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CISPR 16-1-5：无线电骚扰和抗扰度测量设备规范——天线校准试验场地
天线校准试验场地的验证与要求
1. 范围与目的
CISPR 16-1-5规定了30 MHz至18 GHz频率范围内专门用于天线校准的试验场地的要求。虽然CISPR 16-1-4涉及EMC测量的一般试验场地要求，本部分聚焦于将用于天线因子校准的场地的更高要求——天线因子是EMC溯源性链中最关键的测量。
该标准区分了两种类型的校准场地：参考场地和测试场地。参考场地用于参考天线的初级校准，具有最严格的要求。测试场地用于工作天线的常规校准，要求稍微宽松。参考场地必须证明NSA偏差小于±1.5 dB，而测试场地必须达到±2.0 dB或更好。
参考场地和测试场地的区别反映了实际现实：在10 m测量距离下实现±1.5 dB NSA需要至少20 m × 30 m、表面平整度±2 cm的接地平面，这仅适用于专门的国家计量机构设施或建造良好的开阔试验场。
2. 场地要求与验证
校准场地必须满足特定的物理要求。对于参考场地，接地平面必须是连续金属表面（铜、铝或镀锌钢），10 m测量的最小尺寸为20 m × 30 m。表面平整度必须保持在±2 cm以内以确保一致的反射相位。场地必须位于环境电磁噪声至少比最小校准信号电平低6 dB的区域。
| 参数 | 参考场地要求 | 测试场地要求 |
|---|---|---|
| NSA偏差（30–1000 MHz） | < ±1.5 dB | < ±2.0 dB |
| 接地平面尺寸（最小） | 20 m × 30 m | 10 m × 15 m |
| 接地平面平整度 | ±2 cm | ±5 cm |
| 环境噪声余量 | 低于校准信号> 6 dB | 低于校准信号> 6 dB |
| 校准距离 | 10 m（首选）或3 m | 10 m 或 3 m |
| 高度扫描范围 | 1–4 m | 1–4 m |
天线校准的场地验证遵循比EMC测试更严格的程序。验证必须使用具有可溯源至国家计量机构的已知天线因子的校准参考天线。在场地的多个位置（中心、偏移±0.75 m、偏移±1.5 m）进行场地衰减测量，以验证接地平面反射特性的一致性。
天线校准场地的一个常见问题是接地平面下方的混凝土基础中存在地下管线或钢筋。这些金属结构会引起反射相位的局部变化，表现为周期为10–100 MHz的NSA纹波。建议在场地建设前进行地质雷达勘查。
3. 校准方法
该标准描述了三种在校准场地确定天线因子的方法：标准场地法、参考天线法和三天线法。对于SSM，首先测量场地衰减，然后使用已知几何结构从理论场地衰减推导出天线因子。SSM是常规校准中最常用的方法，因为它只需要一个校准天线。
三天线法提供最高的精度，因为它是自校准的——三根天线在所有三种配对组合中进行测量，三根天线的天线因子同时推导出来，无需任何预校准参考。该方法用于国家计量机构的初级校准和建立参考标准。
对于1 GHz以上的频率，该标准引入了使用矢量网络分析仪的”等效时域”场地验证概念。通过进行时域选通，来自接地平面和暗室墙壁的反射可以与直接路径信号分离，从而即使在非理想环境中也能精确表征校准场地。该技术对于验证3 m距离的紧凑型校准场地尤其有价值。
4. 常见问题
问：能否使用EMC测试暗室进行天线校准？
答：可以，但仅当暗室满足CISPR 16-1-5更严格的NSA要求时（测试场地±2.0 dB，参考场地±1.5 dB）。大多数商用EMC暗室设计用于满足CISPR 16-1-4的±4 dB要求，需要额外的吸波材料处理和场地验证才能符合天线校准场地的资格。
答：可以，但仅当暗室满足CISPR 16-1-5更严格的NSA要求时（测试场地±2.0 dB，参考场地±1.5 dB）。大多数商用EMC暗室设计用于满足CISPR 16-1-4的±4 dB要求，需要额外的吸波材料处理和场地验证才能符合天线校准场地的资格。
问：为什么接地平面平整度对天线校准如此关键？
答：接地平面产生天线的反射镜像。任何平整度偏差都会改变反射波相对于直达波的相位。在1 GHz时，2 cm的偏差对应24°的相位误差，直接转化为场地衰减的不确定度，进而影响推导得到的天线因子。
答：接地平面产生天线的反射镜像。任何平整度偏差都会改变反射波相对于直达波的相位。在1 GHz时，2 cm的偏差对应24°的相位误差，直接转化为场地衰减的不确定度，进而影响推导得到的天线因子。
问：天气如何影响室外校准场地？
答：接地平面上的雨水、雪和冰会改变其反射特性。温度变化导致接地平面膨胀/收缩，影响平整度。由于这些原因，大多数国家计量机构在室内设施中进行天线校准。
答：接地平面上的雨水、雪和冰会改变其反射特性。温度变化导致接地平面膨胀/收缩，影响平整度。由于这些原因，大多数国家计量机构在室内设施中进行天线校准。
