ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSTMXXXXX—202X

面向通信用關(guān)鍵材料的高頻信號(hào)電磁輻射

環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試方法

Electromagneticradiationenvironmenttestmethodforkeymaterialsusedin

communications

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

T/CSTMXXXXX—2022

前言

本文件參照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》，GB/T20001.4

—2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)規(guī)則第4部分：試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》給出的規(guī)則起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。

本文件由中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)XXXX領(lǐng)域委員會(huì)（CSTM/FCXX）提出。

本文件由中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)XXXX領(lǐng)域委員會(huì)（CSTM/FCXX）或技術(shù)委員會(huì)

（CSTM/FCXX/TCXX）歸口。

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引言

5G之前的通訊技術(shù)，終端設(shè)備通信頻率較低，輻射效應(yīng)對(duì)于材料的影響可以忽略，然而隨著新一

代通信頻率的不斷提升，特別是高頻毫米波的應(yīng)用，對(duì)通訊設(shè)備中相關(guān)材料持續(xù)輻射后可能會(huì)引起性能

衰減。然而目前國(guó)內(nèi)針對(duì)材料受高頻輻射效應(yīng)影響的測(cè)試方法屬于空白。本標(biāo)準(zhǔn)以高頻電磁場(chǎng)仿真建模

方法作為理論指導(dǎo)，基于開(kāi)發(fā)的材料輻射試驗(yàn)測(cè)試裝置系統(tǒng)，制訂了材料高頻電磁輻射的測(cè)試方法，解

決業(yè)內(nèi)缺乏方法借鑒的問(wèn)題。

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面向通信用關(guān)鍵材料的高頻信號(hào)電磁輻射環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試方法

重要提示（危險(xiǎn)或警告或注意）：使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件并未

指出所有可能的安全問(wèn)題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧⒈ＷC符合國(guó)家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的

條件。

1范圍

本文件規(guī)定了給通訊設(shè)備用關(guān)鍵材料施加高頻信號(hào)電磁輻射環(huán)境試驗(yàn)的測(cè)試方法。

本文件適用于可加工成片狀的固體材料。

適用頻率范圍：26.5GHz~40GHz。

適用功率范圍：20W~50W。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T4365-2003電工術(shù)語(yǔ)電磁兼容

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T4365-2003界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

電磁環(huán)境electromagneticenvironment

存在于給定場(chǎng)所的所有電磁現(xiàn)象的總和。

[來(lái)源：GB/T4365-2003，2.1]

3.2

電波暗室anechoicchamber

安裝吸波材料用以降低內(nèi)表面電波反射的屏蔽室。

[來(lái)源：GB/T4365-2003，2.1]

3.3

電磁輻射electromagneticradiation

a)能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。

b)能量以電磁波形式在空間傳播。

[來(lái)源：GB/T4365-2003，2.1]

3.4

天線(xiàn)antenna

一種將信號(hào)源射頻功率發(fā)射到空間或截獲空間電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的轉(zhuǎn)換器。

4

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3.5

遠(yuǎn)場(chǎng)farfield

由天線(xiàn)發(fā)生的功率通量密度近似地隨距離的平方成反比關(guān)系的場(chǎng)域。對(duì)于偶極子天線(xiàn)來(lái)說(shuō)，該場(chǎng)域相當(dāng)

于大于2的距離，其中為輻射波長(zhǎng)。

3.6

????

場(chǎng)強(qiáng)fieldstrength

“場(chǎng)強(qiáng)”一詞僅適用于遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量。測(cè)量可以是電場(chǎng)分量或磁場(chǎng)分量，可用V/m，A/m，或W/m2表示并可相

互換算。

4原理

高頻信號(hào)電磁輻射試驗(yàn)系統(tǒng)原理圖如圖1，系統(tǒng)包括：信號(hào)源，可用于產(chǎn)生頻率為26.5GHz至40GHz

的正弦波或調(diào)制正弦波信號(hào)；功率放大器，可以提供最大輸出功率為50W的正弦輸出信號(hào)，同時(shí)提供一個(gè)

