JJF(通信)048-2020 測試用射頻屏蔽箱校準規(guī)范報批稿

JJFZ（通信）007-2018測試用射頻屏蔽箱校準規(guī)范1范圍本規(guī)范規(guī)定了各邊邊長尺寸不大于2.0m的測試用射頻屏蔽箱的校準項目、條件及結(jié)果處理，適用于射頻屏蔽箱的校準。2引用文件2.1GB/T12190-2006電磁屏蔽室屏蔽效能的測量方法2.2GJB8810-2015小屏蔽體屏蔽效能測量方法2.3ETR273-1-1ElectromagneticcompatibilityandRadiospectrumMatters(ERM);Improvementofradiatedmethodsofmeasurement(usingtestsites)andevaluationofthecorrespondingmeasurementuncertainties;Part1:Uncertaintiesinthemeasurementofmobileradioequipmentcharacteristics;Sub-part1:Introduction凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位3.1屏蔽效能（SE）shieldingeffectiveness（SE） 沒有屏蔽體時接收到的信號值與在屏蔽體內(nèi)接收到的信號值的比值，即發(fā)射天線與接收天線之間存在屏蔽體以后所造成的插入損耗。單位為分貝，符號為dB。4概述 射頻屏蔽箱是使內(nèi)部環(huán)境不受外界電場、磁場的影響或者使外界環(huán)境不受其內(nèi)部電場、磁場影響的一種設(shè)備，主要是用來屏蔽內(nèi)部和外界間的射頻信號。常用結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖1和圖2所示：圖1單側(cè)有門或接縫測試位置

圖2多側(cè)有門或接縫測試位置5計量特性5.1頻率范圍：10kHz~18GHz5.2屏蔽效能：5dB~120dB5.3輸入輸出端口電壓駐波比：≤56校準條件6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度：（23±5）6.1.2相對濕度：≤80%6.1.3電源電壓及頻率：（220±11）V，（50±1）Hz6.1.4周圍無影響校準系統(tǒng)正常工作的電磁場干擾及機械振動。6.1.5屏蔽箱的校準應(yīng)在屏蔽室內(nèi)進行，室內(nèi)物體與發(fā)射天線或接收天線的任何一點之間的距離應(yīng)大于2米。測量時，操作人員應(yīng)盡可能遠離被校屏蔽箱。6.2標準及其它設(shè)備6.2.1校準用標準設(shè)備可分頻段滿足使用要求，應(yīng)經(jīng)過計量檢定機構(gòu)檢定合格，并在有效期內(nèi)；或經(jīng)校準并給出測量不確定度。6.2.2信號發(fā)生器 頻率范圍：10kHz~18GHz； 輸出功率電平范圍：(+10~-20)dBm； 頻率準確度：優(yōu)于±0.1%； 功率電平最大允許誤差：±0.9dB；6.2. 測量范圍：頻率范圍：10kHz~18GHz； 電平范圍：（+20~-120）dBm；

6.2.4功率放大器 頻率范圍：10kHz~18GHz； 增益：>30dB； 輸出端口電壓駐波比：<2；6.2. 頻率范圍：10kHz~18GHz； 回波損耗測量最大允許誤差：±1.0dB；6.2. 小環(huán)天線（10kHz~30MHz）； 雙錐天線（20MHz~200MHz）； 偶極子天線（80MHz~1GHz）；對數(shù)周期天線（200MHz~1GHz）； 喇叭天線（1GHz~18GHz）； 若無上述天線，可以使用其它滿足校準要求的天線。6.2.屏蔽室長寬高至少為：5m×3m×3m；屏蔽效能>50dB；6.2.8電纜和連接器 50Ω特性阻抗的雙屏蔽同軸電纜，電纜和電纜連接器的屏蔽效能要大于100dB，并在測試過程中不應(yīng)該更換。7校準項目和校準方法表1校準項目表序號項目名稱1外觀及工作正常性檢查2屏蔽效能3輸入輸出端口電壓駐波比7.1外觀及工作正常性檢查7.1.1被校7.1.2射頻屏蔽箱各部件完好，能確保工作正常。7.2屏蔽效能7.2.1方法一：內(nèi)置輻射源法7.2.1.1開機預(yù)熱(通常開機前將信號發(fā)生器的輸出電平調(diào)至最小；如果功放增益可調(diào)應(yīng)調(diào)到最小)確認工作正常。信號發(fā)生器、測試接收機、發(fā)射和接收天線布置見下圖3所示。