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文档简介
ICS43.040.10
CCST36
中华人民共和国国家标准
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
`
道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁
能的抗扰性试验方法第11部分:混响室
法
Roadvehicles—Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfrom
narrowbandradiatedelectromagneticenergy—Part11:Reverberationchamber
(ISO11452-11:2010,IDT)
(工作组讨论稿)
(本草案完成时间:2021年5月20日)
在提交反馈意见时,请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
前言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T33014《道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法》的第11部
分。GB/T33014已发布了以下部分:
——第1部分:一般规定
——第2部分:电波暗室法
——第3部分:横电磁波(TEM)小室法
——第4部分:大电流注入(BCI)法
——第5部分:带状线法
——第7部分:射频功率直接注入法
——第8部分:磁场抗扰法
——第9部分:便携式发射机模拟法
——第10部分:扩展音频范围的传导抗扰法
——第11部分:混响室法
本文件等同采用ISO11452-11:2010《道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方
法第11部分:混响室法》。
本文件做了下列编辑性修改:
——删除原国际标准的前言及引言,并对前言及引言进行重新编辑;
——用“本文件”代替“本国际标准”;
——根据GB/T1.1要求对范围进行修改。
本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本文件由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)归口。
本文件起草单位:
本文件主要起草人:
III
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第
11部分:混响室法
1范围
本文件规定了车辆电气/电子部件对连续窄带辐射电磁骚扰的抗扰试验方法——混响室法(也称混
波室法)。
本文件规定了在混响室内对被测装置(DUT)与线束(实车线束或标准测试线束)施加电磁干扰的
试验方法,测试时被测装置的辅助设备既可以布置于混响室内也可以布置于混响室外,测试使用调谐模
式进行。
本文件适用于M、N、O、L类车辆(不限定车辆动力系统,例如火花点火发动机、柴油发动机、电动
机)用电气/电子部件。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本
文件。
GB/T33014.1道路车辆电气电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第1部分:一般规定
(GB/T33014.1-2016,ISO11452-1:2005,MOD)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
天线特征系数antennacharacterizationfactor;ACF
天线特性中获得的平均接收功率与前向功率之比。
注:见B.5。
混响室特征系数chambercharacterizationfactor;CCF
在DUT和其辅助设备存在的情况下,调谐器旋转一周时归一化平均接收功率。
注:见C.3。
混响室加载系数chamberloadingfactor;CLF
天线特征系数与混响室特征系数之比。
注1:见C.4
注2:用于试验布置(例如,DUT及辅助设备)引起的混响室额外加载系数。
最低可用频率lowestusablefrequency;LUF
满足场均匀性要求的最低频率。
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GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
