鲍勃DeLisi
工程师——EMC原则
美国保险商实验室的公司。
迈克尔·温德尔
业务经理NA EMC
美国保险商实验室的公司。
介绍
电磁兼容性(EMC)测试和认证已经成为不可或缺的一部分产品的法规遵从性。与越来越多的无线通信设备引入射频环境,测试网站,产品测量必须确保排放测试工件不被这些外部陷。在今天的EMC测试环境有两种典型类型的辐射排放测试网站;开放区域测试网站(燕麦)和消声室。你是否正在考虑建立一个测试站点或参军的帮助下一个独立的实验室,有几个关键问题时需要考虑的比较测试网站消声室开放区域。我们的经验在操作燕麦和消声室唯一合格的我们提供了一个客观的观点。本文探讨了一些使用这两种技术的优点和缺点,如建设和维护成本,网站测试重复性、测量精度和效率。
开放区域测试网站
传统的和当前的参考,测试站点进行辐射排放测量是一个开放的区域测试网站。由于大量的这类网站,大部分的辐射排放合规测试仍在执行这些网站。手机的日益普及,无线pda,黑莓,高清电视信号,卫星传输和整体扩大使用额外的无线电频段,继续让它越来越难以进行排放测试使用燕麦,因为增加的这些环境排放。
理想的开放区域测试站点被定义为一个完全平坦,无限大,连续地平面有无限的电导率和位于自由空间。“自由空间”一词被定义为一个开放的区域,免费的对象可以反映电磁波包括建筑、电气线路、栅栏、树木、山坡等。很显然,世界上没有网站的“理想”,因为大多数燕麦会有某种程度的缺陷,尽管大多数测试网站努力尽可能接近理想。
原燕麦建设是一个发现了地平面。在实验室努力测试在各种天气环境燕麦与部分改造或建造和/或完整的覆盖物。这些覆盖物在天气允许实验室测试,在一个不受保护的环境中不会是可行的。推荐标准和建设实践提供天气保护燕麦在美国国家标准协会(ANSI),美国国家标准指南开放区建设试验场地进行辐射发射测量,ANSI c63.7 - 1992。标准的燕麦与转盘妨碍自由区域由一个椭圆,如图1所示。
天气保护燕麦是ANSI c63.7 - 1992年定义为:
。1型——有一个结构,包含被测设备(得),接收天线和之间的空间。
b . 2型-有一个结构,包含只有得过。
c。类型3 -有一个结构,包含工具或测试人员外妨碍自由椭圆。
发行ANSI C63.4:2000,覆盖燕麦被重新定义为另一个测试网站如果天气覆盖会反光。的意义,这将是讨论的条件下测试网站。
消声室
越来越多的使用射频频谱,室内消声室使一个有吸引力的替代EMC测试环境。因为EMC消声室开始金属屏蔽罩提供100 dB的衰减,都有效地“屏蔽”周边地区的射频环境排放。这些屏蔽外壳内衬射频吸收材料,从而模拟自由空间环境地面飞机通过射频信号的吸收没有直接耦合到接收天线。
资格考试网站
所有网站用来测量辐射发射合规燕麦或消声室,必须消除,显著降低或可靠地控制反射能量对测量造成不利影响。最常见的测量测试站点规范化站点的性能衰减(NSA)测试。国安局测试中指定的ANSI美国国家标准方法测量太空排放低压电气和电子设备在9千赫至40 GHz (ANSI c63.4 - 2003)。目前ANSI c63.4 - 2003允许燕麦被评估为国家安全局使用几个离散频率和一个测量位置与偶极子天线进行时,消声室需要评估使用了频率和五个不同位置定义体积区域,打算得被占据。应该注意的是,如果一个燕麦执行国家安全局和宽带天线使用离散频率的资格是不可接受的和被测量是必需的。评估测试卷时,美国国家安全局的分布值为5的位置是一个因素在试验可重复性。此外,横扫的使用频率相对于不同的频率或“现货”提供了一个更广泛和更均匀的网站的性能。燕麦应该覆盖,是否完全或部分保护保护,如果覆盖可以影响测量由于矿物质形成的影响天气,那么这些网站是需要满足相同的体积国家安全局要求消声室。
