騷擾功率與輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)

胡 楠，張德敬，郭曉琪

（1.中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心，北京 100070；2.北京泰瑞特檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司，北京 100015）

GB13837規(guī)定了兩種在30～1000 MHz范圍內(nèi)考察受試設(shè)備（EUT）對(duì)外輻射能量的測(cè)試方法，一種是騷擾功率，另一種是輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)，兩者測(cè)試目的相同，所覆蓋的頻率范圍也相同（騷擾功率測(cè)試在300～1000 MHz頻率范圍內(nèi)無(wú)適用限值），但由于兩種測(cè)試方法針對(duì)不同的被測(cè)設(shè)備（EUT），因此其測(cè)試原理、測(cè)試方法以及測(cè)量電平均不相同[1-3]。

1 兩種測(cè)試方法

騷擾功率測(cè)試主要針對(duì)GB13837中所定義的有關(guān)設(shè)備，該方法認(rèn)為此類(lèi)設(shè)備的工作頻率較低，也就意味著干擾頻率相對(duì)較低，干擾能量不能通過(guò)設(shè)備內(nèi)部的連線與機(jī)殼向外泄露，而只能通過(guò)對(duì)外的較長(zhǎng)引線向外輻射（例如視盤(pán)機(jī)的音視頻連接線）?；谏鲜鰞?nèi)容，騷擾功率測(cè)試是使用功率吸收鉗在被測(cè)設(shè)備的對(duì)外連接線上提取輻射能量，測(cè)量結(jié)果以dBpW表示。為充分反映EUT的輻射特性，標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定:EUT的對(duì)外連接線的長(zhǎng)度必須大于所測(cè)量頻率的半波長(zhǎng)加上吸收鉗的長(zhǎng)度（6 m）。

與騷擾功率測(cè)試不同，在進(jìn)行輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試時(shí)，EUT和周邊設(shè)備及它們之間的連接線被看成一整體，作為黑體看待。騷擾能量既可以從EUT對(duì)外連接線上輻射出來(lái)，也可以從其殼體輻射出來(lái)。因此輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試被安排在半電波暗室中進(jìn)行，使用對(duì)數(shù)周期天線在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)處測(cè)量EUT的電場(chǎng)強(qiáng)度，測(cè)量單位以dBμV/m表示。

2 實(shí)踐中的問(wèn)題

對(duì)于某些多功能的音視頻設(shè)備，按照其功能，應(yīng)進(jìn)行騷擾功率測(cè)試，但往往其內(nèi)部的時(shí)鐘頻率較高，有的高達(dá)上百兆赫茲，EUT內(nèi)部連線完全可作為很好的載體將輻射騷擾能量發(fā)射出去。那么，此時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題，是應(yīng)進(jìn)行騷擾功率測(cè)試還是進(jìn)行輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試。此外，兩種方法都是考察EUT通過(guò)空間場(chǎng)對(duì)外界的干擾，只是測(cè)量的電量不同，而不同電量之間又是可以相互轉(zhuǎn)化的，那么騷擾功率的測(cè)試結(jié)果可否和輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試結(jié)果相互轉(zhuǎn)換，騷擾功率測(cè)試合格是否意味著輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試也合格，也將成為進(jìn)一步探討的問(wèn)題。

3 兩種測(cè)試方法的討論

3.1 驗(yàn)證試驗(yàn)

為了驗(yàn)證兩者間測(cè)試結(jié)果的關(guān)系，筆者設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn):

以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源做EUT，信號(hào)輸出端接入一非屏蔽同軸視頻線。視頻線另一端接75 Ω模擬負(fù)載。信號(hào)源輸出電動(dòng)勢(shì)固定在70 dBμV。按照GB13837的規(guī)定分別進(jìn)行騷擾功率測(cè)試和輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試，測(cè)量結(jié)果如表1所示。為了即尊重標(biāo)準(zhǔn)要求，又尊重實(shí)際使用情況，兩項(xiàng)測(cè)試所使用的視頻線長(zhǎng)度不同，其中騷擾功率測(cè)試時(shí)視頻線長(zhǎng)6 m，輻射騷擾測(cè)試時(shí)視頻線長(zhǎng)1.2 m。