注:根据附录B,混响室的特征决定了LUF。
最大加载系数maximumchamberloadingfactor;MLF
可以保证场均匀性的混响室最大加载系数,其具体试验程序见B.7。
混响室reverberationchamber
边界条件通过一个或多个步进旋转调谐器改变,具有高品质因数(Q值)的屏蔽室(腔)。
注:混响室可产生统计上的均匀电磁场。
辅助设备supportequipment
DUT执行EMC测试所需的相关设备,包括(不限于)负载模拟器、线束、电源(或电池)、DUT监控
设备(例如:光纤接口模块、电视摄像机等)。
测试桌testbench
由聚苯乙烯材料构成,其高度至少为最低试验频率对应波长的四分之一。
注:通常使用1m高的测试桌。
调谐器tuner
在混响室内旋转或移动以改变其电磁场边界条件的大型金属反射器。
注:随着调谐器的旋转或移动,电磁场中的零点和最大值会改变位置,从而确保被测设备(DUT)暴露在统计上均匀
的场中。
工作空间workingvolume
包含测试桌、DUT、线束、测试桌上的辅助设备、接收天线的区域。
4试验条件
本标准中的试验方法适用的频率范围是从LUF(见B.6)到18GHz。
用户应指定频率范围内的试验严酷等级,推荐的典型试验严酷等级参见附录A。
下列标准试验条件应符合GB/T33014.1的规定:
——试验温度;
——试验电压;
——调制方式;
——驻留时间;
——试验信号质量。
5试验场地
概述
试验应在混响室内进行。
混响室
测试DUT的混响室体积应足够大,其工作空间可容纳测试桌、辅助设备和接收天线。
2
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
注3:混响室尺寸将影响最低可用频率(LUF)。
工作空间形状通常是长方体,但不是必须要求。
混响室应至少包含一个机械调谐器,以搅动室内的电磁场。基于混响室尺寸和工作空间,机械调谐
器的尺寸应尽可能大。此外,每个调谐器的形状应保证其旋转一周过程中,混响室内场的分布不具有重
复性。
注4:调谐器的数量、大小和形状将影响最低可用频率(LUF)。
混响室建成后,应依据附录B进行腔体确认,场均匀性满足表B.2的要求,并确认混响室的LUF。在
任何重大修改后,应再次进行腔体确认。调谐器的变更应被视为一项重大修改。
6试验设备和仪器
各向同性电场监测探头
电场监测探头应能测量三个正交轴上的电场强度。
射频信号源
射频信号源应能覆盖规定的频率范围和调制方式。
发射和接收天线
应使用能够分别满足发射和接收频率要求的线性极化天线。天线效率应至少为75%(对数周期天线
和喇叭天线通常满足此要求)。允许使用多个天线覆盖混响室的整个频率范围。
放大器
放大器用于放大射频信号,向发射天线提供必要的功率以产生指定的场强。
频谱分析仪
频谱分析仪应能覆盖规定的频率范围。在有和没有DUT状态下,使用频谱分析仪与接收天线对混响
室的场地特征进行确认和测试。
定向耦合器
定向耦合器应能覆盖规定的频率范围。应能承受功率放大器的射频输出而不损坏。定向耦合器与功
率计一起用于测量传送到发射天线的前向功率。
功率计
功率计应能覆盖规定的频率范围。功率计与定向耦合器一起用于测量传送到发射天线的前向功率。
计算机控制
计算机控制系统应具备以下功能:在DUT试验前,根据附录B要求,具备使用专用软件、计算机及射
频测试设备对混响室性能进行确认的功能;该系统软件应存储腔体确认信息,以便在测试期间调用;在
DUT试验期间,控制射频测试设备和调谐器按8章所述进行测试。
DUT的执行器和监测设备
DUT应按试验计划通过执行器运行,执行器尽量不影响DUT的电磁特性,如在按钮上使用塑料块、使
用气动执行器(供气管路使用塑料管)等。
3
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
可使用光纤或高阻引线连接DUT与监测设备;如使用其他类型引线,应尽量减小它的相互作用,并
记录导线的布置方向、长度和位置以确保试验结果的可复现性。
应避免监控设备与DUT的任何电气连接可能导致DUT出现故障。
7试验布置
概述
混响室的总体布局如图1所示。
在最低可用频率处,工作空间至少应距混响室内任一表面、场发射天线或调谐器组件λ/4距离。DUT
和线束应位于混响室工作空间内。
DUT、测试桌和辅助设备的体积不应超过混响室总体积的8%。
所有不必要的射频吸收材料应从腔体内移除(如木桌、地毯、额外设备等)。
放置在混响室中的设备(DUT、线束、辅助设备、接地平板)可能导致腔体超出最大已验证的加载
范围。在采集数据之前,应按照附录C进行检查,以确定DUT和/或辅助设备是否对混响室腔体产生过加
