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整车及零部件辐射发射试验成果

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:辐射发射测试的干扰信号不是在实际连线上传播,而是通过空间传播。用于整车辐射发射测试的开阔场试验场应是一个在以车辆与测量天线之间的中点为圆心、最小半径为15m的圆形区域内没有电磁波反射物的空旷场地。ALSE测量法 ALSE采用1m法进行零部件辐射发射测试,试验布置如图6-58所示。EUT应在典型负载和在整车内的其他条件下工作,以便能得到最大的发射。

整车及零部件辐射发射试验成果

辐射发射测试的干扰信号不是在实际连线上传播,而是通过空间传播。这类测试通常的典型频率分布在10kHz~2.5GHz,车辆测量频率范围宽,磁场测试的频率常常低至25Hz;而对于在微波段工作的被测设备,测试频率又常常要高至40GHz。

1.整车辐射发射测试

CISPR 12和GB14023—2011《车辆、船和由内燃机驱动的装置 无线电骚扰特性、限值和测量方法》,规定了由内燃机、电或混合动力驱动的车辆的发射限值,用于对居住环境中使用的广播接收机在150kHz~2500MHz范围内提供保护。

用于整车辐射发射测试的开阔场试验场应是一个在以车辆与测量天线之间的中点为圆心、最小半径为15m的圆形区域内没有电磁波反射物的空旷场地。测量设备、测量棚或装有测量设备的车辆可置于试验场内,但只能处在图6-53用阴影线标示的允许区域内。

应在车辆的左右两侧进行测量,如图6-54和图6-55所示。进行测量时,所有和动力系统一起直接接通的电气设备,都尽可能工作在典型工作状态,发动机处于正常工作温度。对仅装有内燃机的车辆,每次测量时发动机应按表6-4的规定运转。测量峰值和准峰值时,发动机的转速相同。

对于装有驱动电动机的车辆,每次测量时按下述规定运转:

1)车辆在空载的底盘测功机或非导电车轴上,以40km/h的恒速驱动。如果车速低于40km/h,则以最大车速驱动。

2)仅用峰值检波器进行测量。

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图6-53 车辆的测量场地(开阔试验场)

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图6-54 测量辐射骚扰的天线位置——垂直极化

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图6-55 测量辐射骚扰的天线位置——水平极化

表6-4 内燃机运转速度

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如果在车辆干燥时或雨停10min后进行测量时,应采用图6-56或图6-57所示的限值。如果在下雨或雨停10min内进行测量,则所测得的电平低于图6-56或图6-57所示限值至少10dB,才能满足标准要求。

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图6-56 天线距离为10m的骚扰限值(峰值和准峰值检波器)

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图6-57 天线距离为10m的骚扰限值(平均值检波器)

2.零部件辐射发射测试

CISPR25:2008和GB18655—2010《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》,用于车载电气零部件骚扰的测试,包括辐射发射测试和传导发射测试。标准中的限值用于保护车载接收机,使其免受同车内的零部件/模块产生的骚扰。测试场地分为两种:电波暗室(ALSE)和横电波小室(TEM)。

(1)ALSE测量法 ALSE采用1m法进行零部件辐射发射测试,试验布置(双锥天线)如图6-58所示。CISPR25和GB 18655—2010测试频率范围为0.15MHz~2.5GHz,包括广播频带(150kHz~108MHz)和移动通信业务(26MHz~2500Hz),这些频段包含了现有大部分无线通信和接收设备的使用频带,如收音机电视机、移动电话、对讲机等。整车厂商的测试标准频率范围更宽,因此针对不同的频段,应选用相应的测试天线。1m垂直单极天线用于0.15~30MHz,双锥天线用于30~200MHz,对数周期天线用于200MHz~1GHz,喇叭天线或对数周期天线用于1000~2500MHz。

车载电气零部件辐射干扰时,推荐辐射噪声应不超过表6-5和表6-6中峰值和平均值或准峰值和平均值的数值,以获得在整车上可接收的无线电接收效果。

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图6-58 零部件辐射发射测试试验布置图(双锥天线)

1—EUT 2—试验线束 3—负载模拟器 4—供给电源 5—人工网络(AN) 6—带有接地平板的测试平台 7—低相对电常数材料支撑 8—双锥天线 9—双屏蔽同轴电缆 10—壁板接收器 11—测量接收机 12—吸波材料 13—模拟及监测系统

表6-5 辐射骚扰准峰值或峰值极限-ALSE

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(续)

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表6-6 辐射骚扰平均值限值-ALSE

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(续)

