輻射騷擾1m法天線系數(shù)測(cè)量方法

ICS33.100

CCSL06

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

輻射騷擾1m法天線系數(shù)測(cè)量方法

Measurementmethodofantennafactorfor1mmethodradiateddisturbance

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局

發(fā)布

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/TXXXXX—XXXX

目??次

前言.......................................................................................................................................................................II

1范圍.....................................................................................................................................................................3

2規(guī)范性引用文件.................................................................................................................................................3

3術(shù)語和定義.........................................................................................................................................................3

4測(cè)量方法的基本原理.........................................................................................................................................4

4.1概述.............................................................................................................................................................4

4.2天線系數(shù).....................................................................................................................................................5

4.3兩相同天線法.............................................................................................................................................5

4.4三天線法.....................................................................................................................................................6

4.51m增益........................................................................................................................................................6

4.6確定天線系數(shù).............................................................................................................................................7

4.7天線系數(shù)的使用.........................................................................................................................................7

51m增益測(cè)量程序................................................................................................................................................7

5.1兩相同天線法.............................................................................................................................................7

5.2三天線法.....................................................................................................................................................8

附錄A（規(guī)范性）天線系數(shù)推導(dǎo)........................................................................................................................10

附錄B（資料性）測(cè)量不確定度的考慮............................................................................................................11

I

GB/TXXXXX—XXXX

輻射騷擾1m法天線系數(shù)測(cè)量方法

1范圍

本文件規(guī)定了輻射騷擾1m測(cè)量距離的天線系數(shù)測(cè)量方法。

本文件適用于雙錐天線、諧振偶極子天線、對(duì)數(shù)周期偶極子陣列(LPDA)天線、雙脊波導(dǎo)喇叭天線、

標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線等。

注：電磁兼容測(cè)量天線的其他校準(zhǔn)方法見GB/T6113.106。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T4365-2003電工術(shù)語電磁兼容（IEC60050(161):1990+A1:1997+A2:1998，IDT）

GB/T6113.106-XXXX無線電騷擾和抗擾度測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方法規(guī)范第1-6部分：無線電騷擾和抗

擾度測(cè)量設(shè)備EMC天線校準(zhǔn)（CISPR16-1-6:2022，IDT）

3術(shù)語和定義

GB/T4365-2003和GB/T6113.106-XXXX界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

天線antenna

把饋線的導(dǎo)行電磁能量轉(zhuǎn)換成空間中輻射波的轉(zhuǎn)換器，反之亦然。

注：本文件中，對(duì)于正常工作巴倫是其必備部分的天線，術(shù)語“天線”也包括巴倫。

3.2

天線系數(shù)antennafactor

在自由空間測(cè)得的機(jī)械視軸（即天線的主軸）方向上入射的平面波的電場(chǎng)強(qiáng)度與天線所連規(guī)定負(fù)載

上產(chǎn)生的電壓的比值。

注:更多信息詳見4.2。天線系數(shù)也作為通用術(shù)語，表示為AF。

3.3

天線增益antennagain

天線某一方向的輻射功率密度與平均輻射功率密度的比值。

3.4

巴倫balun

3

GB/TXXXXX—XXXX

用于傳輸線之間從平衡到不平衡或者從不平衡到平衡轉(zhuǎn)換的裝置。

注1：例如，使用巴倫把平衡的天線單元耦合到不平衡的饋線（例如同軸電纜）。巴倫可具有不同于1：1的固有阻

抗變換。

注2：本文件中的巴倫也用于指雙錐天線的手柄，通常形狀為金屬管或者金屬桿。

3.5

雙錐天線biconicalantenna

由具有一公共軸線的兩個(gè)錐形輻射單元構(gòu)成的對(duì)稱天線，從緊鄰的兩錐體的頂點(diǎn)饋電。

注1：用于甚高頻（VHF）頻段時(shí)，雙錐天線通常由兩個(gè)錐形導(dǎo)線籠構(gòu)成。通常每個(gè)籠有一個(gè)交叉桿，用于連接中心

導(dǎo)體和外圍的導(dǎo)線之一，目的是消除窄帶諧振。這種短接的交叉桿會(huì)在215MHz以上影響天線的特性。

注2：本文件中，端到端之間的長(zhǎng)度為1.3m～1.4m（典型值通常為端到端之間的長(zhǎng)度為1.37m）的雙錐天線稱為

傳統(tǒng)雙錐天線，以區(qū)別于其上限頻率在300MHz以上的小雙錐天線。

3.6

喇叭天線hornantenna

其截面向開口端逐漸增大的波導(dǎo)段構(gòu)成的天線，開口端稱為口面。

注：在大約1GHz以上的微波頻率范圍內(nèi)廣泛使用矩形波導(dǎo)的錐形喇叭天線。雙脊波導(dǎo)喇叭天線（DRH，由于其雙

脊導(dǎo)向，有時(shí)也稱為DRG喇叭天線）覆蓋很寬的頻率范圍。一些DRH天線的主瓣在較高頻段會(huì)分成幾個(gè)波瓣。

3.7

對(duì)數(shù)周期偶極子陣列天線log-periodicdipolearrayantenna,LPDAantenna

由線性偶極子的陣列組成的天線，其偶極子的長(zhǎng)度和間隔從天線的頂端到末端隨著頻率的降低呈對(duì)

