(5)雜散測試測量方法
4.測量方法
4.1 概述
???這里介紹兩種雜散發射的測量方法。在方法1和方法2中必須注意,由測試所產生的輻射不得干擾測試環境中的測試系統。同時必須注意,正確選用雜散發射標準中特別規定的功率加權功能。
方法1:用于測量輸出到被測設備(EUT)天線端口的雜散發射功率。
方法2:用于測量雜散的等效全向輻射功率(e.i.r.p),需要用到一個符合條件的測試場地。
?? 如果方法1滿足測量要求,則盡可能采用方法1。使用波導的系統應采用方法2,因為在波導終端的轉換器件會帶來很多測試問題。假若天線端口是波導法蘭,那么在波導向同軸轉換的過程中,遠端的雜散發射會被大大地衰耗。只有在測試電纜與波導連接的一端加上特制的錐型波導器件,才能采用方法1測量。同樣,VLF/LF頻段的發射機也應采用方法2測量,因為發射機、饋線、天線之間并沒有清晰的界限劃分。
?? 雷達系統的測量方法ITU另有文件說明(ITU-R M.1177)。因為對雷達系統尚沒有特別完善的測量方法,必須根據雜散發射限值的具體要求進行實際可行的測量。
4.2方法1-輸出到天線端口的雜散發射的測量方法
?? 此方法無需特殊的測試場地或電波暗室,測試結果也不會受到電磁干擾(EMI)的影響,但須考慮饋線影響。此方法忽略了因天線失配造成的衰耗和任意雜散產物的無效輻射,還有天線本身產生的雜散產物。雜散發射功率測量裝置的框圖如圖1所示:
圖1 雜散發射功率測量裝置的框圖
4.2.1 直接連接法
在這種方法中,要求對所有的測量部件(濾波器、耦合器、電纜)分別進行校準,或者把這些部件連成一個整體進行校準。不論哪種校準,都是用一臺已校準的、輸出電平可調的信號發生器和測量接收機來完成。在各個頻點f處,校準因子 定義如下:
其中 : 頻點f處的校準因子 (dB)
:在頻點f處的輸入功率 (由信號發生器產生) (dBW或dBm)
: 頻點f處的輸出功率 (由測量接收機讀出) (dBW或dBm)
?校準因子表達了所有連接在信號發生器和測量接收機之間部件的插入損耗。
?如果分別校準連接部件,測量裝置的總校準因子可由下式計算:
其中: :頻率f處的測量裝置總校準因子 (dB)
: 頻率f處測量連接鏈中各個部件的校準因子(dB)
測量過程中, (dBW或dBm)是頻率f處由測量接收機讀出的雜散發射功率,而在頻率f處實際雜散發射功率(dBW或dBm)由下式計算得出:
4.2.2 替代法
這種方法不需要對連接部件校準,而是先由測量儀器記錄下雜散發射功率的讀數值。然后用一臺已校準的信號發生器替代被測設備(EUT),當測量儀器的讀數值和先前記錄值達到一致時,信號發生器的輸出值就等于雜散發射的功率值。
4.3 方法2-雜散發射e.i.r.p的測量方法
雜散發射e.i.r.p的測量裝置框圖見圖2。
方法2中的測量必須在遠場條件下進行,而對于很低的頻率或是多個頻率組合以及天線規格來說,遠場條件是很難實現的(如:天線發射14 GHz射頻信號,在140m遠處才能達到遠場的條件)。另外,測量也比較麻煩,雖然自動檢驗技術減少了一些工作量,但要在各個方向和頻率上按不同極化方式測量雜散發射的e.i.r.p仍然非常耗時。
雜散發射測量裝置框圖18GHz –?40GHz(建議從13GHz開始將系統機柜移進暗室內測試)
4.3.1 輻射測量的測試場地
????? 測試場地應滿足水平極化和垂直極化場的衰減要求,即衰減量應在理論值的 4dB之內。測試場地還應滿足下列條件:地形平坦,上方沒有架空電線,附近沒有反射物,在規定距離處有足夠的空間擺放天線,并使天線、EUT和反射物間有足夠的距離。反射物是指那些建筑材料可導電的物體。測試場地須安裝水平金屬平面地板。
?????? 測試也可以在墻上覆蓋有吸波材料,無電波反射的電波暗室內進行。那么,對電波暗室的驗收測試就顯得非常重要,主要目的是驗證室內水平極化和垂直極化場的衰減測量值是否符合 4dB的標準(詳見IEC/CISPR 文件 No. 22)。
測試場地的導電的平面地板須超出被測設備(EUT)和最大測試天線的外延1m以上,并且覆蓋被測設備(EUT)和天線之間的所有區域。地板必須為金屬材料,上面不允許有尺寸大于最高測試頻率所對應波長十分之一的孔洞和裂縫。如果暗室內測試場地的衰減特性不滿足要求,則需要加大導電平面地板的面積。對于半波暗室,同樣要滿足這些要求。
?? 多種測量小室也可用于雜散發射的測量,如混波室(SMC)、橫電磁波室(TEM)和吉赫TEM小室(GTEM)。但這些新測試系統尚未廣泛地被所有的標準體系所接受,相關的技術正在做進一步的研究和驗證。
4.3.2 直接法
? 在這種方法中,也要求對所有的測量部件(濾波器、耦合器、電纜)分別進行校準,或者把這些連接部件作為一個整體進行校準。(參見4.2.1)
? 自由空間條件下頻率f處的雜散發射的e.i.r.p, 可由下式得到:
其中: : 頻率f處雜散發射在測量接收機上的功率示值 (dBW 或 dBm),與 單位相同 。
: 頻率f處,測量裝置的校準因子(dB)
: 頻率f處,測量天線的增益(dB)
: 雜散發射的頻率(MHz)
: 發射天線與測量天線的距離(m)
4.3.3 替代法
? 在這種方法中,需用一副已校準的替代天線和一臺信號發生器,調整信號發生器的輸出值使測量接收機的示值等于測量到的雜散信號值,便可得出雜散發射值。
4.4 特殊箱體輻射的測量
? 上述方法2可用于測量發射機箱體的雜散輻射。這種方法需用一個已校準的終端負載替換EUT的天線,按照上述方法2的步驟操作,即可得到箱體雜散輻射的e.i.r.p。終端假負載應置于一個小的獨立屏蔽殼體中,以防止假負載的二次輻射干擾被測箱體的輻射測量。此外,連接電纜也會有輻射產生,對測量造成不良影響,所以必須對此加以防范,可采用雙屏蔽電纜,也可以給電纜加裝屏蔽外殼。
? 結束語:雜散發射的測量僅從框圖看是比較簡單的,其實能夠影響測量結果的因素很多,例如:EUT類型、測量接收機、天饋線、濾波器、測試場地等,還有參考帶寬、必要帶寬、分辨帶寬、功率加權功能的選擇等,都會對測量造成影響。所以,要正確測量雜散發射的量值,除了要弄明白各種相關概念外,還須對測量中用到的各種儀表、連接器件、天線、被測設備、測量場地等的特性、參數了如指掌,認真考慮所有相關因素后,才能得到準確的測量結果。
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