论文-无线电骚扰限值及测量方法解析
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无线电干扰查处方法及经验分析无线电干扰查处方法及经验分析一、无线电波的传播特性及信号分析无线电波按传播途径可分为以下四种:天波—由空间电离层反射而传播;地波—沿地球表面传播;直射波—由发射台到接收台直线传播;地面反射波—经地面反射而传播。
无线电波离开天线后,既在媒介质中传播,也沿各种媒介质的交界面(如地面)传播,具有一定的规律性,但对它产生影响的因素却很多。
无线电波在传播中的主要特性如下:(1)直线传播均匀媒介质(如空气)中,电波沿直线传播。
(2)反射与折射电波由一种媒介质传导另一种媒介质时,在两种介质的分界面上,传播方向要发生变化。
由第一种介质射向第二中介质,在分界面上出现两种现象。
一种是射线返回第一种介质,叫做反射;另一种现象是射线进入第二种介质,但方向发生了偏折,叫做折射。
一般情况下反射和折射是同时发生的。
入射角等于反射角,但不一定等于折射角。
反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响;反射严重是,测向设备误指反射体,给干扰查找造成极大困难。
(3)绕射电波在传播途中,有力图绕过难以穿透的障碍物的能力。
绕射能力的强弱与电波的频率有关,又和障碍物大小有关。
频率越低的电波,绕射能力越弱;障碍物越大,绕射越困难。
工作于80米(375MHZ)波段的电波,绕射能力是较强的,除陡峭高山(相对高度在200米以上)外,一般丘陵均可逾越。
2米波段的电波绕射能力就很差了,一座楼房,或一个小山丘,都可能使信号难以绕过去。
(4)干涉直射波与地面反射波或其它物体的反射波在某处相遇时,测向收到的信号为两个电波合成后的信号,其信号强度有可能增强(两个信号跌叠加)也可能减弱(两个信号相互抵消)。
这种现象称为波的干涉。
产生干涉的结果,使得测向机在某些接收点收到的信号强,而某些接收点收到的信号弱,甚至收不到信号,给判断干扰信号距离造成错觉。
天线发射到空间的电波的能量是一定的,随着传播距离的增大,不仅在传播途中能量要损耗,而且能量的分布也越来越广,单位面积上获得的能量越来越小。
关于无线干扰测试的测量技术和要求在无线系统中,无线信道的干扰会给用户带来很多问题,它会降低指定信号的接收率。
干扰可能来自有意、无意或偶然辐射体,并在已获授权或未获授权频谱中出现。
随着无线电频谱资源的日渐匮乏,制造商始终坚持提高频谱利用率以便获得最高的容量和性能(例如,共享或重复使用)。
由此,无线通信系统必须在有限的无线电干扰下工作。
然而,随着频谱需求的增加,无线系统干扰也会增加。
因此,为使所有无线系统正常工作,干扰的识别和降低显得格外重要。
在无线环境中执行干扰测试绝非易事,它要求采用新的测量技术并对现有的测量仪器提出更高要求。
高效执行干扰测试需要使用先进的测量工具——例如高性能频谱分析仪——对不同无线系统之间的干扰进行测量、监测和管理干扰分类无线通信系统存在多种不同的干扰类型。
干扰通常分为以下几类:●带内干扰——是指来自各种通信系统或无意辐射体发射的但落入指定系统工作带宽内的无效信号。
●同信道干扰——常见的无线电干扰,是由同一个无线系统的其它无线电工作造成的。
●带外干扰——来自于在指定频段内工作的无线系统,但由于不恰当的过滤、非线性和/或泄露,干扰也会将能量发射到其它无线系统的频段中。
●相邻信道干扰——是指定频率信道中的发射在其它相邻信道中产生无效能量的结果,通常位于同一个系统中。
●上行(反向)链路干扰——可影响基站接收机以及从移动设备至基站的相关通信。
●下行链路干扰——通常可损坏基站和移动设备之间的下行链路通信。
无线系统的干扰分类对工程师的响应有着决定性影响。
例如,当设计简单或过滤不足的发射机产生的谐波进入较高频段时,就会出现带外干扰。
正确过滤掉发射机的谐波,这样可确保无线系统不会影响在更高频段中工作的其它系统。
干扰测量技术当无线系统没有按预期运行且疑似有无线电干扰时,应使用现代高性能频谱分析仪确认在工作频率信道中的多余信号。
这类工具非常适合测量干扰信号功率随时间、频率和位置的变化。
由于干扰测试通常要求收集无线系统环境的测量结果与数据,我们推荐用户使用重量轻、采用电池供电、性能可与传统台式仪器媲美的仪器识别多余信号的过程可能会揭示这个信号的详情:信号的传输时间、出现次数、载波频率和带宽,甚至是干扰发射机的物理位置。
GB 18655-2002用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法前言IEC/CISPR 前言1)鉴于CISPR的各个国家委员会和其他成员组织在一些技术咨询题上都具有某种专门的利益。
因此,止分会拟定的关于这些技术咨询题的正式决议或协议都尽可能地表达了国际协商的一致意见。
2)这些决议或胁议以举荐出版物的形式供国际上使用,并在那个意义上,为CISPR的各个国家委员会和其他成员组织所同意。
3)为了促进同际上的统一,CISPR期望所有的国家委员会在本国许可的情形下,均应采纳C1SPR举荐出版物作为它们的国家标准。
