Electromagneticradiationenvironmenttest2023-06-01發(fā)布 2 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 6 6 7 9 請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。25G之前的通訊技術，終端設備通信頻率較低，輻射效應對3面向通信用關鍵材料的高頻信號電磁輻射環(huán)境試驗方法題。使用者有責任采取適當的安全和健康措施，并保證器設備、樣品要求、系統(tǒng)校準、測試步驟、注意事項和試驗報告等下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應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電工術語電磁兼容GB8702電磁環(huán)境控制限值GB/T17626.3電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗干擾度試驗GB/T4365和GB/T17626.3界定的以及下列術語和定義適用于本文件。存在于給定場所的所有電磁現象的總和。[來源：GB/T4365-2003，2.1]安裝吸波材料用以降低內表面電波反射的屏蔽室。[來源：GB/T4365-2003，2.1]能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現象。能量以電磁波形式在空間傳播。[來源：GB/T4365-2003，2.1]4一種將信號源射頻功率發(fā)射到空間或截獲空間電磁場轉變?yōu)殡娦盘柕霓D換器。[來源：GB/T17626.3-2006，4.3]在穩(wěn)態(tài)條件下，完全相同的連續(xù)振蕩的電磁波，可以通過中斷或調制來傳遞信息。[來源：GB/T17626.3-2006，4.5]高頻信號電磁輻射環(huán)境試驗系統(tǒng)如圖1，通過信號源產生固定頻率的連續(xù)波信號，采用射頻線纜將連續(xù)波信號輸入到功率放大器進行放大，將放大的信號通過波導接口連接發(fā)射天線，發(fā)射天線和接收天線均放置在電波暗室內部，接收天線輸出接功率計。通過高頻信號電磁輻射環(huán)境試驗系統(tǒng)產生的高頻信號電磁輻射場作用于樣品，實現對樣品進行高頻信號電磁輻射環(huán)境試驗。圖1高頻信號電磁輻射環(huán)境試驗系統(tǒng)試驗環(huán)境條件如下：a)溫度：23℃±2℃;b)濕度：50%±5%；c)周圍無機械振動和強電磁干擾。所需儀器設備如下：a)信號源，頻率范圍：26.5GHz~40GHz；b)功率放大器，頻率范圍：26.5GHz~40GHz；輸出功率：20W~50W；配置測量輸出功率和反射功率等功能；c)喇叭天線，頻率范圍：26.5GHz~40GHz；極化方式：線極化；增益不小于20dB；d)電波暗室，頻率范圍：26.5GHz~40GHz；尺寸至少為30cm×30cm×60cm；屏蔽效能不小于60dB；e)測試計算機；f)功率傳感器，頻率范圍：26.5GHz~40GHz；g)射頻線纜，頻率范圍：26.5GHz~40GHz；損耗小于5dB。測試樣品為片狀，長度×寬度：80mm×80mm，厚度：0.1mm~3mm。系統(tǒng)校準和檢查步驟如下：a)按照圖1所示搭建環(huán)境試驗系統(tǒng)，系統(tǒng)中用到的信號源，功率放大器，天線和功率傳感器需要定期進行計量校準；b)通過網絡分析儀對圖1系統(tǒng)中用到的線纜進行校準，記錄26.5GHz至40GHz頻段內的信號衰減值。；c)電波暗室的屏蔽效果可以采用場強探頭進行定期檢查，保證試驗人員所處的電磁場環(huán)境需要滿足GB8702的要求。9測試步驟測試步驟如下：a)按照圖1準備測試系統(tǒng)，對系統(tǒng)中用到的設備進行預熱半小時；b)進行系統(tǒng)狀態(tài)檢查，在不放置樣品的情況下，調整信號源和功率放大器，將入射功率注入至指定的數值，如20W，通過接收天線的輸出功率計算接收的場強值，判斷系統(tǒng)是否滿足正常狀態(tài)；c)將樣品放置在測試夾具上，然后將安裝有樣品的測試夾具放置在電波暗室內部發(fā)射天線的正前方，且樣品距離發(fā)射天線20cm~30cm（見附錄A）；d)開啟信號源和功率放大器，并將輸入功率調整至指定值，如20W，開始試驗。