數(shù)增加。

3.8

諧振偶極子天線resonantdipoleantenna

調(diào)諧偶極子天線tuneddipoleantenna

由兩根相同長(zhǎng)度的共線直導(dǎo)體構(gòu)成的天線，兩根導(dǎo)體端對(duì)端放置，由一小間隙分隔形成平衡饋電。

每根導(dǎo)體的長(zhǎng)度近似為1/4波長(zhǎng)，從而使得當(dāng)偶極子處于自由空間時(shí)，在特定的頻率上，其間隙兩端測(cè)

得的天線的輸入阻抗的電抗為零。

注：在本文件中，與雙錐偶極子或LPDA天線中的偶極子陣列相比，術(shù)語“線性偶極子”指“兩根共線的直線導(dǎo)體”。

4測(cè)量方法的基本原理

4.1概述

獨(dú)立于地面反射，可確定和計(jì)算遠(yuǎn)場(chǎng)條件下的天線系數(shù)。本文件描述的從遠(yuǎn)場(chǎng)移動(dòng)到1m距離的方

法通常會(huì)導(dǎo)致天線系數(shù)變化0dB～4dB，但對(duì)于LPDA天線，因該變化有意將場(chǎng)強(qiáng)從天線上每個(gè)頻率對(duì)

應(yīng)的相位中心位置修正到距發(fā)射源1m的天線頂端位置。影響天線系數(shù)的主要條件有天線間距、天線在

接地平面上方的高度、天線相對(duì)于接地平面的方向以及接地平面的尺寸、平坦度和導(dǎo)電性。然而，對(duì)于

1m的天線間距，第5章中的測(cè)量方法旨在減少接地平面的影響。

4

GB/TXXXXX—XXXX

4.2天線系數(shù)

對(duì)于輻射騷擾測(cè)量，應(yīng)規(guī)定天線系數(shù)AF，其可將測(cè)量接收機(jī)輸入端的電壓U(單位：V)轉(zhuǎn)換為場(chǎng)

強(qiáng)E（單位：V/m）或與輻射騷擾限值[dB(μV/m)]進(jìn)行比較的單位，見式（1）。

E=AF×U…………………（1）

如果U的單位為μV，場(chǎng)強(qiáng)E可用單位[dB(μV/m)]表示，見式（2）。

E20lgAFU…………………（2）

AF是基于天線增益測(cè)量的天線系數(shù)，但該天線系數(shù)的測(cè)量是在輻射騷擾符合性測(cè)量中天線實(shí)際使

用（距發(fā)射源1m）的特定條件下進(jìn)行，從而稱為“1m增益”，該增益稱為視在增益（包括失配損耗），

因此與真正的天線增益不同。通過式（3），AF與50Ω系統(tǒng)中的視在增益相關(guān)，其中G是天線數(shù)值增

益，λ是波長(zhǎng)（單位：m），詳見附錄A中的推導(dǎo)。

9.73

AF…………………（3）

G

4.3兩相同天線法

“1m增益”表示導(dǎo)出的天線系數(shù)旨在確定距發(fā)射源1m處的場(chǎng)強(qiáng)。這與LPDA天線尤其相關(guān)，該

天線上的場(chǎng)強(qiáng)拾取點(diǎn)距發(fā)射源超過1m。導(dǎo)致“1m增益”與遠(yuǎn)場(chǎng)增益不同的其他影響因素為：對(duì)于雙

錐天線和喇叭天線，相同天線對(duì)之間存在顯著的互耦，且1m距離小于天線建立平面波的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)所要求

的距離。1m增益可通過式（4）計(jì)算。該方法使用兩副相同的天線，天線軸對(duì)齊且極化匹配（對(duì)于不

相同的天線，使用4.4中的三天線法）。接收的功率見式（4）。

PG2

PTTG…………………（4）

R4r24R

式中：

GT、GR——發(fā)射天線和接收天線的數(shù)值功率增益；

PR——接收功率，單位為瓦特（W）；

PT——發(fā)射功率，單位為瓦特（W）；

r——天線之間的距離，單位為米（m）；

λ——波長(zhǎng)，單位為米（m）。

如果GT=GR，則得到式（5）。

2

4rP

G2R…………………（5）

PT

如果接收系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)都匹配(即為50Ω)，則可用電壓測(cè)量代替功率測(cè)量，得到式（6）：

4rU

GR…………………（6）

UT

式中：

UR——接收天線端口電壓，單位為伏特（V）；

UT——發(fā)射天線端口電壓，單位為伏特（V）。

G為數(shù)值功率增益，其是由兩次電壓測(cè)量確定的，從而形成一個(gè)無量綱的比值。有關(guān)近場(chǎng)增益的計(jì)