表1 測(cè)量結(jié)果對(duì)比

在表1中，兩項(xiàng)測(cè)試的結(jié)果并無(wú)明顯規(guī)律。在100 MHz處，輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試已明顯超過(guò)限值要求，而騷擾功率測(cè)試結(jié)果與限值之間還有一定的裕量。若以上述測(cè)量結(jié)果進(jìn)行合格評(píng)定，對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行不同的測(cè)試，結(jié)果會(huì)完全相反。即騷擾功率合格不代表輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試也合格。在230 MHz處，騷擾功率的測(cè)試結(jié)果又明顯大于輻射騷擾的測(cè)試結(jié)果，即輻射騷擾合格不代表騷擾功率合格。

3.2 轉(zhuǎn)換公式

理論上，兩項(xiàng)測(cè)試的測(cè)試結(jié)果通過(guò)公式可以相互轉(zhuǎn)換。

功率與場(chǎng)強(qiáng)的轉(zhuǎn)換公式為

式中:E為天線接收到的場(chǎng)強(qiáng)；P為天線接收到的功率；常數(shù)“17”為50 Ω系統(tǒng)內(nèi)阻轉(zhuǎn)化成分貝后的數(shù)值；AF為傳輸系數(shù)，此次所用天線AF值已由計(jì)量院測(cè)定。

弗里斯傳輸公式為

式中:Pre為接收天線收到的功率；Pt為發(fā)射功率；Gt為發(fā)射天線增益；Gr為接收天線增益。

在輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)里，式（2）中Pre可通過(guò)式（1）求得，是已知量。而發(fā)射系統(tǒng)由信號(hào)源、視頻線和模擬負(fù)載組成，信號(hào)源提供該系統(tǒng)的發(fā)射功率，視頻線可被看為發(fā)射天線。通過(guò)了解GB13837和GB/T6113.103標(biāo)準(zhǔn)，可知騷擾功率測(cè)量結(jié)果為信號(hào)源輸出端的功率而非視頻線所發(fā)射后的空間輻射功率，即式（2）中的Pt。而由于兩項(xiàng)測(cè)試中所用的發(fā)射天線（視頻線）不同，導(dǎo)致Gt成為變量，致使在上述驗(yàn)證試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)無(wú)法用數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證。這也正是此套驗(yàn)證方案的遺憾之處。但這套方案更接近于實(shí)際的測(cè)試結(jié)果，因此至少可證明在日常的測(cè)試活動(dòng)中，騷擾功率和輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)試結(jié)果無(wú)法相互轉(zhuǎn)換。

3.3 試驗(yàn)項(xiàng)目的選擇

得到EUT后，試驗(yàn)工程師首先要判斷需要進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目，而依據(jù)就應(yīng)是該產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。而且，文中已證明兩種方法的測(cè)試結(jié)果沒(méi)有關(guān)聯(lián)性，不能相互替代，因此，針對(duì)音視頻功能，不管其工作頻率多高，都應(yīng)進(jìn)行騷擾功率測(cè)試。

[1]傅正財(cái)，杜亞平，BURNETT J.視頻顯示器的極低頻磁場(chǎng)敏感度和輻射測(cè)量[J].電視技術(shù)，2001，25（6）:96-102.

[2]陸地，朱磊，劉晨.電視發(fā)射機(jī)的電磁輻射污染與分析[J].電視技術(shù)，2009，33（7）:96-98.

[3]黃維祥，李舜陽(yáng).輻射試驗(yàn)場(chǎng)地衰減的分析[J].電視技術(shù)，2000，24（4）:86-88.