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CISPR 16-1-4：无线电骚扰和抗扰度测量设备规范——辐射骚扰测量用天线和试验场地
EMC辐射测量中的天线规格与试验场地验证
1. 范围与天线要求
CISPR 16-1-4规定了9 kHz至18 GHz频率范围内用于辐射骚扰测量的天线和试验场地的要求。该标准定义了多种天线类型的特性、校准方法以及试验场地的验证程序，包括开阔试验场、半电波暗室和全电波暗室。
该标准涵盖几种天线类型：杆天线（9 kHz – 30 MHz）、环天线（9 kHz – 30 MHz）、双锥天线（30 – 300 MHz）、对数周期天线（200 – 1000 MHz）、组合双锥和对数周期元件的混合宽带天线（30 – 1000 MHz）以及喇叭天线（1 – 18 GHz及以上）。对于每种天线类型，标准规定了所需的频率范围、极化纯度、增益/天线因子容差和VSWR。
在约200–300 MHz处从双锥天线到对数周期天线的转换会造成测量不连续性，在交叉频率处可能导致±3 dB的场强测量变化。现代混合宽带天线（双对数天线）通过在一个机械结构中组合两种元件并采用优化的交叉网络消除了这种不连续性。
2. 试验场地验证——归一化场地衰减
归一化场地衰减（NSA）是验证辐射发射试验场地的关键指标。它量化了实际场地与理想自由空间或接地平面场地的偏差。CISPR 16-1-4规定，对于合格的OATS或SAC，在1000 MHz以下频率的NSA偏差必须在±4 dB以内。
| 场地类型 | 频率范围 | NSA容差 | 静区尺寸 | 反射率电平 |
|---|---|---|---|---|
| OATS | 30 – 1000 MHz | ±4 dB | 半径1.5 m（典型） | 不适用（自然地面） |
| SAC（3 m） | 30 – 1000 MHz | ±4 dB | 半径1.5 m | 不适用（吸波地板） |
| SAC（10 m） | 30 – 1000 MHz | ±4 dB | 半径2.0 m | 不适用（吸波地板） |
| FAR | 30 – 18000 MHz | ±4 dB | 半径1.5 m | < -15 dB（反射率） |
NSA测量程序包括在EUT位置放置宽带发射天线（通常是双锥或对数周期天线），在测量天线位置放置接收天线。在指定高度和位置分别测量水平和垂直极化的场地衰减。对于3 m SAC，接收天线在1 m至4 m高度扫描，发射天线在1 m或1.5 m高度进行测量。
±4 dB的NSA容差看起来比较宽松，但它包含了所有测量不确定度（电缆损耗、天线因子、仪器误差）。建造良好的SAC应实现小于±2 dB的NSA偏差。工作在±4 dB限值附近的场地没有给EUT测量不确定度留出余量，应进行改进。常见问题包括吸波材料老化（200 MHz以下反射率降低）、接缝处接地平面腐蚀和铁氧体瓷砖开裂。
3. 天线校准与因子
天线校准确定天线因子（AF），用于将接收机输入端的电压转换为天线处的电场强度。天线因子定义为AF = E / V，其中E是场强（V/m），V是接收机输入电压。通常以dB(m⁻¹)表示，AF由于天线的有效长度和阻抗特性而随频率变化。
CISPR 16-1-4规定了三种天线校准方法：标准场地法、参考天线法和三天线法。每种方法各有优势：标准场地法最适用于常规校准，参考天线法提供直接溯源性，三天线法无需校准参考天线即可实现自洽校准。天线因子的校准不确定度必须优于±0.5 dB（k=2）。
对于1 GHz以上的测量，标准规定应使用双脊波导喇叭天线。这些天线提供宽带性能（1–18 GHz），具有良好的极化纯度和增益平坦度。这些频率下的校准需要仔细考虑测量距离——这些天线的远场距离（2D²/λ）意味着3 m仅在较低频率下足够；在18 GHz时，通常使用1 m距离。
4. 常见问题
问：3 m和10 m试验场地有何区别？
答：10 m场地提供更精确的远场测量（EUT更像点源），是正式合规的首选距离。3 m场地更紧凑和经济，但对于较大的EUT需要近场修正因子，且对于大型设备具有更高的测量不确定度。
答：10 m场地提供更精确的远场测量（EUT更像点源），是正式合规的首选距离。3 m场地更紧凑和经济，但对于较大的EUT需要近场修正因子，且对于大型设备具有更高的测量不确定度。
问：能否使用室内OATS进行全年测试？
答：室内OATS实际上就是半电波暗室。传统的室外OATS受天气条件、环境电磁噪声和温度变化的影响，这些因素会影响测量精度。由于这些原因，大多数商业测试实验室使用室内SAC设施。
答：室内OATS实际上就是半电波暗室。传统的室外OATS受天气条件、环境电磁噪声和温度变化的影响，这些因素会影响测量精度。由于这些原因，大多数商业测试实验室使用室内SAC设施。
问：试验场地应多久重新验证一次？
答：CISPR 16-1-4建议每年进行场地验证（NSA测量）。此外，建议使用稳定的噪声源（梳状发生器）进行每日验证检查，以检测测量系统的任何漂移或退化。
答：CISPR 16-1-4建议每年进行场地验证（NSA测量）。此外，建议使用稳定的噪声源（梳状发生器）进行每日验证检查，以检测测量系统的任何漂移或退化。
