范文一:电磁环境测试
电磁环境测试
本实例是在机场预设站址,判断是否适合建盲降系统。
盲降系统(仪表着陆系统):由机载航向、下滑、指点信标接收机和地面航向、下滑、指点信标发射机组成,它为飞机提供航向道、下滑道和距跑道着陆端的距离信息,用于复杂气象条件下,按仪表指示引导飞机进场着陆。 一、时间:连续24小时的测试 二、地点:实地确定(测试) 三、人物:省站监测人员 四、流程如下:
(一)测试前的数据准备工作:
1、预定工作参数:包括待测频段、频率间隔以及调制方式。 如:
2、测试标准:参考相关国标文件及GB/T14431-93《无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强》得相关信号强度值。
计算公式:最大允许干扰场强 = 最低信号场强(dB) - 对干扰的保护率 如:机场中的航向信标台:
3、测试仪器标准:参考GB6113-85《电磁干扰测量仪》,标明使用仪器的主要指
标(场强测量误差:?3dB,输入阻抗:50欧姆)。
4、测试点的地理参数:包括台址的经度(东经)、纬度(北纬)以及海拔高度。
测试地点地理坐标
(二)测试系统:
1、测试系统所需仪表:如接收机、天线、馈线
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2、根据仪表的测试范围进行相应的参数设置,同时记录系数,以待计算使用。
(三)场强计算:
公式:场强 E = Vi + K + Lc
参数含义: Vi是接收机射频输入口端电压, K是天线系数,Lc是电缆损耗
(四)测试结果分析:检测到的频点的占用度情况,以(%)记录,并给出相应
频段范围内的三维瀑布图。
(五)结论:即经过实地核实数据之后,给出电磁环境的评价。该预选站址,电
磁环境都较好。每个频段都有满足国标GB6346-86《航空无线电导航台电磁环境
要求》和GB/T14431-93《无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强》
要求的频段,适合建盲降系统。但是在指配频率时,应避开已占用的频率
例如:
108~117.975MHZ航向信标频段
频率 占用度
MHZ %
108.2750000 95.79 ———————————————————————————————————————————————
328.6MHZ~335.4MHZ下滑信标台频段
均未占用
电磁环境兼容测试的流程框架
要测试一个地方的电磁环境,必须了解该地方预设站址的目的。 电磁环境的测试:
流程如下:
(一)测试前的数据准备工作:
1、预定工作参数:包括待测频段、频率间隔以及调制方式。 待测频段:是指设站涉及到的频段。根据具体任务设置。
频率间隔:按照具体的业务规定确定。
调制方式:按载波的形式分为连续波调制和脉冲调制(模拟脉冲调制和数字式脉冲调制)
2、测试标准:参考相关国标文件及业务要求,计算出相关信号的强度值。如:
A、国标GB6346-86《航空无线电导航台电磁环境要求》
航空无线电导航是一个各种地面和机载无线电导航设备,向飞机提供准确、可靠的方位、距离和位置信息。来自非航空导航业务的各类无线电设备,高压输电线,电气化铁路(用电力机车作为牵引动力的铁路),对工业、科学和医疗设备等引起的有源干扰和导航台站周围地形地物的反射或再辐射,可能会对导航信息造成有害影响。为使航空无线电导航台站与周围电磁环境合理兼容,保证飞行安全,特制定的本标准。
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B、国标GB/T14431-93《无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强》规定了1400MHZ以下地面无线电业务的信号/干扰射频保护比和最小可用场强。
3、测量仪器标准:参考仪器的相关文件,如测量信号场强和干扰场强所用的仪器应符合国标GB6113-85《电磁干扰测量仪》的要求,然后要标明使用仪器的主要指标要求(场强测量误差:?3dB,输入阻抗:50欧姆)。 依据测试标准将测定的参数带入公式计算,得出在待测区域内各种电磁发射设备(比如各种导航台站和航空移动业务地面电台)对在覆盖区内的工科医设备干扰、调频广播干扰和其他各种有源干扰的最大允许场强。
计算公式:最大允许干扰场强 = 最低信号场强 - 对干扰的防护率
注:最低信号(最小可用)场强:当存在自然和人为噪声但没有来自其他发射机的干扰时,在规定的接收条件下为了达到希望的接收质量所必要的最低场强值。
防护率指保证受保护导航台设备正常工作的接收(点)天线处信号场强与同频道干扰场强最小比值,单位:dB(分贝))。
举例:机场中的航向信标台:
4、测试点的地理参数:
包括预设台址的经度、纬度以及海拔高度。
(二)测量仪器及场强计算:
1、测试系统所需仪表:如接收机、天线、馈线
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注:接收机和天线的型号有多种。天线有R&S HE309全向天线和R&S HL023A对数周期天线等, 接收机有R&S ESVN40接收机 和R7ESMB接收机等
它们的特性不一样。可根据需要配套组装成MMS车载监测系统或TMS搬移式监测系统等等
2、信号场强和干扰场强的测量是否均在地面进行。
3、根据仪表的测试范围进行相应的参数设置,同时记录系数,以待计算使用。
4、场强计算(,)
