场地布置与设备准备
将 EUT 放置在测试场地的规定位置,连接好电源线。对于一些需要外部信号源或者负载的设备,如信号发生器、通信设备等,要按照设备的正常工作要求连接好相应的辅助设备。确保 EUT 处于正常工作状态,并且工作模式和参数设置符合测试要求。例如,测试一台计算机的辐射发射时,要开启计算机并使其运行一些典型的软件程序,如文字处理软件、浏览器等,以模拟实际使用场景。
开阔场地(OATS)是较为理想的测试场地之一。在开阔场地测试时,要确保场地周围没有大型反射物体,并且地面导电性良好。例如,场地周围不能有高大的建筑物、金属围栏等,以减少电磁反射对测试结果的干扰。地面的电导率要符合标准要求,通常可以通过铺设金属板或者使用特殊的导电材料来改善地面导电性。
电波暗室也是常用的测试场地。在半电波暗室中,将被测设备(EUT)放置在转台上,转台可以方便地改变设备的方位,以便测试不同方向的辐射发射情况。暗室内壁的吸波材料可以有效吸收反射波,模拟近似无反射的自由空间环境。
选择合适的测试场地:
设备连接与配置:
天线扫描方式
通过旋转天线或者转动 EUT 所在的转台来进行方位扫描。天线可以在水平面上进行 360° 旋转,以检测 EUT 在不同水平方向上的辐射发射。对于一些特殊的测试要求,天线还可以在垂直平面上进行一定角度的旋转。例如,在测试一个卫星通信天线的辐射发射时,不仅要考虑其在水平方向上对周围环境的辐射影响,还要考虑其在一定仰角方向上的辐射情况,因为卫星通信天线需要指向天空中的卫星。
天线的极化方向包括垂直极化和水平极化。在测试过程中,需要分别对这两种极化方向进行扫描。这是因为电磁辐射的电场矢量方向可能是垂直或水平的,不同极化方向的辐射强度可能不同。以一个简单的偶极子天线发射为例,其电场方向是沿着天线轴向的,当接收天线的极化方向与发射天线的电场方向一致时,接收到的信号强度最大;当极化方向垂直时,接收到的信号强度可能会很小。在测试时要改变天线的极化方向,以全面获取 EUT 在不同极化方向上的辐射发射情况。
接收天线需要在一定的高度范围内进行扫描。在低频段(通常 30kHz - 30MHz),天线高度可能在 1 - 4 米之间变化;在高频段(30MHz - 18GHz 或更高),天线高度的扫描范围也大致如此。这是因为电磁辐射在空间中的分布与频率有关,不同高度位置可能接收到不同强度的辐射信号。例如,在测试一个无线通信基站的辐射发射时,天线从较低位置逐渐升高,就可以检测到基站在不同高度方向上的辐射强度变化。
高度扫描:
极化扫描:
方位扫描:
频率扫描与数据采集
在扫描过程中,频谱分析仪会实时记录每个频率点上接收到的信号的幅度、相位等数据。这些数据可以存储在频谱分析仪的内部存储器或者外部计算机中。对采集到的数据进行处理,如绘制辐射发射频谱图,将不同极化方向、不同方位和不同高度扫描得到的数据进行综合分析。通过比较测试数据与相应的标准限值,判断 EUT 的辐射发射是否符合要求。如果发现某个频率点上的辐射发射超标,还可以分析该频率对应的 EUT 内部的电路模块或者信号处理过程,以便采取针对性的改进措施。
使用频谱分析仪来采集接收到的电磁辐射信号的数据。在进行数据采集之前,要对频谱分析仪进行正确的设置,包括设置频率分辨率、扫描时间、幅度测量范围等参数。频率分辨率决定了能够区分的最小频率间隔,扫描时间影响测试的速度和准确性,幅度测量范围要根据接收到的信号强度来合理设置,避免信号过载或者信号太弱无法准确测量。例如,当测试一个功率较大的射频发射设备时,要适当增大幅度测量范围,以防止信号超出频谱分析仪的量程。
根据测试标准和 EUT 的工作频率范围来确定扫描的频率范围。例如,对于一个普通的消费类电子产品,如智能手机,其工作频率可能从几百 MHz 到几 GHz,那么测试时的频率扫描范围可能要覆盖这个频段,并且还要考虑一些可能产生的谐波频率。通常,测试频率范围会从较低的频率(如 30kHz)开始,一直到较高的频率(如 18GHz 甚至更高),以确保能够检测到设备在所有可能产生干扰的频率上的辐射发射。
频率扫描范围确定:
数据采集设备设置:
数据记录与处理: