三、辐射发射(辐射骚扰)试验

辐射发射（RE）测试是EMC的重要测试项之一，也是问题较多、较不容易通过的项目。不同类型的设备进行辐射发射测试时都需选取相应的产品标准，按照不同的设备等级和分类，来确定被测试设备（EUT）的测量限值和测试需求。该部分文章主要从定义、试验目的、试验设备、试验方法、试验配置等方面展开，后面也会结合具体例子说明。

 3.1定义

辐射：辐射是能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。虽然我们看不到摸不着，但就像空气一样，我们知道它是切实存在的，比如我们日常生活中经常说的手机辐射、电脑辐射等。

辐射发射：辐射发射指电子、电气产品或系统由其内部电路工作时向其周围空间发射的电磁波。这个发射是通过空气作为传播路径而不是导线（包括信号线和电源线），既然称之为发射，那么肯定相对而言在其周围空间就有接收物体或设备存在。辐射的能量如果被其他医用电子设备接收，则可能产生设 备的误操作，进而影响其他设备的工作。

3.2试验目的

辐射发射（RE）试验主要测试电子、电气设备或系统在正常工作时自身对外界的辐射干扰强度，包括来自电路板、机箱、电缆及连接线等所有部件的辐射骚扰。通过将试验测量值与限值比较来判断EUT的辐射发射是否合格，测量值低于限值则PASS，反之则FAIL。大体来讲有三种情况：试验结果良好，即试验数据距限值裕量大；试验结果一般，即试验数据距离限值裕量小；试验结果超标，即限值无裕量。

一般来讲，结果越好相应的成本就越高，但这并不是一个企业老板想要的，因为没有利润最大化，很多国外的产品基本就是卡线过刚好有一点点裕量，而国内的话要么很差（设计开发可能并未考虑，还有试验数据几乎跳出示波器屏幕的惊人情况），要么就是很好，当然能做到卡线过有一部分是靠运气，但更多的应该是水平，通过总结以往经验和对比常用的整改方法，选择相对成本最低的又能满足标准要求的方式，值得学习！

Tip：不同类型的产品可能有不同的限值，要结合我们上一篇讲述的产品专用标准或产品类标准来查找确定哦~，，简单的电动机驱动的设备或系统引用GB4343.1，以照明为主要功能的设备或系统引用GB17743，信息技术类的设备或系统引用GB9254，除上述的其他设备或系统引用GB4824。

 3.3试验设备及必备条件

测量接收机：测量接收机是EMI测试中最常用的基本测试仪器，仪器类型包括准峰值测量接收机、峰值测量接收机、平均值测量接收机和均方根值测量接收机。YY0505要求测量接收机测试范围覆盖30MHz—18GHz，具备PK（峰值）、QP（准峰值）、AV（平均值）检波器，测量接收机的几个重要指标分别是：6dB处的带宽、充电时间常数、放电时间常数、临界阻尼指示器的机械时间常数、过载系数。GB/T6113.1规定了频率段范围：A频段——9～150kHz；B频段——0.15～30MHz；C频段——30～300MHz；D频段——300～1000MHz；E频段------1GHz以上划重点：频段范围一定要记着，以后会到处用的到！

对于准峰值测量接收机（包含测试控制系统和计算机软件），要求特性如下

这里大家简单了解一下就好

在准峰值测量时，如果想要在某个频率点得到比较稳定的测量值，则测量时间应大于检波器充放电时间和电表机械时间常数之和，并且测量不止一个周期，所以一般准峰值测量时间要求比较长，在实际测量中，往往先用峰值进行全频段测量，然后再对接近或超过限值的频率点进行准峰值测量，这么做可以大大节省测量时间。

天线天线是辐射发射试验的接收装置，由于辐射发射试验频率范围覆盖30MHz—18GHz，所以相应的在不同频率范围段有不同的天线相匹配，例如：在30MHz-230MHz频段常常采用偶极子与双锥天线

230MHz-1GHz频段常采用对数周期、偶极子及对数螺旋天线

对数周期天线还有一些其他的天线比如对数天线、喇叭天线等都可适当应用

关于天线的知识，由于种类太多，而且参数专业性知识比较强，想要了解更多的可以自己查找一些资料~电波暗室电波暗室，是主要用于模拟开阔场，同时用于辐射无线电骚扰(EMI)和辐射敏感度(EMS)测量的密闭屏蔽室。电波暗室的尺寸和射频吸波材料的选用主要由受试设备(EUT)的外行尺寸和测试要求确定，常见的有3m法或10m法。

图为采用双锥天线在进行电脑的辐射发射试验

10m法参考配置：典型屏蔽内尺寸：21m（长）×12m（宽）×9m（高）。3m法参考配置：典型屏蔽内尺寸：9m（长）×6m（宽）×6m（高）。一般当3米法的测试结果和10米法的测试数据不一致时，以10米法的为准，当两个10米法的实验室数据结果有冲突时可以选择开阔场来进行仲裁，但是目前国内开阔场应该只有4个（不对的话欢迎纠正）；

电波暗室可以由开阔场地替代：开阔场地至少应该在椭圆范围内没有任何可能反射电磁波的物体。使用开阔场地试验的话，EUT和天线放置于椭圆的两个焦点上，测量接收机则放在椭圆外。测试桌天线架都应是非金属的；地面应铺设金属板或金属栅网，板或网的连接处不应有电不连续点，孔、缝直径小于0.1λ，λ为拟测试的最高频率的波长，对于频率为1GHz，孔、缝直径应小于30mm；开阔场地的环境噪声越小越好，至少应比标准规定的EUT的骚扰限值低6dB。比如广州所设备类型：

