電磁兼容場地與設備-GTEM小室1

1) GTEM小室概述

    作為替代戶外開闊場而建立的電波暗室，因其性能完善而獲得了廣泛的應用，但由于造價和必須配備的設備昂貴，阻礙了它向中小企業(yè)的發(fā)展。這里介紹的GETM小室又稱吉赫茲（GHz）橫電磁波室則是近十幾年才發(fā)展起來的新型電磁兼容測試設備，它的工作頻率范圍可以從直流至數(shù)GHz以上，內(nèi)部可用場區(qū)較大，尤其可貴的是小室本身與其配套設備的總價不算過于昂貴，能為大多數(shù)企業(yè)所接受。因此GTEM小室國內(nèi)取得了長足發(fā)展，成為企業(yè)對于外型尺寸不算太大的設備開展射頻輻射電磁場抗擾度試驗的優(yōu)選方案。

GTEM小室是根據(jù)同軸及非對稱矩形傳輸線原理設計而成的設備。為避免內(nèi)部電磁波的反射和諧振，GTEM小室在外形上被設計成尖錐形，其輸入端采用N型同軸接頭，隨后中心導體展平成為一塊扇形板，稱為芯板。在小室的芯板和底板之間形成矩形均勻場區(qū)。為了使球面波（嚴格地說，由N型接頭向GTEM小室傳播的是球面波，但由于所設計的張角很小，因而該球面波近似于平面波）從輸入端到負載端有良好的傳輸特性，芯板的終端因采用了分布式電阻匹配網(wǎng)絡，從而成為無反射終端。

    GTEM小室的端面還貼有吸波材料，用它對**頻率的電磁波作進一步吸收。因此在小室的芯板和底板之間產(chǎn)生了一個均勻場強的測試區(qū)域。試驗時，試品被置于測試區(qū)中，為了做到不因試品置入而過于影響場的均勻性，試品以不超過芯板和底板之間距離的1/3高度為宜。

2) GTEM小室工作原理與主要技術參數(shù)

GTEM小室中的電場強度與從N 型接頭輸入信號電壓V成正比，與芯板距底板垂直距離h成反比：

E=V/h

在50Ω匹配的系統(tǒng)里，芯板對底板的電壓與N 型接頭的信號輸入功率之間的關系滿足：

    如考慮實測值與理論值之間的差異，上式還應乘一個系數(shù)k，因此實際的電場強度是

    從上式可見，若在GTEM小室注入同樣的功率，芯板的位置距底板的距離越近（h值

越?。?，則可獲得較大的場強；若產(chǎn)生同相的場強，較大空間處（h 值越大）需要的輸入功率亦較大。

    上述結論表明，對于較小的試品，我們可以把試品放在GTEM 小室中比較靠前的位置，這樣用比較小的信號輸入功率，就可以得到足夠高的電場強度。注意，試品的高度不能超過選定位置芯板與底板間距的1/3。

3) GTEM小室在EMC測試中的應用

1）射頻輻射抗擾度測試

采用GTEM小室做射頻輻射抗擾度試驗的優(yōu)點：

① 用GTEM產(chǎn)生的電場強度要遠大于天線產(chǎn)生的場強，所以用比較小的射頻功率放大器可以產(chǎn)生很強的電場，使得整個測試系統(tǒng)的價格大大降低。這對尺寸不太大的設備來說，是一個非常好的射頻輻射電磁場抗擾度試驗方案。

② 由于用GTEM小室做射頻輻射抗擾度試驗不需要用天線，所以可方便地用于自動測試，大大減少了測試時間，也降低了對試驗人員的技術要求。

    GTEM小室的射頻輻射抗擾度試驗的系統(tǒng)圖見圖3-59所示，主要由信號源、功率放大器、場強探頭、場強監(jiān)視器、計算機測試軟件以及GTEM小室組成。

 GTEM小室射頻輻射抗擾度測試系統(tǒng)框圖

    當信號源經(jīng)過功率放大器后注入到GTEM小室的一端（通過N型同軸接頭），就能在芯板和底板之間形成一定的均勻電磁場，放置在EUT附近的場強探頭監(jiān)測此場強，再經(jīng)由計算機得到輸入功率值，直接調(diào)節(jié)信號源以求達到所需求的場強值。控制軟件調(diào)整信號源以一定的步長進行輻射場的頻率掃描。可以通過安裝在GTEM小室內(nèi)部的攝像頭觀察EUT在射頻電磁場照射下的運行情況。

    具體步驟：

① 將EUT及場強探頭置于GTEM小室內(nèi)；

② 連接信號源，通過功率放大器，在GTEM小室內(nèi)建立均勻電場；

③ 確定測試頻率范圍及調(diào)制方法和調(diào)制深度；

④ 調(diào)整信號源輸出電平；

⑤ 通過場強監(jiān)視器監(jiān)測GTEM小室的場強，使之達到所需的強度；

⑥ 重復③～⑤步驟，觀測確定被試品的電磁輻射敏感度。