无线电骚扰和抗扰度测量设备和
测量方法规范
第1-5部分:无线电骚扰和抗扰度
测量设备 30 MHz~1000 MHz
天线校准用试验场地
1 范围
GB/T 6113的本部分为基础标准,规定了用于进行天线校准的试验场地的要求以及试验天线的特性、校准场地的确认程序和场地符合性判定准则;并进一步在资料性附录中给出了校准场地的要求、试验天线的考虑以及天线和场地衰减理论的有关信息。
GB/T 6113.101和GB/T 6113.104给出了测量设备的规范,GB/Z 6113.401给出了有关不确定度的更详尽的信息和背景资料,这有助于对天线的校准过程进行不确定度的评估。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T 6113的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。
GB 4343.1--2003电磁兼容 家用电器、电动工具和类似器具的要求 第1部分:发射(CISPR 14-1:2000+A1:2001,IDT)
16-1-1:2006,IDT)GB/T 6113.104—2008 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-4部分:无线电骚扰和抗扰度测量设备 辅助设备 辐射骚扰(CISPR 16-1-4:2005,IDT)
GB/Z 6113.401--2007无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第4-1部分:不确定度、统计方法和限值建模 标准化的EMC试验不确定度(CISPR 16-4-1/TR:2005,IDT)
GB/T 6113. 402--2006无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第4-2部分:不确定度、统计方法和限值建模 测量设备和设施的不确定度(CISPR 16-4-2:2003,IDT)
GB/T 4365--2003 电工术语 电磁兼容(IEC 60050(161):1990,IDT)
计量学基本术语和通用术语国际词汇,ISO,日内瓦,第2版,1993
3 术语和定义
GB/T 4365--2003中的术语和定义及下列术语和定义适用于本部分。
3.1
校准用试验场地 calibration test site;CALTS
具有金属接地平面、严格规定了水平极化和垂直极化电场的场地衰减性能的开阔试验场地。
CALTS用于确定天线在自由空间中的天线系数。
CALTS的场地衰减测量用来与符合性试验场地的相应的场地衰减测量作比较,以评价符合性试验用试验场地的性能。
3.2
符合性试验用试验场地 compliance test site;COMTS
为与符合性限值相比较,保证受试设备骚扰场强测量结果有效且可重复的环境。
3.3
天线 antenna
发射或接受系统中设计用来以特定方式发射或接收电磁波的部分。
注1:在本部分的上下文中,平衡-不平衡转换器是天线的一部分。
注2:也可见术语3.8“线天线”。
3.4
平衡-不平衡转换器 balun
用于传输线或装置之间从平衡到不平衡或不平衡到平衡转换的无源电气网络。
3.5
自由空间谐振偶极子 free-space-resonant dipole
由两根相同长度的共线直导体构成的线天线,两根导体端对端放置,由一小间隙分隔。每根导体的长度近似为四分之一波长,从而使得当偶极子处于自由空间时,在特定的频率上,其间隙两端测得的线天线的输出阻抗为纯实数。
注1:在本部分的上下文中,与平衡—不平衡转换器相连的线天线也称为“试验天线”。
注2:该线天线也被称为“调谐偶极子”。
3.6
场地衰减 site attenuation
试验场地上两个规定位置之间的场地衰减指的是当信号发生器的输出与接收机的输入之间的直接电气连接被放在规定位置上的发射天线和接收天线所代替时,通过两端口网络测量得到的插入损耗。
3.7
试验天线 wire antenna
自由空间谐振偶极子和特定的平衡-不平衡转换器的组合。
注:仅用于GB/T 6113的本部分。
3.8
线天线 wire antenna
由一根或多根金属导线或金属杆构成的用于发射或接收电磁波的特定结构。
注:线天线不包含平衡-不平衡转换器。
4 30MHz~1000MHz频率范围天线校准用试验场地的规范和确认程序
GB/T 6113.104第5章规定了30MHz~1000 MHz无线电骚扰场强测量用的试验场地要求,这种试验场地可能不适合用作天线校准。本章规定了30MHz~1000 MHz频率范围在导电且平坦的金属平面上用于天线校准的试验场地的要求和确认程序。完全满足这些要求的试验场地也可用作GB/T 6113.104中5.6规定的可选择的确认程序中用来比较的参考试验场地。
4.1概述
在这里被称为CALTS、适合用来进行天线校准的试验场地是一个可以获得天线在自由空间中的天线系数的合适环境。在反射平面上仅使用水平极化来进行天线的校准是最方便的。4.3至4.6规定了CALTS的特性、可计算的试验天线的特性以及CALTS的验证(确认)程序和性能(判定)准则。4.5
给出的CALTS确认程序要求使用的4.4条所规定的可计算的偶极子天线,这样就有可能将理论上预测的场地衰减与CALTS性能的测量值相比较。CALTS的确认报告中的条目归纳在4.7中。附录A给出了如何建造一个符合4.6条规定的确认准则的CALTS指南。
为了使CALTS能作为依据GB/T 6113.104第5章进行试验场地确认的参考试验场地(REF—SITE),还需要作一些补充规定。4.7给出了这样的场地特性和性能判定准则。在GB/T 6113.104第5章中规定的用于判定是否符合辐射发射限值的试验场地在这里被称为符合性试验场地(COMTS)。可通过将COMTS相应的场地衰减测量值(优先)与GB/T 6113.104第5章给出的场地衰减理论值或者与REFSITE使用相同的测量配置和设备(天线、电缆、信号发生器、接收机等)时的场地衰减测量值相比较的方法来对COMTS进行确认。
本部分的资料性附录包含了CALTS的规范和在CALTS确认程序中使用的可计算的自由空间谐振偶极子(调谐偶极子)的特性,同时也给出了场地衰减的理论计算模型、数值计算例子和确认程序实施一览表。
4.2 天线校准用试验场地(CALTS)规范
4.2.1 概述
CALTS由以下主要部分构成:
