EMC辐射测试场地 —— OATS与SAC

显示全部楼层 · 2024-12-6 09:52:19

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在电磁兼容性（EMC）测试中，OATS 和 SAC 都是常见的测试设施，它们分别用于不同类型的辐射测试，尤其是用于各类电子产品（EUT）在不同频率范围内的辐射电磁干扰（EMI）测试。它们的主要区别在于结构、使用场景以及测试方法。

1. OATS（Open Area Test Site，开放区域测试场）
定义：

OATS 是一个开阔、无反射物的外部测试场地，用于辐射发射测试。它通常是一个宽敞的地面区域，专门用于测量设备在工作时发出的电磁辐射。

特点：

开放环境：OATS通常位于室外，因此设备在测试时暴露在自然环境中。没有任何反射面，确保测试过程中不会因为周围环境的反射而产生干扰。
地面反射：OATS通常使用一个专门的地面板（比如金属网格地面或类似的导电地面）来提供适当的地面反射，防止地面反射对测试结果产生影响。
测试频率范围：OATS 主要用于低频到中频范围的辐射测试，通常适用于150kHz到1 GHz的频段，或者更高频率。
要求广阔的空间：因为是室外环境，因此需要较大的空间，且不适用于所有地区，特别是在城市或人口密集的区域。

优点：

不受房间结构限制，能够在真实的环境条件下进行测试。
成本低、快速、高效。

缺点：

受天气、环境因素影响较大，测试环境不稳定。
必须远离其他电磁干扰源，例如，远离城市，在大山里面测试，否则可能会影响测试结果。可以找曾工帮你研究，可以准确鉴别环境干扰、样品发射的干扰，以及确信防止其它干扰导致数据的差异，保证数据准确。
空间需求大，不适用于城市或狭小区域。

常见应用：

主要用于辐射发射测试，特别是对大型设备、固定安装设备以及需要复杂配电、配水以及其它复杂周边配套产品的辐射噪声进行测量。

2. SAC（Semi Anechoic Chamber，半消声室）
定义：

SAC 是一种室内测试设施，具有良好的电磁屏蔽和吸声效果。与全消声室（Anechoic Chamber）不同，SAC并不完全消声，是一种经过屏蔽设计的六面盒体，其中五个面（墙面和天花板）贴有吸波材料，而地面为金属反射面。与全消声室不同，半消声室的设计结合了电磁屏蔽和吸波材料的使用，在隔离外部电磁干扰的同时，减少反射波的影响，从而提供一个受控的测试环境。特别适用于测量设备（EUT）在辐射发射、辐射抗扰性以及其他电磁干扰（EMI）测试中的表现。

特点：

屏蔽效果：SAC 具有较高的电磁屏蔽效能，能够隔离外界的电磁干扰，使得测试环境的电磁干扰非常低。
吸声处理：室内墙面通常涂有铁氧体、尖劈等吸波材料，以减少反射和干扰，确保测量的准确性。
测试频率范围：SAC适用于较宽的频率范围，通常从30 MHz到18 GHz或更高频率都能进行有效测试。
空间较小：相比OATS，SAC的测试空间要小得多。SAC可以位于实验室内，适合用于测试各种设备的辐射发射和传导辐射。

优点：

不受天气或环境的影响，能够在任何时间进行测试。
高度屏蔽外部干扰，确保测试环境的稳定性。
测试空间较小，适合城市或实验室环境。

缺点：

需要较高的成本建设和维护。

常见应用：

适用于广泛频率范围的辐射发射和辐射抗扰性测试。
可以用于小型设备或系统的EMC辐射测试。

OATS 与 SAC 的比较

特性	*OATS*	*SAC*
测试场地	室外开放区域	室内测试室
测试频率范围	主要用于低频到中频（150kHz MHz - 1 GHz）	宽频率范围（30 MHz - 18 GHz 或更高）
空间需求	需要较大空间，适合大型设备	空间较小，适用于各种设备
环境影响	受天气、环境影响较大	不受外界环境影响，室内稳定
测试精度	受外部干扰和地面反射影响	良好的屏蔽与吸音，提供更准确的测试
应用场景	适用于低频设备或大型设备的辐射发射测试	适用于各种设备，特别是高频设备的测试
成本	较低，但需要大面积场地	较高，但能提供更精确的测试环境

总结：

OATS 适用于低频范围的辐射测试，尤其是对大功率、大尺寸设备进行的EMC辐射测试，同时能精准测试样品的实际电磁环境，更能准确的检测出真实的电磁水平。它能够提供一个接近实际使用环境的外部测试场所，但受天气、环境和空间的限制较大。

SAC 则更适用于室内环境，可以测试较宽频率范围内的设备，具有较好的电磁屏蔽和环境控制，适合精确度要求较高的测试，尤其是对高频设备（如无线通信设备、微波设备等）进行辐射发射和抗扰性测试。