圖3參考電平測試布置示意圖7.2.1.2發(fā)射天線與接收天線之間的距離至少為R+d/2，d為屏蔽箱最大邊的尺寸，R為接收天線與屏蔽箱的距離，其中在10kHz~30MHz頻段，R為60cm；30MHz~200MHz頻段，R應(yīng)不小于2.5m；大于200MHz頻段，R應(yīng)不小于1m。并且放置發(fā)射天線與接收天線的木質(zhì)凳子距離底面高度相同，均為0.8m。7.2.1.3在發(fā)射設(shè)備關(guān)閉、接收設(shè)備開啟的情況下，在校準過程中可能涉及的區(qū)域內(nèi)移動接收天線，確認無影響校準結(jié)果的電、磁干擾電平信號。7.2.1.4設(shè)置校準頻率點，置發(fā)射天線、接收天線為水平極化狀態(tài)，并使接收天線在垂直方向上下移動λ/4（λ指的是測試頻率的波長，下同），如下圖4所示，使接收機顯示最大電平讀數(shù)。圖4水平極化狀態(tài)下天線移動示意圖同時，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出電平和功放的增益(如果功放增益可調(diào))直至接收機顯示的電平的數(shù)值超過被校屏蔽箱屏蔽效能的6dB以上，并將該水平極化電平L1H(dBm)記入附錄A表A.2-1，作為水平極化參考電平。7.2.1.5保持校準頻率點、信號發(fā)生器的輸出電平和功放的增益不變，而置發(fā)射天線、接收天線為垂直極化狀態(tài)，并使接收天線在水平方向橫向移動λ/4，如下圖5所示，使接收機顯示最大電平讀數(shù)，并將該垂直極化電平L1V(dBm)記入附錄A表A.2-2，作為垂直極化參考電平。圖5水平極化狀態(tài)下天線移動示意圖7.2.1.6對于屏蔽箱，需要測量有門或接縫的側(cè)面。如圖1和圖2所示。7.2.1.7將被測屏蔽箱放在木質(zhì)凳子上，將發(fā)射天線放入被測屏蔽箱內(nèi)的中心位置，如圖6所示。如因為被測屏蔽箱結(jié)構(gòu)限制，應(yīng)放入被測屏蔽箱內(nèi)部測試空間的中心位置。通過同軸輸入輸出端口連接信號源和發(fā)射天線，使用負載連接到其他同軸射頻端口，以屏蔽有可能產(chǎn)生的泄漏。圖6存在被測屏蔽箱時接收電平測試布置示意圖7.2.1.8保持校準頻率點、信號發(fā)生器的輸出電平和功放的增益不變，置發(fā)射天線、接收天線為水平極化狀態(tài)，并使接收天線在垂直方向上下移動λ/4，使接收機顯示最大電平讀數(shù)，并將該水平極化電平L2H(dBm)記入附錄A表A.2-1。7.2.1.9保持校準頻率點、信號發(fā)生器的輸出電平和功放的增益不變，而置發(fā)射天線、接收天線為垂直極化狀態(tài)，并使接收天線在水平方向橫向移動λ/4，使接收機顯示最大電平讀數(shù)，并將該垂直極化電平L2V(dBm)記入附錄A表A.2-2。注：(1)若需測量被校屏蔽箱的多個端面，則重復(fù)7.2.1.1-7.2.1.3的操作步驟。(2)在完成設(shè)置頻率點的校準后，如果需要可重新測量電平L1H(dBm)(或L1V(dBm))的大小。若參考電平變化±3dB以上，則應(yīng)重新校準。(3)如果被測屏蔽箱沒有輸入端口，則使用小型輻射源來模擬電磁場源。7.2.1.10其它頻率點的校準重復(fù)7.2.1.1-7.2.1.9的操作步驟。7.2.2方法二：外置輻射源法7.2.2.1開機預(yù)熱(通常開機前將信號發(fā)生器的輸出電平調(diào)至最小；如果功放增益可調(diào)應(yīng)調(diào)到最小)確認工作正常。信號發(fā)生器、測試接收機、發(fā)射和接收天線布置見下圖7所示。圖7外置輻射源法測試布置示意圖7.2.2.2發(fā)射天線與接收天線之間的距離至少為R+d/2，d為屏蔽箱最大邊的尺寸，R為發(fā)射天線與屏蔽箱的距離，其中在10kHz~30MHz頻段，R為60cm；30MHz~200MHz頻段，R應(yīng)不小于2.5m；大于200MHz頻段，R應(yīng)不小于1m。并且放置發(fā)射天線與接收天線的木質(zhì)凳子距離底面高度相同，均為0.8m。7.2.2.3在發(fā)射設(shè)備關(guān)閉、接收設(shè)備開啟的情況下，在校準過程中可能涉及的區(qū)域內(nèi)移動接收天線，確認無影響校準結(jié)果的電、磁干擾電平信號。7.2.2.4設(shè)置校準頻率點，置發(fā)射天線、接收天線為水平極化狀態(tài)，并使接收天線在垂直方向上下移動λ/4（λ指的是測試頻率的波長，下同），使接收機顯示最大電平讀數(shù)。