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9kHz-30MHz短距离微功率设备型号核准项目及测试方法浅析

2016-11-11李美丽柴泽林

数字通信世界 2016年10期
关键词:频谱仪扫频短距离

李美丽,柴泽林

(国家无线电监测中心监测中心,北京 100041)

9kHz-30MHz短距离微功率设备型号核准项目及测试方法浅析

李美丽,柴泽林

(国家无线电监测中心监测中心,北京100041)

文本介绍了我国9kHz-30MHz短距离微功率设备的发展现状,说明了9kHz-30MHz短距离微功率设备型号核准的检测项目,并详细阐述了各个项目的测试方法。

短距离微功率设备;型号核准

1 引言

短距离微功率设备是指工作在无线电管理机构所分配的微功率短距离频段,提供单向或双向通信、功率低、对其他无线电设备不易造成干扰的无线电发射器。短距离微功率因其使用便利、功耗低,得到越来越广泛的应用,其中工作在9kHz-30MHz频段的微功率设备种类繁多,如移动支付NFC,无线充电器,用于应用于医疗方面为患者提供生命支撑。我国按照工作频段将9kHz-30MHz短距离微功率设备进行分类,如表1所示。

表1 9kHz-30MHz短距离微功率设备分类

2 型号核准测试

2.1项目

工作在9kHz-30MHz频率范围内的短距离微功率设备型号核准项目包括磁场强度、占用带宽、6dB带宽、载频容限、杂散发射。

(1)磁场强度。指在设定条件下,测得的某一方向的最大磁场强度,该项目测试需在开阔场或半电波暗室下进行。

(2)占用带宽。指这样一种带宽,在它的频率下限之下和频率上限之上所发射的平均功率分别等于某一给定发射的总平均功率的规定百分数β/2,β/2值等于0.5%,如测试设备许可,可直接测量99%功率占用的带宽。

(3)6dB带宽。指这样一种带宽,超出其下限和上限的任何离散频谱成分至少比预先确定的0dB参考电平低“6dB”。

(4)载频容限。指一种差值,即是在标准条件下,已测的未调制载波频率和由制造商设定的标称频率之差。

(5)杂散辐射。设备在杂散域中的无用发射,在30MHz频率下用辐射场强表征,在30MHz及以上频率用有效辐射功率表征。

2.2测试配置

2.2.1半电波暗室

是模拟理想的开阔场情况,即一个围壁的建筑物,通常是遮蔽的,内墙、地板和天棚都遮盖有标准锥状聚氨酯泡沫制成的无线电吸附材料。金属制的地板,无遮盖,形成地平面。通常室内一边是一个天线的支架,另一边是一个可旋转的支架(或转台)。一个典型的半电波暗室如图1所示。

图1 典型的半电波暗室

在9kHz-30MHz频段,测量天线与被测设备的测试距离应不小于3m。被测设备架高或替代天线架高要求为1.5m,测量天线架高要求在1m~4m范围内调整。

图2 测试场地配置

2.2.23米测距转换

当无法在标准距离10米处进行测量时,可选用3米,并依据如下公式将测量结果进行转换。

式中,H10m是本文件规定的强磁场范围(单位:dBμA/m;测距:10m);C3是一个通过图3得出的转换系数(单位:dB)。

图3 转换系数

2.2.3测量用接收机

9kHz-30MHz微功率设备应在暗室进行测量,暗室的要求和场地布置见2.2.1。测量设备可选择测量接收机或频谱分析仪,测量设备的测量带宽和检波方式应符合表2、表3的规定,准峰值测量接收机应符合GB/T 6113.101-2008第4章的要求。

