫桌场地衰减数据测量之二

图7 木桌场地衰减数据测量之二

测试得到的数据如图8所示。

图8 不同材质试验桌对辐射骚扰影响的试验结果

从图8中可看出，在频率范围700～900 MHz辐射骚扰试验结果存在较大差异，其中在800 MHz处差异达到了5.3 dB，而在GB/T 6113.402-2006《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第4-2部分：不确定度、统计学和限值建模测量设备和设施的不确定度》中提到，辐射骚扰测量的不确定度最大允许值为5.2 dB。可见不同材质试验桌造成的辐射骚扰差异超出了标准规定的不确定度。

3 结语

从图5和图8中不难看出，不同材质的试验桌产生最大差异的频率相同，均在700～900 MHz之间。

由前述归一化场衰减的计算公式可以得出：

VR= VT- AFT- AFR- ΔAFTOT- AN

因泡沫的介电常数接近空气，比木头小，所以暗室使用泡沫桌时测得的场地衰减数据与无测试桌相似；而当暗室使用木桌时，测得的场地衰减数据与无测试桌时的数据存在较大差异。因木桌较大的介电常数使图5中使用木桌的暗室场地衰减AN偏大，在AFT、AFR、ΔAFTOT不变的情况下接收机测得的最大测量电平值VR将减小。

所以，当电波暗室使用木桌或其他较大介电常数材质制作的试验桌等辅助设施时，会使场地衰减AN增大而导致接收机测得的电场强度减小，使测试结果造成差异。试验桌等辅助设备是试验场地有效性中不可分割的一部分，因此建议，在选择暗室辅助设施时选择介电常数小的材质，并进行场地衰减的测量比较，以保障各暗室测量结果的一致性。

［1］ 全国无线电干扰标准化技术委员会（SAC/TC79）.GB 9254-2008.信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［2］ Clayton R.Paul 电磁兼容导论［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［3］ 全国无线电干扰标准化技术委员会（SAC/TC79）.GB/T 6113.402-2006 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第4-2部分：不确定度、统计学和限值建模测量设备和设施的不确定度［S］.北京：中国标准出版社，2006.

［4］ 柳锐锋，周波，乔岩，等.仿真暗室归一化场地衰减理论值计算［J］.电磁场与微波，2010，40（3）：42-44.

［5］ European Committee for Electrotechnical Standardization.EN 55022:201O Information technology equipment-Radio disturbance characteristics-Limits and methods of measurement［S］.Brussels，2010.

The influence of setup tables on radiated disturbance measurement

Qian Yongxin1， 2， Zhou Haibei2， Sun Yuping2
（1.Shanghai Jiao Tong University； 2.Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology）

This paper studied the influence of setup tables on radiated disturbance measurement by experiments， and looked for the causes of test data difference with different setup tables and found out solutions.The experimental results showed that test tables characterized by lower dielectric constant should be used in measurement to reduce the uncertainty of test data.The conclusions have certain reference value and guiding significance for radiated disturbance measurement.

radiated disturbance； setup table； normalized site attenuation；dielectric constant