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電磁兼容場地與設備-GTEM小室1

日期:2024-10-18 12:15
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摘要: 1) GTEM小室概述 作為替代戶外開闊場而建立的電波暗室,因其性能完善而獲得了廣泛的應用,但由于造價和必須配備的設備昂貴,阻礙了它向中小企業(yè)的發(fā)展。這里介紹的GETM小室又稱吉赫茲(GHz)橫電磁波室則是近十幾年才發(fā)展起來的新型電磁兼容測試設備,它的工作頻率范圍可以從直流至數(shù)GHz以上,內部可用場區(qū)較大,尤其可貴的是小室本身與其配套設備的總價不算過于昂貴,能為大多數(shù)企業(yè)所接受。因此GTEM小室國內取得了長足發(fā)展,成為企業(yè)對于外型尺寸不算太大的設備開展射頻輻射電磁場抗擾度試驗的優(yōu)選方案。 GTEM小室...

1) GTEM小室概述

    作為替代戶外開闊場而建立的電波暗室,因其性能完善而獲得了廣泛的應用,但由于造價和必須配備的設備昂貴,阻礙了它向中小企業(yè)的發(fā)展。這里介紹的GETM小室又稱吉赫茲GHz)橫電磁波室則是近十幾年才發(fā)展起來的新型電磁兼容測試設備,它的工作頻率范圍可以從直流至數(shù)GHz以上,內部可用場區(qū)較大,尤其可貴的是小室本身與其配套設備的總價不算過于昂貴,能為大多數(shù)企業(yè)所接受。因此GTEM小室國內取得了長足發(fā)展,成為企業(yè)對于外型尺寸不算太大的設備開展射頻輻射電磁場抗擾度試驗的優(yōu)選方案。

GTEM小室是根據(jù)同軸及非對稱矩形傳輸線原理設計而成的設備。為避免內部電磁波的反射和諧振,GTEM小室在外形上被設計成尖錐形,其輸入端采用N型同軸接頭,隨后中心導體展平成為一塊扇形板,稱為芯板。在小室的芯板和底板之間形成矩形均勻場區(qū)。為了使球面波(嚴格地說,由N型接頭向GTEM小室傳播的是球面波,但由于所設計的張角很小,因而該球面波近似于平面波)從輸入端到負載端有良好的傳輸特性,芯板的終端因采用了分布式電阻匹配網(wǎng)絡,從而成為無反射終端。


    GTEM小室的端面還貼有吸波材料,用它對**頻率的電磁波作進一步吸收。因此在小室的芯板和底板之間產(chǎn)生了一個均勻場強的測試區(qū)域。試驗時,試品被置于測試區(qū)中,為了做到不因試品置入而過于影響場的均勻性,試品以不超過芯板和底板之間距離的1/3高度為宜。

 

2) GTEM小室工作原理與主要技術參數(shù)

GTEM小室中的電場強度與從N 型接頭輸入信號電壓V成正比,與芯板距底板垂直距離h成反比:

E=V/h

50Ω匹配的系統(tǒng)里,芯板對底板的電壓與N 型接頭的信號輸入功率之間的關系滿足


    如考慮實測值與理論值之間的差異,上式還應乘一個系數(shù)k,因此實際的電場強度是


    從上式可見,若在GTEM小室注入同樣的功率,芯板的位置距底板的距離越近(h值

越?。?,則可獲得較大的場強;若產(chǎn)生同相的場強,較大空間處(h 值越大)需要的輸入功亦較大。

    上述結論表明,對于較小的試品,我們可以把試品放在GTEM 小室中比較靠前的位置,這樣用比較小的信號輸入功率,就可以得到足夠高的電場強度。注意,試品的高度不能超過選定位置芯板與底板間距的1/3。

 

3) GTEM小室EMC測試中的應用

1)射頻輻射抗擾度測試

采用GTEM小室做射頻輻射抗擾度試驗的優(yōu)點:

GTEM產(chǎn)生的電場強度要遠大于天線產(chǎn)生的場強,所以用比較小的射頻功率放大器可以產(chǎn)生很強的電場,使得整個測試系統(tǒng)的價格大大降低。這對尺寸不太大的設備來說,是一個非常好的射頻輻射電磁場抗擾度試驗方案。

由于用GTEM小室做射頻輻射抗擾度試驗不需要用天線,所以可方便地用于自動測試,大大減少了測試時間,也降低了對試驗人員的技術要求。

    GTEM小室的射頻輻射抗擾度試驗的系統(tǒng)圖見圖3-59所示,主要由信號、功率放大器、場強探頭、場強監(jiān)視器、計算機測試軟件以及GTEM小室組成。

 

 GTEM小室射頻輻射抗擾度測試系統(tǒng)框圖

    當信號源經(jīng)過功率放大器后注入到GTEM小室的一端(通過N型同軸接頭),就能在芯板和底板之間形成一定的均勻電磁場,放置在EUT附近的場強探頭監(jiān)測此場強,再經(jīng)由計算機得到輸入功率值,直接調節(jié)信號源以求達到所需求的場強值。控制軟件調整信號源以一定的步長進行輻射場的頻率掃描。可以通過安裝在GTEM內部的攝像頭觀察EUT在射頻電磁場照射下的運行情況。

    具體步驟

EUT場強探頭置于GTEM小室內;

連接信號源,通過功率放大器,在GTEM小室內建立均勻電場;

確定測試頻率范圍及調制方法和調制深度;

調整信號源輸出電平;

通過場強監(jiān)視監(jiān)測GTEM小室的場強,使之達到所需的強度;

重復③~⑤步驟,觀測確定被試品的電磁輻射敏感度。

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