汽车组件的EMI抗扰性测试

图1 辐射干扰测试装置

加在EUT上的场分布也要尽可能均匀，并且具有良好控制。测试时的场可能会影响屏蔽室的规格，因此天线不能离EUT太近，方向性也不能太强，避免产生的场只集中于EUT的某一个区域。天线和EUT距离过近还会导致二者互感增大，进而影响了天线上所加信号的控制难度。被测对象的尺寸越大，这一要求就越难满足。另外，根据公式P=(E*r)2/30W(当天线具备单元增益时)，天线离EUT越远，达到某个场强时需要的功率就越大。

注意，该公式给出的是场强和距离的平方率关系，即当某个特定距离上的场强从10V/m增大到20V/m时，需要的功率是原来的4倍，或者说当场强从10V/m增大到20V/m时，在特定功率下，距离只有原来的四分之一。EUT位置处的场强透过一个各向同性的宽频场感应器来测量，各向同性是为了保证感应器对方向不感应，而宽频则是确保它在不同频率下均能得到正确的测量值。

1.1.2 TEM单元法
根据ISO 11452-3和SAE J1113/24中的规定，横电磁波（TEM）单元只是一段传输线，在其一端馈入一定的RF功率，并在另一端接一个负载阻抗。随着电磁波在传输线中的传播，导体间就建立起一个电磁场。TEM描述的是在这类单元的作用区域内产生的占主导地位的电磁场。当传输线长度给定时，在一定的区域内，场强均匀，且易测量或运算。EUT就放置在作用区域内。

TEM单元一般以箱体形式存在，里面有一个隔离面，所以箱体的墙面作为传输线的一端，隔离面(或称隔膜，septum)作为另一端。TEM单元的几何构造对传输线的特性阻抗有决定性的影响。因为箱体是封闭的（除了很小的泄漏以外），单元外没有电磁场，因此这种单元可以不加外屏蔽应用于任何环境。

TEM单元的主要缺点是其存在频率上限，这一上限频率与其实体尺寸成反比(见表1)。当频率高于此上限时，其内部电磁场的结构中开始出现高次模，场的均匀性，尤其是确切尺寸决定的谐振频率处的场均匀性，也开始变差。TEM单元能够测量的最大EUT尺寸受其内部可用的场强均匀区域体积的限制，因此最大EUT尺寸和该单元可测的最高频率之间有着直接关系。TEM单元的最低测量频率可到DC，这也是它与辐射天线测量法的不同之处。

表1 TEM单元法的频率上限

1.1.3 带状线法和三平面法
这两种方法与TEM单元法有本质的区别。TEM单元法是一个封闭型测量方法，而带状线法和三平面法所采用的测试装置则是开放式传输线。也就是说，在采用这两种方法时，最大场虽然位于平面之间，但仍有能量辐射到外部，因此必须在一间屏蔽室内进行测试。ISO 11452-5和SAE J1113/23中都对带状线测试有所描述，而三平面测试只在SAE J1113/25中提到。

在带状线测试中，被测组件模块只暴露连接它与相关设备的电缆装置，并不暴露在平面间的最大场强。带状线平面作为传输线的源导体，其下放置1.5m长的电缆装置，测试的参考地平面则作为另一端导体。带状线产生的场会在电缆装置中感应出纵向电流，然后进入EUT耦合。因此，带状线测试几乎算是辐射场测试和传导测试这两种方法的混合。

三平面测试装置中，一个主动内导体夹在两个外平面中间，产生可通过运算得到的阻抗。被测模块放置于一个外平面和中心导体之间，中心导体的另一面是置空。由于整个测试的结构是对称的，因此可在这一面与EUT呈镜像位置的地方放置一个场强探针。

和TEM单元测试一样，带状线测试和三平面测试装置均有一个受其尺寸限制的频率上限。在等于或高于由该尺寸决定的谐振频率时，就会产生不受控制的电磁场高次模。这三种方法相对于辐射天线法的优势就在于，采用这三种方法时，只需要适当的功率就能够产生比辐射天线法大得多的场强，因为场强等于导体平面之间的电压除以它们之间的距离。

1.2 传导干扰测试
第二类测试方法叫做传导干扰测试，是直接将RF干扰施加在电缆装置中，取代了在被测模块放置之处施加电磁场。随着RF电流在电路结构(例如一块印刷电路板PCB)中传输，组件模块与外部装置的连接处就会产生一个电流，在电子线路中造成干扰。尽管这种方法与辐射场测试法得出的结果类似，但二者之间没有任何等同之处，因此这两种方法常用于进行完整测试，有时两种测试的频率范围还有重叠。

传导干扰测试最常采用的两种耦合方法，一是需要注入一个可控制其大小的干扰电流的电流注入法(bulk current injection，BCI)，二是注入一个可控制其大小的功率的直接注入法。

1.2.1 电流注入法(BCI)
采用BCI法时，将一个电流注入探针放在连接被测件的电缆装置之上，然后向该探针加入RF干扰。此时，探针作为第一电流变换器，而电缆装置作为第二电流变换器，因此，RF电流先在电缆装置中以共模方式流过，即电流在装置的所有导体上以同样的方式流通，然后再进入EUT的连接端口。

真正流过的电流由电流注入处装置的共模阻抗决定，在低频的情况下，这几乎完全由EUT和电缆装置另一端所连接的相关设备对地的阻抗决定。一旦电缆长度达到四分之一波长，阻抗的变化就十分重要，并且会降低测试的可重复性。