开阔场检测

开阔场检测:核心检测项目详解

开阔场(OATS)作为电磁兼容性(EMC)测试的关键场地,因其半无反射的场地特性,成为众多标准中辐射发射和辐射抗扰度测试的基准场地。其核心检测项目主要围绕电磁辐射的发送与承受能力展开:

一、 辐射发射测试 (Radiated Emissions Testing - RE)

这是开阔场最核心、最频繁进行的测试项目,用于评估受试设备(EUT)向空间无意发射的电磁骚扰能量水平。

  1. 目的: 确保设备工作时产生的电磁噪声不超过标准规定的限值,避免干扰其他设备或无线电频谱的正常使用。
  2. 测试内容:
    • 电场强度测量: 使用标准测量天线(如双锥天线、对数周期天线、喇叭天线)和接收机,在规定的距离(如3米、10米、30米)上,扫描特定频率范围(通常30MHz - 1GHz,可扩展至更高如6GHz或18GHz,或低至9kHz)。
    • 扫描与峰值/准峰值检测: 在整个频段内进行扫描,识别发射峰值点,并使用准峰值检波器(反映骚扰对听觉干扰的潜在影响)和平均值检波器(反映连续骚扰水平)进行测量。
    • 水平与垂直极化: 通常在多个高度(如1m - 4m升降扫描)和水平/垂直两种天线极化方向上进行测试,以捕获最大骚扰。
    • 限值线比对: 将测量结果与适用标准(如针对信息技术设备、工业设备、汽车电子等的国际通用标准)中规定的辐射骚扰限值线进行对比。
  3. 替代法考虑: 在开阔场测试是基础,但因场地限制或环境噪声干扰,标准也允许在满足特定条件的电波暗室(如SAC/ SAC)中进行测试,其结果需与开阔场测试等效或进行相关性验证。

二、 辐射抗扰度测试 (Radiated Immunity Testing - RI)

评估受试设备在外部电磁场照射下的正常运行能力,即抵抗外界电磁干扰的能力。

  1. 目的: 确保设备在实际电磁环境中(如广播发射塔、移动通信基站、其他电子设备附近)能够承受一定的电磁骚扰而不出现性能下降或故障。
  2. 测试内容:
    • 场强施加: 使用信号源、功率放大器和发射天线(常用双锥、对数周期、喇叭天线),在规定的距离上,对EUT施加特定强度的均匀电磁场。
    • 测试频段与调制: 覆盖广泛的频率范围(如80MHz - 1GHz,可扩展至更高如2.7GHz或6GHz),测试信号通常包括:
      • 连续波: 未调制的正弦波。
      • 调制波: 常用1kHz正弦波进行80%幅度调制(AM),以模拟实际干扰信号的特性。
    • 场强等级: 施加的场强水平根据设备类型和应用环境有不同等级要求(如3V/m, 10V/m等)。
    • 设备状态监测: 在施加干扰场的同时,持续监测EUT的关键功能和性能指标,判断其是否超出允许的性能降级判据。
    • 扫描速率与驻留时间: 以规定的速率扫描频率,并在每个测试频率点驻留足够时间以便于观察EUT反应。
    • 极化与位置: 通常在水平和垂直极化下进行测试,并可能需要在EUT多个方位上进行照射。

三、 特定应用或扩展测试项目

根据设备的具体类型和需要遵循的特殊标准,开阔场可能还用于以下测试:

  1. 大功率设备辐射骚扰测量: 对于大型设备或系统(如某些工业设备、广播发射机),开阔场能提供足够的空间进行符合标准的远场测量。
  2. 汽车电子EMC测试基础: 汽车电子部件的辐射发射和辐射抗扰度测试标准中,开阔场或其替代场地(如ALSE)是基础要求。
  3. 军用设备EMC测试: 某些军用标准中的辐射发射和抗扰度测试也可能参考或要求在开阔场进行。
  4. 天线方向图测量: 利用开阔场的开阔特性,可以进行天线增益、方向图等参数的测量(尽管专业天线测量通常在更精密的场地进行,开阔场可作为基础验证)。
  5. 环境电磁噪声测绘: 利用开阔场测量环境背景噪声水平,为后续设备测试提供本底噪声参考。

总结:

开阔场检测的核心在于利用其近似的“自由空间”环境,精确评估电子电气设备的辐射发射水平(是否干扰别人)和辐射抗扰度性能(是否易被别人干扰)。这两大类别测试是确保设备电磁兼容性、符合法规要求并能在复杂电磁环境中可靠工作的基石。其他特定测试项目均围绕这两大核心或在其基础上衍生扩展。在进行测试时,需严格遵守相关标准的详细规定,包括测试布置、距离、天线高度扫描、频率范围、限值要求、设备工作状态和性能判据等。