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射频测试室及测试范围简介

2023-12-15 17:46:49 Jean-Jacques (JJ) Delisle 阅读:
如果不提供射频屏蔽室和测试范围,在对设备和系统进行射频测试时就很难使测试数据不受外部干扰和自生干扰的影响。此外,如果电磁兼容(EMC)室没有按照精确标准制定,那也就很难对DUT/SUT的性能进行同类比较,以确保它们符合认证的发射和辐射标准。

为了在可接受的外部噪声数值下执行射频(RF)/无线测试,通常需要提供某种类型的屏蔽。通常还需要执行测试,确保来自给定被测设备(DUT)或被测系统(SUT)的辐射不会从屏蔽室反射回来,产生干扰。在其他情况下,还需要在相对宽阔、开放的空间中进行长距离测试,前提是该空间没有大量的外部干扰。eyFednc

如果不提供射频屏蔽室和测试范围,在对设备和系统进行射频测试时就很难使测试数据不受外部干扰和自生干扰的影响。此外,如果电磁兼容(EMC)暗室没有按照精确标准制定,那也就很难对DUT/SUT的性能进行同类比较,以确保它们符合认证的发射和辐射标准。eyFednc

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图1:射频暗室旨在支持各种辐射测试应用。(图片来源:罗德与施瓦茨)eyFednc

因此,测试各种类型的元器件、设备和系统,会用到各种类型和版本的射频测试室和测试范围。eyFednc

射频测试室的常见类型和范围

  • 电磁干扰(EMI)/EMC测试范围
  • EMI/EMC预一致性测试范围
  • 半电波暗室(SAC)
  • 全电波暗室
  • 射频屏蔽测试室(可以是盒子、小室或整个房间)
  • 吉赫兹横电磁波小室(GTEM)
  • 电磁混响室(RVC)或模式搅拌室(MSC)
  • 近场天线测试范围
  • 紧凑型天线测试范围
  • 室内远场天线测试范围
  • 室外远场天线测试范围
  • 开放区域测试场地(OATS)

射频测试室

最简单的射频测试室是射频屏蔽室。屏蔽室可以是一个小盒子或外壳,例如法拉第笼,也可以是一个被导电墙壁或结构材料包围的完整房间,以便屏蔽外部射频辐射。eyFednc

射频屏蔽通常是一个必要步骤,因为来自自然源和人造源的辐射现在基本上无处不在,缺乏屏蔽可能会严重影响测试结果,甚至会因噪声水平过高而导致测试失败。如果外部干扰被设备放大/传输或被高度敏感的设备接收,某些类型的设备测试也可能导致电子设备损坏。eyFednc

屏蔽的另一个原因是为了避免违反通信法规——可能需要某种程度的屏蔽。然而,当设备位于屏蔽室内时,辐射能量会导致反射。由于这些反射通常不被期望,会产生自我干扰,因此射频屏蔽室的内壁或结构通常涂有或覆盖有射频吸收材料。eyFednc

这些射频吸收器是介电/磁性吸收器瓦片或介电吸收圆锥/金字塔结构。这些由屏蔽和吸波器覆盖的射频测试室被称为半消声测试室或全消声测试室。半消声室在所有载玻片上均未完全被屏蔽或被吸波器包围,而全消声室则完全被屏蔽和被吸波器包围。eyFednc

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图2:电波暗室是一种屏蔽外壳或房间,其墙壁、天花板和地板上均涂有无线电波吸收材料。(图片来源:Antenna Test Lab)eyFednc

重要的是要记住,没有任何级别的射频屏蔽或吸收器是完美的,这就是为什么消声室内包含一个安静区(QZ),并要经过测试以使其安静到一定程度。eyFednc

还有其他类型的射频测试室,例如GTEM和混响室,但对于通用测试来讲,射频屏蔽室和消声室更常用。GTEM、混响和半消声EMI/EMC暗室更常用于EMC预一致性测试和一致性测试或某些受限的RF设备测试。eyFednc

还有一些专门为天线测试设计的消声室或暗室类型,覆盖近场、紧凑和远场天线测试范围。紧凑型天线测试范围使用足够大的反射器来充当范围扩展器,从而有效地增加暗室测试范围,而无需物理上增加暗室或测试范围的大小。eyFednc

射频测试范围

开放区域测试站点(OATS)通常位于外部射频发生器极少的地方。这些站点只能在天气允许且不会受到太空天气和闪电等自然射频干扰源的显著干扰影响的情况下使用。OATS的一个好处是,这些范围通常在测试场地周围相当大的距离内都很清晰,因此只有来自地平面的反射。eyFednc

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图3:OATS设置通常用于大型机器的EMC和发射测试。(图片来源:是德科技)eyFednc

OATS可用于所有类型的RF、无线和EMI/EMC发射测试。鉴于OATS测试不可避免地会导致测试设备接收到一些外部干扰,通常需要通过重新测试和操作员经验来确保给定测试的报告结果中不包含干扰。因此,与OATS测试相比,在屏蔽室中进行的RF测试通常速度更快,并且更容易安排和规划。eyFednc

Jean-Jaques (JJ) DeLisle美国罗彻斯特理工学院电气工程专业的毕业生(MS),在模拟和射频研发以及设计工程出版物的技术写作/编辑方面拥有丰富的背景。他为Planet Analog网站撰写有关模拟和RF的文章。eyFednc

(原文刊登于EDN姊妹网站Planet Analog,参考链接:A brief introduction of RF test chambers and ranges,由Franklin Zhao编译。)eyFednc

本文为《电子技术设计》2023年11月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里eyFednc

责编:Franklin
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