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图6-59 TEM小室

1—外屏蔽体 2—隔板(内部导体) 3—出入口 4—插接器板 5—同轴插接器 6—EUT 7—低相对介电常数材料支撑 8—人工线束

(2)TEM小室测量法 TEM小室(图6-59)类似于电波屏蔽暗室,可用于零部件辐射窄带发射测量,适用于150kHz~200MHz频率范围内的汽车电气系统的实验。TEM小室隔板的功能类似于接收天线,TEM小室应有一个插接器板,并尽可能靠近插接器(图6-60)。所有从EUT引出的电源和信号引线直接与线束连接(如引线支架)。插接器板上不用的插头应封住,以免外泄射频干扰。电源线正极通过AN直接与插接器板连接。EUT与TEM小室地板不允许直接连接来实现接地,应通过插接器板来实现接地。EUT和插接器板之间的电回路应尽可能不受EUT插接器系统的影响。EUT应在典型负载和在整车内的其他条件下工作,以便能得到最大的发射。正电源线在经过TEM小室输入处应有射频滤波器。AN应直接连到TEM小室并且采用屏蔽处理,以便负电源线可通过插接器板接地。

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图6-60 TEM小室中引线至插接器板的布置实例

1—EUT 2—低相对介电常数材料支撑 3—印制电路板式线束 4—插接器 5—同轴插接器 6—插接器板(选装) 7—TEM小室墙壁 8—射频同轴电缆

采用TME小室法测量零部件辐射骚扰时,某些骚扰源是连续发射体,因此应比周期型或短时型工作的骚扰源有更严格的限值,辐射电磁能的限值可以随骚扰源及其布置(车内天线和电子设备之间的耦合)的不同而不同。推荐的零部件辐射骚扰限值如表6-7和表6-8所示。

表6-7 辐射骚扰准峰值或峰值限值-TEM小室

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表6-8 辐射骚扰平均值限值-TEM小室

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(3)车载天线接收到的发射的测量——整车测试法 整车测试法规定了在频率为150kHz~2500MHz的范围内,通过车上天线传输线到无线电接收机处的最大允许骚扰电压。由于骚扰能通过车内的线束耦合到车上的接收天线,当车上的骚扰产生时,为保证车内的无线电正常接收,应抑制机动车和零部件上的无线电骚扰,以便其上的无线电接收机能收到正常的无线电信号。

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图6-61 汽车辐射发射试验布置实例

1—测量仪器 2—ALSE 3—隔板插接器 4—天线 5—被测车辆 6—吸波材料 7—天线同轴电缆 8—高质量双层屏蔽同轴电缆 9—车载接收机外壳 10—阻抗匹配单元(需要时) 11—改进同轴“T”插接器 12—调幅广播波段地隔离网络(需要时)

为确定各个骚扰源或骚扰系统的骚扰特性,应使各骚扰源分别处于正常工作状态。以天线插接器接地端为基准,在接收机天线同轴电缆末端进行骚扰电压测量。天线插接器应在车载无线电接收机外壳处接地。无线电接收机外壳使用专用线束在车辆车身处接地。建议使用高质量双层屏蔽电缆连接测量接收机并用铁氧体环套在电缆上抑制表面电流。用同轴多头插接器与屏蔽室外的测量接收机连接,如图6-61和图6-62(采用单极天线的后视图和俯视图)所示。

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图6-62 AM/FM频段设备噪声测量整车试验实例

1—测量仪器 2—ALSE 3—隔板插接器 4—同轴电缆阻抗电阻器 5—放大器EUT 7—天线同轴电缆 8—高质量双层屏蔽同轴电缆 10—阻抗匹配单元(需要时) 11—车载接收机外壳上的短插接器 12—车载接收机外 (注:此图来自标准GB/T 18655—2010,其中,部件6代表天线放大器电源插头,9代表外部12V蓄电池,均在图上未有体现,故未在图上标出)

为了使车辆中使用的典型的无线电接收机能够收到无线电信号,在天线电缆末端的骚扰电压不应超过表6-9所示的数值。由于使用不同的接收机或电磁骚扰传播的耦合方式不同,限值可以更改,且由车辆制造商进行说明。

表6-9 骚扰限值—整车

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(续)

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①LW:长波,MW:中波,SW:短波(调幅,AM)。

VHF:甚高频,UHF:超高频(调频FM)。

DAB:数字音频广播,TV:电视,DTTV:数字地面电视广播。

RKE:遥控钥匙,GPS:全球定位系统;GSM:全球移动通信系统。

3G:第三代移动通信。

②此模拟量信号服务中,对于短时骚扰(如,短时骚扰PK(或QPK)限值=PK(或QPK)限值+6dB),峰值和平均值可以放宽6dB。

③仅模拟信号TV。

④本限值不如模拟量的限值严厉,仅用在模拟量TV不再适用的情况下。

⑤用在GPS L1民用频段的带宽和频率步长分别是9kHz和5kHz,不同于30MHz以上服务所规定的带宽和步长。

⑥RKE的限值被定义在一个较广的频段内。如需对RKE系统中一些敏感的工作频率附近的平均值限值进行修正,则应在试验计划中注明。

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