入射和一個(gè)反射功率測(cè)量端口，測(cè)量端口的耦合度為約為48dB；毫米波輻射試驗(yàn)箱，用于容納大功率高頻

輻射電磁波，放置材料樣品，吸收內(nèi)部不必要的反射信號(hào)，屏蔽外部電磁輻射信號(hào)；信號(hào)注入和測(cè)量部分：

包括三個(gè)USB功率計(jì)和一個(gè)監(jiān)測(cè)電腦，用于監(jiān)測(cè)喇叭天線(xiàn)輸出的信號(hào)功率，放大器輸入和輸出信號(hào)；大功

率信號(hào)注入和場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量采用喇叭天線(xiàn)，天線(xiàn)的頻率范圍是26.5GHz~40GHz，注入天線(xiàn)的接口為WR28波導(dǎo)

接口，可以耐受50W入射功率，場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量天線(xiàn)的接口為2.92mm接口便于連接測(cè)試儀器。

圖1高頻信號(hào)電磁輻射試驗(yàn)系統(tǒng)

5試驗(yàn)條件

本試驗(yàn)測(cè)試環(huán)境條件為溫度：23±2℃，濕度：50%±5%。

6儀器設(shè)備

本試驗(yàn)所需適用于規(guī)定程序的儀器和材料如下：

a)信號(hào)源。

信號(hào)源的頻率范圍應(yīng)覆蓋26.5GHz至40GHz。

b)功率放大器。

5

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1)功率放大器頻率范圍應(yīng)覆蓋26.5GHz至40GHz。

2)功率放大器的輸出功率應(yīng)≥50W。

c)喇叭天線(xiàn)。

1)頻率應(yīng)覆蓋26.5GHz至40GHz。

2)極化方式：線(xiàn)極化。

3)天線(xiàn)增益不小于20dB

d)高頻輻射屏蔽箱。

1)屏蔽箱的屏蔽輻射信號(hào)范圍應(yīng)覆蓋26.5GHz至40GHz。

2)屏蔽箱三個(gè)軸向的最小尺寸不應(yīng)小于30cm。

3)射頻隔離度不小于60dB。

e)測(cè)試電腦。

f)功率傳感器。

USB功率傳感器的頻率范圍應(yīng)該覆蓋26.5GHz至40GHz。

7樣品

測(cè)試樣品應(yīng)為片狀，推薦樣品尺寸80mm×80mm，試驗(yàn)時(shí)將樣品置于專(zhuān)用的非金屬夾具上。

8試驗(yàn)步驟

本方法測(cè)量程序如下：

a)首次測(cè)試前需要對(duì)系統(tǒng)所用的射頻線(xiàn)纜等進(jìn)行校準(zhǔn)，并記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

b)信號(hào)源開(kāi)機(jī)預(yù)熱，功率放大器開(kāi)機(jī)預(yù)熱，功率傳感器開(kāi)機(jī)預(yù)熱半小時(shí)。

c)關(guān)閉屏蔽箱，設(shè)置信號(hào)源功率和頻率，打開(kāi)功率放大器，打開(kāi)測(cè)試軟件開(kāi)啟數(shù)據(jù)記錄功能。

d)信號(hào)源輸出按鈕打開(kāi)，記錄此時(shí)的功率計(jì)度數(shù)，完成系統(tǒng)校準(zhǔn)，判斷系統(tǒng)工作是否正常。

e)系統(tǒng)正常后，關(guān)閉信號(hào)源開(kāi)關(guān)，關(guān)閉功率放大器輸出。

f)將樣品固定在測(cè)試夾具上，然后將安裝有被測(cè)樣品的測(cè)試夾具放置在發(fā)射天線(xiàn)的正前方，且樣品距

離發(fā)射天線(xiàn)20cm至30cm。

g)關(guān)閉輻射屏蔽箱，開(kāi)啟信號(hào)源和功率放大器開(kāi)始試驗(yàn)。

h)軟件實(shí)時(shí)記錄功率傳感器的發(fā)射天線(xiàn)注入功率，反射功率和接收天線(xiàn)的輸出功率。

i)測(cè)試到達(dá)指定時(shí)間后測(cè)試完成，先關(guān)閉信號(hào)源，再關(guān)閉功率放大器，等待五分鐘后，再打開(kāi)輻射屏

蔽箱取出測(cè)試樣品。

9附加信息

9.1維護(hù)

a)定期清潔測(cè)試天線(xiàn)、夾具、轉(zhuǎn)接頭等。

b)定期對(duì)射頻電纜進(jìn)行檢查，若已損壞請(qǐng)及時(shí)更換射頻電纜。

c)定期對(duì)高頻屏蔽箱的屏蔽性能進(jìn)行測(cè)試。

d)定期對(duì)信號(hào)源、功率放大器、功率計(jì)等設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。

