GBT 40602.3-2023 天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾 第3部分：場(chǎng)地測(cè)量 緊縮場(chǎng)場(chǎng)地性能確認(rèn)方法 (正式版)

天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾第3部分：場(chǎng)地測(cè)量緊縮場(chǎng)場(chǎng)地性能確認(rèn)方法2023-09-07發(fā)布2023-09-07實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T40602.3—2023前言 I引言 Ⅱ 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4一般要求 24.1概述 24.2測(cè)量環(huán)境要求 24.3電源要求 24.4測(cè)量場(chǎng)地要求 25測(cè)量系統(tǒng) 25.1系統(tǒng)框圖 25.2測(cè)量設(shè)備 6測(cè)量方法 56.1概述 6.2測(cè)量頻段和測(cè)量頻點(diǎn) 6.3測(cè)試步驟 6.4數(shù)據(jù)處理 6.5場(chǎng)地指標(biāo) 7試驗(yàn)報(bào)告 8安全防護(hù) 8.1安全防護(hù)要求 8.2安全防護(hù)措施 參考文獻(xiàn) I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。本文件是GB/T(Z)40602《天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾》的第3部分。GB/T(Z)40602已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：基礎(chǔ)測(cè)量天線方向圖的室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量方法；——第2部分：基礎(chǔ)測(cè)量高增益天線方向圖室內(nèi)平面近場(chǎng)測(cè)量方法；——第3部分：場(chǎng)地測(cè)量緊縮場(chǎng)場(chǎng)地性能確認(rèn)方法；——第4部分：無(wú)線接收系統(tǒng)集成無(wú)線模塊電子設(shè)備電磁兼容測(cè)試方法。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(wú)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：上海電器科學(xué)研究院、南京納特通信電子有限公司、廣東省珠海市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所、美的集團(tuán)股份有限公司、深圳市信豐偉業(yè)科技有限公司、湖南大學(xué)、上海市醫(yī)療器械檢驗(yàn)研究院、上海萊天通信技術(shù)有限公司、常熟市泓博通訊技術(shù)股份有限公司、深圳市蓉聲科技有限公司、上海泰峰檢測(cè)認(rèn)證有限公司、青島空天電子信息技術(shù)研究院有限公司、上海電器設(shè)備檢測(cè)所有限公司、東莞市東電檢測(cè)技術(shù)有限公司、上海機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司、東莞市南斗星科技有限公司、上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司、上海添唯認(rèn)證技術(shù)有限公司。Ⅱ天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾是以“天線”(無(wú)形天線-無(wú)線接收系統(tǒng))為切入點(diǎn)，建立天線和無(wú)線電接收系統(tǒng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋天線、測(cè)量場(chǎng)地和無(wú)線接收系統(tǒng)。GB/T(Z)40602《天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾》擬由四個(gè)部分構(gòu)成?！?部分：基礎(chǔ)測(cè)量天線方向圖的室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量方法。目的在于規(guī)定天線輻射方向圖在微波暗室內(nèi)等高架遠(yuǎn)場(chǎng)的測(cè)量方法。——第2部分：基礎(chǔ)測(cè)量高增益天線方向圖室內(nèi)平面近場(chǎng)測(cè)量方法。目的在于規(guī)定高增益天線平面近場(chǎng)掃描法在微波暗室內(nèi)測(cè)量天線方向圖的方法。——第3部分：場(chǎng)地測(cè)量緊縮場(chǎng)場(chǎng)地性能確認(rèn)方法。