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GB／T 6113.104-2021 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-4部分：无线电骚扰和抗扰度测量设备 辐射骚扰测量用天线和试验场地.pdf

复合天线hybridantenna

由线单元（即振子）的对数周期偶极子阵列（LPDA)部分和宽带偶极子部分组成的天线。 注1：LPDA部分的最长线单元通常在200MHz附近谐振，在开路端（即后端）延长主轴以给相连的宽带偶极子（例 如，双锥天线或蝶形天线)部分馈电。在30MHz200MHz频段范围内，宽带偶极子天线具有与双锥天线相 似的性能，尤其是其天线系数（AF)随着高度变化。 注2：通常要在主轴的开路端（即后端)使用共模流圈以尽可能地减小同轴电缆外导体上的寄生（非期望的）射频 电流流人测量接收机

注：理想OATS是从理论上构建的一种试验场地GB/T 37409-2019 光伏发电并网逆变器检测技术规范，用于定义具有接地平板试验场地的被测量AAPR和计算理论 化场地衰减AN

插入损耗insertionloss

装置插人传输线产生的损耗，表示为受试装置插人前后插人点电压的比值 注：插人损耗等于传输线参数Sz的倒数，即|1/Szl

满足本文件平衡和交叉极化性能要求且性能稳定的双锥天线或者对数周期偶极子阵列天线，在 勺规定点测量场强时，天线系数的不确定度小于0.5dB。 注：更详细的信息见A.2.3

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试验空间test volum

试验设施中放置EUT的确认空间。 注1：本文件中的确认程序用于确认试验空间。 注2：本文件中定义的试验空间的形状为圆柱体。在其他标准中已定义了不同形状的试验空间，例如IEC6100 20L22]中的立方体

除了3.1中给出的，下列缩略语也适用于本文件。 AUT受试天线(antenna undertest)

除了3.1中给出的，下列缩略语也适用于本文件。 AUT 受试天线(antenna under test)

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4无线电辐射骚扰测量用天线

4.2辐射骚扰测量的物理参数（被测量）

依据骚扰限值（单位：V/m）而进行的辐射骚扰测量的物理参数是用EUT所在空间某一规定点的电场 虽度来表示。更确切地说，对于在开阔试验场地（OATS）上或半电波暗室（SAC)中进行的30MHz～ 000MHz辐射骚扰测量，该被测量定义为距EUT的水平距离10m、EUT在0°360°范围内旋转时，作为 水平极化、垂直极化以及1m~4m扫描高度的函数的最大场强

4.3频率范围9kHz~150kHz的天线

实验表明，在此频率范围内观测到的扰现象是磁场分量起主要作用

为了测量辐射的磁场分量，既可以使用电屏蔽的环天线，也可以使用铁氧体磁棒天线。环天线的大

小可被边长60cm的正方形完全包围。 磁场强度单位为μA/m，用对数单位表示，20lg（μA/m）=dB（μA/m）。相应的骚扰限值用相同的 单位表示。 注：不论是近场还是远场，即在所有的条件下，辐射场的磁场分量的强度[单位：dB(μA/m)或uA/m」都可以直接测 量。然而，许多场强测量接收机是以等效平面波电场强度[单位：dB(μA/m)的形式来校准的，也就是假设电场 分量与磁场分量的比为120元或377Q2。 电场强度除以377α得到磁场强度H（μA/m），见式（1)： H(μA/m) = E(μV/m)/377 Q ·（1） 以dB(μV/m)为单位的电场强度减去51.5dB得到以dB(μA/m)为单位的磁场强度，见式(2)： H[dB (μA/m)J = E[dB(μV/m)] 51.5 dB(Q) ·（2 用于上述转换关系式中的阻抗2=377Q，20lgZ=51.5dB，为一常数。此常数源于场强测量设备以&V/m 或dB(uV/m）为单位指示磁场时所用的修正系数

4.3.3环天线的屏蔽

屏蔽得不够理想的环天线会对电场产生响应。对环天线的电场响应的鉴别应通过在均匀场旋转环 平面使其平行于电场矢量的方法来评估。环平面平行于磁通量时测得的响应比环平面垂直于磁通量时 测得的响应至少低20dB。

4.4频率范围150kHz~30MHz的天线

测量辐射的磁场分量，应使用4.3.2中所描述的电屏蔽环天线。 注：在频率范围1.6MHz～30MHz使用准峰值检波时，调谐的电对称环天线能够测量低至一51.5dB(μA/m）的磁 场强度，也就是说能够测量的最小磁场强度要低于使用非调谐的电屏蔽环天线（其噪声电平比电对称环天线大 约高25dB)。

