电磁测试场地和测试设备

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2. 开阔场 （Open Area Test Site，OATS)

开阔场是指在露天测试现场中进行测试。

利用开阔场对于30MHz~1GHz高频电磁场的辐射和接收测试是以空间直射波与地面反射波在接收点的矢量叠加理论为基础。但在实际应用中，虽然开阔场可获得良好的地面传导率，但开阔场所占面积是有限的，因此可能造成发射天线和接收天线之间的相位差。发射测试中，开阔场地和使用半电波暗室相同。

国际无线电干扰委员会（CISPR）标准规定开阔场应是平坦、空旷、电导率均匀良好、无任何反射物的椭圆形或圆形试验场地。理想的开阔场地面具有良好的导电性，面积无限大。

开阔场的场地规划如上图：“CISPR椭圆”区的长轴为R的两倍，短轴是R的√3倍。实际场地还应提供用于测试区域的水平金属接地平板，其尺寸要覆盖并超过椭圆区域。此外，还需建造升降塔、转台及天线底座等。

被测样品至天线的优选距离为3m、10m和30m。对于3m或10m而言，应将接收天线定位在1~4m的高度。

场地衰减的有效性要符合标准规定的要求。

1. 屏蔽室 (Shielding Room)

电磁屏蔽室就是一个钢板房子，冷轧钢板是主体屏蔽材料。此外，还安装了防电磁泄漏屏蔽门、专用通风波导窗、传输及消防波导管等，并对所有进出管线作相应屏蔽处理，进而阻断电磁辐射出入，因此屏蔽室具有严密的电磁密封性能。

电磁屏蔽室阻断电磁辐射通路的功能具体体现在以下几个方面：

1）电磁屏蔽室可以隔离外界电磁干扰，保证室内电子、电气设备正常工作。

2）电磁屏蔽室可阻断室内电磁辐射向外界扩散。

3）防止电子通信设备信息泄漏，确保信息安.全。

1. 半电波暗室（Semi-Anechoic Chambers, SAC)

半电波暗室是在电磁屏蔽室的基础上，在内壁四墙及顶板上装贴电磁波吸收材料，地面为理想的反射面，从而模拟开阔场的测试条件，主要进行1GHz以下的辐射骚扰场强测试。四壁及顶部通常为铁氧体及尖劈吸波材料覆盖，无反射波，所以在辐射发射和接收测试中，测试精度高。

由于半电波暗室的测试环境需模拟开阔试验场地的电磁波传播条件，因此暗室的尺寸以开阔场的结构要求为依据，一般分为10m法、5m法、3m法。

1. 全电波暗室 Full-Anechoic Chambers, FAC)

全电波暗室通常用于无线通信设备中频率在1GHz以上的噪声测量、灵敏度分析以及辐射抗扰度测试。从结构上看，全电波暗室不仅会在墙体和天花板安装吸波材料，而且会在地板上也会铺设吸波材料。FAC的优点在于不会发生地面反射。常见规格为3m和5m法。

1. 测试天线

对于天线类型的选择主要取决于需要测试的频率范围和场强类型（电场或磁场）。当将天线连接到测试接收机时，天线类型与使用频段的关系如下：

1. 频谱分析仪

频谱分析仪中*主流的是扫频外差式频谱分析仪，它通过混频器将输入信号变换到中频，在中频进行放大、滤波和检波处理，主要组成部分包括：

1）低通滤波器。主要作用为阻止高频信号到达混频器，防止带外信号与本振相混频在中频产生多余的频率响应。

2）混频器。负责完成信号的频谱搬移，将不同频率输入信号变换到相应频率。

3）中频滤波器。功能为分辨不同频率的信号。

4）检波器。功能是将输入信号转换为视频电压，该电压值对应输入信号功率。对诸如正弦信号、噪声信号和随机调制信号等不同特性的输入信号，需要采用不同的检波方式才能准确测出其信号功率。