表2 常规测量设备测试设置

表3 杂散测量设备测试设置

2.3测试前准备

⊙ 在标准温度和湿度条件下进行测试。

⊙ 确保被测设备供电为其额定电压并且供电稳定。

⊙ 充分预热设备及仪表。

2.4测试方法

2.4.1磁场强度

⊙ 在如图2的一个开阔测试场地进行。测得的主信号值应高于周围噪声电平至少6dB。

⊙ 对由设备产生的强磁场进行测量,标准距离应是10m。若不可行,则可设定为3米,将实际测得数据依据2.2.3规定进行计算。

⊙ 遮蔽式环形天线与测量频谱仪连接,测量用频谱仪的测量带宽和检波器型号应符合表2的规定。

⊙ 待测设备,如可能,应进行调制。

⊙ 对使用连续宽带扫频载波的发射机,测量时应关闭扫频。

⊙ 若测量设备是以dBμV/m进行判定的,则读数应减少51,5dB,以转换成dBμA/m。

2.4.2占用带宽

⊙ 在如图2的一个开阔测试场地进行。

⊙ 由于载频容限与磁场强度无关,故接收天线与设备间距离无固定要求,满足信号远高于低噪即可。

⊙ 遮蔽式环形天线与测量频谱仪连接,测量用频谱仪的测量带宽和检波器型号应符合表2的规定。

⊙ 待测设备,如可能,应进行调制。

⊙ 对使用连续宽带扫频载波的发射机,测量时应关闭扫频。

⊙ 使用频谱仪选件测量99%频带宽度。

2.4.36dB带宽

⊙ 在如图2的一个开阔测试场地进行。

⊙ 由于载频容限与磁场强度无关,故接收天线与设备间距离无固定要求,满足信号远高于低噪即可。

⊙ 遮蔽式环形天线与测量频谱仪连接,测量用频谱仪的测量带宽和检波器型号应符合表2的规定。

⊙ 待测设备,如可能,应进行调制。

⊙ 对使用连续宽带扫频载波的发射机,测量时应关闭扫频。

⊙ 选取信号最高点评位置为0dB参考点,分别在参考点下方和上方找到与其电平差值为6dB的位置,记录频率值f1,f2,计算BW6dB:

2.4.4载频容限

⊙ 在如图2的一个开阔测试场地进行。

⊙ 由于载频容限与磁场强度无关,故接收天线与设备间距离无固定要求,满足信号远高于低噪即可。

⊙ 遮蔽式环形天线与测量频谱仪连接,测量用频谱仪的测量带宽和检波器型号应符合表2的规定。

⊙ 待测设备,如可能,应未进行调制。

⊙ 对使用连续宽带扫频载波的发射机,测量时应关闭扫频。

⊙ 记录实际信号的中心频率f,用以下公式计算,载频容限为fe×10-6:

2.4.5 杂散发射

(1)测试方法(<30MHz)

⊙ 在如图2的一个开阔测试场地进行。测得的主信号值应高于周围噪声电平至少6dB。

⊙ 对由设备产生的强磁场进行测量,标准距离应是10m。若不可行,则可设定为3米,将实际测得数据依据2.2.3规定进行计算。

⊙ 遮蔽式环形天线与测量频谱仪连接,测量用频谱仪的测量带宽和检波器型号应符合表2的规定。

⊙ 待测设备,如可能,应进行调制。

⊙ 测量用接收机应调整到频率范围9kHz至30MHz间,但不包括发射机预期工作而占用的频段。

⊙ 待测设备和测试天线应进行旋转,直到在测量用接收机上显示出最大磁场强度为止。⊙ 记录最大值,若测量设备是以dBμV/m进行判定的,则读数应减少51.5dB,以转换成dBμA/m。

(2)测试方法(≥30MHz)

⊙ 在如图2的一个开阔测试场地进行。测得的主信号值应高于周围噪声电平至少6dB。

⊙ 标准距离应是10m。若不可行,则可设定为3米,将实际测得数据依据2.2.3规定进行计算。

⊙ 偶极天线与测量频谱仪连接,测量用频谱仪的测量带宽和检波器型号应符合表2的规定。

⊙ 待测设备,如可能,应进行调制。

⊙ 测量用接收机应调整到频率范围30MHz至1000MHz间,但不包括发射机预期工作而占用的频段。

⊙ 发射机应在水平面旋转360°,直到测量用接收机检测到一个最大信号电平为止。

⊙ 记录最大值,若测量设备是以dBμV/m进行判定的,则读数应减少51.5dB,以转换成dBμA/m。

3 结束语

替代法在进行“磁场强度”和“杂散辐射”测试时更为精准,但替代法无法满足“占用带宽”和“载频容限”测试,现场试验装置更换成本高、难度大,同时可能进入较大的测量误差,所以在型号核准测试中并未使用替代法。

[1]信部无[2005]423号文.关于发布<微功率(短距离)无线电设备的技术要求>的通知

[2]EN 300 220-1 V2.4.1 “Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM);Short Range Devices (SRD);Radio equipment to be used in the 25 MHz to 1 000 MHz frequency range with power levels ranging up to 500 mW;Part 1: Technical characteristics and test methods”

[3]EN 300 330-1 V1.8.1 ”Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM);Short Range Devices (SRD);Technical characteristics and test methods for radio equipment in the frequency range 9 kHz to 25 MHz and inductive loop systems in the frequency range 9 kHz to 30 MHz”

Introduction for Type Approval Test Items and Methods of Short Range Devices(SRD) Radio Equipment to be Used in the Frequency Range 9kHz to 30MHz

Li Meili, Chai Zelin
(The State Radio_monitoring_center Testing Center, Beijing, 100041)

This paper introduces current situation of Short Range Devices (SRD) Radio Equipment to be used in the frequency range 9kHz to 30MHz, explains significance of type approval items and describes methods of items.

Short Range Devices (SRD) Radio Equipment; Transmitter Type approval

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.10.007

TN98文献标示码:A

1672-7274(2016)10-0026-04

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