—导电性良好的平坦金属面(反射面);
—包围反射面的电磁无障碍空间。
此外,还需要以下辅助设备:
—CALTS确认过程或天线校准过程中两个架设天线的天线塔;
一与这些天线相连的电缆;
一测量设备,如RF信号发生器和测量接收机。
4.2.2条给出了CALTS的规范性要求,而附录A包含了许多资料性的内容,例如,如何构建和进行CALTS选址,使得CALTS大都能满足其确认准则。
4.2.2 CALTS规范
为了校准天线,CALTS应符合4.5.3条给出的符合性判定准则,即:
a) 在固定的天线高度处的场地衰减;
b) 在所有频率上对应场地衰减最大时的天线高度,在该高度上天线应被校准。
注1:在CALTS的确认过程中使用的设备也应满足相应的规范要求(见4.3和4.4)。
注2:CALTS的确认报告(4.6)要包含如何保持其符合性要求的信息,以使得CALTS在实际使用过程中被认为是符合要求的。
4.3 试验天线规范
4.3.1 概述
为了进行场地确认过程中所需要的场地衰减理论值SAC的(数值)计算,还需要对天线进行精确建模。因此,试验天线应为具有规定性能的与平衡一不平衡转换器相连的自由空间谐振偶极子。4.3.2中给出了试验天线的规范。附录B给出了一个试验天线的构造例子。
试验天线由平衡一不平衡转换器和两根共线导线(导体)构成,每根导线具有直径Dwe和长度Lwe。这两根导线与平衡-不平衡转换器处的两个馈电端(见图1中的A和B)相连,两个馈电端之间的间隙宽度为Wg。天线顶端到顶端的长度La由La=2Lwe+Wg给出。试验天线的中心位于两根共线导线中心线上的间隙的中间。
平衡一不平衡转换器具有不平衡的输入/输出(发射/接收天线)端口和在两个馈电端A和B处的平衡端口。例如,在图1中,平衡一不平衡转换器的用途被示意性地表示为平衡/不平衡变换器。
4.3.2 规范性要求
4.3.2.1 试验天线应具有相同长度Lwe的振子,振子能与平衡一不平衡转换器断开使得平衡一不平衡转换器的参数能够得到确认,并能把场地衰减测量中使用的两个天线的平衡一不平衡转换器连接头连接在一起。
/2的线天线的顶端到顶端的长度La(f,Dwe)由馈电端在自由空间中、规定频率上的输入阻抗的虚部的绝对值小于1 的条件来决定。注1:如果振子具有固定的直径,并且Dwe<<La,那么,La(f,Dwe)能够从C.l.1中的(C.2)式计算出来。如果直径不是常数,例如,当使用拉杆天线时,那么La (f)只能用数值方法计算,见C.2.2。
注2:当使用拉杆天线时,可伸缩的导线应以这样的方式来调谐,即首先要使用具有最大直径的导线(见图2),然后应采用数值计算方法来计算。
在30 MHz~80 MHz的测试频率上使用固定长度 的偶极子的情况目前仍在考虑当中。
注:试验天线的中心在两根振子中心线上的间隙的中间。
图1 试验天线的示意图
a)正确 b)不正确
图2 长度为Lwe的可伸缩振子的调整
4.3.2.3 无论哪个值更小,馈电端的间隙应满足Wg≤15 mm或Wg≤0.03 min,取两者中较小的。
其中, ;
fmax—所用试验天线的最高频率; c0—电磁波在真空中的速度。
4.3.2.4 如果实际线天线顶端到顶端的长度La (f)落在该天线规定长度La (f)的△La之内(见表2),那么当馈电端间隙的宽度符合4.3.2.3时,可以认为该长度是有效的。
4.3.2.5 平衡一不平衡转换器的平衡端口应做到:
a) 当不平衡端口端接由外电路(天线馈电电缆)引入阻抗Ze时,具有特定最大电压驻波比(VSWR)条件下的特定阻抗ZAB,见表2;
b) 当两个馈电端与平衡一不平衡转换器参考点之间均端接阻抗ZAB/2时,所具有的相对于平衡一不平衡转换器参考点的幅度平衡优于△Ab(dB),见表2;
c) 当两个馈电端与平衡一不平衡转换器参考点之间均端接阻抗ZAB/2时,其相位平衡达到180°士△ b°(见表2)。
注1:通过平衡—不平衡转换器连接器,能够在三个平衡—不平衡转换器端口处进行RF测量。
注2:平衡端口阻抗ZAB是图1中的馈电端A和B之间的阻抗,该阻抗的首选值是ZAB=100 (实部)。
注3:由外电路引入的阻抗Ze一般为50 ,这是首选值。
注4:幅度和相位的平衡要求保证了在馈电端A和B处相对于平衡-不平衡转换器参考点而言的信号幅度足以相等,而相位相反,当平衡端口满足这些要求时,在不平衡端口端接阻抗Ze的条件下,两个馈电端之间的隔离度大于26 dB。
注5:实际使用当中,应调整平衡—不平衡转换器的元件的方向使得提供最小共极化反射面给线天线。
注6:平衡—不平衡转换器的元件是电气屏蔽的,因此,它们的(寄生)特性不受周围环境的影响。平衡—不平衡转换器的参考点和输出/输入端口的接地端与该屏蔽层相连。
4.3.2.6 确定4.3.2.5中要求的平衡一不平衡转换器的特性可能取决于S参数的测量,也可能部分取决于注入测量。
注1:当由信号发生器和接收机测量的平衡—不平衡转换器的整套S参数和平衡一不平衡转换器表现出来的端口阻抗已知时,假设平衡—不平衡转换器的特性合并入SAC的计算中,4.4.4.2和4.4.4.4中的平衡—不平衡转换器的点对点连接可被电缆和电缆之间的连接所取代。
注2:S参数和注入测量在附录B中描述。
4.3.2.7 如果在CALTS的确认过程中使用的试验天线和测量设备的阻抗ZAB和/或Ze分别不同于首选值100 和50 ,那么确认报告中应注明这一点(4.6)。
4.4 天线校准用试验场地确认程序
4.4.1 概述
在天线校准试验场地的确认程序中,需要将测量得到的场地衰减SAm和理论计算得到的场地衰减SAC进行比较。这样才能检验CALTS是否能够充分地满足SA计算中所假设的条件,也就是:
a) 平面非常平坦,并且无限大;
b) 平面反射系数的绝对值r=1;
c) 平面上反射的水平极化EM波与入射波之间的相位差 = (单位:弧度);
d) 辅助设备和平板周围的环境的影响可以忽略不计。
为了检验这些特性,要求进行两组测量:
1) 特性a)、b)和d)可以在固定天线高度(见4.4.4)进行SA测量的同时进行验证,然后将SA的测量值与计算值进行比较。
2) 特性a)、c)和d)可以在一个试验天线进行高度扫描以寻找最大SA的同时进行验证,然后将测量得到最大值与计算得到的相应高度上的理论值进行比较(见4.4.5)。
另外,后一组特性还可以在进行扫频测量程序的同时进行确认(见4.4.6)。
下面用士△X来代表参数X在确认程序中的最大允差。允差的值在表2中给出。
4.4.2 测试配置