因此，根据具体的测试要求和设备类型，选择适合的测试设施（OATS 或 SAC）是确保测试合规性和准确性的关键。

注意事项

环境因素：尽管OATS具有诸多优势，但在实际应用中仍需注意环境因素对测试结果的影响。例如，气候、地形、周围电磁环境等都可能对测试结果产生一定影响。
标准与规范：在进行OATS测试时，应遵循相关的标准和规范。例如，ANSI C63.7和CISPR 16等标准对OATS的场地要求、测试方法、测试设备等都有明确规定。

综上所述，OATS在低频范围的辐射测试以及大功率、大尺寸设备的EMC辐射测试中具有重要作用。通过OATS测试，可以精准评估设备的电磁兼容性性能，预防电磁干扰问题的发生，提升产品质量和市场竞争力。

CISPR 11 和 GB 4824-2019 等标准中对于 OATS 测试方法有详细的定义和规定。下面我会介绍 OATS 测试方法的定义以及其在 CISPR 11 和 GB 4824-2019 中的要求。

OATS 测试方法概述
OATS 是一种开放区域测试场地，主要用于测量设备（EUT）辐射发射的电磁干扰（EMI）。OATS的设计旨在最大程度地减少电磁干扰和反射，使测试结果尽可能接近实际的应用环境。

OATS 测试方法要求（CISPR 11 / GB 4824-2019）
根据 CISPR 11 和 GB 4824-2019 等标准的定义，OATS 测试方法通常包括以下几个关键要素：

1. 测试场地要求

位置：OATS 需要位于一个开阔的区域，没有附近的反射物（例如建筑物、交通工具等），以避免测试结果受到反射干扰。理想的测试场地应当远离高电磁干扰源。
面积：测试区域应当具有足够的面积，通常要求最小的测试区域尺寸为 10 m × 10 m（理论上大的好，反射小）或更大，具体尺寸根据测试的频率范围和设备类型而有所不同。
地面要求：OATS的地面需要平整，并且最好使用金属网格或其他导电材料覆盖，以减少地面反射带来的影响。标准通常要求测试场地的地面电导率达到一定标准。

2. 设置要求

天线高度要求：例如，30MHz以下用环形天线测试高度1m、30MHz~1000MHz天线高度是2m。

通常要求 EUT 放置在距离地面一定高度的支架上（如 80 cm 或 1 m），该高度可确保辐射测试中地面反射的最小影响，如果是大型固定安装设备则不用特别设置这个高度。

距离要求：测试场地的测试点（如接收天线的位置）通常与 EUT 的距离应为3米、10米或更远，具体距离根据设备类型和测试标准而定。

3. 接收天线要求

天线类型：通常使用双锥对数周期天线、喇叭天线或其他适合该频段的天线。根据测试频率范围和设备类型，天线选择可能会有所不同。

天线高度：接收天线的高度应可调，通常在 1 m 到 4 m 之间，以便选择最适合的接收角度。30MHz以下用环形天线测试高度1m、30MHz~1000MHz天线高度是2m。

天线摆放位置：接收天线应放置在与EUT的最适当位置，以确保接收到的信号强度最大，减少反射和噪声。

4. 测试频率范围

低频到中频（150 kHz 到 1 GHz）：OATS 主要用于较低频率范围（通常 150 kHz 到 1 GHz）范围的辐射测试，尤其适用于测量设备对外界辐射的电磁干扰。

高频测试：在超过 1 GHz 频率时，OATS 的有效性可能会降低，通常在该频段内采用 SAC 或其他屏蔽环境进行测试。

5. 辐射发射测试方法

测试方法：使用接收天线接收从 EUT 发出的辐射干扰信号，测试频率范围通常是从 30 MHz 到 1 GHz。测试时，接收天线会在规定的测试位置和高度范围内进行扫描，并根据不同的频率对EUT进行辐射测试。

测量点：测试人员需要在不同的方向和不同的频率上对EUT进行测量，确保全面捕捉所有可能的电磁干扰信号。对于每个频率，接收的干扰信号与标准限值进行比较，判断设备是否符合EMC要求。

6. 测试环境要求

无反射区域：OATS 的测试区域应尽可能远离金属、建筑物、反射物等，以减少这些物体对电磁波的反射影响。为了消除反射效应，OATS 通常放置在远离城市和工业区域的空旷地带。
电磁干扰：测试区域必须尽量避免高电磁噪声源。通常，OATS 测试场需要远离如广播塔、雷达系统等强电磁源，以避免外部信号对测试结果的干扰。

CISPR 11 和 GB 4824-2019 中的测试要求CISPR 11

辐射现场测试限值