【虹科EMC测试系列】如何测量各向同性场？

 

 

各向同性电场探头通常有 3 个天线，分别位于 X、Y 和 Z 轴方向。如下列公式，探头测量的有效场强是 3 个轴测量值之和的均方根。

一些探头在内部的测量电路测量振幅之前，确实是通过接收到的 X、Y 和 Z 轴的振幅来确定各向同性值。但这些探头不能分别显示每个场方向的场强，只能测量各向同性场强。这种方法的缺点是不能将校正值应用到独立轴上，因此导致测量不确定度较高。更精确的做法是使用独立测量3轴的探头上把3个轴的测量值结合起来。这种探头能够分别显示 X、Y 和 Z 方向的场强及各向同性值。因此可以单独测量校正因子并将其应用于每个轴，从而达到尽可能高的精度。
 

 

探头校准

校准场探头时，会在一个场方向（例如垂直方向）上产生一个已知的场强。探头 (EUT) 被放置在该已知场中时，其中一个轴会平行于生成场。将探头的 X、Y 和 Z 轴分别平行于场，重复此校准过程。

 

对于每个轴（以及每个校准频率）来说，校正因子的线性表示和计算公式为：

校正因子也可以用对数(dB)表示，计算方法如下:

3 个轴校正因子的差异是由天线和探测器二极管在每个轴上的微小差异以及探针的形状造成的。

 

校正因子的应用

可以使用不同的方法将校正因子应用于探头测得的场强。将校正因子独立应用于所有轴最准确的方法是分别测量 X、Y 和 Z 轴的场强，再用各轴的校正因子进行校正：

将校正因子应用于每个轴后，各向同性场强计算公式如下：

 

 

虽然上述方法是最准确有效的，但是很多EMC软件包不支持轴的单独校正，只允许对各向同性场强使用整体校正因子进行校正。在这种情况下，可以选择以下两种方法：

 

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⨠仅对主轴应用校正因子

 

当生成场的方向已知时，例如在电波暗室中进行 EMC 测试的情况，可以使用以下方法：

 

场探头放置在一个与生成场平行的轴上（例如 X 轴）。在 EMC 软件中，该轴的校正因子被用于测量各向同性场强。当电波暗室中的主磁场方向与软件中校正的轴平行时，可以得到实际各项同性的近似值。

 

每次进行测试时，必须小心地将探头放置在电波暗室中，使正确的轴平行于场。在电波暗室从水平极化变为垂直极化时，必须重新定位探头，或者在水平和垂直检测中使用不同的校正因子（例如，X 轴用于水平测试，应用 X 轴校正因子；Y 轴用于垂直测试，应用 Y 轴校正因子）。

 

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⨠应用各项同性校正因子

 

当生成场的方向未知时，计算平均校正因子将产生最准确的结果。在这种情况下使用以下方法：

 

从 3 个轴的校正因子（在校准报告中可以找到），可以计算出现场探头的各向同性校正因子。计算公式如下：

各向同性校正因子必须应用于使用探头测量的各向同性场。也可以单独读取 3 轴，计算各向同性值，再应用各向同性校正因子。

 

虹科测试测量团队

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