3.4试验方法及配置

试验布置图如下

EUT发出的电磁波将在各个金属面上发生发射和多次反射，故测试天线接受到的场强是直达波和反射波的矢量和，因此天线或者EUT的位置稍有变化，测试结果就会有很大不同，也因此在RE测试中，天线的高度、天线的极化方向以及转台的角度都要不断改变，以期检测到设备辐射的最大点。测试要素：场地：开阔场地或半电波暗室；木桌：0.8米高；转台：可360度旋转；天线：选择合适类型，且在1~4米移动，并进行垂直极化和水平极化测试；宽带天线、同轴电缆、骚扰测量仪组成50Ω匹配传输系统；测试接收机：准峰值读值，峰值测量；EUT:处于最敏感状态曾经我有个困惑，天线为什么要上下移动呢？那我们知道由于EUT的结构，大小等的原因，天线并不能在固定的某一个高度就能接收到所有的EUT的发射最大值，上下扫描，总会探测到一个发射功率最大值，同时转动角度，可以获取到试验的最大值。那么为什么一定要在1m-4m之间而不是1m-5m或者其他的范围呢？当接收天线在1-4m移动时，接收到的场强以驻波形式变化，波峰波谷的高度差约为λ/4，那么为了保证在30MHz时也能找到最大场强，我们可以计算下此时λ=3*10^8/30MHz=10m，λ/4=2.5m，由于桌子本身高0.8m，所以下限设为1m，而上限则为0.8+2.5=3.3m，考虑到天线自身高度，故范围为1-4m（当然以上为个人观点仅供参考）。

天线的阻抗、同轴电缆的阻抗和干扰测量仪的输入阻抗都应相等，阻抗不匹配将引起反射，形成驻波，影响读数准确性。水平和垂直两种状态都要测量，垂直放置时天线的最低端离地应大于25cm，以免影响天线的性能，采用频谱分析仪设在最大保持方式和对数dB显示方式。

 3.5举例

还是以医疗器械某设备为例3.5.1 设备的分组1组：本为发挥自身功能的需要而有意产生和（或）使用传导耦合射频能量的所有工科医设备。2组：为材料处理而有意产生和（或）使用电磁辐射射频能量的所有工科医设备。

大多数类型的设备和系统仅为其内部功能需要而产生或使用RF能量，因此属于1组，如心电图和心磁图设备和系统，脑电图和脑磁图设备和系统等，另外一些预期以非RF电磁形式传递能量给患者的设备和系统也属于1组设备，如医疗成像设备和系统——X射线诊断系统、CT系统、超声诊断系统等；治疗设备和系统——超声治疗系统，输液泵、呼吸机等；只有少数系统和设备是施加RF能量给材料（患者）的，属于2组设备，常见的有磁共振成像系统、透热疗法设备、热疗设备和高频手术系统等。

       3.5.2 设备的分类

A类：非家用和不直接连接到住宅低压供电网设施中使用的设备。B类：家用和直接连接到住宅低压供电网设施中使用的设备。

3.5.3 结合广州所检验某输注泵类产品报告来学习，首先是试验日期、温湿度、大气压力等环境因素填写，确保电磁环境和气候环境满足试验要求

其次试验依据YY0505、GB4824-2013，按照我上面所讲设备分组分类，划分为1组（本为发挥自身功能的需要而有意产生和（或）使用传导耦合射频能量的所有工科医设备）A类（非家用和不直接连接到住宅低压供电网设施中使用的设备），试验场地选择在10m法半电波暗室进行，GB4824-2013规定

输注泵类产品为1组A类设备且输入功率＜20kVA，由6.2.2.2可知在9kHz—150kHz时无适用限值，即不进行此频段测试；由表4我们可知在30MHz—230MHz准峰值限值为40dB（μV/m），在230MHz—1000MHz准峰值限值为47dB（μV/m）。至于什么是dB，继续往下看，马上介绍到~先来继续看报告：

由上图及测试表格可知不同天线极性、高度以及不同转台角度和发射频率时测量值都在限值范围内，想想我们开始讲的测量值低于限值则PASS，反之则FAIL，故该产品辐射发射测试合格。广州所是如何布置试验的呢：连接图如下：

实物布置图如下：

对于不同产品，测试标准和布置以及限值要求可能会不同，具体还是要查阅对应标准。辐射发射常见检测依据：机车车辆设备电磁兼容要求GB/T 24338.4-2009，IEC 62236-3-2:2003；轨道交通信号和通信设备的发射与抗扰度GB/T24338.5-2009，IEC 62236-4:2003；地面供电装置和设备的发射与抗扰度GB/T 24338.6-2009，IEC 62236-5:2003；机车车辆电子装置GB/T 25119-2010,IEC 60571：2006；居住商业和轻工业环境中的发射 GB17799.3-2012，IEC 61000-6-3:2011；工业环境中的发射 GB17799.4-2012，IEC 61000-6-4:2011；信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB/T 9254-2008，CISPR22:2006；家用电器电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1部分：发射 GB4343.1-2009，CISPR 14-1:2005；测量控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第1部分：通用要求 GB/T 18268.1-2010，IEC 61326-1:2005；工业科学和医疗(ISM)射频设备骚扰特性限值和测量方法GB4824-2013，IEC CISPR 11:2010；可编程序控制器设备要求和测试GB/T15969.2-2008，IEC 61131-2:2007；计算机通用规范第1部分：台式微型计算机 GB/T 9813.1-2016；量度继电器和保护装置第26部分：电磁兼容要求GB/T14598.26-2015，IEC 60255-26:2013。