各种干扰源的干扰场强的测量,应按照有关国家标准所规定方法进行。 如:对于测量超短波的监测系统,有:
(1) 公式:场强 E = Vi + K ,
参数含义:E(dB?v/m):折算到天线口面的电场强度
K(dB/m):标准测试天线系数(固定值)
Vi(dB?v)是折算到天线口面的电平值
Vi=P-Gr+Lc+97
其中:P(dBm):频谱仪读数
Gr(dBi):测试天线增益(固定值) Lc是测试电缆损耗(dB) cc
(2)公式:场强 E = Vi + K + Lc
参数含义: Vi是接收机射频输入口端电压, K是天线系数,Lc是电缆损耗
(三)测量条件和步骤
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1(天线架设
不同的测试系统天线的架设不一样
如:极化方式不同(垂直极化和水平极化)
天线中心距地面的高度不同等等
比如:MMS车载监测系统的R&S HE309全向天线的架设靠近待建台的位置,采用垂直极化方式,天线中心距地面约6米;
而TMS搬移式监测系统的R&S HL023A对数周期天线,天线中心距地面约1.8米,采用水平极化方式,仰角0度,天线可以水平360度旋转。
2、中频带宽、扫描步长(或分辨带宽)与检波方式的设置
检波方式有平均值检波、峰值检波和准峰值检波
测量幅度调制和频率调制的连续波信号场强或干扰场强,应采用平均值检波;测量脉冲调制的信号场强或干扰场强,应采用准峰值检波或峰值检波。
3、测试时间安排及气候条件
进行相应的纪录。
4、测量数据的处理
将保存的相应测量数据,通过软件对测试数据进行分析统计,得出频率占用度。 注:频道(率)占用度:使用监测接收机或频谱分析仪对特定的信道进行测量,信号大于某一门限电平值的时间与总测量时间的百分比。
(四)测试结果分析
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列出每个频率范围内,各频率的占用情况,以(%)记录。
(五)结论:
即经过实地测试和理论的分析和计算,给出电磁环境的评价。判断每个频段是否符合国标要求和相关需要,在指配频率时,应避开已占用的频率,最后得出结论是否适合设置站。
对电磁环境评价的结论有:较好 一般 等等
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范文二:电磁环境测试报告格式样本
地球站站址电磁环境测试报告
二***年*月
*****网 *****站
建站单位:台站地址:测试: ************** 审核: ************** 批准: **************
电磁环境测试报告
************** ************** 测试单位(盖章)年 月 日
目 录
1.概述 2.预定工作参数 3.干扰电平标准 4.测试系统参数 5.测试 6.测试结果 7.结论 8.附图
1.概述
1.1地球站工作情况简述
该地球站是******站,主要用于******。 1.2测试任务与目的
本次测试的目的,就是全面测试预选站址的电磁环境,确定各类干扰源的干扰信号强度。根据国标GB13615-92《地球站电磁环境保护要求》和国家无委“建设卫星通信网和设置使用地球站暂行规定”的要求,分析地球站与各类无线电干扰源辐射的兼容性,选址是否符合技术要求,预选站址是否可行。作为建设单位上报站址和无委审批台站的技术依据。
2.预定工作参数
2.1 卫星参数
卫星名称 鑫诺1号
卫星标称规定经度 110.5 0 (东经) 下行工作载波中心频率 12.4162GHz 下行工作载波带宽 8640k Hz
下行工作载波EIRP : 35.5 dBW/该载波 下行损耗L f : 205.9 dB
2.2 地球站地理参数
地址: 北京 市
地理坐标: 东经: *** 度 18 分 24 秒 北纬: ** 度 55 分 19 秒 地面海拔高度: 35 米 天线距地面高度: 25 米 天际线仰角图(见附图表 1 ) 2.3 地球站技术参数
天线工作指向: 方位角 189 度,仰角 43.3 度 天线口径: 6.2 米 天线接收增益: 56 dBi
接收载波中心频率: 12.4162 G Hz 接收信号带宽: 8640 kHz 接收信号调制方式: QPSK 传输速率: 9257 kbit/s FEC: 3/4
接收系统等效噪声温度: 160 K
3.干扰电平标准
3.1 依据国标GB13615-92《地球站电磁环境保护要求》和“地球 站电磁环境测试的基本要求”,确定允许干扰电平: (1)允许C/I比计算:
取C/N=10dB ,C/I=25dB 。
(2)地球站接收机输入端有用信号(300KHz 带宽内)C (dBm ): EIRP下行工作载波-L f +G r ( 0 o ) -10 Log ( BW/RBW ) =35.5-205.9+56-10 Log ( 8640/300 ) = -129 dBW = -99 dBm
天线接收增益G r (?):?为偏轴角 。
(3)地球站接收机输入端允许干扰信号电平P I :
-124 (dBm )/ 300 KHz。 (4)偏离地球站主波束方向(水平方向),地球站天线口面处
在方位角?方向允许干扰电平P I 天线口面(?):
PI 天线口面(?)=P I -G r (立体去耦角0) =-124-(-10) =-114 dBm
4.测试系统参数
4.1测试设备参数满足GB13615-92要求。
天线类型: 标准喇叭