目的在于規(guī)定緊縮場(chǎng)屏蔽效能、靜場(chǎng)輻射特性、相位特性和交叉極化性能的測(cè)量方法?！?部分：無(wú)線接收系統(tǒng)集成無(wú)線模塊電子設(shè)備電磁兼容測(cè)試方法。目的在于規(guī)定用于工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療、汽車、家用電器等集成無(wú)線模塊電子設(shè)備的電磁兼容測(cè)試要求和測(cè)試方法。GB/T(Z)40602與GB/T38889共同構(gòu)成了天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)體系。1天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾第3部分：場(chǎng)地測(cè)量緊縮場(chǎng)場(chǎng)地性能確認(rèn)方法本文件規(guī)定了緊縮場(chǎng)場(chǎng)地性能確認(rèn)方法，包括一般要求、測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量方法、試驗(yàn)報(bào)告以及安全防護(hù)要求等。本文件適用于工作頻率范圍為0.6GHz～110GHz的緊縮場(chǎng)場(chǎng)地性能的確認(rèn)，其他頻率范圍參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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。GB8702—2014電磁環(huán)境控制限值GB/T12190—2021電磁屏蔽室屏蔽效能的測(cè)量方法3術(shù)語(yǔ)和定義GB8702—2014和GB/T12190—2021界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。采用反射面或介質(zhì)透鏡結(jié)合屏蔽與吸波材料等將饋源產(chǎn)生的電磁波在近距離內(nèi)變換成平面波，模擬平面波輻照的自由空間遠(yuǎn)場(chǎng)條件的測(cè)量場(chǎng)地。靜區(qū)quietzone通常是在緊縮場(chǎng)內(nèi)放置被測(cè)件的區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)電磁波的雜波反射被控制到設(shè)計(jì)水平。定量描述一種在中心軸向邊緣遞減的電磁場(chǎng)分布中，從中心軸到邊緣遞減的幅度。注1:在靜區(qū)場(chǎng)分布的曲線上指曲線最大值與最小值之差。注2:分為幅度錐削和相位錐削。波紋ripple呈現(xiàn)隨機(jī)的，接近周期形式的，類似波浪的分布不平度。注1:分為幅度波紋和相位波紋。注2:在靜區(qū)場(chǎng)分布的結(jié)果中，用最小二乘法根據(jù)原始曲線擬合出二次曲線，然后在不同位置對(duì)原始曲線與二次曲線求差，以最大的差值作為波紋指標(biāo)。2幅度變化amplitudedeviation水平線上或豎直線上場(chǎng)幅度對(duì)數(shù)值最大值與最小值之差。相位變化phasedeviation水平線上或豎直線上場(chǎng)相位最大值和最小值之差。交叉極化crosspolarratio對(duì)所給定方向上主極化分量與正交極化分量功率之比。4一般要求4.1概述緊縮場(chǎng)場(chǎng)地是一個(gè)金屬封閉的屏蔽殼體的六個(gè)面都貼有吸波材料的微波暗室場(chǎng)地。場(chǎng)地的性能確交叉極化。4.2測(cè)量環(huán)境要求除另有規(guī)定外，測(cè)量應(yīng)在以下條件下進(jìn)行：a)環(huán)境溫度：15℃~35℃;b)相對(duì)濕度：25%～75%;4.3電源要求除另有規(guī)定外，測(cè)量在以下電源條件下進(jìn)行：a)緊縮場(chǎng)的電壓波動(dòng)應(yīng)在額定電壓的±5%內(nèi)，頻率變化應(yīng)在額定頻率的±5%內(nèi)，宜配不間斷b)緊縮場(chǎng)的測(cè)量用電和工作用電應(yīng)進(jìn)行濾波。4.4測(cè)量場(chǎng)地要求緊縮場(chǎng)屏蔽性能檢測(cè)按照GB/T12190—2021的規(guī)定進(jìn)行測(cè)量。5測(cè)量系統(tǒng)5.1系統(tǒng)框圖緊縮場(chǎng)靜區(qū)幅相測(cè)量系統(tǒng)通常由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、校準(zhǔn)天線、掃描架、射頻放大器，穩(wěn)幅穩(wěn)相線纜等設(shè)備組成，毫米波頻率一般需要使用擴(kuò)頻器才能滿足要求，測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)滿足動(dòng)態(tài)范圍大于50dB的要在0.6GHz～110GHz測(cè)量范圍內(nèi)，場(chǎng)地、天線、掃描架、線纜都是測(cè)量的重要影響因素，測(cè)量系統(tǒng)示意見(jiàn)圖1和圖2。