4.4.2.1 试验天线的中心、天线升降杆和天线的同轴电缆需要放置在与反射平板垂直的平面上,并且位于反射平板的中心位置。
注:“试验天线中心”的规定见4.3.1。
4.4.2.2 共线的导线振子需要始终与反射平面(天线为水平极化方向)平行放置,并且垂直于4.4.2.1中提到的(垂直)平面。
注:所使用的相对较长的导线振子可能会下垂,因此会影响测量结果。可以通过物理的办法把导线振子支撑起来或通过在理论场地衰减计算时予以考虑来消除这种影响。(见4.4.4.3和4.5.3.1)。
4.4.2.3 两副试验天线中心之间的水平距离是 (见表2)。
4.4.2.4 发射天线中心距离反射平面的高度是 (见表2)。
4.4.2.5 接收天线中心距离反射平面的高度应当可以在hr士△hr之间进行调节,具体值见表1和表2;并且应当可以按照4.4.5中的要求,在1O m≤hr≤4.0m的高度范围内进行扫描。
4.4.2.6 连接发射和接收天线的平衡一不平衡转换器的同轴电缆的走向要保持与导线振子垂直且平行于反射平面至少走线1 m。之后,电缆垂落到反射平面上,然后(最好)继续在反射平面下面穿行,或在反射平面上面垂直于导线振子布置,直至到达反射平面的边沿。为了避免共模耦合,建议在连接平衡一不平衡转换器的同轴电缆上安装铁氧体。
注1:电缆应该具有低传输阻抗特性,以避免感应产生的电缆表面电流影响测量结果。
注2:当电缆的一部分在反射平面下走线时,在电缆穿过反射平面处,必须将电缆的外层与反射平面进行360°搭接。
4.4.2.7 射频信号发生器和射频信号接收机的放置位置不能高于反射平板,除非将它们放置在距离发射平板20 m以外的位置上。
4.4.2.8 在整个场地衰减测量过程中,必须保证射频信号发生器的输出频率准确、输出电平稳定不变。见4.4.4.5。
注:在测量程序中,有可能需要先对射频信号发生器和射频信号接收机进行预热(通常按照设备制造商给出的预热时间进行预热),以确保这些设备在整个测量过程中能够保持长时间的稳定。
4.4.2.9 射频信号接收机必须经过校准,以确保在至少50 dB的动态范围内保持线性。接收机线性度的不确定度表示为△Ar(见4.5.2.2)。接收机线性度的不确定度的合理值一般为0.2dB。
注:如果线性动态范围小于50dB,那么可以用替代法:使用一个4.4.4.7中描述的经过校准的精密衰减器。
4.4.3 测试频率和接收天线的高度
4.4.3.1 按照4.2.2,4.4.4所描述的确认方法应至少在表1规定的频率和接收天线中心距接地平面固定高度hr上进行。
注1:如果还想关注CALTS中间频率的性能,那么可以通过使用A.2.2中给出的扫频测量方法进行测量。
注2:对于高品质因数响应必须要格外注意,特别是频率高于300MHz时。在这种情况下,必须要在规定的频率和相应的高度上进行扫频测量。
4.4.3.2 除了4.4.4中给出的确认方法外,还应该按照4.4.5中给出的(三接收)天线高度扫描测量法,或者4.4.6中给出的(三次)频率扫描测量法进行测量。
a) 当采用接收天线高度扫描法测量时,必须在测试频率fS为300 MHz、600 MHz和900 MHz时进行测量,并依照不同的频率调谐试验天线。
b)当采用频率扫描测量法时,测量必须在{2.65m,300MHz),{1.30m,600MHz)和{1.70 m,900 MHz)这三组频率和相应的接收天线高度上进行,并依照不同的频率来调谐试验天线。
表1 SA测量时的规定频率和接收天线所在的固定高度
(在这里ht=2 m, d= 10 m (见4.4.2.3和4.4.2.4))
频率/MHz |
hr/m |
频率/MHz |
hr/m |
频率/MHz |
hr/m |
30 |
4.00 |
90 |
4.00 |
300 |
1.50 |
35 |
4.00 |
100 |
4.00 |
400 |
1.20 |
40 |
4.00 |
120 |
4.00 |
500 |
2.30 |
45 |
4.00 |
140 |
2.00 |
600 |
2.00 |
50 |
4.00 |
160 |
2.00 |
700 |
1.70 |
60 |
4.00 |
180 |
2.00 |
800 |
1.50 |
70 |
4.00 |
200 |
2.00 |
900 |
1.30 |
80 |
4.00 |
250 |
1.50 |
1000 |
1.20 |
4.4.3.3 如果有窄带噪声,例如广播发射机产生的信号,对4.4.3.1和4.4.3.2中规定的频率处的精确测量产生了影响,那么可以选择距离规定测试频率尽量近的其他频率进行测量。
如果偏离了给定的频率,那么应在确认报告中加以说明(见4.6)。
4.4.3.4 为发射天线提供信号的射频信号发生器的频率必须要调整到表1或4.4.3.2所规定的频率的△f范围内(见表2)。
4.4.4 场地衰减测量法
本条给出了在规定频率确定场地衰减测量值SAm(见4.5.3.1)的测量方法的3个步骤。所谓场地衰减是指发射天线馈入端(图3和图4的A和B)和接收天线的馈入端(图3和图4的C和D)之间的SA。
注:如果能够得到平衡—不平衡转换器的所有S参数值(见4.3.2.6),且在SA的理论计算中包含了平衡—不平衡转换器的特性参数后,那么只考虑两个电缆与平衡—不平衡转换器接口处的SA也是可能的。在后面的描述中,会在注释中给出这种方法,而且用这种方法会更合适。
图3 Ur1(f)或Ur2(f)的测定
图4 在规定位置上带有线天线的Us(f)的测定
4.4.4.1 测量步骤1:在某一规定频率f处,测定参考电压为Ur1(f)。该电压可以给出射频信号发生器输出端口和发射线天线馈入端之间的信号衰减,同样的,也可以给出接收线天线馈入端和接收机输入端口之间的信号衰减。
Ur1(f)的测定如后所述(见图3)。先将试验天线的天线杆与平衡一不平衡转换器之间断开,然后将两个平衡一不平衡转换器尽量短的进行头对头的连接(见后面的注4),对接距离最好小于 /10, 在4.3.2.3中定义。
设置射频信号发生器的输出电平,使接收机的读数至少比接收机的噪声高60 dB(见后面的注2)。将接收机读数记为Ur1(f)。
注1: 测量中所发射电平值不能超出当地允许的发射值。
注2: 在本条中,假定射频接收机符合4.4.2.9的要求。如果射频接收机符合4.4.2.9中注释的条件,那么应使用4.4.4.7中给出的方法。