算見4.6.2。

5

GB/TXXXXX—XXXX

相同的天線是指具有相同的制造商、型號(hào)和設(shè)計(jì)。如下考慮的相似天線不滿足相同天線的要求。如

果沒有相同的天線，則應(yīng)使用三天線法。

大多數(shù)雙錐天線具有足夠相似的線籠尺寸，但同樣重要的是兩副天線應(yīng)具有相同的巴倫變換，最常

見的是50Ω或200Ω。

對(duì)于大多數(shù)的LPDA天線，如果能放在一個(gè)通用的模板內(nèi)，則它們是足夠的相似，該模板是一個(gè)

底邊為0.72m，高為0.63m的等腰三角形（這排除了不太常見的高增益天線，它們的尺寸幾乎是上述

尺寸的兩倍，會(huì)導(dǎo)致更大的不確定度）。設(shè)計(jì)用于覆蓋200MHz～1GHz頻率范圍的LPDA天線宜滿

足此模板尺寸。通常尺寸相差在±2%以內(nèi)的天線認(rèn)為是相同的。

4.4三天線法

三天線法可計(jì)算單個(gè)天線的天線系數(shù)，也不依賴于完全相同的天線。該方法要求如下：

a）間距1m時(shí)無需進(jìn)行高度掃描；天線保持在固定高度；

b）測(cè)量距離固定為1m；

c）不考慮天線測(cè)量場(chǎng)地要求，因?yàn)閮筛碧炀€都架高到減小地面影響的高度或3m的高度，兩者中

選較低者。

對(duì)于此測(cè)量布置，地面反射可忽略不計(jì)或被校天線(AUC)檢測(cè)不到地面反射，對(duì)于1m的固定距

D

離，Emax為16.9dB（對(duì)于1GHz以上的定向天線更是如此），該值可用于式(7)計(jì)算天線系數(shù)AF。

max

AF110lgfM24.460.5EDA1A2A3

max……………（7）

AF210lgfM24.460.5EDA1A3A2

max

AF310lgfM24.460.5EDA2A3A1

式中：

A——20lg(UT/UR)，單位為分貝（dB）；

UT——施加給發(fā)射天線的電壓；

UR——接收天線的輸出電壓；

fM——頻率，單位為兆赫茲(MHz)；

max

ED——計(jì)算最大值,單位為分貝微伏每米[dB(μV/m)]。

三天線法的使用減小了一副天線對(duì)測(cè)量過程的影響。

4.51m增益

4.5.1概述

由于天線要用于場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量和符合性測(cè)量，因此需要1m增益。本文件中的增益測(cè)量方法不能提供真

實(shí)的遠(yuǎn)場(chǎng)自由空間天線增益，因?yàn)樘炀€之間足夠的遠(yuǎn)場(chǎng)間距，對(duì)于線天線為一個(gè)波長(zhǎng)(λ)，對(duì)于喇叭

天線為2D2/λ，其中D為輻射口面的最大尺寸。本文件第4章和第5章中規(guī)定的程序僅用于確定1m增

益。

4.5.2天線間距

在天線間距為1m時(shí)使用適當(dāng)?shù)姆椒y(cè)量1m增益。這等于EMC符合性測(cè)量中天線與受試設(shè)備

（EUT）之間的距離。某些天線有一個(gè)“電”中心，用作理論計(jì)算和天線位置的確定，例如喇叭天線。

對(duì)于未定義電中心，或電中心作為頻率函數(shù)的LPDA天線，使用“最近”點(diǎn)方法。

6

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4.5.3必要的測(cè)量次數(shù)

應(yīng)在足夠的頻率數(shù)量上進(jìn)行測(cè)量，以描述天線規(guī)定工作帶寬內(nèi)的1m增益。應(yīng)在5.2.2g)中規(guī)定的

頻率測(cè)量1m增益。1m增益特性中的任何異常都可通過一對(duì)天線之間的插入損耗進(jìn)行掃頻測(cè)量來識(shí)別：

在存在尖的諧振的情況下，應(yīng)選擇其他測(cè)量頻率，以確保得到諧振區(qū)的增益/天線系數(shù)。

4.6確定天線系數(shù)

4.6.1天線系數(shù)AF

1m距離測(cè)量的AF由式（3）計(jì)算，其中G由4.3中的1m間距確定。

4.6.2計(jì)算

天線系數(shù)AF由式（3）使用G計(jì)算得到。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可使用對(duì)數(shù)形式。