3反射Im5.2測(cè)量設(shè)備5.2.1矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀饋源打描架矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀靜區(qū)計(jì)算機(jī)測(cè)量軟件圖250GHz～110GHz測(cè)量系統(tǒng)示意圖4極化純度：優(yōu)于40dB。注1:不同的天線會(huì)得到不同的測(cè)量結(jié)果，在報(bào)告中需給出所用天線的增益和波瓣寬度等參數(shù)。注2:一般來(lái)說(shuō)，高增益天線相對(duì)低增益天線來(lái)說(shuō)接收到其他方向的干擾信號(hào)小，因此使用高增益天線會(huì)得到更符合指標(biāo)要求的測(cè)量結(jié)果。頻率范圍：滿足測(cè)試要求范圍。增益：典型值為30dB。5.2.4穩(wěn)幅穩(wěn)相電纜電纜緩慢擺動(dòng)時(shí)，幅度變化量小于0.1dB,相位變化量小于1°。掃描架在測(cè)量區(qū)域內(nèi)，可通過(guò)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制測(cè)量頻率小于或等于1/8測(cè)量頻率的波長(zhǎng)為步進(jìn)移動(dòng)，掃描架可旋轉(zhuǎn)，定位準(zhǔn)確度優(yōu)于1/4個(gè)波長(zhǎng)。為了減少掃描架的反射，需要用吸波材料包裹。掃描架的掃描范圍應(yīng)滿足測(cè)量要求，平面度誤差和直線度誤差宜優(yōu)于緊縮場(chǎng)相應(yīng)要求的1/10。掃描架示意見(jiàn)標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——旋轉(zhuǎn)電機(jī)：2——天線行程軌道。圖3掃描架示意圖56測(cè)量方法6.1概述靜區(qū)內(nèi)場(chǎng)幅度特性和相位特性通常采用掃描法測(cè)量。掃描法測(cè)量原理是在靜區(qū)內(nèi)將天線在測(cè)量平面內(nèi)移動(dòng)，評(píng)估幅度變化和相位變化是否滿足要求。理想平面波的情況下，測(cè)得的場(chǎng)幅度是一致的，相位是恒定的。實(shí)際情況下由于反射面加工精度、邊緣繞射、饋源直漏、周圍反射等原因，不可能達(dá)到理想的要求，場(chǎng)幅度和相位會(huì)有一定的變化。緊縮場(chǎng)的實(shí)際性能可用緊縮場(chǎng)靜區(qū)測(cè)量平面內(nèi)場(chǎng)幅度特性和相位特性來(lái)表示。測(cè)量參數(shù)見(jiàn)4.1。6.2測(cè)量頻段和測(cè)量頻點(diǎn)在緊縮場(chǎng)每個(gè)饋源工作頻率范圍內(nèi)選擇高、中、低三個(gè)頻點(diǎn)，也可根據(jù)用戶要求選擇其所需求的頻點(diǎn)測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線的頻率范圍見(jiàn)表1。表1標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線的頻率范圍序號(hào)頻率范圍/GHz12345678926.5～4033.0～50.050.0～75.06.3測(cè)試步驟測(cè)試靜區(qū)內(nèi)每個(gè)位置上幅度和相位的數(shù)值，需按如下步驟進(jìn)行測(cè)試：a)將掃描架位于靜區(qū)內(nèi)，掃描架與來(lái)波方向垂直，水平方向?yàn)閄軸，垂直方向?yàn)閅軸，靜區(qū)中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，掃描面坐標(biāo)見(jiàn)圖4;6來(lái)波方向圖4掃描面坐標(biāo)示意圖b)架設(shè)饋源和天線，根據(jù)被校緊縮場(chǎng)類型，選擇合適的校準(zhǔn)系統(tǒng)配置；c)掃描架設(shè)置為水平方向，掃描行程需大于靜區(qū)范圍，掃描步進(jìn)為八分之一波長(zhǎng)，采用步進(jìn)掃描d)將饋源和天線分別設(shè)置為水平極化方向；e)記錄每一個(gè)位置的場(chǎng)強(qiáng)幅度數(shù)值A(chǔ);,和場(chǎng)強(qiáng)相位數(shù)值P;;g)將饋源設(shè)置為垂直極化，天線垂直極化，重復(fù)步驟e);h)將饋源設(shè)置為垂直極化，天線水平極化，重復(fù)步驟e);i)將掃描架設(shè)置為垂直方向，重復(fù)步驟d)～h);j)測(cè)試結(jié)束后得到8組包含幅度和相位的數(shù)據(jù)，見(jiàn)表2;k)更改饋源和天線，進(jìn)行下一頻段測(cè)試，重復(fù)步驟b)～i)。