注3: 可以通过减小接收机的带宽来降低接收机的噪声。但是,如果射频信号发生器和射频信号接收机之间没有如跟踪源和频谱分析仪之间的频率锁定关系,那么接收机的带宽必须保持足够宽度,以防止射频信号发生器的信号可能发生频率偏移,从而影响测量结果。
注4: 如果按4.4.4的注中给出的方法,那么要将所有发射和接收天线断开,将它们的电缆相互连接,来测定4.4.4.4中的Ur1(f)或Ur2(f)。
4.4.4.2 在特定频率下,保持4.4.4.1中使用的射频信号发生器的幅度设置在整个测量过程中不变。在4.4.4.3和4.4.4.4中也同样要保持不变。
4.4.4.3 测量步骤2:将两个平衡—不平衡转换器相互断开,将天线杆安装在各自的平衡——不平衡转换器上(见图4),然后调整天线杆的长度到规定的长度La (f)。将试验天线安装在4.4.2和4.4.3规定的位置上。其他设备的测试设置按照4.4.4.1进行。同时见4.4.4.2和4.4.4.5的注。
在特定测试频率f和规定天线位置处,记录接收机的读数US(f)。
4.4.4.4 测量步骤3:在同一个特定频率处,重复进行参考电压测量(见4.4.4.1)。该电压值记录为Ur2(f)。
4.4.4.5 如果用对数单位表示的Ur1(f)与Ur2(f)之差大于0.2dB,那就需要对测试布置的稳定性进行改进,然后重复测量步骤1、测量步骤2和测量步骤3。
注:产生不稳定的原因有可能是温度影响了同轴电缆的衰减,特别是当它们直接暴露在阳光下时。
4.4.4.6 测量得到的场地衰减SAm(f)由下式计算得到:
式中Ura(f)是Ur1(f)和Ur2(f)的平均值。
注:如果在进行低频30MHz、35MHZ和40MHz测量时,没有对试验天线杆采取任何避免其下垂的措施,那么就可能需要对测量得到的场地衰减SAm进行修正(见4.5.3.1)。
4.4.4.7 如果射频信号接收机的动态范围不符合4.4.2.9的要求,那么可用下面的办法来替代。这种方法需要平衡—不平衡转换器的所有S参数,并会在计算理论SA的时候用到这些参数。
a) 按照4.4.4.3,测定并记录接收机的读数US(f)。
b) 用经过校准的精密衰减器替代试验天线,然后分别连接天线电缆到该衰减器的两端。调节衰减器插入损耗至Ai1(f),以使得按照程序a)测定的US(f)值可以在接收机上重现。记录Ai1(f)和其相关的测量不确定度△Ai(f)。
c) 为了验证能否到达4.4.2.8给出的测试设置稳定性要求,在等待(大约)按照程序a)记录US(f)和步骤b)记录Ai1(f)所需的时间后,重复步骤b)测定Ai2(f)。如果Ai2(f)与Ai1(f)相差0.2 dB以上,那么需要对测试设置的稳定性进行改进,然后重复步骤a)、b)和c)。
d) 如果测试设置足够稳定,那么测量得到的场地衰减按下式给出:
………(2)
式中Aia(f)为Ai1(f)与Ai2(f)以线性单位计算得到的平均值。
4.4.5 天线高度扫描测量法
本条给出了三天线高度扫描测量法。此方法需要测定场地衰减值呈锐最大值时的接收天线高度hr max(见4.4.3.2和4.5.3.2)。“锐最大值”是由接收天线处收到的直射波与非直射波(即来自反射平面的反射波)接近全部相消产生的。
4.4.5.1 按照4.4.3.2的a)给定的频率fS,并按照4.4.2给出的测试设置,将接收试验天线(调谐到fS频率处)从hr=l.0m处升到hr max (fS)处,对应SA的第一个锐最大值处,也就是接收机读到的第一个锐最小值处。
注:不必关心接收机读到的最小值的具体数值。此时接收机的读数仅是为了寻找hr max (fS)。
4.4.5.2 测量hr max (fS)的高度并记录其对应的不确定度△hr max (fS)。
注: 测量得到的hr max (fS)可能与4.4.3.2的b)中给出的hrs(fS)并不相等,这是因为hr max (fS)还取决于实际试验天线的特性。
4.4.6 频率扫描测量法
本条给出了三次扫描频率测量方法,该方法用于测定场地衰减为锐最大值时的频率fmax,见4.4.3.2的b)和4.5.3.3。锐最大值是由接收天线处收到的直射波与非直射波(即来自反射平面的反射波)接近全部相消产生的。
4.4.6.1 在固定的接收试验天线高度,即4.4.3.2的b)中给出的hrs(fS)处,按照4.4.3.2的b)中给出fS调谐试验天线,并进行测试设置,射频信号发生器的扫描起始频率要低于fS,比如从比fS低100 MHz的频率处开始扫描,终止频率fmax (hrs)对应于SA的最大的锐最大值,也就是接收机读数的最小值。
注: 不必关心接收机读到的最小值的具体值。此时接收机的读数仅是为了寻找fmax (hrs)。
4.4.6.2 记录fmax (hrs),并记录它对应的不确定度△fmax (hrs)。
注: 测量得到的fmax (hrs)可能与4.4.3.2的b)中给出的fS (hrs)并不相等,这是因为fmax (hrs)还取决于实际试验天线的特性。
4.5 天线校准用测试场地的符合性准则
4.5.1 概述
如果满足下列条件,则认为CALTS是令人满意的:在所有天线校准所需的频率点都对CALTS进行了场地衰减测量(4.4.3.1)和天线高度或频率测量,并且所得到的测量值都在计算得到理论值的裕量之内(4.5.3)。除了各种测量数据的不确定度之外,理论值的裕量还需要考虑测试设置可接受的允差。
如4.5.2所述,裕量的不确定度包括必须使用理论模型计算的一部分和直接与在测定场地衰减时进行电压测量和高度或频率扫描测量的不确定度相关联的一部分。
4.5.2 允差和测量不确定度
4.5.2.1 各种参数的最大允差在表2中列出。
表2 d=l0m的最大允差
变量 |
最大允差 |
条款 |
La |
士0. 0025La或 士0. 001m,如果La≤0.400 m |
4.3.2.4 |
ZAB |
VSWR≤1.10 |
4.3.2.5条a) |
Ab |
士0.4 dB |
4.3.2.5条b) |
b |
士2° |
4.3.2.5条c) |
d |
士0.04 m |
4.4.2.3 |
ht |
土0.01 m |
4.4.2.4 |
表2(续)
变量 |
最大允差 |
条款 |
hr |
士0.01 m |
4.4.2.5 |
f |
±0.001f |
4.4.3.4 |
注:是否需要对天线振子直径的允差△Dwe和天线振子排列线性度带来的不确定度进行评估正在考虑中。 |
4.5.2.2 4.4.4.6式(1)所定义的测量场地衰减SAm的测量不确定度△SAm按照下式计算:
………(3)