4.4.3天线的对称和交叉极化性能

如果使用对称的电场天线，天线的交叉极化性能应满足4.5.4的要求。如果使用对称的磁场天线 则应满足4.3.3的要求

4.5频率范围30MHz~1000MHz的天线

电场的偶极子类的天线，应使用自由空间的天线系数。天线类型包括： a）调谐偶极子天线,其振子为直杆或锥形：

b）偶极子阵列，例如对数周期偶极子阵列（LPDA)天线，由一系列交错的直杆振子组成； 复合天线。

为了获得较小的测量不确定度，建议优先使用典型的双锥大线或LPDA大线测量电场值，特别是 其优于复合天线。附录A规定了典型的双锥天线和LPDA天线，但所有天线都应在校准之后才能 更用。 注1：在30MHz～250MHz使用双锥天线、在250MHz~1000MHz使用LPDA天线能够减小测量不确定度。此 外，可以使用200MHz作为过渡频率，但LPDA天线相位中心的变化引人的测量不确定度较大，需包含在辐 射骚扰测量不确定度评估报告中。 注2：EUT辐射骚扰的测量不确定度取决于很多不同的影响因素，例如，场地的质量、天线系数的不确定度、天线类 型和测量接收机的特性。规定不确定度小的天线的原因是限制其他的天线影响量对不确定度的影响，例如， 与接地平板互耦合的影响，与天线高度扫描相关的辐射方向图和相位中心位置的变化的影响。检验这些影响 量的影响程度的方法是比较过渡频率处 测量值。两者之间的差值需在士1dB之内

频率范围为300MHz～1000MHz时，简单偶极子天线的灵敏度较低，可能要使用更为复杂的天 线。这种天线应具有如下特性： a）天线应为线性极化，应采用4.5.5的交叉极化测量程序进行评估。 b）对称的偶极子天线，例如调谐偶极子天线和双锥天线，应具有已确认的巴伦性能，应采用4.5.4 规定的对称试验程序进行评估。该要求也适用于200MHz以下的复合天线。 c）与天线馈线相连的天线的回波损耗不应小于1OdB。为了满足本要求，可能需要在馈线电缆 上连接匹配衰减器。 d）应给出天线系数（AF）以满足4.1的要求。 天线方向性的考虑：对于以下的天线特性描述，假设试验场地具有接地平板。当EUT到天线的直 射波和反射波两者或者之一不能进人到天线辐射方向图主瓣峰值位置时，则接收到的信号幅度将会减 小。该峰值通常出现在天线的视轴方向上。这种幅度的减小被认为是辐射骚扰测量中的误差；其引入 的测量不确定度允差基于其波瓣宽度2（见图1）。 确保所引人的误差不大于十1dB的条件如下：10m场地为条件1)；3m场地为条件2）；而条件3） 为替换条件，基于天线的增益，其目的是为了避开复杂的辐射方向图。 辐射骚扰测量在天线水平极化和垂直极化两个方向上进行，如果选择辐射方向图测量仅在一个平 面进行，应选择更窄的波瓣方向，如下所述：当天线用于水平极化方向测量时，天线的波瓣图应在水平方 向验证

注：图中量的定义见式(4)

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天线视轴的角度为波瓣宽度的一半）到达LPDA天线的示意图

1）对于1OmOATS或SAC，大线的视轴平 直射波方向上大线的响应与视轴上 的幅值几乎相等。当反射波方向上天线的响应比天线视轴上的响应低不到2dB时，骚扰测量 中方向性分量的不确定度将小于十1dB。为确保这种条件，在与天线最大增益相差2dB的范 围内，测量大线垂直方向上的总波瓣宽度2®应满足以下条件，见式（3）：

2）对于尺寸小于10m的场地，典型为3m，在与天线最大增益相差1dB的范围内，测量天线垂 直方向上的总波瓣宽度2应满足以下条件，见式（4）：

(tan h,—h,

4.5.4.2巴伦的差模/共模转换的核查

注7：巴伦DM/CM测量结果的不确定度仅受 足以满足1dB判据要求

4.5.5天线的交叉极化

4.6频率范围1GHz~18GHz的天线

1GHz以上的辐射骚扰测量应使用经过校准的线极化天线，包括LPDA线、双脊波导喇叭天线 和标准增益喇叭天线。使用的任何天线的方向性图的“波束”或主瓣应足够大以覆盖在测量距离上的 EUT。天线主瓣宽度定义为天线的3dB波束宽度，在天线的文件中需给出确定这个参数的相关信息。 对于喇叭天线，应满足以下条件，见式（5）：

d测量距离，单位为米（m）； D一一天线的最大口径，单位为米（m）； 入一一测量频率上的自由空间波长，单位为米（m）。 4.5.5中天线的XPR要求也同样适用于1GHz~18GHz的频率范围。