天线接收增益:G r = 20 dBi 天线噪声温度:T a = 150 K 馈线损耗:L 馈线= 2 dB
频谱仪灵敏度: -92 dBm / 300KHz LNA 增益:G L = 50 dB LNA 噪声温度:T L = 120 K
频谱分析仪型号: HP8593-E
测试系统方框图
4.2测试系统灵敏度
测试系统等效输入噪声功率P L 为:
PL = -119 dBm/ 300 (测试带宽)KHz
折算到频谱仪输入端热噪声功率:
PH = -71 dBm/ 300 KHz
相对带宽时频谱仪灵敏度比P H 高 21 dB。
4.3干扰电平容限P r 折合到频谱分析仪测量出的干扰电平P r 测(300 KHz 带宽内) 为
Pr +G LNA +G a -L 馈线-G r ( 43.3 o ) =P r +50+20-2-( -10) = -124+20+50-2+10 = -46 dBm
5.测试
在预定天线位置,按照测试系统方框图连接好测试设备,测试天线离楼顶高 1.5 米,加电和自校。按照工作参数设置频谱分析仪工作状态。一般情况下取VBW<=rbw>=rbw><=span 00。="">=span>
将测试天线置于0度仰角,在拟使用卫星的整个下行频段或拟租用转发器整
个带宽范围内,用与接收信号相同的极化从0 度开始顺时针旋转天线,直至旋转360度, 每到出现一个干扰源的最大点时停下来, 观察并记录频谱图. 5.2预定工作载波全方位水平干扰测试
在预定工作载波+/-20MHz范围内,重复上述测试,观察并记录频谱图. 5.3预定工作载波预定工作方位垂直干扰测试
在预定工作载波+/-20MHz范围内,在地球站预定工作方位+/-20度内,在+/-5度仰角(根据具体情况, 可加大仰角) 内,重复上述测试,找出每个干扰源的最大点, 观察并记录频谱图.
5.4最大干扰源方向干扰测试
选择干扰最大或离预定工作载波最近的干扰源,进行较长时间观察和重复测试, 观察并记录频谱图.
5.5改变天线馈源极化方式,重复上面的测试. 5.6选择不同时段重复上面的测试. 5.7测量天际角
用指南针和经纬仪(或罗盘仪) 测出并记录拟建地球站周围(0o 到360o 方位角) 的天际角.
6.测试结果
6.1干扰记录
时间: 2*** 年 * 月 * 日 天气: 晴朗 温度: 30 度
地点: ********
6.2干扰记录说明
7. 结论
(1)从测量结果(见附图)可以看出,频谱分析仪在12.411 ~ 12.421GHz 带宽内测量出的最大干扰电平读数位于-46 dBm 以下,也就是说,在该工作频段内,该站受到的干扰电平低于干扰允许电平。
(2)已知该地球站的工作方位角为189 0 ,仰角为43.3 0 ,在此方位角,天际角为3 0 ,比仰角小40.3 0 ,对电气性能不会有不良影响。
8.附图
(频谱图略)
范文三:基于的汽车电磁环境测试系统
仪器仪表与检测
基于VEE 的汽车电磁环境测试系统
潘远亮1 彭东林2 张兴红2 石永福1
摘要 为分析汽车电系电磁环境对汽车电子装置的干扰,研制了汽车电磁环境测试系统。该系统包括电磁环境实验台及测试子系统两部分。实验台部分包括汽车电系的主要电器元件,如发电机、点火系等,能够模拟汽车电系的各种主要干扰。测试子系统部分采用了基于VEE 的虚拟仪器技术,包含有信号测试及分析模块。实际使用证明,该系统除了能够真实测试汽车内的电磁环境的测试外,还可以用于汽车电子产品早期的开发测试工作。关键词:汽车 电磁干扰 实验台 VEE 测试系统
中图分类号:TP27 文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2005)07—0070—03
The detecting system of electromagnetic environment in automobile basing on VEE
Pan Yuanliang ,Peng Donglin ,Zhang Xinghong ,Shi Yongfu
Abstract
To anaiyze the interruption to the wiring in the eiectromagnetic environment of automobiie eiectronic system ,an intei-iigent detecting system is buiit. The system inciudes aii the main eiectronic devices in the automobiie ,such as the dynamotor ,the ignition system ,etc. And it aiso inciudes a detecting system. This detecting system is buiit basing on VEE. Besides detecting and anaiyzing the eiectromagnetic interferences ,the testing system can work as a testing tooi for the automobiie eiectronics prod-ucts. So this system can be wideiy used in automobiie eiectronics products deveioping and testing.