式中△SAr由4.4.2.9中的△Ar或4.4.4.7中的△Ai(f)给出,这两种方法都可以使用。△SAt是场地衰减对于参数允差的灵敏度(表2中给出的最大值)。式(3)中用到的△SAr和△SAt的置信度都应是95%。
注: △SAt(95%)可通过附录C中给出的模型计算得到的。
4.5.2.3 如果这些参数的允差符合表2中给出的允差,那么在30MHz~1000MHz频率范围内可以认为△SAt(95%)=0.2dB。在这种情况下,不需要计算△SAt,也不需要在CALTS确认报告中给出计算结果。
注:△SAt(95%)=0.2dB的基本原理在C.1.3.2中给出。
4.5.2.4 4.4.5中定义的测量接收天线的hr max的测量不确定度△hrm按照下式给出:
………(4)
式中hr max在4.4.5.2中定义,△hrt是hr max对于参数允差的灵敏度(表2中给出的最大值。
注:△hrt可以用C.1.3.3中给出的模型来计算。
4.5.2.5 如果这些参数的允差符合表2中给出的允差,那么可以在三个规定的频率处认为△hrt(95%)=0.025m。在这种情况下,不需要计算△hrt,也不需要在CALTS确认报告中给出计算结果。
注: △hrt(95%)=0.025m的基本原理在C.1.3.3中给出。
4.5.2.6 4.4.6中定义的测量fmax的测量不确定度△frm由下式给出:
………(5)
式中△fmax在4.4.6.2中定义;△ft是对于参数允差fmax的灵敏度(表2中给出的最大值)。
注:△ft可以用C.1.3.4中给出的模型来计算。
4.5.2.7 如果这些参数的允差符合表2中给出的允差,那么可以在这三个规定的接收天线高度处认为△ft(95%)/fc=0.015。在这种情况下,不需要计算△ft,也不需要在CALTS确认报告中给出计算结果。
注:△ft(95%)/fc=0.015的基本原理在C.1.3.4中给出。
4.5.3 符合性判定准则
在本条中,用于计算的参数值是某次测量中出现的实测值。这些实测的参数值假设是在足够小的测量不确定度情况下测定的,这样可以合理推断参数值在表2给出的最大允差范围内。
例如:如果天线中心之间的距离为给定的d=10. 00 m(4.4.2.3),在实际的SA测量中,该距离为da=10.01m,那么后面的值将被用于计算。然而,(d—da)应总是小于0.04 m。只要da是以很小的测量不确定度来确定的,那么∣d—da∣<0.04 m就是合理的(见表2)。
4.5.3.1 如果在用于天线校准的所有频率上都满足式(6)(见图5),那么CALTS符合场地衰减的判定准则。
………(6)
式中: SAC(f)—规定频率处SA的理论值,在附录C中给出了计算方法,计算需要用到应用4.3.2.6得到的试验天线数据和实际的几何参数值La、d、ht和hr;
SAm(f)—从式(1)和式(2)(同时见注)得到的SA的测量值;
△SAm(f)—4.5.2.2中导出的SA的测量不确定度(95%置信度);
TSA(f)—SA可接受的允差。
如果没有特别声明,那么天线校准标准要求使用CALTS,在30 MHz~1000 MHz的频率范围内,可接受的允差TSA(f)=1.0dB。
至少应该证明在表1中所列的频率上CALTS均符合SA的判定准则。
注1:在30 MHz~40 MHz频率范围内,如果天线杆的末端有明显的下垂,那么需要对SAm的值进行修正。
a) 如果在30 MHz时,4.8m长的偶极子的末端下垂16 cm,那么SAm在1 m、2m和4 m高度时分别应加上0.27 dB、0.13 dB和0.08 dB,这样才能正确比较SAm和SAC 。
b) 如果末端下垂超过20 cm,那么必须计算SAm (f)需要增加的值(见C.2)。
注2:实例
如果△SAt(95%)=0.2 dB(如4.5.2.3所述),并且△SAr(95%)=0.2 dB,那么△SAm(95%)=0.3dB。因此场地衰减的计算值和测量值之间允许的最大偏差为0.7 dB。使用△SAr(95%)值比较小的接收机、减小各种变量的允差和使用△SAt(95%)的实际值都可以增大最大可接收允差值。
图5 SA符合性判定准则中各个量之间的关系
4.5.3.2 如果在4.4.3.2的a)中给出的频率fS处都满足式(7),那么CALTS的SA最大值都符合接收天线高度标准。
………(7)
式中: hrc(m)—SA出现最大值的接收天线理论高度,也就是信号传输的最小值。附录C中给出了计算方法。计算会用到应用4.3.2.7得到的试验天线数据和实际的几何参数值La、d、ht和实际频率fS;
hr,max(m)—按照4.4.5描述的程序得到的接收天线高度;
△hrm(m)—由4.5.2.4导出的接收天线高度测量的不确定度(95%置信度);
Thr(m)—hr,max的允差。
如果没有特别声明,那么天线校准标准要求使用CALTS,可接受的允差Thr =0. 05m。
注:既可以应用4.5.3.2,也可以应用4.5.3.3;同时见4.4.3.2。
4.5.3.3 如果在4.4.3.2的b)中给出的频率fS处都满足式(8),接收天线在高度hrS处,并调整到相应的调谐长度,那么CALTS的SA最大值符合频率标准。
………(8)
式中:fC(MHz)—SA出现最大值的理论频率,也就是信号传输的最小值。附录C中给出了计算方法.计算会用到应用4.3.2.7得到的试验天线数据和实际的几何参值La、d、h1和hrS;
fmax(MHz)—按照4.4.6描述的程序得到的频率; Tf—fmax的允差;
△fm(MHz)—由4.5.2.6导出的频率测量的不确定度(95%置信度)。
如果没有特别声明,那么天线校准标准要求使用CALTS,可接受的允差Tf =0.03fC。
注:既可以应用4.5.3.2,也可以应用4.5.3.3;同时见4.4.3.2。
4.6 确认报告
4.6.1 概述
GB/T 6113的本部分给出了对CALTS的要求、确认程序和符合性标准。确认过程的最后步骤就是编制和出具“CALTS确认报告”。
确认报告是溯源和保证CALTS符合GB/T 6113本部分要求的一种手段。
CALTS的拥有者或其他方都可以对CALTS确认的实际工作负责。
CALTS确认报告必须符合4.6.2给出的要求。
4.6.2 确认报告要求
CALTS确认报告必须要给出诸多条目,每一条目对应CALTS确认的某一方面。确认报告中的每一条目和包含的论证过程如下所述。附录F给出了要求的所有条目的摘要清单。
