輻射雜散騷擾實驗室間比對分析

孫迪，潘米甸，劉斌輝

（1.工業(yè)和信息化部電子第五研究所,廣州 511370 2.智能產(chǎn)品質(zhì)量評價與可靠性保障技術(shù)工業(yè)和信息化部重點實驗室,廣州 511370）

引言

輻射雜散騷擾測試是評價無線通信設(shè)備在輻射發(fā)射方面的性能，對于無線通信設(shè)備的收發(fā)設(shè)備，要求其除工作頻率（即主頻）以外的頻率不能超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，其目的就是為了防止對其他設(shè)備的工作頻率造成干擾，影響其他設(shè)備正常工作。無線通信設(shè)備是一種大功率發(fā)射的便攜式設(shè)備，其除有用信號外的雜散騷擾信號越少，該設(shè)備可能對外界造成的干擾就越小[1,2]。

輻射雜散騷擾測試是CCC 型式試驗中的重要檢測項目之一，在所有的無線通信設(shè)備（各種制式的2G、3G、4G 及5G 的無線通信設(shè)備）型式試驗檢測標(biāo)準(zhǔn)中都有涉及，如GB/T 22450.1-2008、YD/T 1592.1-2012、YD/T 1595.1-2012、YD/T 2583.14-2013、GB/T 19484.1-2013和YD/T 2583.18-2019等標(biāo)準(zhǔn)中都有此項檢測項目。在型式試驗檢測過程中經(jīng)常會遇到輻射雜散騷擾測試不合格現(xiàn)象，但是客戶送樣檢測前已經(jīng)進行過輻射雜散摸底測試是合格的，這就說明不同實驗室間的測試數(shù)據(jù)存在差異，因此需要開展實驗室間比對測試，以確保不同實驗室測試數(shù)據(jù)的一致性。

采用相同的比對梳狀信號發(fā)生器在不同的實驗室之間進行輻射雜散騷擾比對測試，通過測試結(jié)果對不同實驗室的場地及測試系統(tǒng)進行評估。比對測試作為實驗室質(zhì)量控制和驗證的一種重要手段，通過比對數(shù)據(jù)分析，查找問題并解決問題，確保各實驗室測試場地的可靠以及測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 輻射雜散騷擾比對測試方案

1.1 比對樣品的選擇

由于電磁兼容檢測的特殊性，常規(guī)的測試樣品無法保證每次工作時的頻譜特性一致，因此選擇輸出穩(wěn)定，并且可重復(fù)測量的梳狀信號發(fā)生器作為實驗室間比對樣品，梳狀信號發(fā)生器的工作頻率：50 MHz～18 GHz，頻率步長選擇Step1（80 MHz），注意測試時不接充電器。

1.2 比對測試方法、測試布置及測試設(shè)置

測試方法參照YD/T 1483-2016[3]輻射雜散騷擾測試要求，使用全電波暗室，測試時將梳狀信號發(fā)生器置于轉(zhuǎn)臺中心，其中心與測試接收天線中心在同一水平面上。

測試布置示意圖，如圖1 所示。

圖1 輻射雜散騷擾測試布置圖

測試設(shè)置如下：

1）提前將梳狀信號發(fā)生器充滿電（充電過程中充電器紅燈常亮，充滿之后綠燈亮），避免測試過程中由于電量影響測試結(jié)果。

2）將梳狀信號發(fā)生器開關(guān)開啟，此時信號源指示燈（綠燈）處于閃爍狀態(tài)，將其置于1.5 m 高轉(zhuǎn)臺中心（正對測試天線高度位置）。

3）測試軟件腳本配置要求，如表1 所示。

表1 測試腳本配置要求

4）測試轉(zhuǎn)臺速度要求：不超過2.5 min/圈。

5）測試接收天線：只測試垂直極化。

6）需注意測試系統(tǒng)是否出現(xiàn)過載現(xiàn)象，必要時根據(jù)需求采取相應(yīng)的措施，如在測試系統(tǒng)路徑上增加外置衰減器。