NSA测试是衡量测试站点之间的传输特性的测试设备和接收天线。一个站点的性能,根据美国国家安全局测试,被认为是可接受的,当测量值在+ / - 4 dB的理论理想网站ANSI C63.4中指定的值。每年这个验证程序应该运行一次,至少,对于标准的燕麦或消声室和每年两次天气保护燕麦。虽然网站的传播特征很重要,这个测试不充分定义一个特定的测试网站的质量。测试重复性、测量精度和生产率的考点还取决于其他因素,包括现有的射频环境和天气条件。
建设和维护成本
初始成本最低的选择测量网站的建设是一个标准的燕麦。一般标准的燕麦只需要一个妨碍自由地形和网状或金属地平面。天气保护燕麦具有相同的基本特征作为标准燕麦,但通常是由于相关的额外成本更昂贵的1型,2或3。消声室是最昂贵的选择方面,由于建设成本相关费用需要主机设备、屏蔽、消声材料,防火。
维护成本的燕麦取决于天气状况出现在测试网站。因为它们暴露于天气,自动化测试设备在标准的燕麦(如电源、桅杆、转盘)需要定期维护。1型和2天气保护燕麦可以维护成本与雪,冰,或水从防护罩之前测试。此外,RF透明材料应定期清洗去除空气中的颗粒物质等污染。天气保护燕麦也更频繁的国家安全局测量的相关费用(每6个月)推荐ANSI c63.7 - 1992。消声室的维护成本基本上是只与主机建立相关的成本,维持转盘和维护与清洁和/或更换finger-stock周围创建射频密封门以及年度国家安全局测试。
测试重复性
气候会影响辐射排放测量测试完成时燕麦。虽然很多燕麦可以覆盖,这样他们就可以被用在任何天气条件下,温度和湿度的变化会影响测试重复性。中使用的建筑材料覆盖保护层可以影响测试重复性露天保护燕麦。材料,如涂或未上漆的木头和尼龙可以保留水分。因此,高湿度,最近的雨或雪会影响建筑材料的含水率,造成反射属性的变化,材料的,进而造成不利影响试验可重复性。极端的温度和湿度也会影响得过的操作,特别是机械设备。打印机的操作,例如,在寒冷的气温可能会有所不同。除了不利天气条件(雪、雨等)、湿度和温度的变化将影响相对较少测试重复性在标准的燕麦。
射频两种也会影响测试重复性标准或露天保护燕麦。图2显示了典型的射频环境燕麦可以出席任何网站。
各种各样的测试方法和协议可用于测量排放在射频两种,如减少测量带宽分离得排放的环境信号。虽然降低了接收机带宽是一个常见的做法在使用高RF-ambient条件时,应采取额外的预防措施,以确保减少带宽不影响测量振幅排放得过的。
测试重复性消声室安置在温度和湿度主机设备通常是大于标准或露天保护燕麦。然而,钱伯斯采用开放式细胞吸收更容易受到湿度的变化比室采用封闭细胞吸收。
混合室,消声室设计操作低于1 GHz, 18到40 GHz——包括两种类型的射频吸波材料的阻抗匹配或互相“调谐”以减少材料之间的边界的反射系数。实现射频吸收性能低于1 - 1.5 GHz,铁氧体瓦。泡沫吸收器通常用于高频率范围1到18岁或40 GHz,由于使用较低的频率是不切实际的,因为他们吸收器配置文件必须非常大。
泡沫吸收器(无回声的锥或楔形)是由聚乙烯、聚氨酯或聚苯乙烯材料。这些基础材料有着独特的优点和缺点,会影响测试重复性。聚苯乙烯是一个封闭的单元设计,不受湿度变化的影响,因此提供最稳定的三种类型的性能。聚乙烯和聚氨酯材料是开放的细胞材料类似海绵,让空气通过细胞,或“呼吸。”因此,甚至小室内的湿度变化可以影响的反光性能聚乙烯和聚苯乙烯吸收剂从而降低试验可重复性。虽然名为“聚苯乙烯吸收器设计提供改进测试重复性和增加身体耐力,他们通常产生初始成本高于聚乙烯或聚氨酯基吸收剂。
测量精度
将影响测量精度的测量网站质量的地平面。ANSI c63.7 - 1992附录B建议平滑基于瑞利判据。这数学标准说明了这个事实,少平地面飞机,会发生更多阶段取消。这一标准定义了山谷的大小,不会显著影响测量的辐射排放。瑞利准则定义为:
特殊的地平面必须考虑燕麦,必须考虑到地平面构造转变为侵蚀的结果。地面飞机2和3型露天保护燕麦也更容易受到天气条件因为它们暴露出来。消声室和1型露天保护燕麦为地平面提供保护层。所需的平面度更有可能实现在室比燕麦,因为地面飞机在消声室是由加工组件。