a)通用信息
通用信息包括CALTS所在的地点、负责的(能承担责任)的所有者等必要的信息。
如果场地确认是其他方或组织进行的,那么必须要给出该方或该组织的信息。
必须要借助绘图、照片、部件号码等方式来描述CALTS的构造,包括CALTS的辅助设备。
另外还必须给出进行确认的日期和确认报告的日期。在确认报告的封面上还必须有确认报告的编制者和授权人的姓名及其签名。
b)有效期和限制条件的评估
在天线校准之前,必须进行场地确认(见4.2.2的a))。
因此给出CALTS确认的有效期非常重要。因为CALTS可能是室内的,也可能是露天的设施,所以CALTS的确认有效期可能会有所不同,而且确认有效期还可能受到其他因素,如环境变化、电缆老化或吸波材料老化的影响。CALTS的所有者有责任评估并声明CALTS确认的有效期。
与有效期评估相关的条目或相关的方面应该在CALTS使用的过程中确定是否发生变化:例如,对于露天设施,环境、树木、雪、地面湿度等。一般来说,电缆铺设、设备、天线和天线升降杆性能的稳定性是非常重要的。另外环境条件、设备或吸波材料的老化和设备的校准有效期也会影响CALTS的有效期。
可以使用快速测量或目检来经常评估CALTS性能的有效性/一致性。
应该明确声明有哪些特别的环境条件、配置条件或者限制条件。
c) 试验天线的描述和确认
确认报告的本条目用于说明是否符合天线要求。
试验天线(天线振子和平衡一不平衡转换器)应符合4.3.2给出的规范和表2中给出参数值的要求。
无论在检查还是在测量中,都要对每一条标准要求的条目进行核查,以确定是否符合要求。符合性确认结果应该可以在附录或独立的文件中找到(照片、测量结果、校准结果、厂商声明等)。
d)测试设置
确认报告中的该条目是有关测试设置的。试验布置应符合4.4.2给出的规范和表2中给出参数值的要求。
无论在检查还是在测量中,都要逐一针对要求的条目进行核查,以确定是否符合要求。符合性确认结果应该可以在附录或独立的文件中找到。
e)确认测量
按照4.4.4中给出的程序,并按照表1给出的测试频率和天线高度进行的场地衰减确认测量的测量结果应该在确认报告的本部分中给出。另外,天线高度扫描测量(4.4.5)或频率扫描测量(4.4.6)的测量结果也应该在本条目中给出。
f)场地衰减和允差的计算
确认报告中的这个条目应指明天线高度是使用附录c给出的程序计算得到的,还是使用其他的数学方法得到的。在与表2给出的允差有偏差的情况下,使用表2给出的允差的默认值或计算值得到的场地衰减的计算结果和测量的总不确定度的计算结果应在本条目中给出。
g)符合性判定时的计算
确认报告中的这个条目中,需要将SA的计算结果和测量值,以及对应的允差和不确定度代入式(6)中作为频率的函数,来确定其是否符合要求。同样也要确定是否符合高度标准(式(7))或频率扫描标准(式(8))。
h)符合性的最终声明
本条目需要给出测量得到的场地衰减在所有频率点处都符合式(6),并符合高度或频率扫描标准。这样就可以声明被测的CALTS在考虑了有效期和条目b)给出的限制条件和配置的情况下符合CALTS韵要求。
4.7 垂直极化方向的天线校准用试验场地的确认
具体内容正在考虑中,以下只给出框架。
4.7.1 概述
4.7.2 场地规范
4.7.3 确认程序
4.7.4 符合性判定准则
4.7.5 确认报告
附录A
(资料性附录)
CALTS的要求
A.1概述
规范性要求意味着一般情况下CALTS可以被认为是一个开阔试验场地(0ATS)。然而,规范性要求并不要求CALTS总是OATS。因此,CALTS可能是全天候的,也可能位于岩盐地上,等等,只要满足所有的规范性要求即可。
有关试验场地的详细信息可在GB/T 6113. 104中的第5章中找到,而其他一些额外的信息在下面给出,尤其要关注本部分为用户提供的参考文献(见A.4)。
A.2 反射面
A.2.1 反射面的结构
反射面的材料可以是整张金属板,也可以是金属丝网。金属板或金属丝网应最好在接缝处连续焊接,或沿接缝相隔的距离< min/10,其中, min为与所考虑的最高频率有关的波长。如果选择金属丝网,那么必须注意交叉的金属丝相互之间良好的导电性接触,网孔宽度应小于 min/10。
材料的厚度取决于机械强度和稳定性要求。导电性等于或优于铁的导电性就足够高了。对反射面的形状不是非常苛求,只要不是椭圆形的即可(见A.2.2)。反射面不应被具有一定厚度的保护层所覆盖,因为该保护层可能改变反射波的相位,正如在4.4.1条所说,它可以导致相位 改变而不同于 弧度[A.4]*。有关反射面的光滑度和粗糙度见GB/T 6113. 104第5条和参考资料[A.3]。士10 mm的不平度一般对测到1 000 MHz是足够了。
反射面的水平尺寸必须足够大以使得反射面的有限大小对与天线校准有关的不确定度容限的影响足够低。不幸的是还没有理论模型将最小的反射面水平尺寸与规定的作为天线校准结果的最大不确定度容限联系起来。一个可能的准则是第一菲涅耳区应包含在反射面内([A.1]、[A.2]和[A.3])。这导致反射面的最小尺寸为20 m(长)×15 m(宽),但更小的反射面也可能满足CALTS的要求。在最低频率(30 MHz)处试验天线的长度La约为5m。因此,对于20 m×15 m的反射面,在30 MHz~1 000 MHz频率范围内的所有频率上,确认试验配置在平面上的投影与反射面边缘之间的距离都至少为La。
A.2.2 反射面边缘效应和反射面周围环境
当限制反射面的大小时,该反射面的边缘自动过渡到具有不同反射特性的媒质中,因此,电磁波有可能在该边缘发生散射并导致对测量结果有不希望的影响。通常对垂直极化测量结果要注意边缘效应,而对水平极化测量结果边缘效应可忽略不计[A.7]。
在其他情况中,散射的数量依赖于反射面是位于与周围土壤(湿土或干土也可能引入差异[A.5])相同的平面内,还是被抬高了,如位于屋顶顶部。研究结果可在参考文献[A.6]中找到,参考文献[A.6]中还举例说明了反射面的形状从来就不能是第一菲涅尔区的椭圆形。因为在那种情况下,边缘散射所引入的不确定度是可累积的。
反射面的边缘与周围的土壤多点接地,如果土壤具有良导性,如当土壤湿的时候,那么它对金属反射面构成了很好的扩展[A.7]。
如果潜在的反射障碍物位于距反射面边界40 m的距离之内,那么应验证这些障碍物的影响可忽略不计。这种验证是通过使用固定长度的偶极子进行扫频测量的方式来进行的。这种测量可与4.4.6
* 方括号中的参考文献指的是A.4的参考文献.