载。
接地平板和DUT接地
如果DUT外壳未与车辆金属结构接地,则DUT和线束应放置在:
——测试桌上(无接地平板),或
——与测试桌上的接地平板绝缘。
如果DUT的外壳与车辆的金属结构接地,则DUT外壳应在试验期间接地(通过接地平面或通过放置在
测试桌上的接地平板)。DUT外壳的接地状态应模拟实际的车辆配置。
测试桌的接地平板(如使用)应由铜、黄铜或镀锌钢制成。接地平板的最小尺寸取决于被测系统的
尺寸,应可完整放置线束和DUT系统组件。接地平板(不包括接地连接)应放置在混响室的工作空间内,
且至少与任何墙壁和调谐器保持最低可用频率对应的λ/4距离。接地平板应使用接地带连接至混响室腔
体,其直流电阻应不超过2.5mΩ。此外,接地带间的边缘距离应不大于0.3m。
注:使用接地平面作为接地平板是目前正在研究的另一种方法。
电源和人工网络(AN)
当需要直流电源来保持电池电压时,直流电源应位于混响室外部。所有进入混响室的电源线应经过
滤波。用于保持蓄电池电压的直流电源线,可在混响室滤波器至蓄电池连接点间进行屏蔽。混响室内的
直流电源引线应沿墙壁和混响室地板布线,以尽量减少引线的场耦合。
如果不使用接地平板,则不应使用AN。DUT的电源线应直接连接至蓄电池端子。
如果使用接地平板,则每个电源线应通过AN连接到电源。应通过5μH/50ΩAN向DUT供电(见附录D
示意图)。所需的AN数量取决于车辆中预期的DUT安装方式。
——对于远端接地的DUT(车辆电源回线超过200mm),需要两个AN:一个用于正极电源线,
另一个用于电源回线。电源负极端子应连接至回流线AN电源(输入)侧的接地平板。
——对于近端接地的DUT(车辆电源回线200mm或更短),正极电源线只需要一个AN。DUT电
源回线不应超过200mm,并直接连接到接地板。电源负极端子应连接至AN外壳接地附近的
接地平板。
AN应直接安装在地平面上。一个或多个AN的外壳应连接到地平面。
每个AN的测量端口应接50Ω负载。
DUT和线束的位置
4
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+300
除非试验计划中另有规定,应使用17000mm长度的线束。线束类型应根据实际系统的使用确定(屏
蔽、非屏蔽、双绞线等)。线束的长度应记录在试验报告中。
线束应布置成“U形”,以便使DUT和负载模拟器之间的线束直线长度为(1500±75)mm。线束弯角应
+45
为(900)°
如果使用接地平板,则DUT和线束应放置在(50±5)mm非导电、低介电常数材料(相对介电常数,εr
≤1,4)上。
负载模拟器的位置
如使用接地平板,最好将负载模拟器直接放置在接地平板上。如果负载模拟器为金属外壳,外壳与
接地平板直接搭接。
如果DUT的测试线束通过射频边界连接到接地平板。负载模拟器可位于接地平板附近(负载模拟器
外壳连接到接地平板的情况下)或测试室外部。
如负载模拟器放在接地平板上,负载模拟器的直流电源线应通过AN进行连接。
发射天线位置
发射天线的位置应在混响室确认及测试中保持不变。发射天线不应直接指向工作空间。如可能,发
射天线应指向混响室某一个壁角(发射天线的位置见图1),也可指向调谐器。发射天线应由非导电支
架支撑(例如:非导电三脚架或聚苯乙烯夹具),至少与任何墙壁和壁角保持最低可用频率对应的λ/4距
离。
接收天线位置
接收天线(Rx)可放置在混响室工作空间的任意位置,应放置在聚苯乙烯支撑架上。接收天线应避
免指向发射天线和工作空间的中心。
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说明:
1——调谐器11——频谱分析仪
2——DUT12——装有控制软件的计算机系统
3——混响室工作空间13——计算机接口
4——发射天线14——射频放大器
5——负载模拟器15——射频信号发生器
6——电池16——功率计
7——测试桌(依需要配置接地平板)17——定向耦合器
8——接收天线18——功率传感器
9——调谐器控制器19——人工网络(AN)(使用接地平板时)
10——衰减器
图1测试设施示例(俯视图)
8试验方法
试验计划
在进行试验之前,应制定试验计划,其中应包括以下内容:
——试验布置;
——频率范围;
——测试频点或步长;
——DUT工作模式;
——DUT验收准则;
——试验严酷等级;
——DUT监测条件;
——试验报告内容;
——其他特别说明及相对标准试验的差异。
每个DUT应在最典型的条件下进行试验,即至少在待机模式和DUT所有执行器均被激活的模式下进
行试验。
测试步骤
8.2.1DUT布置
按第7章的规定,将DUT、线束和相关设备安装在混响室的工作空间内。
