10kHz~40GHz天线端子传导发射(对应于标准项目CE06/CE106)是电磁兼容性(EMC)测试中针对设备通过天线端口向外发射无用射频能量的关键评估项目。这项测试旨在确保设备在正常工作状态下,其天线端子的杂散发射不会对共址的其他无线电接收设备造成有害干扰,从而维护电磁环境的和谐。

检测项目的详细分类和技术原理

CE06与CE106测试项目主要根据设备的应用场景和功能进行区分。
CE106通常应用于发射机设备的天线端子传导发射测试。其技术原理是直接测量发射机在非必要频带内产生的杂散发射功率。测试时,被测设备(EUT)被设置在各种典型工作模式下(如最大功率发射、不同调制状态),通过定向耦合器或衰减器将天线端口连接至频谱分析仪或接收机。核心是测量发射机在载波频率的谐波、分谐波以及其他寄生发射的电平,确保这些无用发射低于标准规定的极限值。

CE06则主要针对内部包含射频收发电路,但作为一个完整设备一部分的非独立发射机,例如军用平台中的通信分系统、雷达分系统等。其测试原理与CE106类似,但关注点在于该分系统通过其天线端口对平台内部电磁环境的影响。测试需在设备所有潜在的工作频段和模式下进行,考核其在天线端口产生的传导骚扰电压或功率。

两者的共同技术基础是高频信号功率的精确测量。测试系统必须确保良好的阻抗匹配(通常是50欧姆),并使用经过校准的射频电缆、耦合器和衰减器,以减小测量不确定度。测量接收机或频谱分析仪需设置合适的分辨率带宽(RBW)、视频带宽(VBW)和扫描时间,以准确捕获和量化瞬态或连续的骚扰信号。

各行业的检测范围和应用场景

此项测试在多个对电磁环境控制要求严格的行业中至关重要。

  • 国防与航空航天:这是CE06/CE106测试要求最严格、频率覆盖最全的应用领域。从机载通信电台、雷达告警系统、卫星导航终端到弹载导引头,所有带有天线端口的电子分系统都必须进行此项测试。应用场景包括确保战机内部众多无线电设备互不干扰,保证卫星通信链路的纯净,以及防止导航系统被自身或其他分系统的杂散发射所欺骗。

  • 民用通信与广播:基站、微波中继设备、广播电视发射塔等大型固定设施是CE106测试的典型对象。测试确保其谐波和杂散发射不会干扰相邻频段的合法业务,例如防止LTE基站的二次谐波干扰航空无线电导航频段。

  • 汽车电子:随着智能网联汽车的发展,车载蜂窝通信模块(4G/5G C-V2X)、GPS/北斗接收机、数字广播接收机等均需进行评估。测试场景在于防止车内多个射频模块通过天线端口相互产生传导性干扰,影响关键的安全通信和定位功能。

  • 工业与科学医疗设备:使用射频能量的工业加热设备、医疗诊断设备(如MRI)若包含无线通信模块(用于远程监控和数据传输),其天线端子的传导发射也需要符合相应标准,防止对设备自身的敏感接收部分或周边其他设备造成干扰。

国内外检测标准的对比分析

国内外标准在核心要求和极限值上存在显著差异,主要体现在严格程度和频率覆盖范围上。

  • 国内标准:以国军标(GJB)为代表,例如GJB 151B(对应CE106)和GJB 152A(包含CE106的测试方法)。这些标准源于美国军标MIL-STD-461/462,其特点是极限值极为严苛,频率覆盖从10kHz直至40GHz。它采用“保护宿主平台”的理念,要求设备在恶劣的电磁环境下仍能可靠工作且不干扰他人。测试方法强调真实模拟平台安装环境,对线缆布局、接地方式有明确规定。

  • 国际标准:民用领域广泛采用国际电工委员会(IEC)和美国汽车工程师学会(SAE)的标准。如IEC/CISPR标准系列(适用于信息技术设备、多媒体设备等)以及SAE J1113(适用于汽车电子)。这些标准通常更关注设备对公共电磁环境的污染,其极限值在大部分频段上比军标宽松。频率覆盖范围通常根据产品类型而定,未必全部覆盖至40GHz。例如,CISPR 22/32对传导发射的要求通常只到1GHz或6GHz。

  • 美国军标:MIL-STD-461G是当前的最新版本,它是GJB 151B的重要参考蓝本。两者在核心要求上高度相似,但在具体极限值、测试布置的某些细节上存在微调。例如,MIL-STD-461G对某些频段的极限值要求可能更为细化。

总体而言,军用标准(无论中美)的要求远高于民用标准,这反映了应用场景的极端性和系统集成的复杂性。在进行符合性认证时,必须严格依据产品目标市场和应用领域所指定的具体标准。

主要检测仪器的技术参数和用途

构建一个精确的10kHz~40GHz天线端子传导发射测试系统,需要一系列高性能的射频测量仪器。

  1. 测量接收机/频谱分析仪:这是系统的核心。

    • 频率范围:必须覆盖至少10kHz至40GHz,确保能扫描所有潜在骚扰频点。

    • 幅度精度:典型不确定度应优于±1.0 dB,通常需要通过内部或外部校准源进行定期校准。

    • 动态范围:需大于80dB,以同时准确测量强载波信号和微弱的杂散信号。

    • 分辨率带宽(RBW):必须具备1Hz至10MHz的可调RBW,以满足不同标准对杂散发射测量时的精确带宽要求。

    • 用途:用于扫描、捕捉和量化天线端口输出的射频骚扰信号的频率和幅度。

  2. 射频功率放大器

    • 频率范围:根据EUT的发射频段选择,可能需多台放大器覆盖从HF到Ka波段。

    • 输出功率:需提供足够的功率驱动EUT,在某些测试中可能要求数百瓦至千瓦级。

    • 线性度:高线性度至关重要,以防止放大器自身产生失真和谐波,影响测量结果。

    • 用途:在CE106测试中,用于为某些发射机提供激励信号;或在测试系统校准中作为信号源的一部分。

  3. 定向耦合器/衰减器

    • 频率范围:需覆盖DC至40GHz或更宽。

    • 耦合度/衰减值:耦合器的耦合度平坦度需良好,衰减器的衰减值需精确已知。

    • 功率容量:必须能承受EUT的最大输出功率而不损坏。

    • 电压驻波比(VSWR):在工作频带内应尽可能低(如<1.5:1),以保证良好的阻抗匹配。

    • 用途:定向耦合器用于从主射频路径中定向耦合出一小部分信号功率至测量设备,同时保护接收机免受大功率损坏。衰减器用于将信号衰减到接收机安全测量的范围内。

  4. 校准信号源/合成源

    • 频率精度与稳定度:必须具备高精度(如±0.1 ppm)和低相位噪声。

    • 输出功率范围:至少覆盖-120dBm至+20dBm。

    • 用途:用于在测试前对整个测量系统(包括电缆、耦合器、衰减器)的路径损耗进行精确校准,确保最终测量结果的准确性。