中描述的测量相比。在发射天线高度ht=2m的情况下,与扫频范围和接收天线的固定高度hr有关的天线固定长度(调谐到频率fr)的可能选择在表A.1中给出。用数值计算技术,如NEC(见C.3的[C.6]),宽带测量是可计算的。
表A.1 固定长度偶极子天线的组合,扫频范围和接收天线的高度
fr/MHz |
BS/MHz |
hr/m |
60 180 400 700 |
30~100 100~300 300~600 600~1 000 |
4.0 1.8 1.2 1.4 |
在没有异常的情况下,响应将以平滑的方式变化。在有异常情况存在时,窄带振谐将叠加在响应上。这些谐振能识别障碍物的反射更糟所在的精确频点。通过将大的金属板放置在障碍物前面并位于可引起最大影响的角度以夸大障碍物的影响就能在这些频点上确认可疑障碍物的位置。
A.3 辅助设备
如果CALTS同时用作为COMTS,那么应注意:天线塔的材料、适配器、绳索、天线塔和绳索湿度的影响、电缆的方向、连接器和可能存在的转台不应影响测量结果。在这种情况下,A.2中提到的扫频测量可能会显露一些潜在的问题。
A.4 参考文献
[A.1] ANSI Standard C63.4, 1992, Methods of Measurement of Radio-Noise Emissions from Low-Voltage Electrical and Electronic Equipment in the range of 9 kHz to 40 GHz, 1992.
[A.2] Microwave Antenna Measurements,Hollis, J. S. , Lion T.J. and Clayton L. (Editors), Scientific Atlanta Inc. , Atlanta, GA, U. S. A., 1986.
[A.3] Transmission and Propagation of Electromagnetic Waves, Sander K. F. and Reed G. A. L. , Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1987.
[A.4] Note on the Open-Field Site Characterization, Livshits B. and Harpell K. , IEEE EMC Symposium, Denver, pp 352-355, 1992.
[A.5] Site Attenuation for Various Ground Conditions, Sugiura A. , Shimizu Y. and Yamana- ka Y. , Trans. IEICE, E73, 9, pp 1517-1523, September 1990.
[A.6] Ground-Plane Size and Shape experiments for Radiated Electromagnetic Emission Meas-urements, Berquist A. P. and Bennett W. S., EMC/ESD Symposium, Denver, U. S. A. , pp 211-217, 1992.
[A.7] EMC Antenna Calibration and the Design of an Open-Field Site, Salter M.J. and Alex-ander M. J. , Meas. Sci. Teehnol. , 2, pp 510-519, 1991.
[A.8] Calibration of Antennas used for Radiated Emission Measurements in Electromagnetic Interference (EMI) Control, ANSI Standard C63.5, 1988.
附录B
(资料性附录)
试验天线的考虑
B·1 描述了一个试验天线的例子,而B.2则讨论了从S参数测量和/或从注入测量来确定平衡一不平衡转换器的特性,如4.3.2.6条所提到的。
B.1 试验天线举例
基于参考资料[B.1 ]*的一个试验天线的例子如图B.1所示。天线的平衡—不平衡转换器由以下几部分构成:
a)一个180°的3dB混合耦合器,该耦合器的求和端口(∑)总是端接负载的特性阻抗(假设为50 ),差分端口(△)为试验天线的输入/输出口。
b)半刚性同轴电缆通过高质量连接头,如SMA接头,与混合耦合器的平衡端口A和B相连。电缆的长度约为1m,其中该长度也被用来分隔线天线和天线塔及耦合器的反射。
C)用来限制共模电流在平衡—不平衡转化器上和所连天线电缆上感应的围绕半刚性电缆的磁珠(F)。
d)在半刚性电缆输出端作为阻抗稳定或匹配用的3dB衰减器(M)。天线振子通过SMA接头与之相连。这些从A端口到B端口的连接器(或C端口和D端口)在4.4.4和附录C中的提及。这些连接头的外导体在振子附近相互电气接触,接触点就是当进行S参数测量时的平衡—不平衡转换器的参考点。
应注意的是前面提到的平衡—不平衡转换器仅仅是可以使用的平衡—不平衡转换器的例子。其他类型的平衡—不平衡转换器也可能用到。事实上假设满足4.3.2条中规定的要求的话,每种类型的平衡—不平衡转换器都是允许使用的。
振子的长度应是在与试验天线相连满足在4.3.2.2条中规定的要求La(f)(见计算La(f)的C.1.1)的。在表C.1中假定了如果f<180MHz,则振子的直径为10mm,因此,给予较长线天线良好的机械强度。表C.1中也假定了当频率f≥180MHz时,振子的直径为3mm就足够了。在频率f<60MHz时,振子是拉杆天线,或使用固定长度的偶极子天线(见附录D)。
B.2 平衡一不平衡转换器性能的确定
B.2.1 理想的无损耗平衡一不平衡转换器
测量S参数的基本配置如图B.2所示。平衡—不平衡转换器的不平衡输入/输出端口编为“1”号,平衡端口分别编为“2”和“3”。
理想的无损耗平衡一不平衡转换器的特征是假设所有三个端口都端接它们的特性阻抗时,A端口和B端口的信号幅度完全相等而相位正好反相,相差180°。在相同的条件下,如果所有的端口都对入射波没有反射,那么端口2的入射波也不会传输到端口3(反之亦然)。
假设这三个端口的特性阻抗等于50 (见4.3.2.5)。与图B.1相比,图B.2中用单个标注“平衡一不平衡转换器”的黑盒子表示完整的平衡一不平衡转换器(耦合器、电缆等)。图B.1中混合耦合器的∑端口常常端接特性阻抗,因此不起作用。
* 方括号中的参考文献指的是B.3的参考文献.
