EMC測(cè)試設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的10大最重要事項(xiàng)

以下是我們?cè)陂_發(fā)或升級(jí)汽車EMC暗室和測(cè)試設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的10大最重要事項(xiàng)。本文簡(jiǎn)明扼要的涵蓋了測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、DUT注意事項(xiàng)、汽車行業(yè)趨勢(shì)，包括自動(dòng)駕駛汽車等！

1.了解您的汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)–您希望根據(jù)哪些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試以吸引客戶/滿足公司的要求？

主要的汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)由汽車工程師協(xié)會(huì)（SAE）、國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組 織（ISO）、歐洲共同體（EC）和聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（UNECE）發(fā)布。整車和電子組件（ESA）最常用的參考標(biāo)準(zhǔn)是IEC發(fā)布的CISPR標(biāo)準(zhǔn)，如CISPR25和CISPR 12，緊隨其后的是ISO標(biāo)準(zhǔn)11451和11452。這些標(biāo)準(zhǔn)適用于傳統(tǒng)、混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車，并規(guī)定了驗(yàn)證產(chǎn)品性能所需的測(cè)試距離和方法。這決定了所需測(cè)試范圍的大小、吸波材料的位置（如果需要）以及進(jìn)行各種測(cè)試所需的測(cè)試設(shè)備。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有自己的要求，所以仔細(xì)研究它們，以確保您的商會(huì)符合您感興趣的標(biāo)準(zhǔn)。下表總結(jié)了涵蓋其范圍內(nèi)車輛的最常用的EMC標(biāo)準(zhǔn)。除上述商業(yè)EMC標(biāo)準(zhǔn)外，還有軍事標(biāo)準(zhǔn)，如MIL-STD-461，也適用于汽車子系統(tǒng)和車輛。

請(qǐng)注意，制造商還發(fā)布了公司特定標(biāo)準(zhǔn)，如通用汽車、福特和菲亞特克萊斯勒汽車公司（FCA）等發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。這些公司特定標(biāo)準(zhǔn)各有細(xì)微差別，如果它們是您的測(cè)試室的目標(biāo)客戶，則應(yīng)加以解決。 ?

2.考慮被測(cè)設(shè)備（DUT）的尺寸，因?yàn)檎嘍UT與部件級(jí)DUT會(huì)影響暗室尺寸和成本

這可能是顯而易見的，但在整車中，有許多尺寸。一些暗室的尺寸可以測(cè)試56座客車，而其他暗室的大小可以測(cè)試可容納兩名乘客的“智能汽車”。一些車輛比其他車輛重，這會(huì)影響地板負(fù)載要求。所使用的輻射元件也會(huì)對(duì)腔室尺寸產(chǎn)生影響，尤其是用于低頻高場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試的輻射元件。部件同樣可以在尺寸上變化。每平方米暗室尺寸的增加都會(huì)增加總成本，因此仔細(xì)考慮DUT的尺寸、天線和測(cè)試范圍，將獲得最具成本效益的暗室。

3.在查看ADS、V2X和OTA應(yīng)用的測(cè)試暗室時(shí)，請(qǐng)考慮頻率范圍

暗室尺寸的另一成本驅(qū)動(dòng)因素是頻率范圍的因素。高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）、互聯(lián)車輛（包括車對(duì)車（V2V）、車對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）和車對(duì)云（V2C）以及空中（OTA）操作頻率都具有不同的頻率。汽車試驗(yàn)暗室需要處理各種頻率范圍，目前包括：

? 70 MHz調(diào)頻收音機(jī) ? 高清廣播 ? 從700 MHz到60 GHz的蜂窩 （3G,4G,LTE,5G） ? 1.6 GHz衛(wèi)星 ? 2.4/5.8 GHz的WiFi ? DSRC 5.9 GHz ? 24 GHz/79 GHz雷達(dá) ?