9.2注意事項(xiàng)

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a)測(cè)試過(guò)程中應(yīng)佩戴連接至設(shè)備的防靜電手環(huán)。

b)試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)保證放大器良好接地。

c)連接電纜時(shí)，應(yīng)使用制造供應(yīng)商提供的的力矩扳手旋緊。

10試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)當(dāng)包括下列內(nèi)容：

a)測(cè)試環(huán)境（溫度、濕度）；

b)測(cè)試頻率；

c)測(cè)試功率；

d)測(cè)試時(shí)長(zhǎng)及功率曲線(xiàn)；

e)試樣預(yù)處理?xiàng)l件；

f)試驗(yàn)中的異常情況或與規(guī)定程序的差異和偏差；

g)校準(zhǔn)相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)信息；

h)測(cè)試距離；

i)試驗(yàn)樣品信息。

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附錄A

（資料性）

測(cè)試夾具與放置

A.1測(cè)試夾具

測(cè)試系統(tǒng)框圖如圖2所示，測(cè)試夾具采用非金屬的有機(jī)玻璃制作，對(duì)傳輸信號(hào)影響較小。

圖2測(cè)試夾具

A.2測(cè)試樣品放置

測(cè)試樣品放置示例如圖3所示。

圖3測(cè)試樣品放置示例

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附錄B

（資料性）

輻射試驗(yàn)箱場(chǎng)強(qiáng)分布和計(jì)算

B.1發(fā)射天線(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)分布

通過(guò)有限元仿真軟件構(gòu)建天線(xiàn)的輻射模型，假設(shè)線(xiàn)路損耗2dB，注入功率是50W(47dBm)，在距離天線(xiàn)

20cm和25cm處產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向的仿真結(jié)果如下。

圖4HFSS輻射仿真模型

頻率27.5GHz仿真測(cè)試結(jié)果如圖5，圖6，圖7，圖8所示，從圖中可以看出測(cè)試系統(tǒng)功放發(fā)射功率為

47dBm時(shí)在距離天線(xiàn)口20cm處產(chǎn)生的最大電場(chǎng)強(qiáng)度2053.8V/m，產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度為6.2A/m；在距離天

線(xiàn)口25cm處產(chǎn)生的最大電場(chǎng)強(qiáng)度為1333V/m，產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度為4.28A/m。

圖5頻率27.5GHz距離天線(xiàn)口25cm處的電場(chǎng)強(qiáng)度值(左)和電場(chǎng)方向值(右)

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圖6頻率27.5GHz距離天線(xiàn)口25cm處的磁場(chǎng)強(qiáng)度值(左)和磁場(chǎng)方向值(右)

圖7頻率27.5GHz距離天線(xiàn)口20cm處的電場(chǎng)強(qiáng)度值(左)和電場(chǎng)方向值(右)

圖8頻率27.5GHz距離天線(xiàn)口20cm處的磁場(chǎng)強(qiáng)度值(左)和磁場(chǎng)方向值(右)

頻率37GHz仿真測(cè)試結(jié)果如圖9，圖10，圖11，圖12所示，從圖中可以看出測(cè)試系統(tǒng)功放發(fā)射功率為

47dBm時(shí)在距離天線(xiàn)口20cm處產(chǎn)生的最大電場(chǎng)強(qiáng)度3124V/m，產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度為9.02A/m；在距離天

線(xiàn)口25cm處產(chǎn)生的最大電場(chǎng)強(qiáng)度為2772V/m，產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度為7.87A/m。

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圖9頻率37GHz距離天線(xiàn)口25cm處的電場(chǎng)強(qiáng)度值(左)和電場(chǎng)方向值(右)

圖10頻率37GHz距離天線(xiàn)口25cm處的磁場(chǎng)強(qiáng)度值(左)和磁場(chǎng)方向值(右)

圖11頻率37GHz距離天線(xiàn)口20cm處的電場(chǎng)強(qiáng)度值(左)和電場(chǎng)方向值(右)

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圖12頻率37GHz距離天線(xiàn)口20cm處的磁場(chǎng)強(qiáng)度值(左)和磁場(chǎng)方向值(右)

