GB/T 17626.3关于均匀场域校准的新旧版标准差异解析

周汝派，郑少斌

（工业和信息化部电子第五研究所，广州 510610）

均匀场域（简称UFA）的校准是评估电波暗室性能的重要指标，同时也是进行辐射抗扰度试验的重复性和可靠性的关键[1]。GB/T17626.3对于射频电磁场辐射抗扰度试验和电波暗室的UFA校准等方面都作了详细的规定，而新版国标GB/T17626.3-2016[2]相对于旧版国标GB/T17626.3-2006[3]在UFA的校准要求及方法均作了一些修订，本文着重新旧版标准的差异，基于GB/T17626.3-2016对UFA校准内容进行详细的阐述及解析。

1 校准要求的差异

GB/T17626.3-2016相对GB/T17626.3-2006的要求主要是增加了对不同尺寸的被测物（简称EUT）给出了更加清晰且明确的UFA窗口应用要求，和校准频率在高于1GHz时UFA的场强幅值容差范围。

当校准频率低于1GHz时，可分为UFA覆盖EUT尺寸（完全照射法）和UFA不覆盖EUT尺寸（部分照射法或独立窗口法）这两种情况。

1）当EUT尺寸小于1.5m×1.5m，可使用完全照射法，此时UFA的尺寸最小是0.5m×0.5m，尺寸可以栅格0.5m为步进来增大。例如：EUT的尺寸小于0.5m×0.5m，UFA可选0.5m×0.5m尺寸规格进行校准，但要求4个栅格点的场强值测得容差均在-0dB～6dB范围内UFA才有效，见图1。

图1 0.5m×0.5m尺寸的UFA（完全照射法）Fig.1 0.5mx0.5m size UFA (full irradiation method)

图2 大于0.5mx0.5m尺寸的UFA（完全照射法）Fig.2 UFA Larger than 0.5mx0.5m size (full irradiation method)

图3 大于1.5mx1.5m尺寸的UFA（完全照射法）Fig.3 UFA Larger than 1.5mx1.5m size (full irradiation method)

图4 1.5mx1.5m尺寸的UFA（部分照射法）Fig.4 1.5mx1.5m size UFA (partial irradiation method)

EUT的尺寸在0.5mx0.5m与1.5mx1.5m之间，UFA可根据EUT的实际尺寸，以0.5mx0.5m为尺寸起点，0.5mm为增长步进，选择能覆盖到EUT的尺寸规格进行校准，但要求75%的栅格点的场强值测得容差在-0dB～6dB范围内UFA才有效。如图2所示，图2(a)的EUT尺寸在0.5mx0.5m与1.0mx0.5m之间，选择校准的UFA尺寸为1.0mx0.5m；图2(b)的EUT尺寸在1.0mx0.5m与1.0mx1.0m之间，选择校准的UFA尺寸则为1.0mx1.0m。

2）当EUT尺寸大于1.5mx1.5m，可按照1）所述的完全照射法通过扩大UFA的尺寸以此能覆盖EUT。例如：EUT的尺寸大于1.5mx1.5m，UFA可根据EUT的实际尺寸，以1.5mx1.5m为尺寸起点，0.5mm为增长步进为选择能覆盖到EUT的尺寸规格。如图3所示，若EUT尺寸在1.5mx1.5m与1.5mx2.0m之间，选择校准的UFA尺寸为1.5mx2.0m，校准时要求75%的栅格点的场强值测得容差在-0dB～6dB范围内UFA才有效。

也可使用部分照射法来替代，此时UFA的尺寸至少是1.5mx1.5m，可以栅格尺寸0.5m为步进增大，通过移动EUT以此让EUT每一个部分均能被固定尺寸且已校准好的UFA所覆盖，如图4所示。图4(a)的阴影部分是UFA未能覆盖的部分，通过将EUT移动位置，图4(b)的阴影部分能被UFA所覆盖；或通过移动发射天线得到固定尺寸的UFA的一类列组合以此能覆盖EUT，见图4(c)，移动天线使得UFA覆盖EUT的阴影部分。这些方法均要求75%的栅格点的场强幅值测得容差在-0dB～6dB范围内。

当校准频率高于1GHz时，同样可分UFA覆盖和不覆盖到EUT的尺寸这两种情况。

a）当EUT尺寸小于1.5mx1.5m，此时UFA的校准要求同低于1GHz频率的a）情况相同，但栅格点的场强值测得容差可为+6dB～+10dB。

b）当EUT尺寸大于1.5mx1.5m，优选完全照射法，也可使用独立窗口法来替代，即将EUT所占用的0.5mx0.5m的阵列窗口分别校准；或使用部分照射法来替代，校准要求同低于1GHz频率的b）情况相同。除独立窗口法要求所有栅格点的场强值测得容差在0dB～+6dB外，完全照射法和部分照射法均要求75%的栅格点的场强值测得容差可为+6dB～+10dB。

图5 不同情况下的UFA窗口应用Fig.5 UFA Window applications in different situations

将以上对UFA校准要求的4种情况使用1个二叉树图来表示则更加清晰明了，如图5所示。

2 校准方法的差异

在UFA的两种校准方法——恒定场强和恒定功率法的步骤中，GB/T17626.3-2016增加了对测试系统（例如：功率放大器）是否饱和的确认步骤，假定校准场强选择1.8倍的试验场强，在每个校准频点按以下步骤进行：

1）在每一个测试频率，记录校准场强所对应的功放前向功率Pc。

2）将校准场强所对应的信号源电平降低5.1dB（即将校准场强降低1.8倍），记录对应的功放前向功率Pt。

3）将Pc减去Pt，若差值在3.1dB～5.1dB之间，则功放处于未饱和，测得的场强数据可以使用；若小于3.1dB，则功放处于饱和，测得的场强数据不可以使用。

步骤3）对功放是否处于饱和的判断依据是基于GB/T17626.3-2016对功放压缩点的修改，将原来GB/T17626.3-2006的1dB改为2dB，其原因是考虑到功放的1dB压缩点是通过端接50Ω检查，而实际功放端接的是天线阻抗，通常不是50Ω。

步骤3）的原理推导过程见图6和公式（1）。

功放的输出饱和临界点可用以公式（1）来表示：

其中，Pin表示功放的输入功率，P输出饱和临界表示功放处于临界饱和的输出功率，G线性表示功放的线性增益。当功放处于非饱和区时，Pin降低5.1dB时，P输出饱和临界即降低3.1dB～5.1dB；若当功放处于饱和区时，Pin降低5.1dB时，压缩点则大于2dB，P输出饱和临界则小于3.1dB。

图6 功放的1dB与2dB压缩点示意图Fig.6 Diagram of 1dB and 2dB compression points for amplifiers

3 总结

随着电子技术的快速发展，相应的产品标准也在不断的发展完善。新版国标GB/T17626.3-2016相对旧版国标关于UFA的条款内容在条理性和严谨性有了进一步完善，本文通过对两个标准在UFA的差异部分内容进行了详细解析，可为相关检测机构及工程人员提供了一定的理论和实践指导。