基于复杂电磁环境下无线接收机电磁兼容测试技术探讨

2018-03-21黎俊明

电子测试 2018年2期

黎俊明

（广州海格通信集团股份有限公司，广东广州，510663）

0 引言

外部复杂的电磁环境作为无线接收机的最主要影响因素，会通过不同频率干扰信号的组合造成更多、更复杂的信号干扰，当组合信号频率正好处于无线接收机的接收通带时，无线接收机会形成虚假响应，影响接收机的正常工作，对于整个系统和设备的性能也将造成直接影响。因此，进行无线接收机电磁兼容特性的研究对于提高无线接收机的电磁环境适应性具有重要意义，因此在复杂电磁环境下无线接收机电磁兼容测试技术的研究也逐渐增多。

1 相关理论概述

1.1 电磁兼容

国际电工委员会针对电磁兼容进行了研究分析，最终定义为：设备在其运行过程和运行环境中能够正常工作，不会受到其他设备的影响，同时也不会对其他系统造成影响。常用衡量指标包括三个，EMI、EMS、EMC。

1.2 电磁兼容衡量指标

EMI是主要针对干扰源的衡量指标，磁场以及电场等干扰源通过电磁感应以及电流等耦合方式影响周围的电磁设备以及电磁系统，可能会导致相关设备以及系统的性能下降，严重的情况下会导致其损坏。EMS是针对无线接收机等相应设备而言的电磁兼容衡量指标，主要反映设备不受周围电磁环境影响的能力。EMC标准包括产品标准、通用标准、基本标准三类。其中产品标准是对于无线接收机等产品而言，主要对产品的允许值和测量方法进行了限制与规定，根据设备的不同性质制定相应的标准。比如产品标准可以按照电子设备应用场所进行分类：A类和B类；通用标准主要针对特定环境中产品的EMC标准值进行了规定；基本标注主要针对无线接收机等设备电磁兼容测试和测量方法进行了界定。

1.3 测试标准

电磁兼容技术不仅仅包括地磁场理论，另外还包括传输线理论以及天线理论，在进行测试标准的制定中正是基于这几大理论。目前常用CISPR标准包括CISPR 11-CISPR 25总计15条标准，其和国标之间的转换如下表所示。

表1 CISPR标准之间的国标转换

2 无线接收机干扰源电磁兼容测试技术

2.1 RE测试技术（辐射干扰测试）

针对不同的样品条件采用不同的辐射干扰技术，样品条件包括干扰源的大小、电磁频率等。

在频段较低的测试中，9kHz-30MHz的测试样品可以放置在大磁环天线中进行测试，对于30MHz-1GHz的测试样品需要在SAC/OATS环境下进行电场特性进行测试，1GHz-30GHz测试样品在FAC环境下进行电磁特性测试。在频段较高的测试中，一般采用大磁环进行测试，可以利用远天线法测试干扰的磁场强度。

2.2 CE（连续传导干扰测试）

在进行连续传导干扰测试的过程中，首先需要确定一个2m×2m的参考接地平面（如图1所示），这种方式一般进行15kHz-30MHz测试频段的对地共模干扰测试。一般屏蔽室内的环境噪声相对较低，这样可以直接采用屏蔽室内的垂直墙面以及水平地板来作为该测试手段的参考接地板（在连续传导干扰测试中要求在屏蔽室内进行）。在进行连续传导干扰测试中，通过信号电缆能够将电信测试端口与阻抗稳定网络进行相连，进行下一步的测试。

图1 连续传导干扰测试图

2.3 断续传导干扰测试

断续传导干扰测试又被称作喀呖声干扰测试，该种测试技术一般应用于家用电器的电磁兼容测试，一般在机械电子开关瞬时动作的过程中会产生断续干扰，与连续干扰相比断续干扰对人们的主观感觉是不同的，主要以短脉冲形式存在。一般在断续传导干扰测试中需要针对规定的频率范围进行测试，包括160kHz、500kHz、1.4MHz和30MHz四个频率值（相应规定频率范围等内容按照标准进行）。对于断续传导干扰测试而言，采用四分位法进行产品检测，当测试干扰电平超过L限值的可计喀呖声数，不大于所测总数的四分之一的时候，才表征该产品合格。

2.4 Harm on ic（谐波电流测试）

干扰功率测试如图所示，首先通过纯净电源给测试样品进行供电，保证供电电流的纯洁性。纯净电源给样品供电之后会产生谐波电流，利用分流器进行样品谐波电流的采样，最终将采样得到的谐波电流传递到谐波分析仪中，通过谐波分析仪对谐波进行分析测量与分析。在测量中，一般在开机的瞬间为避免干扰不会考虑开机10s瞬间产生的谐波，另外在测试中一般另加18次谐波测试进行分析。

图2 干扰功率测试设备图

3 无线接收机电磁兼容性能测试

3.1 RS（辐射电磁场抗扰度测试）

在无线接收机电磁兼容性能测试测试中，需要按照相应标准进行，常用标准是 GB 17626.3（IEC 6100-4-3）。

图3 辐射电磁场抗扰度测试

辐射电磁场抗扰度测试原理和设备组成如图3所示，进行辐射电磁场抗干扰测试需要布置均匀性好的电波暗室，尤其是对于低频时场而言，另外需要对场进行校准，需要在对区域内75%的表面上场的幅值进行范围规定，一般在标称值的0-6dB范围内。

3.2 CS（射频场感应的传导干扰抗扰度测试）

同样，在无线接收器的电磁兼容测试中，还需要进行射频场感应的传导干扰抗扰度测试，一般按照GB 17626.6（IEC 6100-4-6）标准进行测试。

对于无线接收机而言，其尺寸与干扰频率的波长相比要短得多，而对于无线接收器的电源线、通信线以及接口电缆等引线的长度和干扰频率波长相当，在非常复杂的电磁环境下，引线会通过传导等方式对无线接收器产生直接的干扰。

图4 射频场感应的传导干扰抗扰度测试图

在进行射频场感应的传导干扰抗扰度测试中，如图4所示，一般有信号发生器、功率放大器、衰减器、CDN、M型耦合等组成。当对屏蔽电缆进行测试的时候，应该将干扰电流注入到屏蔽电缆的屏蔽层中；当对非屏蔽电缆进行测试的时候，直接将干扰信号注入到各条线上即可，另外在进行射频场感应的传导干扰抗扰度测试中还必须配备相应测试软件进行。