- 電波暗室的確認方法
- 場地確認中存在的問題
- 半電波暗室的NSA法存在的問題
電波暗室作為電子設備輻射發(fā)射的試驗場地，其性能直接影響到受試設備輻射發(fā)射的試驗結果。在輻射發(fā)射測量的不確定度分量的評估中，場地的不確定度是主要的不確定度源之一。因此為了減小測量場地的不確定度對試驗結果的影響，CISPR16-1-4對場地的確認程序及其判據做出了嚴格的規(guī)定。在2004年之前，該標準只對半電波暗室30～1000MHz頻率范圍內的場地確認方法做出了規(guī)定。當前的CISPR16-1-4不僅規(guī)定了30～1000MHz頻率范圍內的半電波和全電波暗室的確認方法，同時還給出了1GHz以上的場地確認方法。本文對以上方法進行簡單介紹，重點討論使用這些方法進行場地確認時存在的問題。
1GHz以下的場地確認方法
1.半電波暗室的確認方法——歸一化場地衰減（NSA）
對于1GHz以下頻率范圍內半電波暗室（SAC）的確認，CISPR16-1-4規(guī)定的方法為歸一化場地衰減法。為了獲得場地的NSA，首先應進行場地衰減（SA）的測量。場地衰減為信號源和測量接收機直通時測得的電壓，減去當信號源與發(fā)射天線連接，接收天線與發(fā)射天線之間的距離為3m（10m）,接收天線在1～4m（2～6m）進行高度掃描時測量接收機測得的最大電壓。當SA減去發(fā)射天線和接收天線的自由空間的天線系數即為NSA。如果測得的場地NSA與標準規(guī)定的NSA的差值在±4dB之內即為合格。由于該確認方法涉及到發(fā)射天線和接收天線在自由空間的天線系數，因此這兩個天線系數的校準不確定度會直接影響受確認場地的性能判斷。
2.半電波暗室的確認方法——參考場地法（RSM）
CISPR/A將在CISPR16-1-4中引入參考場地法（ReferenceSiteMethod,RSM）作為歸一化場地衰減的替換方法，該項目目前處于CD階段。引入參考場地法的目的是有意避開發(fā)射天線和接收天線天線系數的問題，因為目前CISPR還沒有發(fā)布一個統(tǒng)一的天線校準的標準。參考場地法要求有基準場地作為參考試驗場地(REFTS)，CISPR16-1-5給出了確定參考試驗場地的方法。通過理論計算確定具有規(guī)定的平衡-不平衡轉換器的一對可計算偶極子之間的場地衰減，然后使用此對可計算偶極子在參考試驗場地上進行實際測量，將測得的數據與理論值進行比較，如果符合CISPR16-1-5給出的判據，則認為此試驗場地可作為參考試驗場地。
進行場地確認時，應使用一對天線分別在參考試驗場地和符合性試驗場地（COMTS）上測量標準中規(guī)定位置的場地衰減，兩場地衰減之間的差值即為符合性場地的場地偏差，如果此差值在±4dB之內即為合格。
3.全電波暗室的確認方法——自由空間的NSA法
對于1GHz以下全電波暗室的確認，使用自由空間的NSA法。發(fā)射天線為頻率范圍30～1000MHz的小雙錐天線。對于3m法場地，發(fā)射天線的最大尺寸不得超過40cm，接收天線為雙錐和對數周期天線或者兩者的組合天線。此場地確認為空間試驗，發(fā)射天線分別放在試驗空間的3個不同高度和每個高度的5個不同位置（見圖1）。測量距離為3m、5m或者10m。判據和歸一化場地衰減相同，只要測得的NSA和標準理論值之差在±4dB之內即為合格。
圖1自由空間的NSA法的試驗布置[page]
圖2電壓駐波比法的試驗布置
1GHz以上的場地確認方法
