GB T 17626.21-2014 电磁兼容 试验和测量技术 混波室试验方法.pdf

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1、gB ICS 33.100.10;33.100.20 L 06 国国家标准国不日圭仨民中华人GB/T 17626.21-2014/IEC 61000-4-21 :20门试验和测量技术混波室试验方法电磁兼容Electromagnetic compatibility-Testing and measurema techniq ues-Reverberation chamber le:st melhos (IEC 61000-4一21:201 1, IDT) 2015-06-01实施2014-12-22发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会町、1、俨咐叫川川叫出严J阳

2、描胎一命NW协同民GB/T 17626.21-20 14/IEC 61000斗21:2011 目次前言.田I 范围.2 规范性引用文件3 术语、定义和缩略语23.1 术语和定义23.2 缩略语44 概述.5 试验环境及其局限性6 应用6.1 辐射抗扰度试验.6 6.2 辐射发射试验.6 6.3 屏蔽效能试验.6 7 试验设备.8 11昆波室确认9 试验810 试验结果、试验报告及试验条件8附录A(资料性附录)混波室概述附录B(规范性附录)调谐模式混波室确认. 附录c(规泡性附录)搅拌模式?昆波室的确认和试验35附录D(规范性附录)辐射抗扰度试验40附录E(规范性附录)辐射发射测量u附录F(资料

3、性附录)电缆组件、电缆、连接器、波导和无源微波元件的屏蔽效能测量49附录G(资料性附录)衬垫和材料的屏蔽效能测量52附录H(资料性附录)箱体的屏蔽效能测量60附录1(资料性附录)天线效率测量附录J(资料性附录)用场各向异性和场不均匀性系数直接评价混波室性能附录K(资料性附录)11昆波室确认的MU辐射发射和抗扰度试验74参考文献.80 图A.1200个独立调谐步时典型的场均匀性图A.210.8 mX5.2 mX3.9 m小室的理论模式结构20图A.3小Q值带宽(高Q值)的理论模式结构叠加在6俨模式上21图A.4大Q值带宽(低Q值)的理论模式结构叠加在60th模式上21G/T 17626.21一2

4、014/IEC61000-4-21 :2011 罔A.5典型现波室n罔A.695 %置信度所需的理论采样数n罔八.7_.个样本同定位置测量的电场分量的归一化PDF罔A.8N个独立样本固定位置测量的电场分量的平均值的归一化PDF罔A.9N个独立样本固定位置测量的电场分量的最大值的归-化PDF罔A.10昆波室工作空间罔A.11典型探头数据.罔A.128个探头的r分量均值归一化数据.罔A.138个探头的电场分量的标准差因A.14加载效应试验吸波材料的分布.罔A.15加载效应试验的加载量罔A.16加载混波室中8个探头电场分量的标准差27罔旦l混波室确认中探头的位置罔C.1500 MHz时，接收功率(d

5、Bm)与搅拌器转动(s)的关系因C.21 000 MHz时，接收功率(dBm)与搅拌器转动(s)的关系罔D.1典型的试验设施示例罔E.1合适的试验设施示例48罔E.2关于辐射发射的几何因子计算48罔F.1典型的试验布置罔G.1典型试验布置因G.2衬垫和/或材料试验典型试验装置安装.罔G.3确认时的试验装置配置.罔H.1落地式箱体试验的典型试验箱体安装M罔H.2台式箱体试验的典型试验箱体安装.64 罔.1搅拌良好的混波室中场各向异性系数的理论与典型测量分布 72 罔1.2搅拌不好的混波室中场各向异性系数的理论与典型测量分布罔1.3搅拌良好混波室中场各向异性系数典型测量值与N的关系罔K.1典型无意

6、辐射体平均辐射功率与频率的关系罔K.2估计的标准不确定78罔K.3基于均值归一化的r;%置信区间宽度单位为分贝(dB . 罔K.4最大电场的各基于均值归一化的区间范围(线性单位)与独主搅拌器位置川的关系79表B.1采样数要求表B.2场均匀性限值要求表1.1中等和良好的泪波室的总场各向异性系数的典型值IJ GB/T 17626.21-2014/IEC 61000-4-21 :2011 目U吕GB/T 17626(电磁兼容试验和测量技术目前包括以下部分:GB/T 17626.1 2006 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论GB/T 17626.2二2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