楼收大线应大 某些天线型号可能具有不 福射方向图，建议用户对此进行确认 主1：“天线类型”是指天线的形状或种类，例如喇叭天线或LPDA天线 注2：“天线型号”是指制造商规定的型号编号 注3：“版本”是指制造商规定的特定天线型号编号的修订编号（如果适用）

6.2.2接收天线的辐射

4.6.2.3接收天线辐射方向图要求

图3和图4中的极坐标图中的灰色阴影区域由EUT的最大高度h、最大宽度w以及测量距离d 12

和图4中的极坐标图中的灰色阴影区域由EUT的最大高度h、最大宽度w以及测量距离

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定义。 为了使接收天线的半功率波瓣宽度能充分地覆盖EUT，其半功率波瓣宽度不应位于图3和图4所 示的E面和H面方向图的阴影区域内

4.7特殊的天线配置一

使用半功率波瓣宽度确定可测量的最大EUT宽

图4使用半功率波瓣宽度确定可测量的最大EUT高度

在LLAS中，该辐射骚扰是以磁场在LLAS的每个环天线（LLA)中的感应电流形式来测量的。LLAS 测量单个EUT的磁场分量的感应电流。LLAS允许室内测量。 LLAS由3个相互垂直的、直径为2m的大圆环天线构成，由非金属底座支撑，详细描述在附录C

5用于无线电骚扰场强测量的试验场地（9kHz~30MI

6用于无线电骚扰场强测量的试验场地（30MHz~1000MH

试验场地周围的环境需能够 结果的有效性和可重复性。对于那些只能 主使用现场运行的EUT，需另行规负 中的现场测量）

开阔试验场地的特点是具有空旷的水平地势和接地平板。为了满足本文件的确认要求，推荐使用 金属接地平板。这种试验场地应避开建筑物、电力线、篱和树木等，并应远离地下电缆、管道等，除非 它们是EUT供电和运行所必需的。附录D推荐了适用于30MHz～1000MHz频率范围的开阔试验 场地的详细结构。6.6和6.7给出了开阔试验场地的确认程序。附录F给出了试验场地的士4dB可接 受准则。

和场强测量天线 在内的整个试验场地，或者是只保护EUT。所用材料应具有射频透明性，以避免造成不需要的反射和 EUT辐射场强的衰减（见6.3.1） 气候保护置的形状应易于排雪、冰或水。更译细的内容见附录D

为了得到一个开阔试验场地，在EUT和场强测量天线之间需要一个无障碍区域。无障碍区域应 离较大的电磁场散射体，并且应足够的大，使得无障碍区域以外的散射不会对天线测量的场强产生影 。为了确定无障碍区域是否足够大，应进行场地确认试验。 由于来自物体散射场强的幅度与许多因素（如，物体的尺寸、到EUT的距离、EUT所在的方位、物 的导电性和介电常数以及频率等)相关，所以，对所有EUT规定一个必需且充分适宜的无障碍区域 不切实际的。无障碍区域的尺寸和形状取决于测量距离及EUT是否可被旋转。如果试验场地配备 转台，那么推荐使用椭圆形的无障碍区域，接收天线和EUT分别处于椭圆的两个焦点上，长轴的长 14

为了得到一个开阔试验场地，在EUT和场强测量大线之间需要一个无障碍区域。无障碍区域应 远离较大的电磁场散射体，并且应足够的大，使得无障碍区域以外的散射不会对天线测量的场强产生影 响。为了确定无障碍区域是否足够大，应进行场地确认试验。 由于来自物体散射场强的幅度与许多因素（如，物体的尺寸、到EUT的距离、EUT所在的方位、物 本的导电性和介电常数以及频率等)相关，所以，对所有EUT规定一个必需且充分适宜的无障碍区域 是不切实际的。无障碍区域的尺寸和形状取决于测量距离及EUT是否可被旋转。如果试验场地配备 了转台，那么推荐使用椭圆形的无障碍区域，接收天线和EUT分别处于椭圆的两个焦点上，长轴的长 14