結(jié)果記錄：按照表2 中的頻點，記錄各個頻點最大測量到的Peak值并保存測試頻譜圖。

表2 梳狀信號發(fā)生器檢測結(jié)果表

2 輻射雜散騷擾測試儀器

由于測試場地和測試儀器對電磁兼容檢測的準(zhǔn)確性起到關(guān)鍵性作用，應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求選用適合進行實驗室間比對測試的儀器設(shè)備[4]。測試布置參照圖1 進行。能力提供方實驗室和申請參比實驗室進行輻射雜散騷擾測試的儀器，如表3 和表4 所示。

表3 能力提供方實驗室進行輻射雜散騷擾測試的儀器

表4 申請參比實驗室進行輻射雜散騷擾測試的儀器

從兩家實驗室選用的儀器對比來看，能力提供方實驗室采用的R&S 輻射雜散騷擾測試系統(tǒng)，所用的儀器設(shè)備均為R&S 公司生產(chǎn)；申請參比實驗室所使用的儀器比較多樣，但也是目前電磁兼容測試的主流設(shè)備。兩家試驗選用的儀器完全符合GB/T 6113.101 標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以作為實驗室間比對使用。

3 測試數(shù)據(jù)分析

電磁兼容測試結(jié)果與測試布置和測試設(shè)置密切相關(guān)，不同的測試布置和測試設(shè)置得到的測試結(jié)果可能不同，因此，比對測試應(yīng)按照輻射雜散騷擾比對測試方案中提到的測試布置和測試設(shè)置進行測試，盡量做到不要因為測試布置和測試設(shè)置的不同而影響測試結(jié)果數(shù)據(jù)的一致性[5]。

記錄測試天線垂直方向時，梳狀信號發(fā)生器的輻射雜散騷擾數(shù)值并保存測試頻譜圖。申請參比實驗室測試頻譜如圖2 所示；能力提供方實驗室測試頻譜如圖3 所示。

圖2 申請參比實驗室輻射雜散騷擾測試數(shù)據(jù)

圖3 能力提供方實驗室輻射雜散騷擾測試數(shù)據(jù)

在測試過程中發(fā)現(xiàn)申請參比實驗室測試系統(tǒng)出現(xiàn)過載現(xiàn)象，所以在測試系統(tǒng)的路徑上增加了20 dB 的衰減器，故申請參比實驗室測試梳狀信號發(fā)生器的真值為測試軟件讀取到的值加上20 dB；能力提供方實驗室測試系統(tǒng)未出現(xiàn)過載現(xiàn)象，故測試軟件讀取到的值即為梳狀信號發(fā)生器的真值。

對測試結(jié)果進行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)CNASGL002:2018[6]，采用 En值法進行統(tǒng)計分析。即：

式中：

x—申請參比實驗室測試結(jié)果；

X—能力提供方實驗室結(jié)果；

Ux—申請參比實驗室的擴展不確定度；

UX—能力提供方實驗室的擴展不確定度；

Ux和UX的包含因子k = 2。

對 En值，|E n| ≤ 1表明結(jié)果“滿意”；|E|n＞1表明結(jié)果“不滿意”。

申請參比實驗室輻射雜散騷擾測試項目測量不確定度為4.8 dB，能力提供方實驗室輻射雜散騷擾測試項目測量不確定度為4.5 dB。申請參比實驗室和能力提供方實驗室輻射雜散騷擾測試結(jié)果x 和X 及 En值，如表5 所示。通過|En| 值計算分析，可以得出所有測試的頻點|En|都小于1，如圖4 所示，表明申請參比的實驗室測試結(jié)果滿意。

表5 測試結(jié)果x 和X 及En 值

4 結(jié)束語

輻射雜散騷擾測試系統(tǒng)復(fù)雜，使用的測試儀器較多，進而影響測試結(jié)果準(zhǔn)確性的因素多，不同實驗室的測試結(jié)果可能存在差異。實驗室定期與能力驗證提供方實驗室進行比對測試，當(dāng)測試結(jié)果出現(xiàn)不滿意時，申請參比實驗室可以及時排查測試系統(tǒng)和測試設(shè)置，查找發(fā)現(xiàn)測試中遇到的問題，并及時采取糾正措施，保證實驗室出具的測試結(jié)果準(zhǔn)確可信。