7、一一GB/T17626.3-2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验一-GB/T17626.4-2008 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验一-GB/T17626.6-2008 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T 17626.7-2008 电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量及测量仪器导则一-GB/T17626.8-2006 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.9-2011 电碰兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验G

8、B/T 17626.10-1998 电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T 17626.11-2008 电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验一-GB/T17626.12-2013 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验GB/T 17626.13-2006 电磁兼容试验和测量技术交流电源端口谐波、谐间波及电网信号的低频抗扰度试验GB/T 17626.14-2005 电磁兼容试验和测量技术电压波动抗扰度试验一-GB/T17626.15-2011 电磁兼容试验和测量技术闪烁仪功能和设计规范一-GB/T17626.16-2007 电磁兼容试验和测量技术o Hz1

9、50 kHz共模传导骚扰抗扰度试验一-GB/T17626.17-2005 电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口纹波抗扰度试验GB/T 17626.21-2014 电磁兼容试验和测量技术混波室试验方法GB/T 17626.24-2012 电磁兼容试验和测量技术HEMP传导骚扰保护装置的试验方法一-GB/T17626.27-2006 电磁兼容试验和测量技术气相电压不平衡抗扰度试验一-GB/T17626.28-2006 电磁兼容试验和测量技术工频频率变化抗扰度试验一一-GB/T17626.29-2006 电磁兼容试验和测量技术直流电惊输入端口电压暂降、短时中断和电变化的抗扰度试验一-GB/T176

10、26.30-2012 电磁兼容试验和测量技术电能质量测量方法一-GB/T17626.34-2012 电磁兼容试验和测量技术主电源每相电流大于16A的设备的电压暂阵、短时中断和电压变化抗扰度试验本部分是GB/T17626的第21部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分等同采用同际标准IEC61000-4-21: 2011C第2版)(电磁兼容CEMC)第21部分:试验和测量技术混波室试验方法。与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我同文件如下:一一-GB/T242 1. 1-2008 电工电子产品环境试验概述和指南CIEC60068-1: 1998 , IDT) 一

11、-GB/T4365二2003电工术语电磁兼容IEC60050 (161): 1990 ,IDT m山GB/T 17626.21-2014/IEC 61000斗21:2011 一-GB/T6113.101-2008 元线电骚扰和抗扰度测量设备规范第1-1部分:元线电骚扰和抗扰度测量设备测量设备(CISPR16-1-1: 2006 ,IDT) 一-GB/T6113.203-2008 元线电骚扰和抗扰度测量设备规范第2-3部分:无线电骚扰和抗扰度测量方法辐射骚扰测量(CISPR16-2-3: 2003 , IDT 一-GB/T17626.3-2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验C

12、IEC61000-4-3: 2002 , IDT) 本部分做了如下编辑性修改:去除了原标准中的IEC，IEEE、IEV，ISO等缩略语定义;根据标准上下文，附录K中式(K.5)上一行的(2)和(3)修改为式(K.3)和式(K.4);附录K中式(K.9)上一行的(7)修改为式(K.7); IEC 61000-4-21: 2003中calibration在IEC61000-4-21: 2011中修改为validation，但有部分未作修改。在本部分中，根据原标准的上下文关系，将部分calibration修改为validation ，译为确认，如C.1.2中注2第2行、C.1.2中注3第l行等;根据

13、公式推导，附录K.2中N和N-1分别用NXM和(N一(-l)X(M一(-1)代替修改为N和N-1分别用NXM和(Nl)X(M-l)代替。本部分由全国电磁兼容标准化技术委员会CSAC/TC246)提出并归口。本部分起草单位:东南大学、上海出入境检验检疫局、中罔电力科学研究院、上海市计量测试技术研究院、中国电子技术标准化研究院、中国计量科学研究院。本部分主要起草人:周香、周忠元、张娴、景莘慧、蒋全兴、李妮、龚增、陈俐、谢鸣。IV G/T 17626.21-2014/IEC 61000-4-21 :2011 电磁兼容试验和测量技术混波室试验方法范围GB/T 17626的本部分考虑在混波室中的电气和/