1GHz以上的場地確認方法為CISPR16-1-4規(guī)定的場地電壓駐波比（SVSWR）法。發(fā)射天線應為偶極子類型的天線，其E-面和H-面的波瓣圖標準中作出了嚴格的規(guī)定。接收天線應為實際發(fā)射試驗時使用的喇叭天線或者對數周期天線。該場地確認也為一空間試驗（見圖2）。要沿著發(fā)射天線和接收天線之間的視軸線移動發(fā)射天線到標準規(guī)定的試驗點，然后計算這些點上場地電壓駐波比，如果場地電壓駐波比小于等于6dB即為合格。
場地確認中存在的問題
用于場地衰減測量的天線對場地衰減偏差（）有著顯著的影響，但是標準中并沒有提及這個潛在的問題。相反的是，通常認為在理想場地中（天線的校準場地）和受確認的場地中使用相同的一對天線，天線的影響最終會在中抵消。事實上，由于不僅取決于特定的天線，還取決于天線使用的場地，因此天線產生的影響并不能完全抵消。天線的影響包括天線平衡-不平衡轉換器的阻抗、天線振子與場地之間的耦合和天線波瓣圖的影響。
4.1確認半電波暗室的NSA法存在的問題
場地的NSA值與發(fā)射天線和接收天線的天線系數有著直接的關系。一方面，雙錐天線的天線系數是極化和接地平面上高度的函數；另一方面，自由空間的天線系數并不適合于接地平面上的NSA的測量計算。在頻率范圍30～200MHz使用雙錐天線，由于天線平衡-不平衡轉換器的阻抗，不同天線類型與地面的耦合不同。因此天線的輸入阻抗隨著頻率、接地平面上的高度和極化而變化。這些因素使得自由空間的天線系數與接地平面一定高度上的天線系數之間存在偏差，從而影響NSA的測量不確定度。對于實際使用中某些商業(yè)性的雙錐天線，平衡-不平衡轉換器的阻抗是未知的，因而天線系數的偏差也是未知的。
在頻率范圍200～1000MHz使用的不同結構的對數周期偶極子天線有著不同的方向性。在高度掃描的過程中，入射到接收天線上的直射波和地面反射波的方向是變化的（相對于天線的方向圖），測得的SA值將會不同。因此對于不同的天線將產生不同的NSA計算結果。
為解決上述問題，ANSIC63.5：2006給出了具有50Ω和200Ω平衡-不平衡轉換器阻抗的雙錐天線系數的修正方法。對于同一試驗場地，由于平衡-不平衡轉換器阻抗的差異，ANSI的方法會得到不同的確認結果。這些修正計算僅對特定的天線模型和試驗布置是適用的。也僅有專業(yè)的實驗室具備進行這些修正計算的能力和資源。
4.2參考場地法存在的問題
對于CISPR/A正在制定的參考場地法也存在類似的問題。標準中并沒有規(guī)定用于比較參考試驗場地（REFTS）和符合性試驗場地（COMTS）的天線，在比較的過程中任何線極化天線都可以使用。因此具有不同平衡-不平衡轉換器阻抗的一對雙錐天線，雙錐/對數周期的組合天線或者偶極子天線，對于相同的受確認的場地，最終得到的結果并不是唯一的。此外，與ANSIC63.5：2006天線系數修正方法不同的是，參考場地法通過計算兩場地衰減之間的差值作為場地評判的依據，參考試驗場地的誤差會直接傳遞給受確認場地（符合性試驗場地）的測量。這種影響對于垂直極化的場地測量影響尤為顯著，會引入較大的測量不確定度。因此不能認為在參考試驗場地上使用寬帶天線和使用CISPR可計算偶極子（見CISPR16-1-5）由場地引入的不確定度是相同的。
對于電波暗室的確認，不僅要進行30～1000MHz的場地測量，隨著CISPR16-2-3的測量頻率范圍擴至18GHz，電波暗室的確認也要擴至18GHz。因此在建造新的電波暗室的時候必需考慮到這個問題。對于30～1000MHz半電波暗室的確認，為了減小NSA法和參考場地法測量過程中的不確定度，也為了場地確認能夠溯源，應當對發(fā)射天線和接收天線的大小、波瓣圖和平衡-不平衡轉換器的阻抗作出明確的規(guī)定。
