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混响室抗扰度测试简介
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  • 2024-05-23


 2024

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随着车辆电动化、智能化和网联化发展,越来越多的用于控制,监测和显示等功能的电气/电子部件配置在车辆中。与此同时,车辆所处的电磁环境日益复杂,上述部件受到电磁干扰可能会存在性能的降级和功能丧失的潜在风险。因此需要检测电磁环境对这些部件工作状况的影响。常使用的标准有ISO 11452和GB/T33014等。如GB/T33014《道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法》中第11部分混响室法。规定电波暗室法抗扰性试验的试验设备、试验方法和要求等,确立了道路车辆用电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法。

概述

(目的)

混响室Reverberation Chamber(简称:R-Chamber)。R-Chamber在混响室中的电气或电子设备的抗扰度试验、有意或无意辐射发射试验和屏蔽效能试验。使用混响室评估电气或电子设备的射频电磁场中的性能和确定电气电子设备的辐射发射等级。

混响室测试优点


  1. 容易产生高场强电磁波,对功率放大器要求较低

  2. 场均匀性好,工作区域大,对被测部件尺寸和测试位置限制小

  3. 测试易操作,被测部件不需要更换方向

  4. 测试较为全面,可以同时对被测部件所有方向和天线方向进行测试

混响室的主要测试设备


信号发生器、螺旋桨控制器、通道转换盒、功率放大器、功率计

搅拌桨叶开关

混响室内图

测试软件界面截图

测试原理


混响室是一个金属的屏蔽腔体,该金属腔体对于电磁波有很强的反射效用,并通过调谐器/搅拌器的转动等方式来不断改变空间内电磁场的边界条件,从而在腔体内部产生尽可能多的随机极化的电磁波信号,产生一个持续改变的电磁场分布,在整个统计周期内,形成一个空间统计均匀的、各向同性、随机极化的电磁环境,以此来模拟实际的电磁波传播环境。

基本要求



环境温度在23 ± 5℃之间

供应电压:12V系统为(13 ± 1) V;24V系统为

(22 ± 2) V

调制方式:CW&AM&PM

频率步径如下图:

驻留时间(dwell time):不小于响应时间或不小于1s。

混响室的主要指标


1.场均匀性

场均匀性是指在调谐器的一个旋转周期内,每个位置电场探头归一化后的最大场强平均值的标准差。此标准差是使用来自电场探头各个轴向数据及总数据集计算的。

对于每个混响室确认频率,计算所有N个电场探头位置(通常为N=8)每个轴向电场测量的归一化最大值的平均值。

测试混响室工作区域的场均匀性:用低介电常数支架固定场强探头,分别测出矩形工作区域8个顶点位置的三个互相垂直方向上的场强值。确定搅拌桨旋转一周的步数,在每个桨叶位置,对于每个频点测得的 24个场强取最大值,再计算标准偏差作为场均匀性结果。

2.加载系数

加载系数就是天线特性系数与混响室特征系数之比,如果混响室超过10%频点的加载系数大于在混响室确认中确定的最大加载系数,则混响室的场均匀性可能已受加载效应的影响。在这种情况下,应在混响室内放置DUT或与DUT等效的模拟加载状态下,重新进行场均性测量。

为了确定混响室是否受到“加载效应”的不利影响,可在模拟加载条件下对混响室场均匀性进行一次检查。在混响室生命周期内,仅需进行一次“加载”状态的混响室确认,此外在对混响室进行重大改造后也应进行“加载”状态的混响室确认。

3. 归一化

混响室归一化场强,被定义为1w输入功率在混响室内产生的最大场强,相比于电波暗室开阔场等传统电磁兼容测试场地,混响室内的归一化场强可提高几十倍,甚至上百倍。这对于电磁兼容测试来说,尤其是高场强测试,这是非常大的优势。

但一个已建成混响室的归一化场强并不是一成不变的,随着混响室的使用,其内壁反射材料的氧化、测试加载物的不同、陪试物品的不同,甚至是测试线缆布局的不同,都会对归一化场强造成一定的影响。

测试架设示意图


发射天线位置在混响室确认及测试中发射天线的位置应保持不变。发射天线不应直接照射工作空间。如可能,发射天线宜指向混响室某一个壁角,也可指向调谐器。发射天线宜由非导电支架支撑(例如:非导电三脚架或聚苯乙烯夹具),至少与任何墙壁和壁角保持最低可用频率对应的λ/4 距离。注:使天线向上倾斜,以避免入射波垂直照射混响室墙壁导致驻波比过高。

接收天线位置接收天线可放置在混响室工作空间的任意位置,宜放置在聚苯乙烯支撑架上。接收天线不应指向发射天线和工作空间的中心。

场地布置示意图


操作室及混响室布置图

工作区间布置图

主要参数


Cal_cable线损

校准场强

耦合器参数

混响室和RI的差异


1. 暗室法辐射抗扰试验是在电波暗室内将被测样件暴露于由天线产生的辐射电磁场中进行试验。混响室法辐射抗扰试验是在混响室中通过调谐器/搅拌器的转动等方式来不断改变空间内电磁场的边界条件,从而在腔体内部产生尽可能多的随机极化的电磁波信号,产生一个持续改变的电磁场分布,在整个统计周期内,形成一个空间统计均匀的、各向同性、随机极化的电磁环境,以此来模拟实际的电磁波传播环境。

2. 暗室法是通过双锥天线(80MHz-400MHz)、对数周期天线(400MHz-1GHz)、喇叭天线(1GHz-6GHz)来决定测试频段,混响室法是通过调谐器/搅拌器的转动等方式来不断改变空间内电磁场的边界条件,比起暗室法更便捷。

3. 测试搭建条件暗室法对于线束的摆放,场强探头的位置以及距离等都有严格要求,对于DUT比较大的测试摆放无法精准的对样品进行测试。混响室法对于样品的摆放和场强探头的摆放都只要求在工作区内,对于较大的样品测试,混响室法通过调谐器/搅拌器的转动等方式来不断改变空间内电磁场的边界条件,可以对样品的每一个面以及线束进行试验,且结果更准确,还原性更加及时。

4. 暗室法需要确定测试面以及线束,同时还需要用两个极性(垂直和视频)来测试,混响室法只需要架设好,不需要去改变样品的面向以及天线的极性,直到测试完成。



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