表2測(cè)試結(jié)果表掃描架水平方向掃描架垂直方向注：HH為饋源水平極化，天線水平極化；HV為饋源水平極化，天線垂直極化；VV為饋源垂直極化，天線垂直極化；VH為饋源垂直極化，天線水平極化。6.4數(shù)據(jù)處理取6.3測(cè)試步驟中測(cè)試饋源和天線極化相同的數(shù)據(jù)，用來(lái)計(jì)算幅度平坦度，見(jiàn)表2中的HH通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得到最大值A(chǔ);-mx和最小值A(chǔ);-min,由公式(1)計(jì)算幅度平坦度：式中：Ai——幅度平坦度，單位為分貝(dB);Ay-mx——被校頻率幅度數(shù)值的最大值，單位為分貝(dB);A;;-min——被校頻率幅度數(shù)值的最小值，單位為分貝(dB);7GB/T40602.3—20236.4.2幅度錐削取6.3測(cè)試步驟中饋源和天線極化相同的數(shù)據(jù)，用來(lái)計(jì)算幅度錐削，見(jiàn)表2中的HH、VV。幅度錐削數(shù)據(jù)處理步驟如下：a)將6.3測(cè)試步驟中HH、VV的幅度數(shù)值A(chǔ);利用最小二乘法進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，由公式(2)A;;=a?X}+b?X;+c (2)A′;=a?X}+b?X;+c (3)式中：A?——幅度錐削，單位為分貝(dB);6.4.3幅度波紋取6.3測(cè)試步驟中饋源和天線極化相同的數(shù)據(jù)，用來(lái)計(jì)算幅度波紋，見(jiàn)表2中的HH、VV。幅度波紋數(shù)據(jù)處理步驟如下：b)由公式(5)計(jì)算幅度波紋：A,=±[(A;;-A';;)mx—(A;;—A';)min]/2…(5)式中：A,——幅度波紋，單位為分貝(dB);6.4.4相位平坦度取6.3測(cè)試步驟中饋源和天線極化相同的數(shù)據(jù)，用來(lái)計(jì)算相位平坦度，見(jiàn)表2中的HH、VV。相位平坦度數(shù)據(jù)處理步驟如下： (6)式中：λ;——被校頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)，單位為米(m)。8GB/T40602.3—2023坦度：式中：Pg-mx——被校頻率相位數(shù)據(jù)線性值的最大值，單位為度(°);Pg-min——被校頻率相位數(shù)據(jù)線性值的最小值，單位為度(°)。6.4.5相位錐削取6.3測(cè)試步驟中饋源和天線極化相同的數(shù)據(jù)，用來(lái)計(jì)算相位錐削，見(jiàn)表2中的HH、VV。相位錐削數(shù)據(jù)處理步驟如下：a)將步驟6.4.4獲取的相位數(shù)據(jù)線性值P;利用最小二乘法進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，由公式(8)得到擬合系數(shù)，再由公式(9)得到擬合相位數(shù)值P;:P=a?X}+b?X;+c? P',=a?X}+b?X;+c? a?,b?,c?——相位測(cè)量二次多項(xiàng)式擬合系數(shù)。b)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得到擬合相位數(shù)值的最大值P'-mx和最小值P-min,由公式(10)計(jì)算相位錐削：式中：取6.3測(cè)試步驟中饋源和天線極化相同的數(shù)據(jù)，用來(lái)計(jì)算相位波紋，見(jiàn)表2中的HH、VV。相位波紋數(shù)據(jù)處理步驟如下。式(11)計(jì)算相位波紋：P′,=±[(P,,-P'?)mx—(P,-P')…n]/2………………(11)式中：P'——相位波紋，變化區(qū)間，單位為度(°);b)若相位不存在錐削指標(biāo)，將步驟6.4.4獲取的相位數(shù)據(jù)線性值P;利用最小二乘法進(jìn)行一次多項(xiàng)式擬合，由公式(12)得到擬合系數(shù)，再由公式(13)得到擬合相位數(shù)值:P”,=b?X;+c?式中：b?,c?——相位測(cè)量一次多項(xiàng)式擬合系數(shù)。9GB/T40602.3—2023和最大負(fù)值偏差(P;-P”)min,按公式(14)計(jì)算相位波紋：P”=±[(P-P",)mx-(P;-P",)min]/2…(14)P"——相位波紋，變化區(qū)間，單位為度();(Pj;-P”)mx——相位數(shù)值線性值與擬合相位數(shù)值的最大正值偏差，單位為度(°);(P,-P”)mn——相位數(shù)值線性值與擬合相位數(shù)值的最小正值偏差，單位為度(°)。取6.3測(cè)試步驟獲取饋源和天線極化相同的數(shù)據(jù)減去饋源極化與天線極化不同數(shù)據(jù)，用來(lái)計(jì)算交交叉極化數(shù)據(jù)處理步驟如下：將6.3測(cè)試步驟獲取的相同極化(如HH)的幅度數(shù)值A(chǔ);減去不同極化(如HV)的幅度數(shù)值A(chǔ);x,由公式(15)計(jì)算交叉極化值：A.=A;c-A;x…(15)A;e—