EMC輻射測試中,比對測試一致性是非常令工程師頭痛的,特別是近場輻射場強測試,保證測試一致性是一個困難的任務。
本文簡述單極桿天線測試中保證測試一致性的因素及方法。
一致性分析
軍標和民標EMC都有單極桿天線的應用,但其使用和設置方法不同,測試數(shù)據(jù)會有較大差別。
軍標GJB151B中,天線桿長1040mm,參考地網(wǎng)600mm *600mm,試驗中天線桿中點距離參考地面1200mm,地網(wǎng)與參考地沒有金屬搭接;
民標車船EMI測試標準GB/T18655和GB/T6113.104規(guī)定,天線桿長1000mm,參考地網(wǎng)600mm *600mm,試驗中天線參考地網(wǎng)下表面距離參考地面900(+10/-20)mm,地網(wǎng)與參考地全寬度金屬搭接。
CST仿真長天線法
設置接收天線振子桿長1000mm,參考地網(wǎng)600mm *600mm,振子與地網(wǎng)接口作為波導port2;設置輻射體水平長天線,線長500mm,直徑4mm,高度50mm,其一端接50?負載,另一端作為激勵端口port1。
改變輻射天線高度(與參考地平面和桿天線相對位置),由50mm抬升至500mm,S21提高16dB。
仿真參考測量法
設置接收天線振子桿長1000mm,參考地網(wǎng)600mm *600mm,振子與地網(wǎng)接口作為波導port2;輻射體設置為垂直極化單極天線,高度200mm,直徑8mm,振子與地網(wǎng)接口作為波導端口port1。
改變輻射天線高度(與參考地平面和桿天線相對位置,桿長200mm不變),由0mm抬升至200mm,S21提高10.5dB。
一致性影響因素匯總
結合標準中的注意事項,總結影響測試一致性的因素:
測試中需要使用準確的天線系數(shù);
如果采用標準方法測得天線系數(shù)與天線原始數(shù)據(jù)一致,則天線滿足要求,符合一致性;
輻射體與接收天線的相對位置必須一致,相對高度變化20cm,測試值變化~10dB;
測試電纜需要最短距離接地,且需每隔20cm加裝鐵氧體環(huán),用來避免等效電容的變化以及諧振;
測試天線和DUT位置按標準需一致,且距離其它導體1m以上;
參考地網(wǎng)尺寸與參考地搭接方式按標準需一致;
測試電纜外導體與接地板之間的等效耦合電容,以及地網(wǎng)間搭接板的等效耦合電容,搭接板存在與否,影響測試結果的一致性;
測試場地也會影響一致性。參考GBT18655附錄中的暗室校驗方法進行比對測試,還需要注意搭接金屬板以及未接磁環(huán)造成的諧振,通常處于20~30MHz之間,在諧振情況下,不同型號的天線可能產(chǎn)生10~20dB偏差。
單極桿天線的天線系數(shù)
天線系數(shù)的測量是用等效電容替代天線桿作為虛擬參數(shù)進行測試的,測試中注意同軸電纜外導體不要靠近地網(wǎng),避免影響測試結果。
可參照以下標準進行天線系數(shù)測試:
民標GBT6113.104
軍標GJB8815
軍標GJBJ5410
軍標GJB151B
美軍標MIL-STD-416G
IEEE ANSI C63.5
IEEE STD 291
民標測試T型網(wǎng)絡按照上圖,計算公式如下:
天線系數(shù)Fa=Vd – VL – Ch
Vd – 信號電平;
VL – 經(jīng)過被測匹配網(wǎng)絡測量電平;
Ch – 有效高度修正因子(-6dB)
軍標測試T型網(wǎng)絡按照上圖,計算公式如下:
天線系數(shù)AF=U1-U2+K
信號輸入端口1
U1:端口2電平;
U2:端口3連接被測匹配網(wǎng)絡輸出;
K: 11dB
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原文標題:單極桿天線EMI測試一致性分析[20190731]
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