测量精度测试的网站将取决于多种因素,包括测量仪器精度、地平面的质量建设,可能天气相关反射(燕麦附近的对象或附件),射频两种(燕麦)和测试程序用来对付那些两种。
附近的任何对象的燕麦(参见图1)有可能影响测量的准确性的燕麦。水分积聚会导致表面防护围栏在1型和2型露天保护燕麦变得更加反光,显著改变测量精度。测量期间或之后不利天气条件(例如,雪,雨,和高湿度)可以显著影响水分的存在封闭材料或任何其他对象附近的燕麦。
消声室本身有一些反光的消声材料自吸收不完全损耗介电材料。然而,这些反思是常数,因此可以测量和在标准化网站占衰减测试。钱伯斯,除非暴露在高含水率,他们的表现应该保持相对未受影响,特别是在封闭的细胞吸收室。
进行合理准确的测量在射频两种测量标准和露天保护燕麦也需要彻底的协议,包括测试在不同的时间(通常是深夜)时发生的射频两种可能减少。其他选项包括改变测量距离,接收机分辨率带宽,等等。即使有了这些额外的步骤,如果发射射频环境太近,它仍然不可能测量与任何特定燕麦合理程度的信心。
最关键的步骤之一,准确地测量排放的射频两种燕麦是实现的初步测量在一个封闭的,消声说室或大大减少距离(例如1米)燕麦。得通常测试首先说3米室,一个“定性”排放测量,或者大大减少距离(例如,一公尺)燕麦。这个目录得发射频率来衡量在最后的“量化”得遵从性测试来确定排放超过允许极限。任何困难在射频两种歧视排放量目前初步测量在一个燕麦通常会导致这些排放不衡量。
网站的生产力
网站效率往往是衡量测试的数量在一天完成,取决于所使用的测量程序,硬件和在某些情况下所使用的软件。有重要的权衡精度和可重复性,和网站的生产力。最有生产力的损失可以归因于天气条件和射频两种出席标准和露天保护燕麦。此外,程序在一个紧凑的提前扫描室和导电等最终测量燕麦可以降低生产力。然而,任何燕麦使用全面的方法,以确保准确的测量通常可以平均完成一个射频排放测试在一个轮班。消声室,由于环境自由环境,生产力的两倍。
结论
选择一个适当的设计在构建辐射排放测试站点或选择一个合适的地点需要仔细考虑的几个关键因素,包括操作和施工成本,网站测试重复性、测量精度和效率。固有的权衡之间存在初始成本和测试重复性,测量精度和生产率。还有更重要的权衡燕麦站点之间的生产率和比存在与消声室测量精度和可重复性。如果您选择使用或构造一个燕麦,必须谨慎地考虑网站维护和使用的测量过程及其对网站影响生产率,测量精度和可重复性。
引用
1。ANSI c63.4 - 2003,美国太空排放的国家标准方法测量低压电气和电子设备在9千赫至40 GHz。
2。ANSI c63.7 - 1992,美国国家标准开放区建设执行辐射发射测量测试网站。
3所示。m·温德尔·d·Camell。“研究现场资格1 GHz以上。”程序,15日苏黎世国际研讨会上电磁兼容性。瑞士苏黎世。2003年2月18 - 20日。
4所示。r . DeLisi。“辐射排放提前扫描…以及如何作出准确的提前扫描的地方。”这个杂志,2001参考指南。
作者
鲍勃DeLisi是EMC的首席工程师在保险人与UL实验室Inc .)他已经16年。鲍勃有管理和帮助设计一些UL的EMC设施他参与ANSI认可标准委员会C63小组委员会主席8,工作组2。他也是IECEE的委员会成员的测试实验室专家工作组,对EMC CLT-EFT 10。他可以达成的(电子邮件保护)
迈克尔·j·温德尔总经理负责操作的EMC和nebs3级实验室美国保险商实验室的公司在北美。自1985年以来,迈克尔已经工作了UL。迈克BSEE, 1985年,威斯康辛州大学的MBA学位,1995年从西北大学,是一个有执照的专业工程师。迈克是IEEE的一员,是美国国家标准协会认证标准委员会成员C63。迈克已经发表技术文章在EMC措施和给定的演讲在IEEE Ebeplay官方免费下载MC电磁兼容相关问题研讨会。