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在EMC測(cè)試項(xiàng)目中使用的儀器，主要是作為EMI核心的接收機(jī)，以及EMS核心的信號(hào)源，依據(jù)GB/T 6113.101進(jìn)行這兩種核心儀器的校準(zhǔn)，不在本文討論范疇。本文討論信號(hào)源和接收機(jī)以外的EMC系統(tǒng)設(shè)備校準(zhǔn)，探討網(wǎng)絡(luò)分析儀應(yīng)用于EMC測(cè)試器具的校準(zhǔn)，包括天線、電纜及連接器、放大器、測(cè)試網(wǎng)絡(luò)、電流探頭和電壓探頭、場(chǎng)地校準(zhǔn)等。

天線校準(zhǔn)

EMC寬帶天線參數(shù)的校準(zhǔn)，依據(jù)GB/T 6113.104規(guī)范。依據(jù)規(guī)范的定義，天線系數(shù)AF(antenna factor)是指入射平面波電場(chǎng)強(qiáng)度與天線所連接的規(guī)定負(fù)載（典型值50Ω）上產(chǎn)生電壓的比值。

k = E(V/m) / U(V)

AF(dB/m) = 20lg(k)

E(dBμV/m) = U(dBμV) + AF(dB/m)

寬帶天線的天線系數(shù)需要在專業(yè)的天線計(jì)量校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)測(cè)量。通常先測(cè)量天線增益，然后計(jì)算天線系數(shù) k=9.73/(λ?√G) 。測(cè)試系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心，通過IEEE149中規(guī)定的測(cè)量方法校準(zhǔn)測(cè)量天線增益，進(jìn)而計(jì)算接收天線系數(shù)。

注意，天線送檢時(shí)需要跟計(jì)量校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)明確測(cè)試規(guī)范依據(jù)GB/T 6113.104，天線系數(shù)AF要求在天線規(guī)定參考點(diǎn)，最大增益方向上，入射平面波的條件。計(jì)量機(jī)構(gòu)給出的報(bào)告，應(yīng)標(biāo)明測(cè)量方法，即計(jì)算法或測(cè)量法，計(jì)算法需包括使用公式，測(cè)量法需要包括測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的溯源。

除了天線系數(shù)，其它天線參數(shù)，例如增益、極化方向性、駐波和阻抗，也要包含在計(jì)量機(jī)構(gòu)給出的報(bào)告中。

發(fā)射天線系數(shù)是EMS測(cè)試中特殊要求的指標(biāo)，通常采用三維場(chǎng)強(qiáng)探頭校準(zhǔn)，與網(wǎng)絡(luò)分析儀無(wú)關(guān)，不在本文討論范疇。

對(duì)于低于30MHz的天線，無(wú)法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)場(chǎng)平面波條件，因此，GB/T 6113.104規(guī)范僅測(cè)量此類天線的匹配網(wǎng)絡(luò)。此類天線的校準(zhǔn)可以由用戶完成：通過有校準(zhǔn)溯源的網(wǎng)絡(luò)分析儀，以及附屬測(cè)試裝置，完成校準(zhǔn)測(cè)試。

場(chǎng)地衰減校準(zhǔn)

EMC場(chǎng)地衰減，是指處于場(chǎng)地測(cè)試位置的兩個(gè)極化匹配的天線之間的最小場(chǎng)地插入損耗，其中一個(gè)天線高度固定，另一個(gè)天線在規(guī)定高度范圍內(nèi)升降。場(chǎng)地插入損耗，是指用一對(duì)收發(fā)天線替代信號(hào)源與接收機(jī)之間的直通，傳輸信號(hào)在該對(duì)天線之間的損耗。

通常采用歸一化衰減NSA校準(zhǔn)方法。

理論NSA是場(chǎng)地衰減減去相應(yīng)的天線系數(shù)，公式如下：

公式中fM是單位為MHz的頻率值，紅框中的部分是近場(chǎng)修正，對(duì)于大于等于10m法的場(chǎng)地，近場(chǎng)修正部分可省略。

NSA的校準(zhǔn)結(jié)果，是場(chǎng)地衰減偏差，公式如下：

GB/T 6113.104規(guī)范規(guī)定的NSA校準(zhǔn)方法使用的儀器是信號(hào)源+接收機(jī)，Vdirect是連接儀器的兩根電纜直通連接的接收機(jī)電平讀數(shù)，Vsite是電纜連接天線后接收機(jī)電平讀數(shù)?？梢杂镁W(wǎng)絡(luò)分析儀替代，首先兩根電纜直通連接做網(wǎng)絡(luò)分析儀直通校準(zhǔn)，電纜連接天線后測(cè)量S21即場(chǎng)地插損，接收天線在規(guī)定高度范圍內(nèi)升降，獲取S21的Maxhold數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)最小場(chǎng)地衰減值，再減去相應(yīng)天線系數(shù)，就獲得NSA校準(zhǔn)偏差值ΔAs，要求ΔAs在±4dB范圍內(nèi)。