Key words :Automobile Electromagnetic interferences Experiment workbench VEE Testing system
随着车载电子装置越来越多,汽车电系的电磁环境将越来越恶劣。人们要增加电子装置的数量和功能,就必须研究它们所处的电磁环境。本文旨在分析车内电磁干扰源,以及研制模拟这种电磁环境的智能测试实验台。
2)供电系电磁干扰源。汽车供电系存在着电源异常电压,以及开关触点间隙火花放电等电磁干扰源。其中,影响最大的是电路瞬变过电压。在汽车运行中,如负载忽然减少或者完全无负载,会在发电机电枢绕组上产生正向瞬变过电压;或者当发电机励磁绕组电路忽然开路时,在励磁绕组上将产生衰减瞬变过电压。
3)触点放电干扰源。汽车电系分布有各种触点,如开关触点、继电器触点、整流子电动机的电刷与整流子间触点等。这些触点在开闭瞬间,都会产生程度不同的火花放电现象,产生0. 15~150MHz 的电磁辐射干扰。这种触点放电能量比火花塞电极放电能量小,但是由于其持续时间短,能量密度也可以达到造成危害的程度。
4)静电干扰。感性体摩擦产生静电,再由高压放电产生电磁干扰。如轮胎与地面摩擦,化纤地毯、乘客衣服和车体导线在运动中摩擦等都会产生静电,静电
参 考 文 献
1 刘健. 啮合原理. 大连:大连工学院出版社,1981
2 金嘉琦,李文龙,付景顺等. 大齿轮齿形在机测量原理与技
术. 机械传动,2002,(1)
3 李文龙,金嘉琦,何韶君等. 用齿条刃边测头在机测量大型
齿轮齿向误差. 工具技术,2003,(37)
作者通讯地址:1 东北大学机械工程与自动化学院(沈阳110004)
2 沈阳工业大学机械工程学院(沈阳110023)
收稿日期:20041208
1 汽车电系干扰源
对车载电子装置来说,来自车内的电磁干扰比来
自车外的电磁干扰对工作的可靠性影响要大得多。汽车电系内的几种主要干扰源及其表现形式如下。
1)点火系电磁干扰源。点火系是汽车内最强的电磁干扰源。汽车点火时,点火线圈的初级、次级线圈产生的电压很高,尤其是它的次级线圈,高达20kV ,对车载电子装置产生很强的传导干扰;同时,由于火花塞电极以脉冲方式强烈放电,对周围空间形成很强的电磁辐射。
当! =常数,即满足" 2=! tan #" #$" 的点位于同一条螺旋线上,对应的误差即为螺旋线总偏差。
3 结论
1)针对大齿轮误差测量的特殊性,运用直母线形成的原理来实现在机测量大齿轮误差并实现高精度测量。
2)通过测得廓面的直母线族误差,运用直母线误差分离模型可以分离出齿廓总偏差和螺旋线总偏差。70
现代制造工程2005(7)
仪器仪表与检测
有时高达几千伏,通过辐射进入电器中。
以上任何一种干扰源对于车载电子装置来说都是严重的,有些甚至是致命的干扰,它们轻则可能导致电子装置短期失效,影响汽车的正常运行;严重的甚至可能使电子芯片永久失效,对汽车运行带来严重影响,造成交通安全事故。
因此有必要对汽车内的电磁环境进行仔细的测试,分析其对车载电子装置的影响,以找到抗干扰的办法,提高电子装置的性能。基于上面的分析,本研究开发了一套汽车内电磁环境测试系统,该系统包括测试波电压U N 的峰值开始超过由VD l ~VD 6所组成的主(7V )。当发电机转速整流器输出直流电压U B 的一半
达到5000r /min 时,这一电压的峰值可以达到l6V 左右。有效地利用中性点处的三次谐波电压,可以使发电机的功率提高l0%~l5%。因此为了有效地模拟汽车内发电机的工作状况,切实地分析发电机对汽车内电系的影响,实验台中发电机的最大转速应该大于6000r /min 。
在本实验台中,采用了变频器控制电动机,然后由电动机来驱动汽车发电机。电动机的功率为l. 5kW ,实验台及测试子系统两部分。
2 智能测试系统实验台
模拟汽车电系环境的智能实验台如图l 所示。
图l 测试实验台构造原理
本实验台集成了汽车内的大部分电器,如仪表盘、组合开关、前、后灯光、发电机、启动电动机、点火系组件,以及所有的继电器等。所有这些都是采用国产桑塔纳轿车原型的实物,这些电器装置都按照该型汽车标准电器线路安装而成。同时,由于本实验台只是模拟汽车电气环境,所以没有使用汽车发动机系统、传动系统等一些与汽车电磁环境无直接关系的部件。本实验台中,采用了交流电动机驱动发电机以模拟实际工况下汽车电系中发电机的状态。本节下面着重介绍系统中的发电机系统及点火系统。2. l 发电机系统