8.2.2确定混响室的加载效应
在正式测试之前,根据附录C确定每个测试频率下混响室的加载效应,包括计算混响室加载因子FCLF
和混响室可维持的最小脉冲宽度Tp,min。
为了确定加载效应,场强可低于实际试验场强。
8.2.3确定混响室前向功率要求
使用公式(1),计算达到所需场强时,每个测试频点所需输入到发射天线的前向功率值PForw,Test:
2
퐸푇푒푠푡
푃퐹표푟푤,푇푒푠푡=퐹퐶퐿퐹()································································(1)
퐺푅퐶
6
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式中:
ETest——所需的场强值,单位为伏每米(V/m);
FCLF——附录C中的混响室加载系数;
GRC——附录B中空载确认时得到的腔体增益。
混响室依据附录B进行腔体确认时,频率点之间允许使用插值。
8.2.4频率步长和调谐器驻留时间
频率步长和调谐器驻留时间应考虑DUT响应时间、DUT敏感带宽和监控设备响应时间。频率步长和调
谐器驻留时间应记录在试验报告中。
最小频率步长可参考GB/T33014.1。
调谐器在每个测试频点的驻留时间应至少为2秒,不包括测试设备的响应时间和旋转调谐器完全停
止所需的时间。每个测试频点可增加额外的驻留时间,以保证DUT处于恰当的工作模式能正常运行及低
频调制时对“关断时间”的要求。
8.2.5脉冲测试信号要求
混响室加载状态决定了在其进行脉冲调制测试所能实现的最小脉冲宽度。
测试频率范围内,如果超过10%测试频点的脉冲调制宽度小于附录C中规定的最小脉冲宽度Tp,min,则
应增加吸波材料或增加脉冲宽度。如增加了吸波材料,应根据附录C重新测量和计算加载效应,直到使
用最少的吸波材料使时间常数满足要求。
8.2.6DUT试验
计算每个测试频点满足测试场强要求所需的前向功率值PForw,Test。
用于测试的调谐器的步数应至少为附录B中用于混响室确认的调谐器步数。调谐器应在每个频率点
等步进角旋转一周。确保DUT在测试场强中暴露适当的驻留时间。
应使用腔体确认时对应的接收天线,监控并记录接收功率PRec,Test的最大值和平均值(即PRec,Test,max和
PRec,Test,avg),以确保产生所需的场强。使用PRec,Test,avg确保测试时的混响室加载状态与加载系数确认时相
比没有改变。PRec,Test,avg差异大于3dB时应予以解决。
监控发射天线的前向功率PForw,Test,在调谐器旋转过程中,记录平均值PForw,Test,avg。当调谐器旋转一周
PForw,Test变化大于3dB时,应记录在试验报告中。
按照测试计划中的规定对载波进行调制。除非另有规定,应依据GB/T33014.1采用峰值恒定原则。
监控DUT工作的任何偏差。
使用适当的天线和调制方式,逐步提高测试频率至频率上限。
试验报告
按照试验计划的要求,试验报告应提交有关试验设备、试验场地、试验布置、待测系统、频率、功
率、系统相互作用的详细信息以及与试验有关的其他任何信息。
在与DUT有关的要求之外,试验报告还应包括每个试验频率的以下参数:
——用于监控混响室场强的接收天线的最大和平均接收功率曲线,PRec,Test,max和PRec,Test,avg;
——发送到发射天线的前向功率平均值曲线,PForw,Test,avg;
——在数据采集周期中,是否前向功率PForw,Test变化超过3dB;
——混响室加载系数FCLF和最大加载系数FMLF;
——调谐器步数。
在试验报告中应记录与试验计划的所有偏差。
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A
A
附录A
(资料性)
功能特性状态分类(FPSC)
A.1概述
本附录给出了试验严酷等级示例,与GB/T33014.1中描述的功能特性状态分类(FPSC)原则一致。
A.2严酷等级
建议的严酷等级见表A.1和A.2。
表A.1CW和AM调制试验的严酷等级示例
类1类2类3
试验严酷等级
V/mV/mV/m
L4i100100100
L3i100100100
L2i406080
L1i254060
表A.2脉冲调制试验的严酷等级示例
类1类2类3
试验严酷等级
V/mV/mV/m
L4i100100150
L3i100100100
L2i100100100
L1i7070100
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B
B
附录B
(规范性)
调谐模式腔体确认