同時，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出電平和功放的增益(如果功放增益可調(diào))直至接收機顯示的電平的數(shù)值超過被校屏蔽箱屏蔽效能的6dB以上，并將該水平極化電平L2H(dBm)記入附錄A表A.2-1，作為水平極化參考電平。7.2.2.5保持校準頻率點、信號發(fā)生器的輸出電平和功放的增益不變，而置發(fā)射天線、接收天線為垂直極化狀態(tài)，并使接收天線在水平方向橫向移動λ/4，使接收機顯示最大電平讀數(shù)，并將該垂直極化電平L2V(dBm)記入附錄A表A.2-2，作為垂直極化參考電平。7.2.2.6對于屏蔽箱，需要測量有門或接縫的側(cè)面。如圖1和圖2所示。7.2.2.7移走被測屏蔽箱，并保持接收天線的空間位置不變。7.2.2.8保持校準頻率點、信號發(fā)生器的輸出電平和功放的增益不變，置發(fā)射天線、接收天線為水平極化狀態(tài)，并使接收天線在垂直方向上下移動λ/4，使接收機顯示最大電平讀數(shù)，并將該水平極化電平L1H(dBm)記入附錄A表A.2-1。7.2.2.9保持校準頻率點、信號發(fā)生器的輸出電平和功放的增益不變，而置發(fā)射天線、接收天線為垂直極化狀態(tài)，并使接收天線在水平方向橫向移動λ/4，使接收機顯示最大電平讀數(shù)，并將該垂直極化電平L1V(dBm)記入附錄A表A.2-2。注：(1)若需測量被校屏蔽箱的多個端面，則重復(fù)7.2.2.1-7.2.2.3的操作步驟。(2)在完成設(shè)置頻率點的校準后，如果需要可重新測量電平L1H(dBm)(或L1V(dBm))的大小。若參考電平變化±3dB以上，則應(yīng)重新校準。(3)如果被測屏蔽箱沒有輸入端口，則使用小型輻射源來模擬電磁場源。7.2.2.10其它頻率點的校準重復(fù)7.2.2.1-7.2.2.9的操作步驟。7.2.3屏蔽效能的計算 7.2.3.1水平極化屏蔽效能按公式(1)計算：SH=L1H-L2H(1)式中，SH為被校屏蔽箱的水平極化屏蔽效能值，單位dB；L1H為被校屏蔽箱未接入時的水平極化參考電平，單位dBm；L2H為被校屏蔽箱接入時的水平極化電平，單位dBm。將式(1)計算結(jié)果記入附錄A表A.2-1。7.2.3.2垂直極化屏蔽效能按公式(2)計算： SV=L1V-L2V(2)式中，SV為被校屏蔽箱的垂直極化屏蔽效能值，單位dB；L1V為被校屏蔽箱未接入時的垂直極化參考電平，單位dBm；L2V為被校屏蔽箱接入時的垂直極化電平，單位dBm。將式(2)計算結(jié)果記入附錄A表A.2-2，在水平極化屏蔽效能和垂直極化屏蔽效能兩個值之間取較小值作為該頻點的屏蔽效能。7.3 射頻輸入輸出端口電壓駐波比7.3.1將網(wǎng)絡(luò)分析儀進行單端口自校準。圖6電壓駐波比測量連接示意圖7.3.2儀器連接如圖5所示。網(wǎng)絡(luò)分析儀的S參數(shù)選擇“S11”，再選擇駐波比測量功能，設(shè)置測量頻率，讀取電壓駐波比值，將數(shù)據(jù)記錄記入附錄A表A.38校準結(jié)果校準后，出具校準證書。校準證書至少應(yīng)包含以下信息：標題：“校準證書”；實驗室名稱和地址；進行校準的地點（如果與實驗室的地址不同）；證書的唯一性標識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標識；客戶的名稱和地址；被校對象的描述和明確標識；進行校準的日期，如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接收日期；如果與校準結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明；校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標識，包括名稱及代號；本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；校準環(huán)境的描述；校準結(jié)果及其測量不確定度的說明；對校準規(guī)范的偏離的說明；校準證書簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標識；校準結(jié)果僅對被校對象有效的說明；未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復(fù)制證書的聲明。9復(fù)校時間間隔由于復(fù)校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。建議不超過1年。