當(dāng)1m增益G為數(shù)值時(shí)，AF（單位：dB/m）可通過式（8）得到：

9.73

AF20lg10lgG…………………（8）

式中：

λ——波長(zhǎng)，單位為米（m）。

當(dāng)1m增益G以分貝為單位時(shí)，AF（單位：dB/m）可通過式（9）得到：

9.73

AF20lgG…………………（9）

示例：在200MHz時(shí)，1m增益為10dB。20lg(9.73/λ)=16dB/m，因此，AF=16-10=6dB/m。

4.7天線系數(shù)的使用

將適當(dāng)?shù)奶炀€系數(shù)以及電纜損耗因子加到測(cè)量接收機(jī)輸入端的電壓（以1μV為基準(zhǔn)的分貝值）上

以得到場(chǎng)強(qiáng)（以1μV/m為基準(zhǔn)的分貝值）。

51m增益測(cè)量程序

5.1兩相同天線法

5.1.1測(cè)量設(shè)備

需要的測(cè)量設(shè)備如下：

a)具有50Ω輸出阻抗的信號(hào)發(fā)生器，能夠在天線類型規(guī)定的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生試驗(yàn)電平；

b)兩個(gè)6dB、50Ω的衰減器；

c)在天線類型規(guī)定頻率范圍內(nèi)調(diào)諧的測(cè)量接收機(jī)（或頻譜分析儀）。測(cè)量接收機(jī)輸入阻抗應(yīng)為50Ω，

電壓駐波比（VSWR）≤1.25?？稍跍y(cè)量接收機(jī)輸入端使用隔離衰減器以實(shí)現(xiàn)VSWR為1.25；

d)特性阻抗為50Ω的同軸電纜和合適的連接器，用于與天線、6dB衰減器、信號(hào)發(fā)生器和測(cè)量接

收機(jī)匹配連接；

e)用于連接兩根同軸電纜的適配器；

f)或者可使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，應(yīng)使用匹配衰減器(6dB)，在與天線的匹配端口上提供的VSWR≤2。

測(cè)量布置如圖1所示。測(cè)量場(chǎng)地所在的區(qū)域應(yīng)無障礙物和反射。測(cè)量場(chǎng)地應(yīng)具有接地平面以模擬開

闊場(chǎng)地。

如果與圖1室外測(cè)量場(chǎng)地的參考測(cè)量布置相比，測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性小于1dB，則可變化圖1所示

7

GB/TXXXXX—XXXX

的測(cè)量布置或使用電波暗室。

天線中心的3m高度定義為初始天線測(cè)量高度。對(duì)于偶極子類天線，天線系數(shù)會(huì)隨極化變化；在測(cè)

量過程中宜考慮兩種極化，除非另有規(guī)定，否則這兩種天線系數(shù)均應(yīng)提供。對(duì)于口面型（喇叭）天線，

如果在3m高度進(jìn)行測(cè)量，則使用本文件方法得出的兩種極化天線系數(shù)之間的變化宜小于1dB。

測(cè)量不確定度的考慮見附錄B。

r=1m

6dB衰減器6dB衰減器

發(fā)射天線接收天線

h=3m

信號(hào)發(fā)生器測(cè)量接收機(jī)

接地平面

標(biāo)引序號(hào)說明：

r——天線之間的距離，單位為米（m）；

h——天線距離接地平面的高度，單位為米（m）。

圖1使用兩相同天線確定1m增益的測(cè)量布置

5.2三天線法

5.2.1概述

三天線法的測(cè)量程序需要使用與兩相同天線法相同的測(cè)量設(shè)備和測(cè)量布置。當(dāng)使用三天線法時(shí)，三

副天線每次選取兩副：天線1和天線2、天線1和天線3，以及天線2和天線3。天線系數(shù)的計(jì)算按照

4.4。

5.2.2測(cè)量過程

下面的測(cè)量過程使用信號(hào)發(fā)生器和測(cè)量接收機(jī)，作為替代方案，也可使用網(wǎng)絡(luò)分析儀。使用測(cè)量接

收機(jī)時(shí)，在每個(gè)測(cè)量頻率上，應(yīng)進(jìn)行以下操作。

a)調(diào)整信號(hào)發(fā)生器輸出以獲得至少比本底噪聲高10dB的測(cè)量接收機(jī)示值。確保測(cè)量接收機(jī)已調(diào)諧

到對(duì)信號(hào)的最大響應(yīng)；

b)調(diào)整天線對(duì)準(zhǔn)以獲得測(cè)量接收機(jī)最大示值并記錄信號(hào)發(fā)生器設(shè)置值(UT)；

c)將測(cè)量接收機(jī)和信號(hào)發(fā)生器電纜從各自的天線上斷開，使用相同的電纜和一個(gè)50Ω的適配器將

信號(hào)發(fā)生器和測(cè)量接收機(jī)互連；

d)減小信號(hào)發(fā)生器輸出以獲得與步驟b)中相同的測(cè)量接收機(jī)輸出示值。記錄信號(hào)發(fā)生器設(shè)置值

8

GB/TXXXXX—XXXX

(UR)；

e)利用式（6）求解天線間距為1m的增益，其中UR和UT分別對(duì)應(yīng)于步驟d)和b)中記錄的信號(hào)發(fā)生

器讀數(shù)；

f)使用式（7）計(jì)算天線系數(shù)；

g)應(yīng)按以下頻率步進(jìn)進(jìn)行測(cè)量：

——20MHz～200MHz:5MHz；

——200MHz～1.0GHz:50MHz；

——1.0GHz～40GHz:100MHz。

9

GB/TXXXXX—XXXX

附錄A

（規(guī)范性）

天線系數(shù)推導(dǎo)