汽车发电机是汽车电系环境中重要的一环,在汽车运行时,它为汽车电器提供电能,并对汽车蓄电池充电。因此为了最大限度地模拟汽车内的电磁环境,此测试系统中包含了汽车发电机,它的输出电压按照汽车标准线路接入汽车电路。实验台采用的发电机是整体式交流发电机,型号为JFZlSl3Z ,它的额定转速为6000r /min ,额定电流为90A 。
根据交流发电机理论,定子三相绕组不仅产生相位互差2! /3的三相交流输出电势,
还同时产生相位相同的三次谐波电势,三次谐波电势的频率是发电机输出电势的三倍,幅值随着发电机转速I 的增加而增大。发电机的转速超过2000~3000r /min 时,三次谐
现代制造工程!""#($)
完全能够满足发电机的需求。汽车发电机的最大转速可以达到l0000r /min ,足以模拟汽车发电机的实际转速。2. 2 点火系
点火系是构成汽车电磁环境的最主要的干扰源,因此尽量逼真地模拟汽车点火系,以了解它的干扰形成机理、表现形式,及干扰的主要成分,以分析它对汽车上其他的电子装置可能造成的损害,以及应该采取的措施等。
桑塔纳轿车采用了霍尔式电子点火系统,汽车点火系由分电器、点火控制器、高能点火线圈、火花塞和蓄电池等组成。本实验台没有发动机系,点火系的火花塞就直接暴露于空气中,这样的布置使得它对这个测试系统造成的干扰更加严重。这一方面造成了实验台与实际汽车电磁环境的偏差,比实际的更加恶劣,增加了抗干扰工作的难度;另一方面也提高了对研制的汽车电子装置的抗干扰能力的要求,增加了这些电子装置的可靠性。
实验台将测试汽车点火系对汽车在启动、加速、怠速等运行状态下对汽车电系的影响,如电源电压的稳定、浪涌的表现形式及其他特性等,以及汽车点火产生的高压脉冲、高频辐射对汽车内其他电器的干扰等。在汽车的运行中,其点火系的点火频率随着汽车发动机转速的不同而变化,而发动机转速与发电机的转速有一定的联系。在本测试系统中,控制系统根据发电机转速传感器的输出,根据专门设计的算法,以输出脉冲的方式控制点火系中的点火控制器的运行。因此本实验台将发电机的转速与点火系的点火频率联系在一起,以模拟汽车的实际运行情况,这样更有利于准确地仿真汽车电系的电磁环境。
3 测试子系统
3. l 虚拟仪器原理
测试子系统采用了虚拟仪器技术。根据虚拟仪器
7l
仪器仪表与检测
原理,系统由传感器、信号调理模块、数据采集模块,以及分析、显示模块组成。具体的原理如图2所示。
信号$
数据采集和调理
$分析$显示
由无线电干扰引起的,这与前面的关于汽车内的电磁干扰分析相吻合。这说明本系统能够准确地模拟、测试及分析汽车的各种电磁干扰。
图2 虚拟仪器的构成元素
在本系统中采用了VEE 虚拟仪器软件来进行系统的开发。VEE 是由美国安捷伦公司(Agilent )推出的软件平台。VEE 是为测试程序开发者提供的一种高效、简便易用的图形编程环境。它直观地简化了开图4 背景噪声FFT 变换
发测试系统需要的工作,可以完成连接仪器、测试、分析结果并生成报表等工作,所有这些都是在一个开放的、标准的、友好的图形编程环境中实现的。它的功能强大而灵活,可以广泛应用于自动测量系统、工业过程自动化、实时监控、实验室系统仿真等各个领域。3. 2 测试子系统
本测试系统由传感器、Agilent 54622D 示波器、计算机组成。其中Agilent 54622D 数字示波器是由Agi-lent 公司生产的数字示波器,它具有两个模拟通道,16个数字通道,它的采样频率能够达到200MbpS ,也就是说它能够测试的信号的最高频率能够达到100MHZ 。另外,该示波器有海量存储的特点,在单通道的情况下,它能够采集最大8M 字节的数据,这为详细分析对象提供了很好的基础。同时,该示波器还有数字通信接口,分别为GPIB ,RS232,通过这些接口,它能够很好地与上级计算机进行数据传输,以便将采集到的数字信号传输到计算机进行进一步的信号分析。
测试系统的控制界面如图3所示。从图中可以看出,测试子系统除了能够对信号进行实时显示外,还能够进行FFT 分析、功率谱密度分析等频域分析。所有的这些分析方法都是针对汽车电磁环境特点为本系统专门设计。