B.1概述
按B.2的程序进行一次空载(无DUT)腔体确认,初步了解混响室性能和前向功率要求。每次试验前
应按C.2的程序进行确认。在满足表B.2场均匀性要求的频率及以上的频率范围内,可用混响室进行试验。
为获得期望的腔体确认而对混响室(例如,加入吸波材料、更换天线等)或腔体确认程序(例如,
改变了调谐器步进数等)进行修改时,在试验中应保持与修改时重新腔体确认相同配置或程序,以保证
腔体确认有效。
对混响室内进行腔体确认时,应使用八个场强电场监测探头位置以确定长方体工作空间。对于其他
形状的工作空间,可能需要添加更多电场监测探头位置以定义工作空间。
不同电场监测探头间的最小间隔距离应至少为最低腔体确认频率对应波长的λ/4。
电场监测探头位置应围绕工作空间,如图B.1所示。建议工作空间的边界表面距离混响室表面、发
射天线或调谐器至少为最低腔体确认频率对应波长的λ/4。
建议以混响最大工作空间进行腔体确认,以避免测试更大样品时需额外进行腔体确认。
应使用可分别读取每一个轴场强数据的各向同性的电场监测探头进行腔体确认。如果在每个位置
的三个相互垂直的方向上可定位,也可用经校准的电短偶极子天线(即小于λ/3)替换各向同性电场监
测探头。应注意确保偶极子天线不受其连接电缆的影响。建议使用光学隔离的测量系统(各向同性电场
监测探头或偶极子天线)。在腔体确认过程中,电场监测探头不一定需要沿着混响室轴线定向。
接收天线可放置于工作空间内的任何位置。当变化电场监测探头位置时,接收天线应移动到工作空
间内的新位置,接收天线的每个新位置应至少与之前任意位置保持最低腔体确认频率对应波长的λ/4距
离。且每个新位置相对于混响室轴的方向应不同(相对于每个轴至少变化20°)。应确保接收天线和电
场监测探头之间保持适当的间隔距离。如在常规测试时接收天线安装在固定位置,建议腔体确认时所选
择的接收天线位置中的一个应为此固定位置。
说明:
1,2,3,4,5,6,7,8——腔体确认用电场监测探头位置
9——工作空间
10——调谐器
9
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图B.1混响室腔体确认时的电场监测探头位置
混响室腔体确认的最小频率步长和调谐器位置数见表B.1。表B.1也给出了腔体确认和测试时推荐
的调谐器位置数。混响室腔体确认的最低频率ƒS可能但不必与混响室的最低可用频率相同。在初次腔体
确认时,迭代多次以满足表B.1中腔体确认要求后,混响室最低可用频率ƒLUF可被基本确定。如果腔体确
认的最低频率ƒS已满足表B.2的场均匀性要求,则ƒS和ƒLUF相同。
表B.1调谐器位置数和频率步长要求
腔体确认和测试用调谐器位腔体确认和测试用调谐器位
频率范围腔体确认的最小频点数c
置的推荐数量b置的最小数量b
ƒS~3ƒS501220
3ƒLUF~6ƒLUF18615
6ƒLUF~10ƒLUF12610
>10ƒLUF12620/十倍频程
a
ƒS=混响室腔体确认的最低频率;ƒLUF=混响室的最低使用频率。
b独立调谐器位置。
c对数间隔
B.2测试步骤
在对混响室开始腔体确认前,应清空工作空间(例:移走测试桌)。
对于至少8个电场监测探头的位置及每个腔体确认频点,执行下述测试程序。
——如图B.1所示,将电场监测探头放在混响室工作空间的边界上。
——将接收天线放在混响室工作空间内相应的接收天线位置。接收天线位置的限制见图B.1。
——调整射频信号源,将适当的前向功率PForw注入到发射天线,使接收功率PRec足够大(见下
文)。试验频率应在发射天线和接收天线的工作频段范围内。应注意确保混响室输入的射频
信号源的谐波至少比基波低15dB。设置测量仪器,在正确的频率范围内读取接收天线信号。
——调谐器以等步长的离散步进角转动360°,转动中功率测量设备和电场监测探头按照表B.1
要求的最少采样数进行采样。应注意驻留时间足够长,确保功率测量设备和场强监测探头正
确响应。
——在每个调谐器位置,记录从接收天线接收的功率PRec、电场监测探头(即EX、EY、EZ)的每个
轴的场强以及注入发射天线的前向功率PForw。
——从记录的数值中,计算出调谐器旋转一周中的最大接收功率PRec,max,平均接收功率PRec,avg,电
场监测探头各轴的最大场强(EX,max,EY,max,EZ,max)和前向功率平均值PForw,avg。所有计算应使用线
性单位[即W和V/m,而不是dBm或dB(μV/m)]。为了准确获取平均数据,测量功率的仪器
的底噪应至少比接收功率最大值PRec,max低100倍(即20dB)。如底噪过高,则应适当增加前向
功率或更改设备以满足底噪要求。如果记录数据中的前向功率存在较大幅度的变化(3dB或更
