基于高性能开阔场的EMC天线测量系统研究

摘要

天线系数测量不确定度与其测试方法、测试人员素质、测试仪器及开阔实验场(OATS)性能等因素直接相关，EMC天线系数测量不确定度的评定结果直接影响电子产品辐射骚扰测试的准确性。因此本文主要专注于对天线系数测量不确定度及测试系统的研究。
　　首先，就目前而言，市场上并没有相应的商用EMC天线系数测试软件，因此本文结合中国计量科学研究院的实验场地及测试方法，研究开发了一套高效的EMC天线系数测试程序，简化测试操作，提高测试效率。
　　实现的功能有:天线塔速度的智能控制;数据采集、天线高度扫描、最大值保持、数据保存、文件命名的一键自动化测试;对测试数据的快速处理及分析;证书的快速生成等。
　　其次，本文以中国计量科学研究院昌平基地高性能开阔试验场为基础，针对目前国际通用天线校准方法-标准场地法(SSM)和参考天线法(RAM)，通过测试测量研究分析了以下因素对天线系数测量的影响及相应测量不确定度:
　　1、收发天线间距离误差
　　2、线缆损耗
　　3、阻抗失配
　　4、系统重复性
　　5、背景噪声
　　6、VNA
　　7、天线与地面耦合
　　8、天线间耦合
　　研究得出，采用标准场地法校准双锥天线的不确定度在0.7 dB左右，对数天线在0.9 dB左右;采用参考天线法校准双锥天线的不确定度在1.2 dB，复合天线在1.6 dB。另外通过对各因素对EMC天线测试影响的研究分析，提出了相应的改善措施，优化测试方法。
　　最后，本文采用矩量法，仿真分析了场地周围金属网、树木反射、天线塔反射、天线极化等因素对EMC天线测试的影响。由仿真结果可知，在30 MHz-100MHz内金属网的影响在0.05 dB，且金属网底边越窄越好;另外当极化角度误差小于5°时，其影响也在0.05 dB内;场地周围树木的影响在0.2 dB内;这些分析为场地性能优化及测试优化提供了理论依据。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 开阔试验场的发展及国内外研究现状

1．2．2 EMC天线系数测量的发展及国内外研究现状

1．2．3 天线系数测量不确定度评定研究现状

1．2．4 目前在开阔场进行天线校准时存在的问题

1．3 本文研究内容

2 EMC天线校准的基本方法及原理

2．1 标准场地法(SSM)

2．2 参考天线法(RAM)

2．3 单锥镜像法

2．4 测量自由空间天线系数的新方法

2．5 本章总结

3 基于开阔场的EMC天线测试系统程序设计

3．1 程序开发环境概述

3．2 系统总结构

3．3 测试主程序设计及实现

3．3．1 参数设置和校准模块

3．3．2 天线塔控制模块

3．3．3 数据的采集及保存

3．3．4 主程序的设计及实现

3．4 数据处理程序设计及实现

3．4．1 标准场地法数据处理程序设计

3．4．2 参考天线法数据处理程序设计

3．4．3 近场耦合修正与相位中心修正

3．5 本章总结

4 EMC天线系数测量不确定度评定研究

4．1 不确定度评定的数学模型

4．1．1 与场地衰减(SA)相关的测量不确定度的源

1．1．2 与天线系数(FA)相关的测量不确定度的源

4．2 与SA相关的测量不确定度研究

4．2．1 线缆损耗随温度变化引起的不确定度

4．2．2 天线间距离误差引起的不确定度

4．2．3 阻抗失配引起的不确定度

4．2．4 网络分析仪引起的不确定度

4．2．5 背景噪声引起的不确定度

4．2．6 系统重复性引起的不确定度

4．2．7 联合不确定度

4．3 由近场耦合引起的不确定度

4．4 三天线法测量天线系数的不确定度研究

4．5 参考天线法测量天线系数的不确定度研究

4．6 本章总结

5 特殊因素对EMC天线测量影响的仿真分析

5．1 场地周围金属网影响的仿真分析

5．2 场地周围树木反射的仿真分析及实际测量

5．3 天线塔反射影响的仿真分析

5．4 天线极化影响的仿真分析

5．5 本章总结

6 结论

参考文献

作者简历

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