图3 测试系统控制界面
图4、图5所示是利用本系统对汽车内电磁环境的背景噪声进行的测试分析。图中包括了对背景噪声的FFT 分析及功率谱密度分析。可以看出,在汽车内的背景噪声中包含有窄带干扰信号。这些信号通常是72
图5 背景噪声功率谱变换
4 结语
通过上述的措施,保证了本实验台的稳定可靠。试验使用证明,该实验台操作方便,控制部分输出稳定可靠,完全能够达到设计的指标。实验台能够准确模拟汽车电系环境的各种电磁干扰。同时该测试系统也可以用于汽车电子产品的早期开发测试工作,为进行汽车电子装置的开发打好基础,节约开发成本,加快开发的进度。
参 考 文 献
1 上海大众汽车有限公司. 中国轿车丛书———上海桑塔纳[M ]. 北京:北京理工大学出版社,1998
2 戴焯. 汽车电系电磁干扰源. 武汉工业大学学报,1999,(8)3 Myke Predko. PIcmicro 微控制器编程与自主开发[M ]. 北
京:电子工业出版社,2001
作者简介:潘远亮,博士研究生。研究方向:汽车电子。
彭东林,教授,博士,博士生导师,研究方向:机械传动计算机辅助测试技术与仪器、汽车电子等。
张兴红,副教授,研究方向:机械传动计算机辅助测试技
术与仪器。
石永福,硕士研究生。研究方向:机械电子。
作者通讯地址:1 重庆大学机械传动国家重点实验室(重庆
400044)
2 重庆工业学院电子工程系(重庆400050)
收稿日期:20041210
现代制造工程!""#($)
范文四:基站环境电磁辐射测试、
通信基站辐射测试
2011年日本核泄漏, 造成了大家谈核色变, 同时关于辐射的话题也越来越受大家关注, 和我们生活相关的辐射是以电磁辐射居多, 平时最关心的是通信基站的辐射, 以及高压电力 线产生的电磁场。前几天给深圳某朋友家做了一次测量,写出来供大家参考。
测试仪器介绍
仪器使用的是德国安诺尼(国测电子)公司生产的 HF-60105电磁辐射分析仪, HF-60105符合电磁辐射监测仪器和方法相关规定。频率范围:1MHZ-9.4GHZ ,可以用来评估环境电 磁辐射、职业卫生电磁辐射、工作场所电磁辐射等。
测试
查看测试环境:测量环境比较复杂,天线比较多。天线具有一定的方向行, 有些天线发射免 是背对着阳台,有一个天线发射是对着阳台
把天线连接仪器,仪器天线对向通信基站发射的天线,使用热键(或着设置)设置的相关参
数。首次测试不知道通信基站天线的频率范围,多测试几次找出最大的辐射值即可。
通信基站天线离阳台很近
测量结果 2.39V/m,国家相关参考标准为 12V/m, 军标为 10.6V/m
评估:
测量结果:2.39V/m,按照我们国家相关国标的参考水平是符合标准,但是测量数值偏高, 建议做电磁辐射的防护,把电磁辐射值降到最低。
参考:
GB8702-88标准给出的参考水平 12V/m
GJB5313-2004标准参考水平 10.6V/m
范文五:电磁环境和电磁兼容(EMC电磁兼容测试的重要性)
电磁环境与电磁兼容测试
摘要:本文介绍电磁兼容的技术涵盖。重点介绍干扰频谱分布、有意电磁干扰(IEMI)、自然电磁干扰和电磁脉冲等几个重要技术分支。特别是有意电磁干扰研究的重要性,以及国际上最新的技术发展。
一、序言
随着科学技术的发展,人类生活质量日益提高。信息化、自动化快速地进入普通家庭、家庭使用的电子、电气设备愈来愈多,导致电磁环境日益恶化。所谓电磁环境(ElectromagneticEnvironment),就是指在传输媒质是泛指种类传输线、缆和空间传输媒质。电磁场或电信号包括各种类型的电信号、电磁波。频率从接近直流、低频直到微波、毫米波、亚毫米波;信号的形式各种各样,有脉冲式的,也有连结波。有的还被各种调制方式所调制。这些电磁波和电信号是由成千上万,甚至几百万信号源所产生的。辐射源的类型多,而且复杂多变。信号密度可以超过每秒百万脉冲。这些电磁信号,可以对人类的身体直接产生影响,产生所谓电磁波生物效应。也可以对各种电器、电子设备的工作产生影响,使其工作性能降低,甚至破坏其正常工作。
二、电磁干扰的频谱分布(EMC电磁兼容测试内容)
