EMC测试实质之辐射发射

辐射发射测试的实质：就是测试产品中两种等效天线所产生的辐射信号。

第一种等效天线是信号环路，另一种是单极天线或对称偶极子天线。

Part 1

信号环路

信号环路这种辐射产生的源头一般是在环路中流动着的电流信号，这种电流信号大部分属于“有用信号”，它也是一种差模信号， 如时钟信号、PWM脉冲信号及其谐波 。

如下图所示，如果环路面积为 S（cm2） ，环路中流动的电流强度为 I（Ａ）､ 信号频率为 f (MHz）, 那么在自由空间中, 距环路 D 处所产生的辐射强度E（μV/ m）为：

图 环路等效为辐射天线

电子产品中的环路无处不在，只要在环路中穿过的信号是交流信号，那么该环路就会产生辐射。

Part 2

单极天线

单极天线和对称偶极子天线在前面文章中都介绍过，如下图（a）、（b）所示：

问：通常是产品中哪些组件被等效为极天线或对称偶极子天线？

答：一般是产品中的电缆或者其它长宽比比较大的导体。

问：辐射的源头是什么？

答：等效天线导体中流动着共模电流信号。

问：这种信号有用吗？

答：一般是无用的，其通常从其它有用信号或者其它产品中通过寄生参数或者杂散耦合过来而产生的共模电流信号。它的电流强度很小，可能只有mA或者μA级的。

如图（a）所示，如果在长为L（m）的天线上流动着的信号电流强度为I（μA）､频率为 f(MHz）, 那么, 在距天线 D(m） 处所产生的辐射强度为:

当 L≥30MHz, D≥1m 并且L<λ/2 时

E ≈0.63ILf/D

当L≥λ/2 时

E ≈60*×I/D*

从上面公式中可以看出，当产品中等L>λ/2时，天线产生的辐射强度只与天线上共模电流的大小以及距离天线的位置有关。

Part 3

标准中的辐射发射限值：

军标和汽车电子相关产品的辐射发射测试标准要求如下：

• 在试验台上铺设参考接地板

• EUT及其电缆 (等效辐射发射天线) 放置在离该参考接地板5cm 高的绝缘支架上

  如下图所示：

上面这块参考接地板将对辐射发射的结果产生比较大的影响｡

在理论上, 当 EUT中成为辐射发射等效天线的电缆放置在离参考接地平面 h(m） 的高度时, 随着 h 的不同, 辐射强度E(h)(V/m）也不同，E0为辐射发射等效天线的电缆在自由空间中的辐射强度(V/m）｡

当 h≤λ /10 时,

E(h)≈E0 × 10*×h/λ*

当 h≤λ /10 时,

0≤E(h)≤2E0

CISPR25为车标中的EMC测试标准，因为天线上辐射发射主要来自于共模电流，一般情况下，会比其它产品的标准测下的共模电流更小，因为车标或者军标比一般民用更严格。

下表为CISPR25标准中规定的辐射发射限值与天线所需的共模电流的大小关

CISPR22或者EN55022为IT类的EMC测试标准，标准中的辐射限值和对应辐射天线中的共模电流大小的关系如下：

从两个表中对比，可以看出，车标或者军标的测试要求更严苛。