CISPR举荐出版物和相应的各国标准之间的任何分歧,均应尽可能地在各国标准中讲明清晰。
出版物CISPR 25由CISPR D分会(关于机动车辆和内燃发动机的干扰)起草。
本出版物内容以下列文件为基础:有关表决批准本出版物的全部资料均可从上表所列的投票报告中获得。
本出版物将随着实践体会的持续丰富而得到修正和补充。
附录A是本出版物的组成部分。
附录B、附录C、附录D、附录E、附录F仅作参考。
IEC/CISPR 引言本出版物用于爱护接收机免受车内产生的传导和辐射发射的扰乱而制定。
那个地点给出的测试程序和限值,是对车辆辐射发射的预防性操纵,且对操纵零部件/模块的长、短连续时刻的传导/辐射发射同样有效。
为了达到上述目的,该出版物:——建立一套测试方法,用以测量来自车辆电气系统的电磁辐射;——给车内的电气系统的电磁发射设定一个限值;——建立一套与整车无关的车载元件和模块的测试方法;——为来自零部件的电磁辐射设定一个限值,用以爱护车载接收装置免受干扰;——将汽车零部件按干扰时刻长短分类,设定限值的范畴。
注1 零部件的试验并不能代替整车的试验,二者的确切联系依靠于零部件的安装位置、线束长度、线束布置、接地位置和无线位置。
只是,承诺对零部件进行优先评判。
2 附录口D为解决干扰咨询题提供有效解决方法。
中华人民共和国国家标准用于爱护车载接收机的无线电扰乱 GB 18655-2002特性的限值和测量方法 idt IEC/CISPR25:1995Limits and metkods of mcasuren,ient of radiodisturbance characteristics for the protectionof receivers used on board vehicles第一部分:概述1 范畴本标准规定了从150 kHz到1000 MHz频率范畴内的无线电扰乱限值1)和测量方法。
信息技术设备抗扰度限值和测量方法1.信息技术设备应具有一定的抗扰度,能够在一定范围内抵御外部干扰。
Information technology equipment should have a certain anti-jamming ability to resist external interference within a certain range.2.抗扰度限值是指设备在正常工作条件下所能承受的干扰程度的上限。
The anti-jamming limit refers to the maximum level of interference that the equipment can withstand under normal working conditions.3.为了评估设备的抗扰度,需要制定相应的测量方法和标准。
In order to evaluate the anti-interference of the equipment, corresponding measurement methods and standards need to be established.4.测量方法应该能够客观地反映设备在受到干扰时的表现。
The measurement method should objectively reflect the performance of the equipment when subjected to interference.5.常见的抗扰度测量方法包括电磁兼容性测试、干扰抑制比测试等。
Common anti-jamming measurement methods include electromagnetic compatibility testing and interference suppression ratio testing.6.电磁兼容性测试可以评估设备在电磁环境中的抗扰度。
无线电骚扰限值及测量方法解析张大为2012-6-8信息技术类设备,家用电器、电动工具类器具,电气照明类似设备的无线电骚扰限值和测量方法无线电骚扰限值及测量方法解析---张大为2012.06.08目录一、前言二、无线电骚扰介绍三、信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法四、家用电器、电动工具和类似器具的无线电骚扰限值和测量方法五、电气照明和类似设备的无线电骚扰限值和测量方法六、总结关键词:EMI,电磁兼容,无线电骚扰限值一、前言:地球上各种各样的电磁波充斥着我们人类的生活空间,打雷、电视、收音机、电脑、电力线、电动机、汽车引擎、手机、医疗设备、电磁炉、微波炉、电热毯、电视广播发射台..等等。
随着科技的发展我们对电磁波也有了越来越多的认识,被电子电气产品包围着的我们在享受快捷、高速、方便的同时也越来越多的暴露出了电磁辐射对生活的影响。
广播电视接收质量下降,通话质量下降,视力下降...如果有心人去网络上搜索“电磁辐射的危害”会看到形形色色的疾病和状况都好像和电磁辐射有关,这引发了更多的人对电磁兼容(EMC:Electromagnetic Co mpatibility)相关检测的关注,对人类所生存的电磁环境的担忧。