信息化社会的电磁环境异常复杂,EMC电磁兼容测试而且愈来愈复杂。电磁干扰分布在整个电磁波频谱。如果按最常见的干扰的频谱来划分,则可粗略分为以下几个频段:
1.工频干扰:频率50~60Hz左右,主要是输、配电系统以及电力牵引系统所产生的电磁场辐射;
2.甚低频干扰:30KHz以下的干扰辐射、雷电、核爆炸以及地震所产生的电磁脉冲,其能量主要分布在这一频段;
3.长波信号干扰:频率范围10KHz~300KHz。包括高压直流输电谐波干扰、交流输电谐波干扰及交流电气铁道的谐波干扰等;
4.射频、视频干扰:频谱在300KHz~300MHz。工业医疗设备(ISM)、输电线电晕放电、高压设备和电力牵引系统的火花放电以及内燃机、电动机、家用电器、照明电器等都在此范围;
5.微波干扰:频率从300MHz~300GHz,包括高频、超高频、极高频干扰;
6.核电磁脉冲干扰:频率由KHz直到接近直流,范围很宽。
三、有意电磁干扰(IntentionalElectromagneticInterference,IEMI)
近年来,出现有意电磁干扰(IEMI)这个名词。它指的是恐怖分子、犯罪分子,以及黑客为破坏电子和电器设备的正常运行而释放的各类电磁干扰。黑客的活动和可能有些不同,但是造成的后果是一样的。最近,科技界非常重视研究和评估有意电磁干扰对人类生活的威胁。
1999年2月,在苏黎世EMC电磁兼容测试会议上,举行了一次关于IEMI的专题研讨会。大家同意将IEMI定义为:为了恐怖和犯罪的目的,恶意的制造电磁能量,对电器和电子系统和设备产生噪声和信号,因而扰乱、中断、或者破坏这些系统和设备。在这个定义中没有明确提及黑客,但在在大多数国家,为了商业利益而对“娱乐”系统的攻击,都是非法的。
IEMI的威胁是确实存在的。恐怖活动对世界的威胁正在增加,IEMI是一种新的恐怖手段。可以隐蔽的、穿过许多物理障碍(如墙壁、国界等)实施攻击。我国的卫星电视广播几次受到干扰、插播,就是属于IEMI。
四、IEMI的一般特性
从信号类型来看,电磁环境的电磁干扰可以分为有两大类,一是宽频带的,一是窄频带的。从能量传输的方式来看,也有两种方式,一是辐射式的,另外一种是传导型的。窄频带攻击信号波形差不多是单一频率(一般相对于中心频率的频带宽度小于1),在一定的时间(一般是微秒的量级)间隔内辐射。最有可能受到影响的设备频率大致在0.3~3GHz之间。当然,在这个频率范围之外的设备工作性能也可以遭到影响,特别是有谐振的系统。这类电磁辐射也可能有调制。一般称这种辐射为大功率微波辐射(HPM)。这个名词也包括微波以外的辐射。
宽频带发射一般是时域上的脉冲,并且是重复式的。宽带辐射的能量分布在一个很宽广的频带上。例如,超带宽脉冲(UWB),一般上升时间为0.1纳秒,下降时间在1纳秒左右。因此能量分布在一个非常宽广的频谱上。
窄频带干扰信号的能量集中在单一的频率,很容易产生出每米几百千伏的场强。可以对设备造成永久性的破坏。相反,宽带电磁干扰的能量分布在各个频率,所以场强相对较弱。正是因为它的能量分布在许多频率上,对一个系统来说,许多频率都可能受到影响,而且这种干扰多半是重复式的,持续几秒钟,甚至上几分钟,增加了设备受害的可能性。
以上的干扰,和电磁兼容所处理的其他干扰一样,可以通过辐射方式进入电子设备,也可以通过导线和电缆进入设备。对于辐射干扰,似乎是高于100MHz的频率的EMC电磁兼容测试辐射最受到人们的关注。这种辐射很容易穿透没有设防的墙壁,进入建筑物内部,耦合到机器设备。而且这个频段的天线可以做的很小。按照IEC标准61000-4-3所做的测试表明,一般的商用设备,在场强3~10V/m(80MHz~2.5GHz)时,就很容易受到影响。当然,设备的程式不同,受干扰的程度也不一样。
对于宽频带辐射的EMC电磁兼容测试内容中,IEC使用静电放电测试(61000-4-2),在静电放电的电弧附近,产生高达1KV/m的峰值电场。这个峰值的上升时间为0.7纳秒,下降时间约为30纳秒。这样可以模拟电磁干扰辐射的情况。
五、自然产生的电磁干扰
原则上说,所有的电器、电子设备都可能产生电磁干扰。但是有的严重,有的比较微弱。一些主要的产生电磁干扰信号的设备和装置大致如下。