度为测量距离的2倍，短轴的长度为测量距离的/3倍（见图5）。 对于该椭圆形的无障碍区域，其周界上任何物体的不期望反射波的路径距离均为两个焦点之间直 射波路径距离的2倍。如果放置在转台上的EUT较大，那么就要扩展无障碍区域的周界，以保证从 EUT周界到障碍物之间的净尺寸。 如果试验场地没有配备转台，也就是说，EUT是固定不动的，那么推荐使用圆形的无障碍区域， EUT的周界到试验场地的周界的径向距离为测量距离的1.5倍（见图6）。此时，测量天线以测量距离 为半径围绕着EUT移动。 无障碍区域的地势应平坦。为了排水的需要，允许地势稍稍倾斜。如果使用金属接地平板，可见 D.2所述的对金属接地平板平滑度的要求。测量设施和测量人员都应在无障碍区域之外

图5配备了转台的试验场地的无障碍区域示意图

6.2.4试验场地周围的射频环境

OTAS的接地平板可以放在地平面上，也可以放在一定高度的平台或水平屋顶上。最好使用金属 接地平板，但对某些设备和应用场合，其产品类标准可能会推荐其他类型的场地。金属接地平板的大小 取决于试验是否要满足6.4提出的场地确认要求。如果接地平板没有使用金属材料，那么需特别注意 先择那些其反射特性不随时间、气候变化或不受地下存在金属材料（如，管道、导管、或不均匀的土质)影 金属表面的试验场地的场地衰减特性

6.3其他类型的试验场地的适用性

6.3.1其他带有接地平板的试验场地

到目前为止，已经构建了许多不同类型的试验场地来进行辐射骚扰测量。其中大多数都能够免受 气候和周围环境电平的影响。在SAC中，所有壁面和天花板都装有合适的吸波材料，地面为金属接地 平板以模拟OATS。SAC把接收天线和周围的射频环境相隔离，不管什么天气都可以对EUT进行 试验。 有接地平板的试验场地无论用什么样的材料构建，按6.7规定所得到的任何单一位置上的确认测 量结果都有可能反映不出该替换试验场地的适用性。 为了对可替换的试验场地进行评价，应使用6.8中的程序。它是通过在EUT所占有的整个空间内 的多个位置上进行确认测量的基础上来实现的。所有的确认结果都应落入土4dB的允差中，才可认为 该替换试验场地的适用性与开阔试验场地是等效的。 注：SAC通常满足6.2.4中试验场地的质量分类a)。

6.3.2无接地平板的试验场地（FAR

内部全部加装了吸波材料的屏蔽室L也称作“全电波暗室”（FAR）」可用于辐射骚扰测量。当使用 FAR时，应在相关的标准（通用标准、产品或产品类标准）中规定适用的辐射骚扰限值。应以与OATS 上的相似的试验方法来制定FAR上进行的EUT符合性试验的无线电业务保护要求（发射限值）。 FAR旨在模拟自由空间，使得只有来自发射天线或EUT的直射波能够到达接收天线。通过在 FAR的六面使用合适的吸波材料能够使所有的非直射波和反射波减到最小。与SAC一样，FAR能把 接收天线与周围的射频环境相隔离，不管何种天气都能对EUT进行试验。 注：FAR通常满足6.2.4所列的场地质量分类a)。

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对于COMTS，本文件规定了三种场地确认方法： ·使用调谐偶极子的归一化场地衰减（NSA）法； ·使用宽带天线的NSA法； ·使用宽带天线的参考场地法（RSM）。 本文件没有专门描述使用调谐偶极子的NSA法，但其可以用于试验场地确认。参考文献[20]给 出了调谐偶极子NSA的理论值表，包括互阻抗修正系数的理论值表。 6.4.2和6.5.1给出了带有接地平板的试验场地（即OATS和SAC)的确认方法，6.6和6.7分别给 出了RSM和NSA法的详细程序。对SAC和具有气候保护罩的OATS的确认需要进行6.8规定的附 加测量。 表1汇总了适用于这些特定类型的试验场地的确认方法。如表1所示，针对每一种类型的试验场 地，规定了2种或3种场地确认方法。这些方法被认为是完全等效的；即选择一种方法进行评估且符合 确认准则即可。此外，也没有规定哪一种确认方法为参考方法。