與給定增益的任何天線相關(guān)的系數(shù)可由式（A.1）計(jì)算。

…………………（A.1）

UheffE/2

式中：

U——50Ω測(cè)量測(cè)量接收機(jī)的輸入電壓,單位為伏特（V）；

E——場(chǎng)強(qiáng)，單位為伏特/米（V/m）；

heff——天線的有效高度，單位為米（m）。

系數(shù)的一半假設(shè)當(dāng)50Ω測(cè)量接收機(jī)連接在天線端子上時(shí)，出現(xiàn)在天線端子上的電壓除以二分之一。

1

2…………………（A.2)

heff2AemRr/Z

D2

A…………………(A.3)

em4

式中：

2

Aem——最大有效面積（向匹配負(fù)載提供最大功率的面積），單位為平方米（m）；

Rr——50Ω；

Z——120π=377Ω；

D——天線的方向性。

將式（A.3）帶入式（A.2），得到式（A.4）。

1

2…………………（A.4）

heffDRr/Z

如果假設(shè)天線和測(cè)量接收機(jī)之間有一條零損耗的50Ω?jìng)鬏斁€，且假設(shè)零失配，則D=G。因此得

到：

E1

U50G/3772EG…………………（A.5）

29.73

式中：

G——數(shù)值功率增益；

λ——波長(zhǎng)，單位為米（m）。

如果需要將U轉(zhuǎn)換為E，則由式（A.5）得到式（A.6）。

9.73

EU…………………（A.6）

G

將測(cè)量接收機(jī)讀數(shù)（單位：V）轉(zhuǎn)換為場(chǎng)強(qiáng)的天線系數(shù)見式（A.7）。

9.73

AF…………………（A.7）

G

4.87

如果場(chǎng)強(qiáng)為天線感應(yīng)電壓或天線端子的開路電壓，則天線系數(shù)為。

G

10

GB/TXXXXX—XXXX

附錄B

（資料性）

測(cè)量不確定度的考慮

B.1一般考慮

適用于本文件的不確定度分為兩類。一類是天線系數(shù)的測(cè)量不確定度。根據(jù)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)知識(shí)

和測(cè)量設(shè)備的能力，一些校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能提供比其他實(shí)驗(yàn)室更低的天線系數(shù)測(cè)量不確定度。第二類是天線

用于輻射發(fā)射測(cè)試時(shí)與天線校準(zhǔn)方法相關(guān)的不確定度。第二類不確定度中，最大的不確定度是雙錐天線

間的互耦。雙錐天線籠形振子在校準(zhǔn)時(shí)相距僅0.5m，即對(duì)面雙錐天線的存在會(huì)置入到AUC的天線系數(shù)

中。在發(fā)射測(cè)試時(shí)用EUT代替對(duì)面天線，接收天線不再與校準(zhǔn)時(shí)表現(xiàn)相同性能，天線系數(shù)不再有效。用

不確定度來評(píng)估EUT測(cè)量時(shí)和天線校準(zhǔn)時(shí)互耦情況的不同帶來的變化。最壞的情況EUT是大的金屬平面，

天線與鏡像的距離為2m。相比1m距離校準(zhǔn)時(shí)，耦合更小，誤差更小。據(jù)估算天線系數(shù)偏高1.3dB，

因此測(cè)量的場(chǎng)強(qiáng)也偏高1.3dB。一個(gè)可選的解決方案是使用自由空間天線系數(shù)，這種情況下由于與EUT

互耦引入的不確定度可大約減小到0.5dB。

第二類中的第二大不確定度適用于200MHz時(shí)使用的LPDA天線。該天線的相位中心隨頻率變化，

在200MHz時(shí)，天線測(cè)量的場(chǎng)強(qiáng)距發(fā)射源最遠(yuǎn)，通常為1.65m。校準(zhǔn)方法旨在對(duì)此進(jìn)行修正，但由于

對(duì)面天線是另一副LPDA天線，因此不會(huì)補(bǔ)償其相位中心變化。這可通過使用三天線法（包含一對(duì)為L(zhǎng)PDA

天線頻率范圍設(shè)計(jì)的小雙錐天線）來實(shí)現(xiàn)——小雙錐天線模擬EUT發(fā)射源的表面。引入的誤差在200MHz

時(shí)約為0.7dB，隨頻率線性下降至1GHz時(shí)的0.1dB。使用小雙錐天線會(huì)增加天線支架的反射，如果

測(cè)量場(chǎng)地位于室內(nèi)，則可能需要更大的房間或更多的吸波材料。優(yōu)選的解決方案是使用兩個(gè)“相同”的

LPDA天線，頂端間距為1m，并應(yīng)用修正以減小剩余的相位中心誤差，如下所示：

對(duì)于LPDA天線，天線系數(shù)加上：0.85-(0.6fMHz/800)dB，其中fMHz為頻率（單位：MHz）。

需注意的是，對(duì)于長(zhǎng)度為0.65m的LPDA天線，使用適用于相位中心的自由空間天線系數(shù)可能會(huì)產(chǎn)