图B.2 当信号发生器和负载相互交换时测量S11和S12及S22和S21的示意图
(本图中在信号发生器和负载的位置均加上开关)
S参数给出了图B.2中用a1或a2表示的入射波与用b1和b2表示的散射波之间的关系。入射信号和散射信号通过直接耦合器(D)用分析仪测量。参数S11= b1/a1,和S21= b2/a1(在a2=0的条件下)用端接50 的端口3测量。交换信号发生器和负载(通过改变两个开关的位置)可测量S22= b2/a2和S12= b1/a2(在a1=0的条件下)。同样,用50 负载端接端口2并在端口1和端口3之间测量就可得到S11和S13,S31和S33。最后,用50 负载端接端口1并在端口2和端口3之间测量(又)可得到S22和S33,S23和S32。
理想的无损耗平衡—不平衡转换器的S参数矩阵由下式给出:
(B.1)
在该S参数矩阵中,由于端口没有反射,所以S11=S22=S33=0。由于平衡是理想的(假定平衡一不平衡转换器是无耗的,所以绝对值相等且等于1)且相移正好等于180°(用负号表示),所以S12=S21=1和S13=S31=-1。最后,由于端口2和端口3之间的隔离是理想的,S23=S32=0。
B.2.2 平衡—不平衡转换器的性能和S参数之间的关系
S—矩阵可变换为阻抗矩阵,将平衡—不平衡转换器的输入输出电流和电压联系起来。端口1端接特性阻抗,仅考虑端口2和端口3,阻抗矩阵可表示为(见参考文献[B.2]):
(B.2)
因此,阻抗ZAB(见4.3.2.5a))由下式给出:
(B.3)
在SAC的计算中需要ZAB的测量值(见附录c)。在计算中需要的另一个平衡—不平衡转换器的阻抗ZCD可用类似的方法来确定。
如果满足式(B.4),相应的VSWR则符合4.3.2.5a)和表2的要求。
(B.4)
注:如果混合耦合器本身不符合式(B.4)的要求,那么使用具有非常低的VSWR的匹配衰减器(图B.1中的M)可能会降低VSWR。
实际的平衡—不平衡转换器的平衡和相移通过下式来验证:
(B.5)
如果满足式(B.6),那么幅度平衡就符合4.3.2.5b)和表2的要求。
(B.6)
如果满足式(B.7),那么相位平衡符合4.3.2.5c)和表2的要求。
(B.7)
实际的平衡一不平衡转换器的隔离度通过考虑S23和S32的实际值来验证。如果满足式(B.8),那么该隔离度就符合4.3.2.5中的注4的要求。
(B.8)
实际的平衡一不平衡转换器的可能损耗可通过在CALTS有效性验证过程中测量参考电压Ur时来说明。
图B.1给出的平衡一不平衡转换器的例子,损耗的重要贡献来自于3 dB的匹配器。
B.2.3 插入损耗的测量
有可能通过如图B.3和B.4所表示的插入损耗的测量来验证4.3.2.5b)和4.3.2.5c)中平衡一不平衡转换器的规定配置。从测量结果可确定所谓的平衡一不平衡转换器的不平衡抑制(BUR)。
图B.3 确定插入损耗A1(f)的示意图
T型接头 平衡一不平衡转换器
图B.4 确定插入损耗A2(f)的示意图
该测量由两部分组成:一个是确定如4.4.4.1中所述的两个同样的点对点直接相连的平衡一不平衡转换器的插入损耗A1(f),另一个是确定当平衡端口2和3并联(见图B.4)时的单个平衡一不平衡转换器的插入损耗A2(f)。假设两个平衡一不平衡转换器对A1的贡献相等,那么,平衡一不平衡转换器的非平衡抑制(单位:dB),也称为共模抑制,由下式给出:
(B.9)
已经表明:当BUR>28 dB时,平衡一不平衡转换器可符合前面条款的要求和表2给出的有关允差的数值。
在第一种插入损耗的测量中,首先当在如图B.3所示的测量电路中不存在两个平衡一不平衡转换器,而连接点1和3及2和4短路时,在平衡一不平衡转换器规定的频带上求出作为频率函数的参考电压Ur1(f);接着,在插入点对点相连的两个平衡一不平衡转换器之后再测量电压U1(f)(见图B.3),那么,以dB为单位表示的A1(f)由下式给出:
(B.10)
在第二种插入损耗的测量中,首先当在如图B.4所示的测量电路中不存在T型接头和平衡一不平衡转换器,而连接点1和3及2和4短路时,在平衡一不平衡转换器规定的频带上求出作为频率函数的参考电压Ur2(f);接着,在插入T型接头和被测平衡一不平衡转换器之后再测量电压U2a(f) (见图B.4)。在测量中,端口2和端口3(见图B.2)通过由半刚性电缆构成的同轴对称T型接头并联连接,T型接头的c-d和c—e部分具有相同的电长度(完全机械对称)。在测量中d与端口2相连,e与端口3相连。为了避免驻波,加入在图B.4中用M表示的6 dB匹配器。
为了避免由寄生效应导致的误差,再交换平衡一不平衡转换器和T型接头之间的连接,即d与端口3相连,e与端口2相连后,重复后一次测量。本次测量得到电压U2b(f),那么,以dB为单位表示的A2(f)由下式给出:
(B. 11)
对于理想的平衡一不平衡转换器,在所有的频率上A2(f)=∞dB。
注:可用校准的6 dB功率分配器来代替T型接头加上6 dB衰减器.在这种情况下,计算BUR时应将功率分配器导致的衰减考虑进去。
B.3 参考文献
[B. l] Standard Linear Antennas, 30-1 000 MHz, FitzGerell R. G. , IEEE Trans. on Anten-nas and Propagation, AP-34, 12, pp 1425-1429, December 1986.
[B.2] Microwave Impedance Measurement, Somlo P. I. , Hu nter J. D. , published by Peter Peregrinus Ltd. , London, UK, 1985.
[B.3]Low Measurement Uncertainties in the Frequency Range 30 MHz t0 1 GHz using Calcu-lable Standard Dipole Antenna and National Reference Ground Plane, Alexander M. J.and Salter M.J. , IEE Proc. Sci. Meas. Technol. , Vol. 143, No. 4, pp 221 - 228, July1996. 1969