DATS.基于OATS的.SAC和FAR场地类型的场

本文件给出的场地确认方法，是通过比较发射天线与接收天线之间的理想（理论）场地衰减和测得 的场地衰减，以度量被确认试验空间的均匀性。发射天线不模拟EUT；因此，确认程序未定义最大 EUT空间。GB/T6113.203给出了与测量距离有关的EUT尺寸的考虑，

6.4.2试验场地确认方法概困

使用两副极化相同的天线进行试验场地的确认。场地确认应分别在天线水平极化和垂直极化两个 方向上进行。 SA为以下两电压的差值： ·施加给发射天线的源电压V：； ·接收天线在规定高度扫描过程中在其端口测得的最大接收电压VR。 电压测量在50Q2系统中进行。 将OATS(见6.2)和其他有接地平板的试验场地（见6.3.1)上测得的SA与理想OATS上得到的 SA特性进行比较此为试验场地确认所定义的被测量。该比较得到的结果即为SA的偏差△As（单 位：dB)；见式（6)和式（7）。当△As值在允差士4dB以内时，则认为该场地符合要求。 当超出士4dB的允差时，则应根据6.9的规定来检查试验场地的配置。 注：附录F给出了土4dB准则的基础。 此外，SA的偏差不应作为EUT测量场强的修正值。6.4规定的程序应仅限于试验场地的确认

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6.5OATS和SAC的NSA法的基本参数

QKSF 0012 S-2013 康师傅（沈阳）饮品有限公司 咖啡饮料6.5.1NSA理论值的通用公式和表格

表2给出了使用宽带天线进行场地确认时在规定频率上的NSA的计算值。表2说明了表中所使 用的量d、h1、h2、fm和A~的含义。 注1：表2中所列规定频率以外的NSA值可由表中给出的数值进行线性内插得到。 注2：LPDA天线之间的距离d为两副天线纵向轴线中点在接地平板上的投影之间的水平距离。 注3：双锥天线之间的距离d为馈电点振子中心线轴之间的距离， 对于每一种极化方向的场地确认，NSA法要求得到2次不同测量时的接收电压VR。 VR（VDIRECT）的第一次读数是将两个电缆各自与其相连的天线断开，然后用一个转换器将它们连接 之后测得的；Vr（VsITE）的第二次读数是将两根电缆各自重新与天线相连、接收天线进行高度扫描后测 量得到的最大值（测量距离为3m、5m、10m和30m时高度扫描范围为1m～4m）。两次测量中，信 号源电压V：需保持不变。将测得的结果以及NSA（AN)代人式（6)得到SA的偏差。式（6)中所有量的 单位均为分贝（dB）

式中： AAs— SA的偏差； FT一 发射天线系数； FR一一 接收天线系数； AN表2给出的NSA理论值。 FaT和FaR应为校准的自由空间的天线系数，详见6.5.2。 式（6)前面的两项代表场地衰减的测量值，也就是说，VDIRECT减去VsITE等于经典意义上的场地衰 减，这是由包括天线特性在内的传输路径的插入损耗造成的。 需确认，测量装置或电缆不会出现因温度变化而产生电压漂移的情况。这可通过适当的时间周期 对VDIRECT进行重新测量来确认结果的稳定性。 对于所用的各个NSA测量方法（6.7.2中的扫描频率法或6.7.1中的离散频率法），应在有用频率范 围内的所有的频率上满足确认要求。 表2给出了使用宽带天线（如双锥天线和LPDA天线）水平极化和垂直极化时的NSA值， 当△A。超出士4dB的允差时，则应根据6.9的规定来检查试验场地的配置

对于使用SA法的场地拥认，使用自由空间大线系数，目由空间大线系数由（SP 的方法进行测量。 如式（6)所表明的，使用自由空间天线系数计算NSA会引起误差，尤其是对于300MHz以下的双 关线和调谐偶极子天线。这是因为表2中的NSA理论值模型基于赫兹偶极子，而不是基于用于测量 SA的实际天线。该模型没有考虑由于与接地平板相耦合而导致的天线系数的显著变化，或者没有考 慧天线的辐射方向图。使用RSM不会出现此问题，因为其不涉及天线系数。参考文献[19］中给出了 解决这种问题的部分方法，该方法可显著减小NSA法中天线系数的不确定度

表2NSA的理论值A、" 一推荐的用于宽带天线的几何布置

HG/T 5051-2016 低压注塑封装用热熔胶粘剂表2NSA的理论值A" 一推荐的用于宽带天线的几何布置（续）