研究DUT的特性，以指定所需的頻率范圍測(cè)試。車輛的測(cè)試項(xiàng)目預(yù)計(jì)將經(jīng)歷持續(xù)發(fā)展，因此應(yīng)考慮暗室和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的升級(jí)潛力。

4.熟悉并跟蹤汽車行業(yè)趨勢(shì)，為未來(lái)的測(cè)試要求做好準(zhǔn)備

這些年來(lái)，汽車發(fā)生了很大變化，如下所示。從20世紀(jì)60年代初引入巡航控制到現(xiàn)在的自動(dòng)駕駛汽車趨勢(shì)，汽車和部件的測(cè)試環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了變化，而且還在繼續(xù)變化！

先進(jìn)汽車功能的快速發(fā)展和自主化趨勢(shì)推動(dòng)了對(duì)更復(fù)雜的汽車EMC設(shè)計(jì)和測(cè)試場(chǎng)景的需求。車輛平臺(tái)繼續(xù)變得越來(lái)越復(fù)雜，動(dòng)力、娛樂和安全相關(guān)系統(tǒng)都必須在不影響安全或傳統(tǒng)通信基礎(chǔ)設(shè)施的情況下可靠運(yùn)行。自動(dòng)駕駛汽車的安全性和可靠性要求將與航空航天和軍事系統(tǒng)的要求相媲美，有時(shí)甚至超過(guò)。需要仔細(xì)規(guī)劃暗室設(shè)計(jì)，以考慮未來(lái)汽車測(cè)試要求所需的能力，尤其是與通信相關(guān)的能力。

5.考慮對(duì)現(xiàn)有暗室進(jìn)行改造/升級(jí)

如果您已有一個(gè)整車暗室，根據(jù)暗室的尺寸、所需的DUT尺寸和適用的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，您可以升級(jí)暗室。這可能包括用新的或不同的吸波材料替換當(dāng)前的吸波材料，在暗室內(nèi)部添加測(cè)試設(shè)備以覆蓋如上所示的擴(kuò)展測(cè)量能力，或者可能增加暗室門的尺寸。值得探索的是，暗室升級(jí)/改進(jìn)是否會(huì)擴(kuò)展您的汽車測(cè)試能力，同時(shí)節(jié)省時(shí)間和金錢。

6.如果是新的暗室，評(píng)估各種部件或整車試驗(yàn)需求的設(shè)計(jì)方案

新建暗室為您規(guī)劃當(dāng)前和未來(lái)的測(cè)試需求提供了絕佳機(jī)會(huì)。預(yù)算始終是一個(gè)限制，但在最初討論總體范圍時(shí)，應(yīng)避免將此作為限制因素。暗室的預(yù)期用途可以驅(qū)動(dòng)幾個(gè)設(shè)計(jì)元素。商業(yè)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室對(duì)客戶吞吐量和靈活性的需求與制造商的研發(fā)需求不同。解決新的暗室設(shè)計(jì)并將其與母建筑設(shè)計(jì)和施工相結(jié)合也具有許多成本和進(jìn)度優(yōu)勢(shì)。本文列出的十大注意事項(xiàng)和其他因素可能會(huì)導(dǎo)致暗室設(shè)計(jì)的細(xì)微差異，可考慮用于新建暗室的設(shè)計(jì)。

7.請(qǐng)注意當(dāng)前快速發(fā)展的傳感器和天線技術(shù)所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，這些技術(shù)擴(kuò)展了傳統(tǒng)的汽車EMC測(cè)試。

汽車EMC測(cè)試暗室可設(shè)計(jì)用于更復(fù)雜的測(cè)試功能，例如涉及高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）、雷達(dá)探測(cè) 和測(cè)距（RADAR）以及激光探測(cè)和測(cè)距（LIDAR）部件。天線陣列以及信號(hào)和協(xié)議模擬器可以安裝在暗室內(nèi)，以測(cè)試這些能力的性能。這產(chǎn)生了一個(gè)用于EMC和天線（無(wú)線）測(cè)量的多功能暗室。今天的現(xiàn)代車輛包括許多安裝在車輛內(nèi)外不同位置的天線。出于美觀、實(shí)用和性能的原因，這些天線與車身高度集成。性能必須作為車輛的一個(gè)組成部分進(jìn)行驗(yàn)證。多功能暗室可以支持EMC、無(wú)線空中傳 輸（OTA）和天線方向圖測(cè)量。

8.不要忽視吸波材料–考慮最佳性能、耐用性和成本效益的選項(xiàng)

多年來(lái)，傳統(tǒng)的電磁兼容暗室設(shè)計(jì)了經(jīng)過(guò)優(yōu)化的吸波材料，以在28MHz至2.5 GHz頻率范圍內(nèi)提供經(jīng)濟(jì)高效的性能水平。通常覆蓋100MHz至100GHz以上頻率的專用天線測(cè)量和雷達(dá)截面（RCS）暗室使用不同類型的吸波材料，具有不同的性能，在某些情況下，還具有不同的功率耗散要求。多功能暗室（能夠進(jìn)行電磁兼容性和天線方向圖測(cè)量的暗室）越來(lái)越多地被使用，因?yàn)樗鼈兊碾p重用途提高了一些測(cè)試效率。吸波材料的處理必須基于暗室的整個(gè)頻率范圍，對(duì)于錐形暗室，采用不同的測(cè)試區(qū)以減少占地面積，吸波材料的布局可能至關(guān)重要。整車混合動(dòng)力暗室的示例如下所示： ?