他包含两个方面:一是,设备等本身产生的电磁波不能骚扰其它设备而导致其功能的丧失与降低;二是,其自身也应该具有相同的能力,承受其它设备所产生的干扰这就是“兼容”。
为此各国相继制订了电磁兼容的相关要求,来保护本国的电磁环境。
根据产品特性不同电磁兼容所规定内容也差异很大,本篇文章主要是针对人们日常接触最频繁的小家电、电气照明设备以及信息技术设备的无线电骚扰标准中规定的检测要求和测量方法做解析。
抗干扰部分的内容以及汽车电子类、射频类产品暂不做介绍。
二、无线电骚扰介绍任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象,我们称之为电磁骚扰。
电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化,而我们将电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降称之为电磁干扰。
由此可见“电磁骚扰”和“电磁干扰”分别表示“原因”与“后果”。
图2.1来自产品本身的电磁骚扰图2.2 来自外界对产品的电磁干扰为了有一个和谐的环境,很多企业已经在产品研发之初就将抑制产品电磁骚扰和增强产品抗干扰能力做了很多特别的设计。
下图产生电磁干扰基本条件,也给我们一个很好的概念去理解测量电磁骚扰时一些要求。
也就是说如何准确测定产品电磁骚扰的值而排除其他因素对检测的影响:一是,给出一个干净的没有外界干扰的传播路径;二是,有一个能够准确接收骚扰的敏感设备(接收装置)。
图2.3 产生电磁干扰的三要素对于辐射骚扰的理想场地就是认为在这样的场地下被测设备所发射的骚扰可以没有反射的直接被天线接收,同时在这个场地中没有其他的干扰信号去影响接收设备。
这种场地在目前的城市中是根本没有办法找到的,以前在深山里的空地上还可以被认为是理想的场地,但是随着无线通信的发展这样的地方越来越难找,而且即使有交通运输等毕竟会是很大的问题,也为实际的检测带来很多不便。
这样替代场地应运而生,装有吸波材料的屏蔽室就是这种场地的一个例子。
这种屏蔽室建造选址灵活解决了上面的问题,为了一致性对这种场地要求水平和垂直极化场地衰减测量值与理想场地(GB/T 6113. 104-2008) 的理论场地衰减值之差不大于±4 dB,则应认为该场地是可以接受的。
要求边界围绕的场地上方应无反射物,该空间的收平面高度相对于水平接地平板应至少比大线与受民设备之最高点高3 m。
图2.4展示了试验产地的基本要求。
当然某些企业或者质检部门由于现有场地的限制完全规划标准场地投入是相当的大,标准中也有给出替换场地的使用方法,参见图2.5展示.图2.6 给出了最小尺寸的金属接地平面。
图2.4图2.5图2.6 下图是东芝10m 暗室的内部图。
图2.7三、信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法ITE:I nformation T echnology E quipment信息技术设备ITE 分为 A 级和B 级两类。
B 级 ITE主要用于生活环境中所使用的设备,其他为A 级具体细分参见GB 9254 章节4。
所规定的产品限值是在统计基础上,大量生产的设备至少有80%以不小于80%的置信度符合限值,在样品的选择上请参照GB9254 7.2或 CISPR 22 7.2。
1.电源端子骚扰电压A级限值:FCC part15 B,CISPR 22 以及国标GB 9254 的限值表3.1B级限值:FCC part15 B,CISPR 22 以及国标GB 9254 的限值表3.22.电信端口的传导共模骚扰A级限值: CISPR 22 以及国标GB 9254 的限值表3.3B级限值: CISPR 22 以及国标GB 9254 的限值表3.43.辐射骚扰测量频率上限的选择:EUT 的最高内部源指在 EUT 内部产生或使用的最高频率,或 EUT 工作或调谐的频率。
如果EUT 内部源的最高频率低于 108MHz,则测量只进行到1GHz 。
如果 EUT 内部源的最高频率在 108MHz~500MHz之间,则测量只进行到2GHz。
如果 EUT 内部源的最高频率在500 MHz~1GHz之间,则测量只进行到5GHz 。
如果EUT 内部源的最高频率高于1GHz,则测量将进行到最高频率的5 倍或6 GHz.取两者中的小者。
A级限值测量距离R处10m 的辐射骚扰CISPR 22 以及国标GB 9254 的限值表3.5测量距离R处10m 的辐射骚扰FCC part15 B的限值表3.6注:1GHz 以上的测量距离参照CISPR22的要求,也就是说1GHz以上的测量在3米的距离进行测试是比较普遍的。