14、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。本部分建立了实施这些试验所需的试验程序。本部分仅考虑辐射现象。本部分的目的是建立一个使用泪波室评估电气和/或电子设备在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的通用规范。注:本部分规定了电磁辐射对设备影响和所关心设备电磁辐射发射的试验方法。电磁辐射的仿真和测量不足以定量确定电磁辐射对设备的影响。规定试验方法的主要目的是使试验结果具有充分的可再现性和可重复性以及对电磁效应进行定性分析。本部分的目的不是规定适用于特定设备或系统的试验方法，而是为所有相关的产品委员会提供通用的参考基准。产品委员会应咨询全国无线电干扰标准化技术委员

15、会或全国电磁兼容标准化技术委员会选择辐射发射限值和试验方法。由产品委员会负责对其管辖范围内的设备选择合适的试验方法和抗扰度限值，也可以采用诸如IEC61000-4-3、CISPR16-2-3和CISPR16-2-4等标准中的其他方法)。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注目期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC 60050 (161): 1990 国际电工词汇第161章:电磁兼容性CInternationalelectrotechnical vo-cabulary-Chapter 161:

16、electromagnetic compatibility) IEC 60050 (161): 1990 修正案1(1 997) IEC 60050 (161): 1990 修正案2(1 998) IEC 60068-1环境试验第1部分:总则和指南(Environmentaltesting. Part 1: General and guidance) IEC 61000-4-3: 2006 电磁兼容第4-3部分:试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验E-lectromagnetic compatibility (EMC )-Part 4-3: Testing andmeasurement te

17、chniques-Radiated. radio-frequency. electromagnetic field immunity testJ IEC 61000-4-3: 2006 修正案1(2007) CISPR 16-1-1 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1-1部分:无线电骚扰和抗扰度测量设备测量设备(Specificationfor radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods-Part 1-1: Radio disturbance and immunity measuring apppara

18、tus-measuring apparatus) CISPR 16-2-3 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第2-3部分:元线电骚扰和抗扰度测量方法-辐射骚扰测量(Specificationfor radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods-Part 2-3: Methods of measurement of disturbances and immunity-Radiated disturbance 1) 需了解进一步信息可向全同无线电干扰标准化技术委员会或全同电磁兼容标准化技术委员会咨询。GB/T

19、17626.21一2014/IEC61000-4-21 :2011 measurements) 3 术语、定义和缩略语3.1 术语和定义IEC 60050 (1 61): 1990界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1. 1 天线antenna 能够有效地向空间辐射或从空间接收无线电波的装置，它为发射机或接收机与传播无线电波的媒质之间提供所需要的捐合。IEC 60050-712: 1992 ，712一01-01J注:为应用于本程序，假定天线的效率大于或等于75%。3. 1. 2 电磁波electromagnetic wave (EM wave) 由时变电磁场的传播表征的波，它是由电荷的

20、加速运动产生的。IEC 60050-705:1995，705-01-09，修改采用3. 1. 3 远场区far field region 天线或无意辐射体的电磁场区域，其中体现能量传播的电磁场分量占支配地位，并且电磁场的角分布基本上与天线的距离无关。注1:在远场区，电磁场分量的幅度与天线的距离成反比。注2:如边射天线的最大尺寸D大于波长，则通常取在最大辐射方向上离天线的距离大于2D2/处为远场区。IEC 60050卢712-:1992，712-02-02J离源或孔径远的区域，t亥区域辐射(方向)图不随离源的距离变化而变化。IEC 60050-731: 1991. 731-03-92J 3.1

21、.4 士;w5!R field strength 在规定的特征频率上和规定的装备和调制情况下工作的元线电发射系统在一给定点产生的电磁场值。IEC 60050一705:1995，705-08-31J注1:根据测量的是电场幅值还是磁场幅值，分别采用术语电场强度(单位V/m)或磁场强度(单位A/m)。在近场区，电场和磁场强度与距离的关系取决于相关的特定配置。近场区中场的功率通量密度与场强一样难以确定。注2:在远场区，有时认为场强与功率通量密度P相对应。对自由空间的平面波.P=E2/轩，式中:E 一一电场强度;可v一一自由空间的波阻扰，近似为120咱。3. 1. 5 极化polarization 空间