9.不要低估測(cè)功機(jī)的重要性

測(cè)功機(jī)是整車暗室的重要組成部分。它們價(jià)格昂貴，交付周期長(zhǎng)，需與暗室完美集成，以確保暗室性能不受影響。 ? 有兩種主要類型的測(cè)功機(jī)：

1. 底盤“Dyno”是整車測(cè)功機(jī)，用于模擬道路行駛負(fù)載。

2. 電機(jī)“Dyno”是一種較小的設(shè)備，在部件測(cè)試期間直接連接到待測(cè)電機(jī)上，為待測(cè)電機(jī)組件提供負(fù)載。

上面顯示了電機(jī)測(cè)試臺(tái)的典型測(cè)試設(shè)置。

有許多類型的測(cè)功機(jī)可供選擇，對(duì)于特定的測(cè)試類型有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。選擇基于許多參數(shù)和特征：

? 可用扭矩范圍

? 最高轉(zhuǎn)速

? 最小轉(zhuǎn)速

? 最大功耗

? 響應(yīng)時(shí)間

? 慣性

? 測(cè)試場(chǎng)景

此外，用于電動(dòng)馬達(dá)測(cè)試的測(cè)功機(jī)需要更多的功能，例如比內(nèi)燃機(jī)更高的最大額定轉(zhuǎn)速、雙方向轉(zhuǎn)動(dòng)能力以及驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)能力。安裝測(cè)功機(jī)還需要規(guī)劃場(chǎng)地以容納輔助設(shè)備。在暗室設(shè)計(jì)規(guī)劃之初就需要考慮并選擇測(cè)功機(jī)。

10.使用BIM促進(jìn)設(shè)計(jì)和施工，保持預(yù)算，并滿足計(jì)劃期限

對(duì)于涉及設(shè)計(jì)和安裝大型射頻屏蔽室或暗室的重大項(xiàng)目，建議采用建筑信息建模（BIM）。BIM是一個(gè)能夠在設(shè)施建成之前更好地洞察和預(yù)測(cè)設(shè)施的物理和功能特性的過(guò)程。它包括生成結(jié)構(gòu)的構(gòu)架以及機(jī)械、電氣和管道（MEP）的3D數(shù)字表示，以便用戶可以看到屏蔽外殼或暗室將如何與其母建筑連接。BIM成為共享知識(shí)的資源，促進(jìn)用戶、建筑師和總承包商之間的合作。大型試驗(yàn)室是一筆可觀的投資。通過(guò)使用BIM，用戶可以更好地了解整個(gè)項(xiàng)目以及如何在設(shè)計(jì)階段提前解決任何潛在問(wèn)題。理想的BIM文件以3D實(shí)體對(duì)象格式提供；不使用線框?qū)ο?。BIM軟件按照暗室整體最終尺寸建模。根據(jù)平面圖和規(guī)范，在BIM軟件中屏蔽體的所有標(biāo)高真實(shí)準(zhǔn)確；所有MEP連接件和進(jìn)入暗室的貫穿件應(yīng)按照其所需位置的尺寸進(jìn)行建模?？梢詣?chuàng)建一系列步行或駕車視頻，以逼真地模擬設(shè)計(jì)空間中的運(yùn)動(dòng)。這對(duì)于了解車輛進(jìn)出路線非常有用。通過(guò)減少施工延誤、返工和/或現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，使用BIM的項(xiàng)目可降低成本和風(fēng)險(xiǎn)?？紤]擁有一支精通BIM的內(nèi)部Autodesk認(rèn)證專業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的暗室制造商，以最大限度地降低施工項(xiàng)目中的固有風(fēng)險(xiǎn)。錐形暗室的BIM圖像示例如下所示： ? ?

編輯：黃飛

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