附錄A原始記錄格式表A.1外觀及工作正常性檢查檢查項目檢查結(jié)果外觀及工作正常性檢查表A.2-1屏蔽效能頻率(MHz)水平極化參考電平L1H(dBm)水平極化實測值L2H(dBm)水平極化屏蔽效能SH(dB)表A.2-2屏蔽效能頻率(MHz)垂直極化參考電平L1H(dBm)垂直極化實測值L2H(dBm)垂直極化屏蔽效能SH(dB)表A.3射頻輸入輸出端口電壓駐波比頻率(MHz)輸入端口實測值輸出端口實測值

附錄B

校準證書內(nèi)頁格式表B.1外觀及工作正常性檢查檢查項目檢查結(jié)果外觀及工作正常性檢查表B.2屏蔽效能頻率(MHz)屏蔽效能(dB)表B.3射頻輸入輸出端口電壓駐波比頻率(MHz)輸入端口實測值輸出端口實測值

附錄C校準結(jié)果不確定度評定示例C1屏蔽效能測量不確定度C1.1不確定度來源實際過程中由于存在人為因素，發(fā)射天線和接收天線之間的距離是變化的，信號發(fā)生器輸出功率也存在變化，還有底面和墻面對發(fā)射天線和接收天線的影響，則屏蔽效能的不確定度分量為：(1)校準過程中的連接及讀數(shù)重復(fù)性所引入的不確定度u1；(2)校準過程中信號發(fā)生器、功率放大器輸出電平穩(wěn)定度所引入的不確定度u2；(3)接收機的線性度所引入的不確定度u3；(4)校準過程中環(huán)境溫度的變化所引入的不確定度u4；(5)參考測量和實際測量過程之間發(fā)射天線相對接收天線距離誤差所引入的不確定度u5；(6)互耦：接收天線對墻面的鏡像所引入的不確定度u6；(7)互耦：接收天線對底面的鏡像所引入的不確定度u7；(8)互耦：發(fā)射天線對墻面的鏡像所引入的不確定度u8；(9)互耦：發(fā)射天線對底面的鏡像所引入的不確定度u9；(10)不同測試場地所引入的不確定度u10；C1.2不確定度評定C1.2.1校準過程中的連接及讀數(shù)重復(fù)性所引入的不確定度在相同測量程序、相同測試者、相同測量設(shè)備及被測物、相同距離條件下，在短時間內(nèi)重復(fù)測量，以符合測量重復(fù)性的要求。重復(fù)10次測量，屏蔽效能單位dB，表C.1屏蔽效能測量值測量次數(shù)屏蔽效能(dB)153.6259.5356.3455.9552.1654.3760.5853.9961.21058.3則這10次測量的平均值實驗標準差u1=S1==1.00dBC1.2.2校準過程中信號發(fā)生器、功率放大器輸出電平穩(wěn)定度所引入的不確定度由實驗數(shù)據(jù)得到，測量過程中信號發(fā)生器輸出電平穩(wěn)定度為0.05dB，設(shè)該值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布。k=標準不確定度u2=0.05/=0.029dBC1.2.3接收機線性度由頻譜分析儀指標說明書得到，線性度測量最大允許誤差±0.13dB，設(shè)該值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布k=，則標準不確定度u3=0.13/=0.075dBC1.2.4校準過程中環(huán)境溫度的變化假設(shè)校準過程中，實驗環(huán)境溫度偏差：±1oC，由文獻2.2第46頁溫度對結(jié)果的影響公式可得誤差半寬度為：(3)設(shè)測量值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布k=標準不確定度u4=C1.2.5參考測量和實際測量過程之間發(fā)射天線相對接收天線距離誤差所引入的不確定度(4)發(fā)射天線和接收天線之間間隔距離為0.6m，使用米尺測量發(fā)射天線和接收天線之間的距離，經(jīng)多次試驗數(shù)據(jù)得到，參考電平和屏蔽效能測量過程之間距離最大誤差為0.05m，相對于0.6m的相對誤差為8.33%，則，設(shè)該值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布，k=標準不確定度u5=0.72dB/=0.42dBC1.2.6參考測量和實際測量過程之間發(fā)射天線相對接收天線增益變化引入的誤差由實驗數(shù)據(jù)得到，參考測量和存在屏蔽體時測量過程之間，發(fā)射天線相對接收天線增益變化引入的誤差約為1dB，設(shè)該值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