高清可复制 HB 6167.22-2014(2017) 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第22部分：射频敏感性试验

　　ICS 49.020 V 06

　　民用飞机机载设备环境条件和试验方法

　　第 22 部分：射频敏感性试验

　　Environmental conditions and test procedures for airborne equipment of

　　civil airplane—

　　Part 22：Radio frequency susceptibility (radiated and conducted) test

　　2014-05-19 发布 2014-10-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　HB 6167《民用飞机机载设备环境条件和试验方法》分为 26 个部分：

　　—— 第 1 部分：总则;

　　—— 第 2 部分：温度和高度试验;

　　—— 第 3 部分：温度变化试验;

　　—— 第 4 部分：湿热试验;

　　—— 第 5 部分：飞行冲击和坠撞安全试验;

　　—— 第 6 部分：振动试验;

　　—— 第 7 部分：爆炸试验;

　　—— 第 8 部分：防水试验;

　　—— 第 9 部分：流体敏感性试验;

　　—— 第 10 部分：砂尘试验;

　　—— 第 11 部分：霉菌试验;

　　—— 第 12 部分：盐雾试验;

　　—— 第 13 部分：结冰试验;

　　—— 第 14 部分：防火、可燃性试验;

　　—— 第 15 部分：声振试验;

　　—— 第 16 部分：加速度试验;

　　—— 第 17 部分：磁影响试验;

　　—— 第 18 部分：电源输入试验;

　　—— 第 19 部分：电压尖峰试验;

　　—— 第 20 部分：电源线音频传导敏感性试验;

　　—— 第 21 部分：感应信号敏感性试验;

　　—— 第 22 部分：射频敏感性试验;

　　—— 第 23 部分：射频能量发射试验;

　　—— 第 24 部分：雷电感应瞬态敏感度试验;

　　—— 第 25 部分：雷电直接效应试验;

　　—— 第 26 部分：静电放电试验。

　　本部分为 HB 6167 的第 22 部分。

　　本部分按照 GB/T 1. 1-2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 HB 6167.22-1989《民用飞机机载设备环境条件和试验方法 射频敏感性试验》。

　　本部分与 HB 6167.22-1989 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　—— 设备分类由 A 、B 、Z 三类调整为 B 、D 、F 、G 、L 、M 、O 、R 、S 、T 、W 、Y 和 Q 共 13 类;

　　—— 传导敏感度试验方法、频率范围和试验电平均有变化，频率范围上限由 150MHz 扩展到400MHz，试验电平由 A 、B 、Z 三个等级变化为 M 、O 、R 、S 、T 、W 、Y 六个等级;

　　—— 辐射敏感度试验频率范围和试验电平均有较大变化，频率范围上限由 1.215GHz 扩展到18GHz，试验电平由 A 、B 、Z 三个等级变化为 B 、D 、F 、G 、L 、R 、S 、T 、W 、Y 十个等

　　级，最大场强由几伏/米扩展到几千伏/米;

　　—— 调制要求针对不同的设备分类增加了方波调制、脉冲调制及其他特殊调制;

　　—— 辐射敏感度试验方法除电波暗室的天线法之外，增加了混响室替代方法，可实现高强度辐射

　　场(HIRF)试验;

　　—— 增加附录 A。

　　本部分由中国航空综合技术研究所归口。

　　本部分起草单位：中国航空综合技术研究所、中国航空无线电电子研究所。

　　本部分主要起草人：李 培、方 愔、黄菊英、沈国连、马 琼、潘加明、侯典国。

　　本部分于 1989 年首次发布。

　　民用飞机机载设备环境条件和试验方法

　　第 22 部分：射频敏感性试验

　　1 范围

　　本部分规定了民用飞机机载设备射频传导和辐射敏感度试验的要求和方法。

　　本部分适用于民用飞机机载设备，用于确定设备及其互连电缆在受到射频调制功率的辐射或注入探头耦合的影响时，是否能正常工作并符合其性能规范要求。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡注明日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡未注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　HB 6167.1 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第 1 部分：总则

　　3 设备分类

　　3.1 设备分类标识

　　为表征受试设备的试验等级，建立射频敏感度最低试验电平，本部分对受试设备进行分类，并标识为 B 、D 、F 、G 、L 、M 、O 、R 、S 、T 、W 、Y 和 Q 类。设备类别可在相应的设备性能规范中规定。

　　通常设备类别是在已知飞机内部射频环境之前确定的，许多设备是根据其将要安装的飞机类型进行设计的，因此若设备规范中未明确规定设备分类，设备制造者应按照与设备的安装位置、暴露方位和使用情况相符合的类别进行设备的设计、试验和鉴定。

　　为帮助设备制造者为设备及其互连电缆选择合适的试验限值，本部分给出了设备分类作为确定试验电平的参考，实际试验电平还需根据设备的预期安装位置、互连电缆预先采取的防暴露措施和放置位置，以及飞机尺寸和结构来确定。