生高達(dá)4.4dB的誤差。這是最壞情況下的誤差，即當(dāng)預(yù)期在距EUT1m處測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，LPDA天線的頂

端距EUT表面1m，但該場(chǎng)由諧振在200MHz的LPDA天線振子拾取。為了將場(chǎng)強(qiáng)外推到天線頂端，天

線系數(shù)的修正計(jì)算如下：

Corr=20lg((r+P)/r)，其中r是天線頂端到EUT的距離（即1m），P是LPDA天線頂端到有源元

件（即相位中心）位置的距離。

第二類不確定度的另一個(gè)例子是一對(duì)喇叭天線之間的互耦效應(yīng)。EUT口面可能與用于校準(zhǔn)接收喇叭

天線的喇叭天線不同，因此對(duì)于一般EUT，天線系數(shù)中已包括的約為1dB不確定度可能大于EUT反射

所產(chǎn)生的不確定度。

對(duì)于第1章中列出的所有天線，都可使用自由空間AF，對(duì)于LPDA天線，可進(jìn)行相位中心修正。輻

射發(fā)射試驗(yàn)有多種布置，使用1mAF或自由空間AF，哪一個(gè)更有技術(shù)優(yōu)勢(shì)尚有爭(zhēng)議。常規(guī)的雙脊波導(dǎo)

喇叭天線工作在1GHz～18GHz的頻率范圍，其1mAF比自由空間AF（菲涅耳區(qū)）高約1dB。對(duì)于雙

錐天線，使用自由空間AF可能比使用本文件中的方法得到的1mAF更為正確。

確定天線系數(shù)精度小的改進(jìn)，將對(duì)非電波暗室或貼了部分吸波材料的屏蔽室中的輻射發(fā)射測(cè)量的總

體不確定度（通常為8dB）產(chǎn)生很小的影響。在低至20MHz（波長(zhǎng)為15m）的頻率，使用1m這樣小

的天線間距進(jìn)行測(cè)量，會(huì)放大天線對(duì)中對(duì)面天線的影響，這不能充分地代表EUT。從LPDA天線后端到

頂端的場(chǎng)強(qiáng)外推并不能可靠地給出頂端處的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)，因?yàn)樵诓焕硐氲淖杂煽臻g環(huán)境中的駐波會(huì)影響天

線后端的場(chǎng)強(qiáng)。對(duì)于貼了部分吸波材料的屏蔽室，可允許在80MHz以上出現(xiàn)6dB的不確定度，但如果

屏蔽室太小而無法在較低頻率產(chǎn)生波的傳播，則10dB的不確定度可能更為合適。

11

GB/TXXXXX—XXXX

B.2近場(chǎng)區(qū)的天線增益

從20MHz到接近45MHz的頻率范圍內(nèi)，1m的天線間距意味著天線處于彼此的感應(yīng)近場(chǎng)區(qū)。在此

情況下，使用式（6）（適用于遠(yuǎn)場(chǎng)）計(jì)算得到的天線系數(shù)會(huì)產(chǎn)生誤差，在20MHz和30MHz的天線系

數(shù)分別低了7dB和4dB。式（6）中的間距r由等效的近場(chǎng)項(xiàng)代替，見式（B.1）：

d

r…………………（B.1）

11

1

d2d4

其中r是應(yīng)用于式（6）的有效距離值，d是實(shí)際間距（即1m），β=2π/λ，λ是波長(zhǎng)（單位：m）。

在大于一個(gè)波長(zhǎng)的距離處，r收斂到d，因此可以使用一個(gè)公式來覆蓋整個(gè)頻率范圍。

12

GB/TXXXXX—XXXX

前??言

本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起

草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由全國(guó)無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC79）提出并歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

II

GB/TXXXXX—XXXX

輻射騷擾1m法天線系數(shù)測(cè)量方法

1范圍

本文件規(guī)定了輻射騷擾1m測(cè)量距離的天線系數(shù)測(cè)量方法。

本文件適用于雙錐天線、諧振偶極子天線、對(duì)數(shù)周期偶極子陣列(LPDA)天線、雙脊波導(dǎo)喇叭天線、

標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線等。

注：電磁兼容測(cè)量天線的其他校準(zhǔn)方法見GB/T6113.106。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T4365-2003電工術(shù)語電磁兼容（IEC60050(161):1990+A1:1997+A2:1998，IDT）