布，k=標準不確定度u6=1/=0.58dBC1.2.7參考測量和實際測量過程之間，測量線纜位置變化造成的電磁場變化引入的誤差由實驗數(shù)據(jù)得到，參考測量和存在屏蔽體時測量過程之間，測量線纜位置變化造成的電磁場變化引入的誤差約為1dB，設(shè)該值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布，k=標準不確定度u7=1/=0.58dBC1.2.8互耦：接收天線對墻面的鏡像所引入的不確定度接收天線對墻面的鏡像引起的誤差，由文獻2.2得到該值半寬為0.5dB，設(shè)該值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布，則標準不確定度u8=0.5/=0.29dBC1.2.9互耦：接收天線對底面的鏡像所引入的不確定度接收天線對底面的鏡像引起的誤差，由文獻2.2得到該值半寬為0.5dB，設(shè)該值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布，則標準不確定度u9=0.5/=0.29dBC1.2.10互耦：發(fā)射天線對墻面的鏡像所引入的不確定度發(fā)射天線對墻面的鏡像引起的誤差，由文獻2.2得到該值半寬為0.5dB，設(shè)該值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布，則標準不確定度u10=0.5/=0.29dBC1.2.11互耦：發(fā)射天線對底面的鏡像所引入的不確定度發(fā)射天線對底面的鏡像引起的誤差，由文獻2.2得到該值半寬為0.5dB，設(shè)該值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布，則標準不確定度u11=0.5/=0.29dBC1.2.12不同測試場地所引入的不確定度根據(jù)各種實驗和經(jīng)驗數(shù)據(jù)所得，u12=1.00dBC1.3不確定分量合成表C.2屏蔽效能測量不確定度分量綜合表Iuj不確定度來源Ai分布kiA類標準不確定度B類標準不確定度1u1校準過程中的連接及讀數(shù)重復(fù)性所引入的不確定度///1.00dB/2u2信號源:輸出電平穩(wěn)定度所引入的不確定度0.05dB均勻/0.029dB3u3接收機：線性度所引入的不確定度0.13dB//0.075dB4u4環(huán)境溫度所引入的不確定度0.10dB均勻/0.058dB5u5參考電平測量和屏蔽效能測量過程之間發(fā)射天線相對接收天線距離誤差所引入的不確定度8.33%均勻/0.42dB6u6參考測量和實際測量過程之間發(fā)射天線相對接收天線增益變化引入的誤差1dB均勻/0.58dB7u7參考測量和實際測量過程之間，測量線纜位置變化造成的電磁場變化引入的誤差1dB均勻/0.58dB8u8互耦：接收天線對墻面的鏡像所引入的不確定度0.5dB均勻/0.29dB9u9互耦：接收天線對地面的鏡像所引入的不確定度0.5dB均勻/0.29dB10u10互耦：發(fā)射天線對墻面的鏡像所引入的不確定度0.5dB均勻/0.29dB11u11互耦：發(fā)射天線對地面的鏡像所引入的不確定度0.5dB均勻/0.29dB12u12不同測試場地所引入的不確定度////1.00dB假設(shè)以上各不確定度分量獨立不相關(guān)，則合成標準不確定度dB擴展因子為k=2，則擴展不確定度U為：dBC2輸入端口電壓駐波比C2.1測量方法先用開路器、短路器和負載單端口校準網(wǎng)絡(luò)分析儀，然后用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量射頻屏蔽箱輸入端口電壓駐波比。C2.2不確定度來源(1)網(wǎng)絡(luò)分析儀S11的測量誤差引入的不確定度；(2)連接及讀數(shù)重復(fù)性所引入的不確定度；C2.3數(shù)學(xué)模型PDUT＝Pm,ref＋δPm,unc＋δPm,rep（5）式中PDUT被測量射頻信號發(fā)生器輸出功率電平的校準結(jié)果δPm,unc網(wǎng)絡(luò)分析儀S11的測量誤差引入的不確定度δPm,rep 連接及讀數(shù)重復(fù)性引入的不確定度C2.4不確定度各分量的評定C2.4.1網(wǎng)絡(luò)分析儀S11的測量誤差引入的不確定度被測射頻屏蔽箱輸入端電壓駐波比<5由公式VSWR=（1＋ρ）/（1－ρ）（6）根據(jù)不確定度傳播定律:u(y)=