[电磁兼容]验证电波暗室性能的场地电压驻波比测试法 [复制链接]

当前，随着电子类产品的高速发展，电磁兼容问题愈显突出，而电磁兼容测试则是解决电磁兼容问题的主要手段。电波暗室是目前使用最为广泛的电磁兼容测试场地，可以说，暗室质量的好坏直接影响到电磁兼容测试的准确性和可靠性。目前，主要是根据CISPR 16-1-4和IEC61000-4-3对暗室性能进行评估，实际上，评估的方法就是对应于电波暗室的实际测试应用进行的，其中包括：归一化场地衰减测试（NSA）,对应30～1000MHz的辐射发射测试；场均匀性测试（FU）,对应26MHz～18GHz的辐射抗扰度测试。而针对1～18GHz的辐射发射测试，则依据最新的CISPR 16-1-4，采用场地电压驻波比法（SVSWR）对暗室性能进行评估，本文主要对该方法进行介绍。

暗室性能的评估本质上是验证不同频率的电磁波在暗室内的反射对测试的影响。SVSWR测试法同NSA方法所用的绝对校准不同，新方法使用的是相对测量技术。其原理是基于电磁波的干涉现象。由波源即发射天线发出的直射信号和其在暗室内壁上的反射信号叠加产生的合成信号形成空间驻波，该合成信号的最大值和最小值之比即为空间驻波比，其大小可表征反射波的强度，从而验证的暗室内的反射特性。若接收信号幅度以分贝单位表示，则是最大值与最小值之差。

CISPR 16-1-4中定义了两种SVSWR测试法，一是使用天线发射和天线接收的标准法，二是使用天线发射和场探头接收的替代法，通过我们实测对比，可以肯定两种方法完全等效，限于篇幅，本文仅对设备用量少，应用广泛的标准法进行介绍。

进行SVSWR测试，首先要确定圆柱形的测试静区，即被测设备（EUT）要放置的位置，通常为转台所处的圆形区域，在该圆面上确定前、中、左、右4个测试位置，每个位置确定6个测试点，分别以‘1’～‘6’标注。测试点布置如图1，其两两排列间隔由‘6’至‘1’分别是2cm、8cm、8cm、12cm、10cm，标准中未提及6个点不等距分布的原因，据笔者分析，应是考虑到测试频带较宽，应对不同波长的信号的采样而设计的间距。测试高度通常为1m和2m，根据地面吸波体的高度和实际EUT的高度，可根据标准进行调整，需注意的是，最高的高度仅测‘前’位置。测试高度布置如图2。测试中，使用两副天线进行信号的收发，沿轴线距静区的边沿以实际的测试距离放置接收天线，在静区内的24个测试点为发射天线位置，发射天线使用低方向性天线，可以照射到暗室所有内表面，且受位置的影响小，天线的较小的偏移不会影响测试结果。两天线之间的地面依照暗室建设方的设计要求铺设吸波材料。测试时，两天线高度相同，接收天线始终沿轴线指向静区中心，发射天线依次放置的静区内的24个测试点上，方向指向接收天线。在每个点都以恒定的发射功率发射1～18GHz的信号，频率步进至少为50MHz，记录接收到的信号电平。将每个位置的6个点的信号读值经空间损耗修正后，其最大值与最小值之比即为该位置的空间驻波比值，换算成分贝制后，要求所有测试位置的驻波比值均小于等于6dB,暗室对于该项测试即为合格。

图 1 SVSWR测试静区中的测试位置包含的测试点序列（俯视）

图2 SVSWR测试位置的高度要求（侧视）

依照标准法进行实际的SVSWR测试时，通常选用网络分析仪进行信号的收发，其好处是测试速度快，测量动态范围较大，即使在较远的测试距离下也无需使用前置放大器，若使用矢量网络分析仪，甚至可以通过时域变换的方法对有问题的暗室进行诊断。发射天线一般使用SBA9112/9113，POD等全向天线；接收天线则可使用喇叭天线或被测方指定的天线。鉴于暗室的尺寸，应选用优质的微波信号线缆进行信号的传输以降低线损，提高测量动态范围。信号的收发由电脑控制仪器完成，并将接收信号读值采集下来，当一个位置的6个点都测完后，自动计算该位置的驻波比值，以判断是否合格。图3为SVSWR实测照片。

图3 使用SBA9113天线作为发射天线时的SVSWR测试

我室于2008年开展暗室的SVSWR测试验证工作，目前已对十余间暗室进行过该项验证，以下将列举一些我们在实测中遇到的问题和经验。

(一)由于SVSWR测试在微波频段，且为相对性测试，发射天线的支架应选用高频电导率低的材料制作，比如空心且管壁较薄的PVC材料，或发泡聚苯乙烯材料，以免对信号形成较大的反射影响结果。同时，发射天线后的电缆应使用低介电系数材料加以固定，始终保持同天线的距离不变，补偿其反射影响。

(二)暗室内部对SVSWR测试影响最大的是静区后部的墙体和地面，且最容易出现问题的频段为1～3GHz，故在测试时应先测量该频段内最靠近后墙的那个位置。地面吸波材料的铺设通常由建设方指定，但至少要在两天线之间铺满，否则，当结果出现超差时，不好判断问题所在。

(三)测试结果出现超差时，首先要检查所有的信号接头是否接好，然后保持收发天线位置不变，重复测量两遍，以验证仪器收发的重复性，借此判断是否为测试系统的原因导致超差。

(四)当确定为暗室自身原因导致测试不合格，应建设方要求，可通过置换吸波材料的方法判断问题所在，即将多余的吸波材料放置在暗室内壁不同的主反射区位置，重复测量，以观察接收电平有无明显的改变。

大量的测试实践和对实测数据的分析均表明SVSWR测试确是一种科学可靠且十分严格的测试方法，能够在1～18GHz频段内对暗室的反射特性做出准确的评估。该测试具有仪器配置简单，测试速度快，受外界因素影响小等优点。SVSWR测试成为目前国内外电波暗室验收测试中必做的项目。该测试确实保证了暗室的设计与施工质量，并间接推动了电磁兼容技术的发展，同时，也对暗室制造商提出了更高要求。

文章出自: 世科网