GB/T6113.106-XXXX無線電騷擾和抗擾度測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方法規(guī)范第1-6部分：無線電騷擾和抗

擾度測(cè)量設(shè)備EMC天線校準(zhǔn)（CISPR16-1-6:2022，IDT）

3術(shù)語和定義

GB/T4365-2003和GB/T6113.106-XXXX界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

天線antenna

把饋線的導(dǎo)行電磁能量轉(zhuǎn)換成空間中輻射波的轉(zhuǎn)換器，反之亦然。

注：本文件中，對(duì)于正常工作巴倫是其必備部分的天線，術(shù)語“天線”也包括巴倫。

3.2

天線系數(shù)antennafactor

在自由空間測(cè)得的機(jī)械視軸（即天線的主軸）方向上入射的平面波的電場(chǎng)強(qiáng)度與天線所連規(guī)定負(fù)載

上產(chǎn)生的電壓的比值。

注:更多信息詳見4.2。天線系數(shù)也作為通用術(shù)語，表示為AF。

3.3

天線增益antennagain

天線某一方向的輻射功率密度與平均輻射功率密度的比值。

3.4

巴倫balun

3

GB/TXXXXX—XXXX

用于傳輸線之間從平衡到不平衡或者從不平衡到平衡轉(zhuǎn)換的裝置。

注1：例如，使用巴倫把平衡的天線單元耦合到不平衡的饋線（例如同軸電纜）。巴倫可具有不同于1：1的固有阻

抗變換。

注2：本文件中的巴倫也用于指雙錐天線的手柄，通常形狀為金屬管或者金屬桿。

3.5

雙錐天線biconicalantenna

由具有一公共軸線的兩個(gè)錐形輻射單元構(gòu)成的對(duì)稱天線，從緊鄰的兩錐體的頂點(diǎn)饋電。

注1：用于甚高頻（VHF）頻段時(shí)，雙錐天線通常由兩個(gè)錐形導(dǎo)線籠構(gòu)成。通常每個(gè)籠有一個(gè)交叉桿，用于連接中心

導(dǎo)體和外圍的導(dǎo)線之一，目的是消除窄帶諧振。這種短接的交叉桿會(huì)在215MHz以上影響天線的特性。

注2：本文件中，端到端之間的長(zhǎng)度為1.3m～1.4m（典型值通常為端到端之間的長(zhǎng)度為1.37m）的雙錐天線稱為

傳統(tǒng)雙錐天線，以區(qū)別于其上限頻率在300MHz以上的小雙錐天線。

3.6

喇叭天線hornantenna

其截面向開口端逐漸增大的波導(dǎo)段構(gòu)成的天線，開口端稱為口面。

注：在大約1GHz以上的微波頻率范圍內(nèi)廣泛使用矩形波導(dǎo)的錐形喇叭天線。雙脊波導(dǎo)喇叭天線（DRH，由于其雙

脊導(dǎo)向，有時(shí)也稱為DRG喇叭天線）覆蓋很寬的頻率范圍。一些DRH天線的主瓣在較高頻段會(huì)分成幾個(gè)波瓣。

3.7

對(duì)數(shù)周期偶極子陣列天線log-periodicdipolearrayantenna,LPDAantenna

由線性偶極子的陣列組成的天線，其偶極子的長(zhǎng)度和間隔從天線的頂端到末端隨著頻率的降低呈對(duì)

數(shù)增加。

3.8

諧振偶極子天線resonantdipoleantenna

調(diào)諧偶極子天線tuneddipoleantenna

由兩根相同長(zhǎng)度的共線直導(dǎo)體構(gòu)成的天線，兩根導(dǎo)體端對(duì)端放置，由一小間隙分隔形成平衡饋電。

每根導(dǎo)體的長(zhǎng)度近似為1/4波長(zhǎng)，從而使得當(dāng)偶極子處于自由空間時(shí)，在特定的頻率上，其間隙兩端測(cè)

得的天線的輸入阻抗的電抗為零。

注：在本文件中，與雙錐偶極子或LPDA天線中的偶極子陣列相比，術(shù)語“線性偶極子”指“兩根共線的直線導(dǎo)體”。

4測(cè)量方法的基本原理

4.1概述

獨(dú)立于地面反射，可確定和計(jì)算遠(yuǎn)場(chǎng)條件下的天線系數(shù)。本文件描述的從遠(yuǎn)場(chǎng)移動(dòng)到1m距離的方

法通常會(huì)導(dǎo)致天線系數(shù)變化0dB～4dB，但對(duì)于LPDA天線，因該變化有意將場(chǎng)強(qiáng)從天線上每個(gè)頻率對(duì)

應(yīng)的相位中心位置修正到距發(fā)射源1m的天線頂端位置。影響天線系數(shù)的主要條件有天線間距、天線在

接地平面上方的高度、天線相對(duì)于接地平面的方向以及接地平面的尺寸、平坦度和導(dǎo)電性。然而，對(duì)于

1m的天線間距，第5章中的測(cè)量方法旨在減少接地平面的影響。

4

GB/TXXXXX—XXXX

4.2天線系數(shù)