22、一固定点由电场强度矢量或任何规定的场矢量的方向所确定的正弦电磁波或场矢量的特性;当此方向随时间变化时，该特性可以由所考虑的场矢量端点描绘的轨迹来表征。IEC 60050-726: 1982 , 726-04-01J 3. 1.6 混波室reverberation chamber 专门设计的具有相当长泪波时间的小室。2 G/T 17626.21-2014/IEC 61000-4-21 :20门IEC 60050-723: 1997 , 723-03-30J 专门设计成具有较长混波时间，以便让场尽量扩散的(棍波室)小室。注1:该小室一般由安装有机械调谐器/搅拌器的屏蔽室构成，调谐器/搅拌器改变屏蔽

23、室内电磁场的边界条件，进而改变电磁场分布。IEC 60050-801:1994 , 801-31-13J 注2:混波室尤其适用于测量材料的吸波系数及有意和无意辐射源的辐射功率。注3:机械调谐器/搅拌器搅拌混波室中的模式，在混波室中的试验可描述为一个随机过程。闵此，这样的小室也可称为搅拌模式小室、模式搅拌小室或者模式调谐小室。3. 1. 7 (混波室的)品质因数quality factor Q (品质因数)对于谐振频率下的谐振电路，最大储存能量与一周期内消耗能量之比的2倍。IEC 60050-151 :2001 ,151-15-46J 衡量混波室储能的能力见附录A的参考文献22)。注:对于一个给

24、定的混波室，Q值是频率的踊数，按式(1)计算:式中:Q = 16TC2， ( 叫:)一一一，7!Tx平Rxil 3 P lnput / V 一-rl昆波室的体积，单位为立方米(旷); A 一一波长，单位为米(m); PA咄ec/p lnp:ut一一接收功率与输入功率的比值，其为在整个调谐器/搅拌器序列上的平均值;I = (飞./5 X旦坐. ( A.6 ) 飞1V r; Rx I 式(A.6)用与llJ推导平均场强相似的方法推导出，它给出了基于对位置或方位取平均的参考天线最大读数的混波室电场估算值，式中:PMaxRec一一在给定采样次数下，某一天线位置或方向的最大接收功率，单位为瓦(W); r

25、; Rx 接收天线的天线效率，如果未知，对数周期天线取0.75，喇叭天线取0.9。该参数可由附录I中的信息确定; 一一天线位置和方位数。所有测量，假定所有采集数据的前向输入功率相同。若如此，可对探头计数取平均后，再进行归-1-t ;若不相同，探头的读数需要对相应的输入功率归一化。探头i卖数除以1昆波室输入功率的平方根，得对混波室输入功率归一化的电场。同样可得基于参考天线估算的电场。建议通过比较探头测量的电场期望值与基于8个位置天线测量的电场期望估算值进行相互校验。应解决两者任何大于:1:3dB的差异(见第8章)。注意低频时，由于发射天线和接收天线的加载效应，可预见明显的不一致。为此，在这些频点

26、并不期望两者一致，在这些频点混波室输入功率和参考天线测量的最大接收功率相差达10dB。A.5.5 加载效应EUT或其他物体放入1昆搜室时，EUT可能会加载11昆波室。EUT或其他物体吸收的能量不能再用于产生理想的环境。因此，需增加混波室的输入功率，以补偿这种加载。由于要求EUT和支撑设备占混波室空间不能超过8%(见D.1)，任何由工作空间减小引起的加载(即使EUT是非吸收体)是有限的。注1:场源实际上是壁面的射频信号反射。虽然用天线向混波室注入射频信号，但能量不是直接照射EUT的。如果EUT吸收能量，吸收的这部分能量就不再对试验环境的产生作贡献。以下数据将说明这一概念。在进行任何试验之前，应进

27、行棍波室加载效应检查。将EUT置于1昆波室，按与确认中相同的调谐器步进数，测量参考天线的平均接收功率。将测得的数据与?昆波室确认中8个测量值相比较，如果有EUT时的平均接收功率不在确认中测量的平均场的可接受范围内(即明显大于或小于确认数据)，则认为EUT对棍波室产生加载效应。此时计算产生理想试验场所需的输入功率时，需要校正因子，这个因子称为CLF。通过计算有EUT时的测量值与确认中(即除元EUT外，其他配置相同)8个测量值的平均值或期望值的比值得到CLF30J0 为了确定混波室加载的限值，应评估混波室在严重加载条件下(B.l.6)的场均匀性。图A.14所示是一个评估例子，混波室的工作空间放置了