大),则表明信号源或放大器性能较差。
——将各轴电场测量的最大值(即三个正交分量中的每一个)用前向功率平均值的平方根(i是电
场监测探头位置的序号)进行归一化:
퐸푋,푚푎푥
푒푋,푖=····································································(B.1)
√푃퐹표푟푤,푎푣푔
퐸푌,푚푎푥
푒푌,푖=····································································(B.2)
√푃퐹표푟푤,푎푣푔
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퐸푍,푚푎푥
푒푍,푖=····································································(B.3)
√푃퐹표푟푤,푎푣푔
——使用公式(B.4)计算混响室特征系数ACCF,i(i是电场监测探头位置序号):
푃푅푒푐,푎푣푔
퐴퐶퐶퐹,푖=···································································(B.4)
푃퐹표푟푤,푎푣푔
注:频率步进和调谐器步进可交换进行,例如:在调谐器的每一位置覆盖所有频率。
B.3腔体增益
在每个确认频率下,对电场监测探头各轴(各正交分量)设置相同权重,取N(通常N=8)个位置电
场监测探头各轴电场测量值的归一化最大值,并计算最大值的平均值。这一平均值为腔体增益,用于计
算试验电平所必要的前向功率:
(푒,⋯,푒,푒,⋯,푒,푒,⋯,푒)1
퐺=푒=푋,1푋,푁푌,1푌,푁푍,1푍,푁=∑푁(푒+푒+푒)····················(B.5)
푅퐶푎푣푔3푁3푁푖=1푋,푖푋,푖푋,푖
B.4场均匀性
场均匀性是指在调谐器的一个旋转周期内,每个位置电场监测探头归一化后的最大场强平均值的
标准差。此标准差是使用来自电场监测探头各个轴向数据及总数据集计算的。
对于每个腔体确认频率,计算所有N个电场监测探头位置(通常为N=8)每个轴向电场测量的归一化
最大值的平均值:
1
푒=∑푁푒·································································(B.6)
푋,푎푣푔푁푖=1푋,푖
1
푒=∑푁푒·································································(B.7)
푌,푎푣푔푁푖=1푌,푖
1
푒=∑푁푒·································································(B.8)
푍,푎푣푔푁푖=1푍,푖
应使用公式(B.9)至公式(B.12)计算标准差(通常N=8):
N
2
(eX,i−eX,avg)
=1.06i=1····························································(B.9)
XN−1
N
2
(eY,i−eY,avg)
=1.06i=1···························································(B.10)
XN−1
N
2
(eZ,i−eZ,avg)
=1.06i=1··························································(B.11)
XN−1
2
푁22
∑푖((푒푋,푖−푒푋,푎푣푔)+(푒푌,푖−푒푌,푎푣푔)+(푒푍,푖−푒푍,푎푣푔))
σ=√·······································(B.12)
3푁−1
使用公式(B.13)至(B.16)计算相对于平均值的标准差,结果以dB表示:
휎푋+푒푋,푎푣푔
휎푋=20log10()··························································(B.13)
푒푋,푎푣푔
휎푌+푒푌,푎푣푔
휎푌=20log10()··························································(B.14)
푒푌,푎푣푔
11
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
휎푍+푒푍,푎푣푔