信號(hào)通道路徑校準(zhǔn)

EMI測(cè)量通道，即接收通道校準(zhǔn)，本通道是天線或網(wǎng)絡(luò)輸出端到達(dá)接收機(jī)輸入端的路徑，測(cè)量其S11和S21：

在1GHz以下頻段，一般要求S11 VSWR<1.2，S21>-3dB且精確測(cè)量，S參數(shù)測(cè)量不確定度要求<0.1dB；在1GHz以上頻段，一般要求S11 VSWR<2，S21>-6dB且精確測(cè)量，S參數(shù)測(cè)量不確定度要求<0.2dB，S21插損不能過大的要求是因?yàn)榇瞬鍝p造成接收機(jī)系統(tǒng)靈敏度的惡化，因此，對(duì)于插損過大的通道，需要加前置放大器補(bǔ)償。

射頻通道校準(zhǔn)必須在EMC實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。VSWR滿足要求后，通道S21校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，在EMC測(cè)試報(bào)告中對(duì)讀數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，可以人工讀數(shù)補(bǔ)償，或者內(nèi)置于測(cè)試軟件中自動(dòng)補(bǔ)償。如果VSWR不滿足要求，需要檢查該通道的電纜和連接器的故障，重新連接或替換。

功放通道校準(zhǔn)

功率放大器通道，即EMS信號(hào)發(fā)射通道的校準(zhǔn)，也是測(cè)量通道的S11和S21，但是需要一個(gè)大功率衰減器，其頻率范圍覆蓋功放的頻率范圍，其功率承受能力大于功放輸出功率，其衰減量大于等于功放增益。

功放通道校準(zhǔn)測(cè)量之前，需要首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行UOSM校準(zhǔn)，上述衰減器作為未知直通U。網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)后，將衰減器連接在功放通道輸出端口，網(wǎng)絡(luò)分析儀端口1連接功放通道輸入口，端口2連接衰減器輸出口，測(cè)量S11和S21。一般要求S11 VSWR<1.5，S21根據(jù)功放增益指標(biāo)和電纜連接器插損而定。

阻抗匹配和耦合去耦網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)

用于電源傳導(dǎo)騷擾測(cè)量的人工電源網(wǎng)絡(luò)，需要依據(jù)GB/T 6113.102規(guī)范定期校準(zhǔn)。自動(dòng)校準(zhǔn)方法參見鏈接(EMC)人工電源網(wǎng)絡(luò)計(jì)量測(cè)試方法，阻抗校準(zhǔn)方法和注意事項(xiàng)參見鏈接人工電源網(wǎng)絡(luò)阻抗計(jì)量校準(zhǔn)。

用于信號(hào)線測(cè)量的不對(duì)稱人工網(wǎng)絡(luò)AAN，需要依據(jù)GB/T 6113.102規(guī)范定期校準(zhǔn)。AAN需要校準(zhǔn)測(cè)量的指標(biāo)：縱向轉(zhuǎn)換損耗LCL、阻抗、分壓系數(shù)、輔助設(shè)備AE與被測(cè)設(shè)備EUT之間的不對(duì)稱信號(hào)去耦衰減以及對(duì)稱信號(hào)的插損等。用網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)測(cè)量各項(xiàng)指標(biāo)，需要LCL探頭、匹配連接網(wǎng)絡(luò)等裝置進(jìn)行測(cè)試。

電流探頭校準(zhǔn)

GB/T 6113.102附錄B規(guī)定了電流探頭和注入電流鉗的指標(biāo)要求和校準(zhǔn)方法。主要測(cè)試指標(biāo)包括轉(zhuǎn)移導(dǎo)納和回波損耗，需要同軸適配器夾具進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試。

總結(jié)

EMC的系統(tǒng)校準(zhǔn)通常在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，使用網(wǎng)絡(luò)分析儀作為核心校準(zhǔn)設(shè)備，對(duì)鏈路和裝置的插損、增益、阻抗等進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)量。從事EMC測(cè)試的專業(yè)人員，往往缺乏網(wǎng)絡(luò)分析儀的相關(guān)知識(shí)，所以EMC系統(tǒng)校準(zhǔn)的整體方案很有必要，包括依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的自動(dòng)化軟件以及測(cè)試工裝夾具等輔助設(shè)備。