测量距离R处3m 的辐射骚扰CISPR 22 以及国标GB 9254 的限值表3.7B级限值测量距离R处10m 的辐射骚扰CISPR 22 以及国标GB 9254 的限值表3.8测量距离R处3m 的辐射骚扰CISPR 22 以及国标GB 9254 的限值表3.9测量距离R处3m 的辐射骚扰FCC part15 B的限值表3.104.一般测量条件1)环境电平至少比规定的限值低6dB,如果环境噪声电平比规定限值低不足6 dB需同时满足,a环境噪声电平至少比源骚扰加上环境噪声电平低6 dB;b环境噪声电平至少比规定的限值低4.8 dB ,否则不能判定EUT 未达到限值要求2)对EUT布置的一般要求传导发射图3.1 台式设备测试布置辐射发射:非导电桌的长度可以依据实际摆放物品进行延长图3.2 台式设备测试布置四、家用电器、电动工具和类似器具的无线电骚扰限值和测量方法主要涉及的国际标准和国标为:CISPR14-1,EN55014-1,GB 4343.1 这三个标准基本上描述的内容一致。
1.端子电压(频率范围148.5kHz~30MHz)世界无线通讯行政大会(WARC)1979年将频率下限降低,对于目前的标准及应用认为150kHz的测试已足够了,因为148.5kHz落在接收机的带宽之内。
家用电器和产生类似骚扰的设备及装有半导体装置的调节控制器电动工具电源端子表4.1不能接到市电的内置电池器具不规定射频骚扰限值;外电池的器具如果器具与电池间的连线短于2m,不规定任何限值,如果器具与电池间的连线长于2m 或者可由使用者不用专用工具就可以延长则导线使用表4.1第4栏和第5栏的限值。
为了模拟使用者手的影响,对手持式设备在骚扰电压测量的过需要使用模拟手,模拟手有连接至220pF(1± 20 %)的电容器串联510Ω(1± 10 %)的电阻器组成的RC元件的一端的金属箔组成;RC 元件的另一端接到测试系统的参考地(参见CISPR 16-1-2或GB/T 6113.102-2008)模拟手的RC元件可装在人工电源网络的内部。
2.骚扰功率(频率范围为30MHz~300MHz)表4.2 骚扰功率限值不能接到市电的器具不规定骚扰功率限值;装有半导体装置的调节控制器、电栅栏激发器、整流器、电池充电器和变换器等,如果不包含工作频率高于9kHZ的内部频率或时钟发生器,则在30MHz~300MHz 的频段内不规定骚扰功率限值。
3.辐射骚扰(频率范围 30MHz~1000MHz表4.3 距玩具10m测量距离的辐射骚扰限值五、电气照明和类似设备的无线电骚扰限值和测量方法1.骚扰电压表5.1 电源端子骚扰电压限值表5.2 负载端子骚扰电压限值表5.3 控制端子骚扰电压限值3.辐射电磁骚扰1)在9kHz~30MHz 的频率范围内,照明设备周围用直径为2m、3m或者4m的环形天线测得的辐射骚扰场强的磁场分量,限值参见表5.4表5.42)30MHz~300MHz 频率范围测量测试方法依据CISPR 22 ,也就是同信息技术设备的测试方法。
表5.5 10m测量距离下的辐射电磁骚扰限值如果在每根电缆上测得的共模端子电压不超过表5.6给出的限值,则照明设备也同样被认为符合表5.5的要求。
表5.6 CDN法的共模端子电压限值图5.1 CDN法的实验布置图5.1表示电源电缆从灯具的一端进入,如果电源电缆从灯具不同位置(如中心位置)进入,电源电缆在灯具一侧应旋转90度,以保持电缆长度((20 ± 10)cm。
在CDN与受试设备间应使用电缆,而不是单根线。
六、总结总体看来各国在相同产品上的对无线电骚扰的限值和测量方法基本上是一致的,美国的标准有特殊的地方而且每年会公布更新的解释,如果做无线射频设备的同仁要特别的去关注。
电子、电气产品内的主要电磁骚扰源有设备开关电源的开关回路,设备直流电源的整流回路,电动设备直流电机的电刷噪声,电动设备交流电机的运行噪声,变频调速电路的骚扰发射等。
通过对测试限值和测试方法的了解为我们对产品研发设计开辟了方向。
注:CISPR:国际无线电干扰特别委员会FCC:美国联邦通讯委员会Federal Communications Commission参考文献:[1] GB 17743-2007,电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法[2] CISPR 15:2005, Limits and methods of measurement of radio disturba nce characteristics of electrical lighting and similar equipment[3] GB 4343.1-2009 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求[4] CISPR 14-1:2005, Electromagnetic compatibility-Requirements for ho usehold appliances, electric tools and similar apparatus-Part 1: Emiss ion[5] GB 9254-2008 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法[6] CISPR 22:2006, Information technology equipment-Radio disturbance characteristics-Limits and methods of measurement[7] FCC part15-2005。