CISPR 16-2-3:辐射骚扰测量

设备和系统辐射发射的标准测量方法

1. 范围与测量基础

CISPR 16-2-3规定了在9 kHz至18 GHz频率范围内测量所有类型设备辐射无线电骚扰的方法。该标准提供了在开阔试验场、半电波暗室和全电波暗室中获得可重复辐射发射测量的权威程序。测量从根本上确定了EUT在规定测量距离处辐射的电场强度。

该标准定义了两种测量方法:(1)传统方法——测量天线在1–4 m高度扫描,以捕获直达波和地面反射波之间相长干涉产生的最大场强;(2)全电波暗室方法——所有表面上的吸波材料消除反射,天线定位在对应远场条件的固定高度。

OATS/SAC和FAR方法之间的选择会显著影响测量值和测试持续时间。对于垂直极化发射占主导的设备(常见于垂直PCB方向的设备),FAR方法通常产生更高的测量值,因为在某些天线高度没有地面反射提供抵消。理解这一区别对于关联不同测试设施之间的结果至关重要。

2. 测试设置与天线定位

该标准详细规定了EUT放置、电缆敷设和天线定位。对于台式设备,EUT放置在参考接地平面上方0.8米高度的转台上。转台可实现360°方位角扫描,以找到最大发射方向。对于落地式设备,EUT直接放置在接地平面上。

频段 天线类型 极化方式 天线高度扫描 测量距离
9 – 150 kHz 杆天线或环天线 垂直或H场 固定在1 m 3 m 或 10 m
150 kHz – 30 MHz 杆天线(1 m) 垂直 固定在1 m 3 m 或 10 m
30 – 200 MHz 双锥天线 水平和垂直 1 – 4 m 3 m 或 10 m
200 – 1000 MHz 对数周期天线 水平和垂直 1 – 4 m 3 m 或 10 m
1 – 18 GHz 喇叭天线 水平和垂直 固定在远场高度 1 m 或 3 m

对于传统OATS/SAC方法,接收天线在1 m至4 m高度扫描,同时EUT在转台上旋转。这种二维搜索(高度+方位角)确保无论EUT的发射方向图和干涉几何结构如何,都能捕获最大场强。分别对水平和垂直极化进行测量。

辐射发射测量中最具挑战性的方面之一是电缆束的处理。该标准规定所有电缆应敷设至桌子前缘然后向下至接地平面。多余电缆长度应以无感8字形方式捆扎。不当的电缆敷设可使测量发射改变6–10 dB,特别是在200 MHz以上频率,此时电缆共振变得显著。

3. 不同设备类型的测量程序

CISPR 16-2-3为不同设备类别提供了特定程序。对于大型设备(超过测量天线照射区域),在EUT周围多个位置放置天线进行分段测量。对于模块化系统,在典型配置下进行系统测量,并可能需要对每个模块在独立配置下进行额外测量。

对于具有无线传输能力的设备,测量必须区分有意辐射体发射(通信信号)和无意发射(设备电子电路噪声)。该标准规定无线发射器应在测试模式下以最大功率进行连续载波发射,在杂散发射频率(分配频段外)以及必要时在频段边缘进行测量。

该标准还涉及存在环境信号时的测量。如果环境信号(广播电台、其他发射器)在特定频率干扰测量,该标准允许使用”CISPR陷波滤波器”抑制环境信号,前提是滤波器在测量频率处的插入损耗在校准中已考虑。或者,可在环境信号被衰减的屏蔽环境(SAC或FAR)中进行测量。

现代EMC测试的一个重要进步是使用基于FFT的多通道接收机,可实时从多个天线(水平和垂直极化)同时采集数据。相比传统单通道扫描,该方法可将测试时间减少40–60%。对于3 m SAC测量,双极化天线结合双通道接收机可在单次转台旋转中捕获两种极化,将测试时间从30分钟缩短至每EUT配置不到10分钟。

4. 常见问题

问:何时应使用3 m与10 m测量距离?
答:3 m距离通常用于尺寸小于1 m的设备,是FAR测量的标准距离。10 m距离提供更好的远场近似,在许多监管框架中需要用于正式合规,但需要更大的测试设施。
问:为什么天线高度在1 m至4 m之间扫描?
答:在具有反射接地平面的OATS或SAC上,直达波和反射波根据天线高度相长或相消干涉。在1–4 m范围内扫描可确保捕获该干涉图样的最大值。1–4 m范围覆盖了在3 m和10 m距离处30 MHz以上频率的第一个干涉最大值。
问:如何确定最差情况EUT工作模式?
答:通过测量所有可用模式的发射频谱并选择产生最高发射电平的模式来确定最差情况模式。对于具有可调参数(时钟速度、输出功率、数据速率)的设备,应测试产生最高发射的配置。

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