對(duì)于輻射騷擾測(cè)量，應(yīng)規(guī)定天線系數(shù)AF，其可將測(cè)量接收機(jī)輸入端的電壓U(單位：V)轉(zhuǎn)換為場(chǎng)

強(qiáng)E（單位：V/m）或與輻射騷擾限值[dB(μV/m)]進(jìn)行比較的單位，見式（1）。

E=AF×U…………………（1）

如果U的單位為μV，場(chǎng)強(qiáng)E可用單位[dB(μV/m)]表示，見式（2）。

E20lgAFU…………………（2）

AF是基于天線增益測(cè)量的天線系數(shù)，但該天線系數(shù)的測(cè)量是在輻射騷擾符合性測(cè)量中天線實(shí)際使

用（距發(fā)射源1m）的特定條件下進(jìn)行，從而稱為“1m增益”，該增益稱為視在增益（包括失配損耗），

因此與真正的天線增益不同。通過式（3），AF與50Ω系統(tǒng)中的視在增益相關(guān)，其中G是天線數(shù)值增

益，λ是波長(zhǎng)（單位：m），詳見附錄A中的推導(dǎo)。

9.73

AF…………………（3）

G

4.3兩相同天線法

“1m增益”表示導(dǎo)出的天線系數(shù)旨在確定距發(fā)射源1m處的場(chǎng)強(qiáng)。這與LPDA天線尤其相關(guān)，該

天線上的場(chǎng)強(qiáng)拾取點(diǎn)距發(fā)射源超過1m。導(dǎo)致“1m增益”與遠(yuǎn)場(chǎng)增益不同的其他影響因素為：對(duì)于雙

錐天線和喇叭天線，相同天線對(duì)之間存在顯著的互耦，且1m距離小于天線建立平面波的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)所要求

的距離。1m增益可通過式（4）計(jì)算。該方法使用兩副相同的天線，天線軸對(duì)齊且極化匹配（對(duì)于不

相同的天線，使用4.4中的三天線法）。接收的功率見式（4）。

PG2

PTTG…………………（4）

R4r24R

式中：

GT、GR——發(fā)射天線和接收天線的數(shù)值功率增益；

PR——接收功率，單位為瓦特（W）；

PT——發(fā)射功率，單位為瓦特（W）；

r——天線之間的距離，單位為米（m）；

λ——波長(zhǎng)，單位為米（m）。

如果GT=GR，則得到式（5）。

2

4rP

G2R…………………（5）

PT

如果接收系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)都匹配(即為50Ω)，則可用電壓測(cè)量代替功率測(cè)量，得到式（6）：

4rU

GR…………………（6）

UT

式中：

UR——接收天線端口電壓，單位為伏特（V）；

UT——發(fā)射天線端口電壓，單位為伏特（V）。

G為數(shù)值功率增益，其是由兩次電壓測(cè)量確定的，從而形成一個(gè)無量綱的比值。有關(guān)近場(chǎng)增益的計(jì)

算見4.6.2。

5

GB/TXXXXX—XXXX

相同的天線是指具有相同的制造商、型號(hào)和設(shè)計(jì)。如下考慮的相似天線不滿足相同天線的要求。如

果沒有相同的天線，則應(yīng)使用三天線法。

大多數(shù)雙錐天線具有足夠相似的線籠尺寸，但同樣重要的是兩副天線應(yīng)具有相同的巴倫變換，最常

見的是50Ω或200Ω。

對(duì)于大多數(shù)的LPDA天線，如果能放在一個(gè)通用的模板內(nèi)，則它們是足夠的相似，該模板是一個(gè)

底邊為0.72m，高為0.63m的等腰三角形（這排除了不太常見的高增益天線，它們的尺寸幾乎是上述

尺寸的兩倍，會(huì)導(dǎo)致更大的不確定度）。設(shè)計(jì)用于覆蓋200MHz～1GHz頻率范圍的LPDA天線宜滿

足此模板尺寸。通常尺寸相差在±2%以內(nèi)的天線認(rèn)為是相同的。

4.4三天線法

三天線法可計(jì)算單個(gè)天線的天線系數(shù)，也不依賴于完全相同的天線。該方法要求如下：

a）間距1m時(shí)無需進(jìn)行高度掃描；天線保持在固定高度；

b）測(cè)量距離固定為1m；

c）不考慮天線測(cè)量場(chǎng)地要求，因?yàn)閮筛碧炀€都架高到減小地面影響的高度或3m的高度，兩者中

選較低者。

對(duì)于此測(cè)量布置，地面反射可忽略不計(jì)或被校天線(AUC)檢測(cè)不到地面反射，對(duì)于1m的固定距

D

離，Emax為16.9dB（對(duì)于1GHz以上的定向天線更是如此），該值可用于式(7)計(jì)算天線系數(shù)