環(huán)境試驗時間為200h~2000h，也可由供需雙方協(xié)商確定；e)計算機實時記錄接收天線的接收功率P1，同時記錄功率放大器的輸出P2和反射功率P3；f)環(huán)境試驗到達指定時間后，若需取出部分樣品，則需要先關閉信號源，并關閉功率放大器輸出，再打開電波暗室取出測試樣品；g)取出樣品后繼續(xù)進行環(huán)境試驗，重復步驟9c）~9d)。根據系統(tǒng)測試線纜的信號衰減值σ,結合仿真和計算公式計算發(fā)射天線在特定位置產生的場強值（見附錄B），計算接收天線在特定位置接收到的場強值（見附錄C）。6注意事項如下：a)定期清潔測試天線、夾具、轉接頭等；b)定期對射頻電纜進行檢查，若已損壞應及時更換射頻電纜；c)定期對信號源、功率放大器、功率計等設備進行校準；d)測試過程中應佩戴連接至設備的防靜電手環(huán)；e)試驗過程中應保證放大器良好接地；f)連接電纜時，應使用制造供應商提供的力矩扳手旋緊。試驗報告包括但不限于以下內容：a)測試環(huán)境（溫度、濕度）；b)測試頻率f；c)測試功率P1，P2，P3；d)測試時長t；f)測試距離d；g)試驗樣品信息。附錄A（資料性）測試夾具與放置A.1測試夾具測試夾具如圖A.1所示，測試夾具采用非金屬的有機玻璃制作，對傳輸信號影響較小，其上下高度可以調節(jié)，試驗時調整夾具的高度保證樣品被放置在正對天線喇叭口正中間，測試夾具的推薦尺寸如圖A.1所示。圖A.1測試夾具A.2測試樣品放置測試樣品放置示例如圖A.2所示。圖A.2測試樣品放置示例8附錄B（資料性）發(fā)射天線場強分布B.1通過有限元仿真軟件構建天線的輻射模型，假設線路損耗σ=2dB，注入功率是50W(47dBm)，在有限元仿真軟件中建立仿真模型（模型示意圖如圖B.1所示），并在距離天線20cm和25cm處設置觀察窗，輸出仿真的場強值。圖B.1HFSS輻射仿真模型B.2以頻率27.5GHz為例，其仿真測試結果如圖B.2~圖B.5所示，從圖中可以看出測試系統(tǒng)功放發(fā)射功率為47dBm時在距離天線口20cm處產生的最大電場強度2053.8V/m，產生的最大磁場強度為6.2A/m；在距離天線口25cm處產生的最大電場強度為1333V/m，產生的最大磁場強度為4.28A/m。圖B.2頻率27.5GHz距離天線口25cm處的電場強度值(左)和電場方向值(右)圖B.3頻率27.5GHz距離天線口25cm處的磁場強度值(左)和磁場方向值(右)圖B.4頻率27.5GHz距離天線口20cm處的電場強度值(左)和電場方向值(右)圖B.5頻率27.5GHz距離天線口20cm處的磁場強度值(左)和磁場方向值(右)（資料性）接收天線處的場強計算C.1采用接收天線監(jiān)測系統(tǒng)內的電場強度，根據天線系數的定義，考慮到線纜損耗σ,接收天線處的場強可以按公式（C.1）計算。E=AF+U+σ..……..（C.1）E—接收天線處的場強，即入射電磁波場強，單位dBV/m；AF—天線系數，單位dB/m;U—天線端口的測量接收電壓(如圖C.1)，單位dBV；σ—天線輸出端口連接線纜的損耗，單位dB。C.2為了計算方便，公式(C.1)中的測量接收電壓換算成接收功率，端口阻抗50Ω,按公式（C.2）計算。P—功率，單位dBm。a）接收天線及連接電路b）接收天線的等效電路圖圖C.1天線系數計算場強原理C.3被測材料的位置會遠離接收天線的位置，計算被測材料處的場強需要考慮電磁波在箱子內部的衰減，通常這個衰減可以通過附錄B中的仿真方法獲得，結合材料的測試位置和箱子的尺寸，可以仿真獲得信號在屏蔽箱內部的損耗，則被測物實際受到的場強可按公式(C.3）計算：E=AF+P+σ-13+δ…………（C.3）δ——假設損耗，單位dB。C.4磁場強度典型測量值的計算。以空氣中的波阻抗為參考，在已知電場強度的情況下，采用公式（C.4）求解磁場強度：H=E/η..……..（C.4）式中：E—測量計算的電場值;Η—空氣中的波阻抗120πΩ,以電場強度354V/m