EMC(Electromagnetic Compatibility,电磁兼容性)电磁兼容是指电子设备在电磁环境中能够正常工作而不产生不良影响或不受其他设备干扰的能力。国际上有专业针对辐射测试的法律法规标准,例如,国际标准Cispr 32、欧洲的EN 55032、美国的FCC Part 15B、中国的GB 9254.1、日本的VCCI等,都是评估电子电器产品对环境的电磁干扰问题。辐射近场测试和辐射远场测试是电磁兼容性(EMC)测试中用于评估电子设备电磁辐射特性的两种方法。它们的差异主要在于测试距离、测量方式和应用领域: 如下图所示,在电波暗室里面的测试我们测试通常是远场测试,例如,我们通常测试辐射发射频率为30MHz~1000MHz,这个波长就是10m,所以标准里面通常优先给出10m法电波暗室测试限值,包括现在很多大厂都是需要10m法电波暗室测试。 辐射测试10m法 - 电波暗室 另外,实际工程中,3m法电波暗室确实普遍,因为,包括美国FCC、国内的CCC等都是用3m法电波暗室测试就可以了,特别是标准里面确实也是给出了3m限值。只要符合了这个3m法,那就是符合标准的法律法规了。 辐射测试 3m法 - 电波暗室 辐射测试-远场测试数据 辐射测试-近场测试数据 辐射测试中,远场(Far-field)区域通常是指测试距离大于天线最大尺寸对应的波长距离的位置。在电磁兼容(EMC)和天线测量领域,为了确保测试结果能够反映真实工作条件下的辐射特性,通常要求测试距离满足远场条件。远场的数学定义为: 对于一个辐射源(如EUT设备或天线),当测试接收点与辐射源之间的距离 r 满足以下条件时,可以认为该接收点位于远场区: r ≥ 2D²/λ 其中:
在这个距离下,到达接收天线的电磁波可被视为平面波,且电场和磁场强度之间的相位关系稳定,同时感应场的影响可以忽略不计。因此,在远场条件下进行的辐射测试结果更具有一致性和代表性。 为什么近场测试数据差异很大? 近场测试数据差异较大,主要原因在于:
因此,在进行近场测试时,需要充分考虑到波阻抗的空间变化特性,并采用合适的近场到远场转换算法来处理这些复杂的变化,以获得准确的辐射性能评估。同时,合理选择测试点布局、精细化校准及优化测量方法也是减小近场测试数据差异的重要手段。 所以,我们在近场测试中的数据,不能确定一个准确的值判定在标准规定的3m法、10m法电波暗室中就一定合格。这中间很难找出一个确定的关系,特别是在具体的工程经验中。我们的在进行近场扫描时,探头的位置和指向角度的微小变化都可能导致测量结果显著不同。同时,探头与实验室的天线的校准系数完全不一样,我们很难找出其中的对应关系的。即使,我们通过通过算法将近场数据转化为远场辐射数据,这一转换过程中涉及的计算方法、采样密度以及边界条件等因素都会引入误差。另外,因为天线近场区域受天线边缘效应的影响较大,特别是在短基线上,天线的边缘衍射和极化失真现象较为明显,这些都会造成近场数据复杂且难以解析。 |