B.2接收天線(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算

根據(jù)天線(xiàn)系數(shù)的定義，根據(jù)接收天線(xiàn)和線(xiàn)纜損耗可以直接計(jì)算天線(xiàn)測(cè)量的場(chǎng)強(qiáng)幅度，在本項(xiàng)目中，接

收天線(xiàn)的天線(xiàn)系數(shù)近似為40dB/m，因此計(jì)算天線(xiàn)接收的場(chǎng)強(qiáng)值的公式為：

E=AF+U

其中，E是被測(cè)場(chǎng)強(qiáng)，即入射電磁波場(chǎng)強(qiáng)單位dBV/m；AF是天線(xiàn)系數(shù)，單位dB/m;U是測(cè)量的接收天

線(xiàn)端口電壓(如圖13)，單位dBV。為了計(jì)算方便，換算成接收功率dBm的計(jì)算公式如下：

E=AF+P-13

電場(chǎng)強(qiáng)度典型測(cè)量值的計(jì)算。例：實(shí)際接收天線(xiàn)距離發(fā)射天線(xiàn)30cm，以接收功率24dBm@27.5GHz

為例(此時(shí)系統(tǒng)功放輸出50W)，計(jì)算接收天線(xiàn)端口處的場(chǎng)強(qiáng)值為E=51dBV/m=354V/m。

（a）接收天線(xiàn)及連接電路（b）接收天線(xiàn)的等效電路圖

圖13天線(xiàn)系數(shù)計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)原理

磁場(chǎng)強(qiáng)度典型測(cè)量值的計(jì)算。以空氣中的波阻抗為參考，在已知電場(chǎng)強(qiáng)度的情況下，采用如下公式求

解磁場(chǎng)強(qiáng)度：

H=E/η

其中，E是測(cè)量計(jì)算的電場(chǎng)值，η是空氣中的波阻抗120πΩ，以電場(chǎng)強(qiáng)度354V/m為例，計(jì)算得到磁場(chǎng)

強(qiáng)度為0.94A/m。

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附錄C

（資料性）

起草單位和主要起草人

本文件起草單位：工業(yè)和信息化部電子第五研究所

本文件主要起草人：XXXXX

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參考文獻(xiàn)

_________________________________

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目次

前言..................................................................................................................................................................2

引言..................................................................................................................................................................3

1范圍..................................................................................................................................................................4

2規(guī)范性引用文件..............................................................................................................................................4

3術(shù)語(yǔ)和定義......................................................................................................................................................4

4原理..................................................................................................................................................................5

5試驗(yàn)條件..........................................................................................................................................................5

6儀器設(shè)備..........................................................................................................................................................5

7樣品..................................................................................................................................................................6

8試驗(yàn)步驟..........................................................................................................................................................6

9附加信息..........................................................................................................................................................6

9.1維護(hù)..........................................................................................................................................................6

9.2注意事項(xiàng)...................................................................................................................................................6

10試驗(yàn)報(bào)告........................................................................................................................................................7

附錄A（資料性）測(cè)試夾具與放置..................................................................................................................8

A.1測(cè)試夾具..................................................................................................................................................8

A.2測(cè)試樣品放置..........................................................................................................................................8

附錄B（資料性）輻射試驗(yàn)箱場(chǎng)強(qiáng)分布和計(jì)算..............................................................................................9

B.1發(fā)射天線(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)分布..................................................................................................................................9

B.2接收天線(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算................................................................................................................................12

附錄C（資料性）起草單位和主要起草人....................................................................................................13

1

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面向通信用關(guān)鍵材料的高頻信號(hào)電磁輻射環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試方法

重要提示（危險(xiǎn)或警告或注意）：使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件并未

指出所有可能的安全問(wèn)題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧⒈ＷC符合國(guó)家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的

條件。

1范圍

本文件規(guī)定了給通訊設(shè)備用關(guān)鍵材料施加高頻信號(hào)電磁輻射環(huán)境試驗(yàn)的測(cè)試方法。

本文件適用于可加工成片狀的固體材料。

適用頻率范圍：26.5GHz~40GHz。

適用功率范圍：20W~50W。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T4365-2003電工術(shù)語(yǔ)電磁兼容

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T4365-2003界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

電磁環(huán)境electromagneticenvironment

存在于給定場(chǎng)所的所有電磁現(xiàn)象的總和。