频谱分析仪设置的主要参数和意义有：

1）频率扫描范围。在频谱分辨率一定的情况下，扫描频率范围越宽，扫描一遍所需的时间越长，频谱上各点的测试精度越低。如情况允许，应尽量使用较小的频率范围。

2）中频分辨带宽（RBW）。调整分辨带宽可达到两个目的：一是提高仪器的选择性，以便对频率相距很近的两个信号进行区分。二是提高仪器的灵敏度。任何电路都有噪声，噪声的幅度与仪器的通频带宽成正比，带宽越宽，噪声越大，减小仪器的分辨带宽可以减小仪器本身的噪声，从而增强对微弱信号的检测能力。

分辨带宽一般以3dB带宽来表示。若测试信号带宽大于通频带带宽，当带宽增加时，通过中频放大器的信号总能量增加，显示幅度有所增加。若测试信号的带宽小于通频带宽，如对于单根谱线的信号，不管分辨带宽怎么变化，显示信号的幅度都不会发生变化。

3）视频带宽（VBW）。视频带宽至少要与分辨率带宽相同，*好为分辨率带宽的3~5倍。视频带宽反映的是测试接收机中位于包络检波器和模数变换器之间的视频放大器带宽。

1. 接收机

接收机实质是一种选频测试仪，它能将由传感器输入的干扰信号中预先设定的频率分量以一定通频带选择出来。连续改变设定频率便能得到信号的频谱。

工作原理为：当利用接收机测试信号时，先将仪器调谐与某个测试频率fi，该频率经输入衰减器和射频放大器后进入混频器，与本地振荡器产生的频率f1混频，得到中频信号，将中频信号送入中频放大器后由包络检波器进行检波，滤除中频，得到低频信号，对低频信号做进一步的加权检波，根据需要选择检波器，得到其峰值、有效值、平均值或准峰值。这些值在屏幕上显示出来。

接收机的各部件组成包括：

1）传感器。由电压探头、电流探头和各类天线等部件组成，可根据具体测量的目的，选用不同部件来提取信号。

2）输入衰减器。将外部进来的过大信号或干扰电平给予衰减，调节衰减量高低来保证接收机的输入的电平在接收机可测范围内，同时也避免过电压或过电流损坏接收机。

3）校准信号源。内部校准信号源，随时对测试接收机的增益加以自我校准，保证测量值的准确。

4）射频放大器。利用选频放大的原理，仅选择所需的测试信号进入下级电路，对外来的各种杂散信号（包括镜像频率信号、中频信号、交调谐波信号等）均排除在外。

5）本机振荡器。提供一个频率稳定的高频振荡信号。

6）混频器。将来自射频放大器的射频信号和来自本机振荡器的信号合成产生一个差频信号输入到中频放大器。

7）中频放大器。中频放大器的调谐电路既可提供严格的频率带宽，由能获得较高的增益，因此保证接收机的总选择性和整机灵敏度。

8）检波器。平均值检波、峰值检波、准峰值检波等。

1.     接收机与频谱仪的区别

1）中频滤波器带宽的定义不同。接收机的中频带宽是6dB，频率分析仪的中频带宽是3 dB，从而致使两种仪器测试的信号幅频特性不一致。

2）检波器不同。接收机可对单一频率进行检测。

3）在输入端对信号进行处理的方法不同。频谱仪的信号输入端通常有一组较为简单的低通滤波器。接收机采用对宽带信号具有较强抗干扰能力的预选器，通常包括一组固定带通滤波器和一组跟踪滤波器，以完成对信号的预选。

4）扫频信号不同。频谱仪的扫频信号源通常是通过斜波或锯齿波信号控制扫频信号源实现，其信号频率的变化是连续的，在预设的频率跨度内扫描，获得期望的混频输入信号。接收机的频率扫描是离散的点频测试。

1. 功率计

功率计是用来测试射频产品输出功率*简单和快捷的工具。

射频功率计由功率传感器和功率指示器两部分组成，其中由功率指示器进行信号的放大、转换并直接显示出测试值，不同的频率和功率等级会有不同的功率传感器匹配使用。

按照被测信号的不同，可将功率计分为连续波功率计和脉冲峰值功率计。