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一、辐射发射的试验目的

电子、电气产品的电磁干扰主要是由其内部电路在工作时造成的（比如开关电源电路、振荡电路、高速数字电路等）。干扰按传播途径，主要有沿电缆（包括电源线及信号线）方向传播的传导干扰（传导发射）和向周围空间发射的辐射干扰（辐射发射）。前者用干扰电平度量，后者则用干扰功率和辐射场强度量。

辐射干扰测试的目的是为了测试电子、电气和机电产品及其部件所产生的辐射干扰，包括来自机箱、所有部件、电缆及连接线上的辐射干扰。试验主要判定其辐射是否符合标准的要求，以至于在正常使用过程中不对在同一环境中的其他设备或系统造成影响。

二、主要试验设备及必备条件

根据常用普通电子设备的辐射发射测试标准（如CISPR 16、CISPR 11、CISPR 13、CISPR 15、CISPR 22等）中的规定，辐射发射测试主要需要如下设备：

①EMI自动测试控制系统（包括电脑及软件）；

②EMI测量接收机；

③ 各种天线(包括大小形状环路天线、功率双锥天线、对数周期天线、喇叭天线等)及天线控制单元等；

④ 半电波暗室或开阔场。

EMI测量接收机是EMI测试中最常用的基本测试仪器，基于测量接收机的频率响应特性要求，CISPR 16中规定，测量接收机应有准峰值检波、均方根值检波、平均值检波和峰值检波四种基本测波方式。在无线广播频率领域，CISPR所推荐的EMC性规范采用准峰值检波。这是因为，大多数电磁干扰都是脉冲干扰，它们对音频影响的客观效果随着重复频率的增高而增大，具有特定时间常数的准峰值检波器的输出特性，可以近似反映这种影响。由于准峰值检波既要利用干扰信号的幅度，又要反映它的时间分布，因此其充电时间常数比峰值检波器大，而放电时间常数比峰值检波器小，不同频谱段应有不同的充放电时间参数，这两种检波方式主要用于脉冲干扰测试。

天线是辐射发射测试的接收装置，辐射发射测试频率从几十千赫到几十吉赫，在这么宽的频率范围内测试，所需要的天线种类繁多，且必须借助各种探测天线把测试场强转换成电压。例如，在30～230MHz频率范围内，常采用偶极子与双锥天线；230MHz～1GHz频率范围内，采用对数周期、偶极子及对数螺旋天线；1～40GHz频率范围内，采用喇叭天线，这些天线的相关参数可参考供应商提供的天线出厂资料。一般情况下，辐射发射测试用的天线应具有以下特点：

① 天线频带范围宽，为了提高测试速度，最好采用宽频带天线，除非只对少数已知的干扰频率点进行测试。

② 宽频带天线在使用时需输入校正曲线，此曲线由天线制造厂商在出厂时测试出来并提供给用户。

③ 很多测试用的天线都工作在近场区，测试距离对测试结果影响很大，因此测试中必须严格按测试规定进行。有些天线虽然给了电场、磁场的校正参数，但只有当这些天线作远场测试时才有效，因为在近场区电场/磁场（波阻抗）不再是个常数，在测试近场干扰时，电场和磁场测试结果不能再按此换算，这是在测试中容易忽略的问题。

开阔场是专业辐射发射测试场地，应满足标准对测试距离的要求，在标准要求的测试范围内（无障碍区）没有与测试无关的架空走线、建筑物、发射物体，而且应该避开地下电缆，必要时还应该有气候保护罩。该场地还应满足CISPR 16、EN 50147-2、ANSI 63.4等标准关于场地衰减的要求。半电波暗室是一个模拟开阔场的屏蔽室，除地面安装反射平面外，其余五个内表面均安装吸波材料，该场地也满足CISPR 16、EN 50147-2、ANSI 63.4等标准关于场地衰减的要求。

控制单元的作用是使测试中各个设备之间协调动作，自动完成辐射发射测试。

三、试验方法及试验布置

电场辐射发射试验的布置如图2-1所示。受试设备按照标准的规定放在测试台上，处于最大辐射的工作状态，天线根据标准的要求摆放在距离受试设备一定距离处（GB/T 9254标准是3m或10m）。依次测量受试设备的每个面，并改变天线的高度和极化方向记录下最大的测试结果。

图2-1 电场辐射发射试验的布置图

对于频率较高的辐射，试验时要注意确定受试设备或系统摆放方式，因为受试设备或系统的摆放方式的微小变化也会导致测试结果的差异，特别是电缆的状态对辐射的情况影响很大。

台式受试设备的试验布置如图2-2所示（EUT为受试设备，AE为辅助设备），具体要求如下：

① 互连I/O线缆距离地面不应该小于40cm；

② 除了实际负载连接外，受试设备可以接模拟负载，但是模拟负载应该能够符合阻抗关系，同时还要能够代表产品应用的实际情况；

③ 受试设备与辅助设备AE的电源线直接插入地面的插座，而不应该将插座延长。

图2-2 台式受试设备的试验布置

立式受试设备的试验布置如图2-3所示（EUT为受试设备，AE为辅助设备），具体要求如下：

① 柜之间的I/O互连线应该自然放置，如果过长，能够扎成30～40cm的线束就一定要扎；

② 受试设备置于金属平面上，同金属平面绝缘间隔10cm左右，接模拟负载或者暗室外端口的线缆应该注意其同金属平面的绝缘性；

③ 受试设备电源线过长，应该扎成长度为30 ～40cm的线束，或者缩短到刚好够用；

④ 如果受试设备本身的线缆比较多，应该仔细理顺，分别处理，并且在测试报告中记录，以获得再次测试的重复性。

图2-3 立式受试设备的试验布置图

四、试验标准限值

GB 9254将受试设备分为A 级和B 级两类。

B 级设备

B 级设备是指满足B 级干扰限值的那类设备。

它主要用于生活环境中，可包括:

不在固定场所使用的设备，例如由内置电池供电的便携式设备；

通过电信网络供电的电信终端设备；

个人计算机及相连的辅助设备。

注:生活环境是指那种有可能在离受试设备10m 远的范围内使用广播和电视接收机的环境。

A 级设备

A 级设备是指满足A 级限值但不满足B 级限值要求的那类设备。

对于这类设备不限制其销售，但应在其有关的使用说明书中包含如下内容:

试验时，接收机从30MHz～1GHz进行扫频测量，并记录下相应频点的最高干扰电平，该电平不得超出一定的限值，该限值标准略有不同；GB/T 9254限值见表2-1。

表2-1 辐射干扰试验限值

注：1.在过渡频率（230MHz）处应采用较低的限值。

2.当发生干扰时，允许补充其他的规定。

五、测试案例分析

图2-4为辐射干扰试验实际布置图，试验在半电波暗室中进行，这是一个典型的柜式设备，在机柜下方垫有10cm的绝缘木块作为绝缘支撑，受试设备放在转台上，受试设备前端距接收天线中心处的水平距离为3m，接收天线位于1m高度，转台位于0°。在此方向上，自动化测试系统对受试设备辐射干扰进行峰值测量，对于接近或超出限制线的频率点应进行准峰值的单点测量，此时接收天线从1～4m垂直移动，转台从0°～360°旋转。若受试设备的干扰电平经准峰值测量后仍超出限制线，则判为不合格。

图2-4 辐射干扰试验实际布置图

图2-5为测试结果图。图中表格为测试数据，图中的粗实线为A级限值，粗实线下方的曲线为实测各个频率点的峰值，而3个菱形点为读取出的准峰值，该准峰值不得超出粗实线限值。

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