휎푍=20log10()··························································(B.15)
푒푍,푎푣푔
휎+푒푎푣푔
σ=20log10()·····························································(B.16)
푒푎푣푔
当三个轴向分量和总数据集的标准差均满足表B.2给出的要求时,则混响室场均匀性满足要求。
表B.2标准差要求
频率范围标准差限值要求a
低于100MHz6dBb
100MHz~400MHz100MHz时6dB线性减小至400MHz时3dB,
大于400MHz3dB
a每倍频程最多3个频点超过允许的标准差,但不得超过限值要求1dB。
b如果试验计划中提出需要满足IEC61000-4-21的标准差要求(频率不大于100MHz时为4dB)。为了达到这项更严格的标
准差要求,可能需要增加额外的调谐器步数。
如果混响室不能满足场均匀性要求,则混响室可能无法以期望的最低可用频率工作。如混响室场均
匀性与所要求相差较小,可以通过以下方法获得所要求的场均匀性:
a)在混响室腔体确认及测试中增加采样数(如调谐器步数),
b)归一化净功率数据(PNet=PForw-PReverse),
c)减小工作空间的大小。
如果混响室场均匀性优于标准要求,在不低于表B.1的最低要求前提下,所需的采样数可以减少。
这可为优化每个混响室测试效率提供途径,即以最少的采样数,获得最短的测试时间。
如果现有调谐器未能提供所需的场均匀性,则可通过增加调谐器的数量、增大调谐器尺寸或通过添
加吸波材料以降低Q值来改善场均匀性。还应评估腔体本身的特征(尺寸、施工方法、墙体材料),以
评估实验室是否可能通过要求。
最低试验频率时,模数不超过60到100或Q值非常高(例如,在铝板焊接的混响室)的腔体在低频时
可能难以达到场均匀性的要求。
B.5接收天线特征系数(ACF)
空腔状态的接收天线特征系数(ACF)是与加载后腔体(如附录C中所述)进行比较的基准。在天线
效率等多种影响下,此特征系数是修正天线测量值的必要条件。
参考公式(B.4),获得至少八个电场监测探头位置的混响室特征系数,求其平均值以计算每个频
率的接收天线特征系数(ACF):
AACF=ACCF,i,avg·····························································(B.17)
B.6最低可用频率(LUF)
混响室的最低可用频率fLUF为满足表B.2中场均匀性要求的最低频率。
B.7混响室最大加载系数(MLF)
为了确定混响室是否受到“加载效应”的不利影响,可在模拟加载条件下对混响室场均匀性进行一
次检查。在混响室生命周期内,仅需进行一次“加载”状态的腔体确认,此外在对混响室进行重大改造
后也应进行“加载”状态的腔体确认。每次试验前,应使用附录C中的程序进行确认。
在混响室的工作空间中,安装足够数量的吸波材料,使腔体加载水平达到正常试验期间的水平[应
将ACF变化16倍时(12dB)视为额定加载水平]。
12
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
注:每个混响室都是不同的,确定所需吸波材料的最简单方法是反复试验。
使用(至少)八个位置的电场监测探头重复B.2至B.5中腔体确认程序。应注意确保电场监测探头和
接收天线与任何吸波材料之间的距离大于最低可用频率对应波长的λ/4。
使用来自(至少)8个位置的电场监测探头数据重复计算电场均匀性。如果混响室加载状态导致电
场某一正交分量超过允许的标准差,或所有分量的标准差(即σ)超过允许的标准差(见表B.2),则此
混响室已被加载至场均匀性无法接受的状态。在这种情况下,应减少腔体内的加载量,重复加载效应评
价。
通过比较空腔和“加载”腔体的接收天线特征系数(ACF),确定混响室最大加载系数(见B.5):
퐴퐴퐶퐹,푒푚푝푡푦
퐹푀퐿퐹=·································································(B.18)
퐴퐴퐶퐹,푙표푎푑푒푑
13
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
C
C
附录C
(规范性)
混响室的加载效应标定
C.1概述
本附录描述了混响室由于DUT、线束、辅助设备、测试桌等造成加载效应的标定程序。加载效应的
特征为腔体加载系数ACLF和最小脉冲宽度Tp,min。
此程序应在每次试验之前进行,当试验使用的是已用过的(相同或类似类型)试验布置时,不需要
重新标定。
C.2测试步骤