28、27块高度为122cm的角锥形吸波材料。图A.15所示为吸波材料引人混波室的加载量。在100MHz 18 GHz的频率范围内，加载量最大为23dB，最小为10 dB，平均加载量为14dB。图A.16所示为加载:昆波室场标准差。加载后1昆波室的标准差与如图A.12和图A.13所示的空混波室确认相比略微有些变化，但没有明显恶化。注2:标准差增大(而不是减小)约0，5dB，很可能是场强探头距离吸波材料太近，这会引起场值服从具有更大不确定度的其他分布。A.5.6 产生试验场一一抗扰度向?昆波室注入适量的功率，产生所需的试验环境。可用式(A.7)计算产生期望场强所需的输入16 GB/T 17626.21

29、一2014/IEC61000-4-21 :20门功率。t二品l. ( A.7 ) 式中:ETet一一期望场强，单位为伏每米(V/m); CLF-l1昆波室加载系数见B.2(7) J (无量纲); E 一一各探头测量的最大电场的平均值除以确认中输入功率的平方根见B.1.2(9)J。单位为(V/m)/WO.50 注意用于确定棍波室电场的探头测量值是探头的直角分量，而不是方和根CRSS)。A.5.7 确定辐射功率一一辐射发射可通过测量参考天线的接收功率并进行提波室IL修正来确定放置在混波室中的设备的辐射功率4Jo EUT的辐射功率可用一定调谐器步进和/或调谐器转动数下的平均接收功率或最大接收功亘在来

30、计算。式CA.8)用于基于平均接收功率的测量，而式(A.9)用于基于最大值接收功率的测量。用基于平均接收功率的测量的优点是MU低，其缺点是，为了获得准确的平均测量值，测试系统的灵敏度应比实际的平均功率小20dB;且由于采样不足可能导致人为的间歇性信号减小。P P Av战时X1jTx Radia时CVF. C A. 8 ) 和-E一-m-F M-C P一一-R P C A.9 ) 式中:P Raclated一一EUT在测量带宽内的辐射功率，单位为瓦CW); CVF一-昆波室确认系数(无量纲)B.2C6)J; CLF 一-1昆波室加载系数(无量纲)B.2C7)J;IL -1昆波室插入损耗(无量纲)

31、CB. 1. 4); P AveRec 参考天线的接收功率对采样数取平均得到的平均接收功率B.1.2(5)J，单位为瓦CW); P MaxRec二一样本中参考天线的最大接收功率B.1.2C5汀，单位为瓦CW); 1j Tx .-1昆波室确认中使用的发射天线的天线效率(无量纲)，对数周期天线，假定为0.75;喇叭天线，假定为0.90注:应参考CISPR16-1-1选择接收机的检波方式。A.5.8 CW和脉冲试验时小室的Q值确认时使用CW激励。当使用调制波激励时，应考虑由于1昆波室品质因数或Q值CB.3)引起的波形失真。由式CA.IO)计算混波室Q值。Q=(二括了)tjin C A.IO ) 式中

32、:1j Tx 发射天线的天线效率(元量纲)，对于对数周期天线，假定为0.75，对于喇叭天线，假定为0.9;1j Rx 一接收天线的天线效率(无量纲)，对于对数周期天线，假定为0.75，对于喇叭天线，假定为0.9;V 一l昆波室的体积，单位为立方米(m3); A 一一一特定频率时的自由空间波长，单位为米(m); 17 GB/T 17626.21-2014/lEC 61000斗-21:2011P AveRec 参考天线的平均接收功率，单位为瓦(W); ?ln川-y昆波室的输入功率30J，单位为瓦(W); 11 一一在各评估频率点采集确认数据的天线位置和方位数。对于脉冲试验，y昆波室的时间常数r由式

33、(A.11)给出:式中:Q 一一一-2f Q 小室的品质因数(无量纲)，由式(A.10)计算;f 试验频率，单位为赫兹(Hz)。. ( A.11 ) ?昆波室的时间常数应不大于任何试验技形的脉冲带宽的0.4。如果大于0.4，那么应向混波室内加入吸波材料或应增加脉冲宽度。如果加入吸波材料，加入尽可能少的吸波材料直至满足时间常数要求。如果用吸波材料，应重新测量，得一新的CLF。如果吸波材料的加载量大于1昆波室的加载确认的加载量(B.1.6)，则混波室应重新确认。A.6 参考文献lJ BECKER, GE. and AUTLER, SH. , Water vapor absorption of el

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