1.输电线电晕杂波。关于输电线的已有许多实测数据,基于这些数据,可以求得计算电晕杂波的实用公式。然而关于这种杂波的发生机理、发射及传播特性还不完全清楚,在这方面的理论仍需继续探讨。
2.汽车杂波。汽车杂波是产生甚高频(VHF)至特高频(UHF)频段城市杂波的主要原因。根据其强度和特性的测定结果,也可采取相应措施,使广播和电视的质量基本不受影响。但最近由于电子设备用于汽车控制,移动通信设备的广泛应用,这个问题又被重新提出。斯坦福研究所(SRI)对点火系统发射杂波的主要部件-点火栓、配电器接点等进行了改进,使处于30MHz~500MHz频段的杂波降低了13~20分贝。此外还有人求出6引擎发动机各点火栓的脉冲杂波振幅分布。对配电器的情况,若电极间隙从0.27mm~2.39mm,则杂波可下降10分贝。若在负荷电极上增加银接点,或用多发合金覆盖,也可降低杂波。点火系统以外的汽车电装置也能发出杂波,其特性正在测试研究中。
3.接触杂波。大体可分为接触器自身杂波及导体开合时放电而引起的杂波。继电器和电机触点、整流子电刷间的开合所产生的放电杂波在人为杂波中占相当大的比例。
4.电气机车杂波。电气机车运行时,导电、弓架与触线间的放电也是人为杂波的根源之一。如果导电弓架的电流通路用滤波材料包围起来并采用一些辅助措施,可将杂波降低20分贝,但至今尚未找到防止杂波的绝对有效的方法。
5.工业科学医疗用射频设备(ISM)杂波。ISM设备是把50Hz交流通过射频振荡变为射频的变频装置、用于工业感应和电介质加热、医疗电热法和外科手术工具以及超声波发生器、微波炉等。虽然ISM设备本身有屏蔽,但有缝隙、孔油、管线进出和接地不良等,仍将有电磁场泄漏形成干扰。
6.城市杂波。由于城市杂波与社会活动有密切的关系,它总是随时代而变化。在日本每年都定期进行城市杂波EMC电磁兼容测试。欧美也有不少学者专家收集杂波EMC电磁兼容测试数据。我国这一工作也已开始。城市杂波的根源、程度及特性等均在随时变化,其测试方法及统计处理的方法都还有待进一步探讨。
7.其他。以上主要介绍了几种人为杂波的现状及存在的问题。此外,如静电放电、无线电台的异常动作有时也很有害。况且几乎所有机器设备的电源线上都有瞬变产生的各种杂波混合波在传播着,这样就会引起机器的误动作。随着数字电路的普遍采用,问题就更加严重。另外,还发现有不明原因的干扰存在。食品工业的自动化锅炉点火器的微动开关也有接触不良的情况,因此也很有必要加速研究以探明产生这些杂波的原因。
六、核电磁脉冲
核爆炸时大家都知道有三大效应:冲击波、热辐射(光辐射)和放射性沾染。实际上核武器还有第四种效应-电磁脉冲(ElectromagneticPulse),简称EMP。如果让氢弹在大气层外的高空爆炸,由于没有空气,就不产生冲击波,也不生成热辐射,而放射性尘屑又随距离的平方而减弱,再经大气层吸收,所以到达地面时已很微弱,对人无害。然而在100公里以上的高空进行核爆,可在几百万平方公里的地域上产生很强的电磁脉冲(50~100kV/m)。目前美、俄等国正在研制中的第三代核武器之一就是核电磁脉冲弹。这里就突出了核爆炸的电磁脉冲效应。如果说一般的核武器以电磁脉冲形式释放的能量仅占核弹总释放能量的3/1010至3/105,而核电磁脉冲弹则可将此值提高到40。EMP的后果是破坏电气及电子设备而毫不伤害人,正好与中子弹相反。EMP可使敌方指挥、控制、通信和情报(Command,Control,Communication&Intelligence,简写为C3I)系统遭到破坏瘫痪、电力网断路、金属管线及地下电缆通信网等都受到影响,而陷入无电源、无通信、无计算机的三无世界。正由于不杀伤人,这就使核武器“常规化”,从而更增加了核战争的危险性。
七、小结
由于80年代以来,电子设备发生了根本性的变化,集成电路取代了晶体管,这就使抗毁(高压大电流击穿烧坏)能力大大下降。集成电路的电流为晶体管的千分之一,为电子管的百万分之一乃至千分之一。核电磁脉冲已成为电子设备的致使威胁。微电子技术水平愈高,电子设备的抗毁能力就愈差。无怪乎现在俄罗斯某些军用飞机,无线电台还采用超小型电子管而不用晶体管和集成电路。有很多国家野战电台还是用分立元件装配。
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