为什么要选择10米法电波暗室进行测试

本文作者:夏龙   发布人:BALUN-WebMaster  发布时间:2016-09-12

首先,科普一下什么是暗室,暗室有哪些要求?

暗室是模拟开阔场而进行EMC测量,并提供一个电磁背景干净、场均匀性好的一个测量场地。暗室使用频率一般在9KHz~40GHz左右。我们先来看看3米法电波暗室&10米法电波暗室两个场地都有哪些共同的指标要求,如下图

其中为满足30MHz~40GHz的归一化场地衰减规则,通常暗室需采用铁氧体片和渗碳泡沫角锥或空心角锥复合型又或者加聚氨酯泡沫尖劈吸波材料的宽带吸波材料。

1)尖劈:

吸波材料电磁波吸收效果通常适用于450MHz以上,耐高温、高场强。

2)铁氧体:

铁氧体电磁波吸收效果在1GHz以下,最佳在500MHz以下。


科普完了暗室的要求,下面进入到本文最重要的环节,为什么我们一定要选择10米法电波暗室进行测试?


首先我们来看一下两个暗室的区别:

从上表中我们可以看出10米法电波暗室较3米法电波暗室从各个指标上看10米法的一个很明显的优势就是电波暗室结构更“大”,转台直径更“大”,承重能力更“大”,接收天线方向更“智能”,测试静区范围更“大”,在低频时的测试误差更“小”。

下面我们分析一下上述内容对于我们被测试样品的影响在哪里?

1) 样品的尺寸:更大结构的电波暗室及转台直径及静区面积(啥是静区?莫急,且看后面分解)可以容纳更大尺寸的样品。

2) 样品的重量:更大的转台承重可以承担大吨位的重量级样品。

3) 样品的频率:因为测试在远场(啥是远场?莫急,且看后面分解)的条件下其测试的结果才更准确。而近场和远场的区别又和当前测试距离下被测频率所对应的波长有关。所以10米法电波暗室可以准确的测试出更低的工作主频。


所以,现在我们总结一下10米相对3米电波暗室的优点:

1. 转台直径大,承重能力强,可以测量更重的样品。样品超过1吨,就请选择10米法电波暗室。

2. 静区更大,可以测量外观更大的样品。样品直径超过1.5米,就请选择10米法电波暗室。

3. 误差更小,数据更加准确,更具权威。注意:现在很多国家或地区在1GHz以下的辐射骚扰数据已经不接受3m法电波暗室的测试结果。即辐射骚扰的测试频率小于1GHz,就请选择10米法电波暗室。


增加科普1:

静区是暗室性能的最重要指标之一。暗室静区是指电波暗室室内受反射等干扰最弱的区域,也是放置被测设备和接收天线(发射天线)最佳的位置。

暗室静区大小与暗室形状、大小、结构、工作频率、所用吸波材料的电性能、静区所要求静度等有关。一般而言3m法电波暗室最大只能设计2m(2m直径)测试静区,而10米电波暗室可以设计到3m或更大。

2m直径的圆柱内最大只能切1.5m长宽的长方体出来,因此大于1.5m的被测物,会超出静区范围使得测量不准确,必须使用拥有更大的静区的电波暗室进行测试


增加科普2:

近场和远场的影响:请先看下图~

简单粗暴的公式:当测试距离r >λ/2π达到远场测试条件,  r <λ/2π 为近场测试条件。


1)对于近场:电场和磁场方向无规律

①场源是高电压小电流的源近场主要为电场。因为E∝1/r3,H ∝1/r2,随距离增加电场磁场都会变小,但波阻抗变大

②场源是高电流小电压的源近场主要为磁场。因为E∝1/r2,H ∝1/r3,随距离增加电场磁场都会变小,但波阻抗变小


2)对于远场:电场和磁场方向垂直

E∝1/r , H ∝1/r, 随距离增加电场磁场都会变小,但波阻抗Z=E/H=120π=377(Ω)恒定


其中远场是平面波,比较容易分析和测量,只需测量出电场就能算出磁场,反之亦然。近场比较复杂,电场和磁场没有特定关系,需要分别测量,同时近场场强和1/r3, 1/r2有关,所以位置的微小变化会引起较大的测量误差,测量的重复性差,无法保证测试的一致性。


在可能的场合下,应在远场条件下进行测量,远场区可以由下列条件来确定:

测量距离d选择为:

a) d≥λ/2π≈λ/6,在此距离Z=120π=377Ω,电场分量与磁场分量正交。测量误差约3dB

d≥λ,测量误差0.5dB


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