将接收天线放置在混响室工作空间内的某个位置,并保持与DUT、辅助设备等最低可用频率对应波
长的λ/4距离。
使用以下程序对所有测试频率,测量接收天线接收功率PRec最大值和平均值,以及发射天线前向功
率PForw的平均值:
——调整射频信号源,将适当的前向功率PForw注入到发射天线。应注意确保混响室射频输入的谐
波至少低于基波15dB。
——设置测量仪器,以在正确的频率范围内读取接收天线信号幅值。
——混响室和调谐器工作时,应考虑B.1中定义的其它可能特性,需满足场均匀性的要求。每一
频点应有足够的驻留时间,确保测量仪器的正确响应。
——记录接收天线接收功率PRec的最大值和平均值,以及发射天线前向功率PForw的平均值。为了
获得准确的平均数据,测量PRec仪器的底噪应比接收功率PRec最大值低至少20dB。
C.3混响室特征系数
使用公式(C.1)计算每个试验频点的混响室特征系数ACCF:
푃푅푒푐,푎푣푔
퐴퐶퐶퐹=····································································(C.1)
푃퐹표푟푤,푎푣푔
式中:
PRec,avg是在一个调谐器旋转周期内的平均接收功率;
PForw,avg是在一个调谐器旋转周期内的前向功率平均值。
为了改进ACCF的估值,可以用下面描述的方法之一重复C.2中的测量程序。
——使用不同的接收天线位置并使用公式(C.2)中定义的平均值。
1
퐴=퐴=∑푛퐴·····················································(C.2)
퐶퐶퐹퐶퐶퐹,푖,푎푣푔푛푖=1퐶퐶퐹,푖
式中:
n是天线位置数;
i是电场监测探头位置序号。
注:使用相同的平均方法估算接收天线特征系数ACCF(见B.5)。
——使用调谐模式进行ACCF估算,以便在调谐器旋转周期内用公式(C.1)进行平均计算前,获得
更多的PRec,avg和PForw,avg值。
——在使用公式(C.1)得到的数据时,对其使用二阶多项式回归平滑处理。
C.4混响室加载系数
14
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
对于C.2中测量的接收功率<PRec>的平均值,如果该平均值在与根据附录B对混响室腔体确认期间所
有接收天线位置记录的值相同,则无需计算混响室加载系数,此时混响室加载系数为1,见公式(C.3)。
퐹퐶퐿퐹=1··········································································(C.3)
否则,使用公式(C.4)计算所有试验频率的混响室加载系数FCLF
퐴퐴퐶퐹,푒푚푝푡푦
퐹퐶퐿퐹=···································································(C.4)
퐴퐶퐶퐹
式中:
AACF是C.3中获得的混响室特征系数,
AACF,empty是空腔状态下接收天线特征系数(见B.5)。
获得测试频率下的ACF可能需要插值。
如果混响室超过10%频点的加载系数FCLF大于根据附录B在腔体确认中确定的最大加载系数FMLF,则混
响室的场均匀性可能已受加载效应的影响。在这种情况下,应在腔体内放置DUT或与DUT等效的模拟加载
状态下,重复附录B中的场均匀性测量。
如果测量系统的动态范围不足以准确测量平均接收功率,则可以使用最大接收功率重新计算接收
天线特征系数AACF和混响室特征系数ACCF,然后将其用于计算混响室加载系数FCLF。如果使用最大接收功率
进行计算,则应将其同时用于重新计算AACF和ACCF。
注:本方法仅适用于计算FCLF。基于最大接收功率获得的AACF和ACCF不适用于计算其他参数。
C.5最小脉冲宽度
计算加载混响室在各个测试频率下能维持的最小脉冲宽度:
20휋푉푓2
푇푝,푚푖푛=3퐴퐶퐶퐹······························································(C.5)
휂푇푥휂푅푥푐0
式中:
V是混响室的体积,
f是测试频率,
휂푇푥,휂푅푥分别是发射和接收天线的天线效率,保守的估计下,对数周期天线可取75%,喇叭天线可取
90%,
8푚
푐0≈2.998∙10⁄푠是电磁波在自由空间的传播速度,
ACCF是根据C.3计算的混响室特征系数。
15
GB/T33014.11—XXXX/ISO11452-11:2010
D
D
附录D
(规范性)
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