　　3.2 B 、D 、F 、G 、L 、M 和 O 类

　　此类试验电平与外部高强度辐射场(HIRF)电磁环境直接相关，适用于按 HIRF 规定为最高重要程度等级的设备。

　　3.3 R 类

　　R 类设备试验电平：

　　a) 满足按 HIRF 规定为高重要程度等级的试验台试验电平;

　　b) 确定发射类便携式电子装置的后门容限。

　　3.4 S 类

　　S 类规定了设备的最小试验电平，适用于飞机上受外部电磁环境影响较小、希望但不要求在无电磁干扰区域安装的设备。该类别也可用来表征飞机内部设备的电磁干扰(EMI)环境。

　　3.5 T 类

　　T 类为能满足系统 HIRF 要求的试验台试验电平，适用于按 HIRF 规定为中等重要程度等级的设备。该类别也可用来表征飞机内部设备的 EMI 环境。

　　3.6 W 类和 Y 类

　　W 类和 Y 类设备试验电平：

　　a) 符合 HIRF 特殊条件的试验台试验电平;

　　b) 确定发射类便携式电子装置的后门容限。

　　3.7 Q 类

　　Q 类表示试验不按本方法规定的试验限值或调制方式进行。

　　4 要求

　　4.1 试验方法选择

　　实验室环境条件及试验设备应符合 HB 6167. 1 的相关规定。本部分可选用两种试验方法：

　　a) 10kHz～400MHz，通过注入探头方式将射频信号耦合到受试设备电缆束上;

　　b) 100MHz～18GHz，对受试设备施加辐射射频场，100MHz～400MHz 为有意重叠的试验频段。辐射敏感度试验可选用第 6 章的屏蔽暗室方法或第 7 章的混响室替代方法。对具有特殊信号、频率、

　　调制或带通特性的设备可按性能规范要求试验。

　　4.2 受试设备

　　4.2.1 带减震器的安装架

　　若设备制造商有规定，应将受试设备紧固在带减震器的安装架上，并将安装架配备的搭接线连接到接地平板上。若安装架上没配备搭接线，试验配置中也不应使用搭接线。

　　4.2.2 电搭接

　　仅在受试设备的设计或安装说明中有规定时才进行电搭接，例如壳体、安装架和接地平板的搭接。

　　试验时设备、连接器和线束的电搭接应符合适用的安装接口文件中规定的飞机实际安装情况， 试验报告中应描述采用的搭接方法。

　　4.2.3 外部接地端子

　　若受试设备上有外部接地端子，应将其连接到接地平板上，以确保试验期间满足安全条件。搭接线长度应符合安装说明的规定，若没规定可采用 30cm 的典型线长。

　　4.2.4 互连线束

　　受试设备所有互连线(例如屏蔽线、扭绞线等)、电缆束和射频传输线均应符合适用的安装接口文件要求。

　　电缆束应按照类似于机上安装方法进行绑扎，并支撑在接地平板上方至少 50mm 高处，若更具代表性的飞机安装要求规定了更高的支撑高度，应记录于试验报告中。支撑材料应具备非吸收性、非导电性和非反射性。对复杂电缆束的布置， 所有电缆束和连接负载均应尽量按实际情况保持彼此分离，使电缆之间的耦合效应最小， 互连电缆可沿试验台边缘与电源线同方向走线，电缆间按实际情况彼此隔开，以使相互耦合最小，遮蔽效果最好，除非飞机安装要求另有规定。

　　若无特别规定，一般互连电缆束长度至少应为 3.3m。当互连电缆束长度大于试验台长度时，应将多余部分以 Z 字形布置在试验台后方，并支撑在接地平板上方约 50mm 高处。受试设备的引出电缆应

　　至少有 1m 长布置在平行于试验台前方边缘 10cm 处。对复杂电缆束，第一条分离电缆束的边缘应距离试验台前沿 10cm。电缆在受试设备处弯曲部分不应超出接地平板边缘。可移动受试设备离试验台边缘的距离来调节最小电缆弯曲半径。天线与受试设备之间的距离见图 1。

　　设备的某些特殊安装可能需使用很长的电缆束，以致无法布置在试验台上，此时建议试验时使互连电缆束最大长度为 15m，该限制不适用于为了相位匹配或类似原因所配备或规定的特殊电缆束长度。

　　与受试设备连接的其他输入/输出设备或负载的类型应与实际使用情况相符，或考虑用与频率相关的线-线、线-地阻抗来模拟。

　　a 暴露的电缆端，非屏蔽电缆可以从此处屏蔽到墙。

　　b 测试配置边界的上面、后面和两边，从天花板到接地平板应敷设射频吸波材料，吸波材料在接地平板前面应延伸至少 50cm。在测试天线后面从天花板到地板也应敷设吸波材料， 吸波材料与天线之间的距离应不小于 30cm。

　　图 1 辐射敏感度试验配置

　　4.2.5 电源线

　　对电缆束试验，通常与控制线和信号线绑扎在一起的电源线和回线应保留在电缆束中，仅在尽可能靠近电缆束引出端测试区域部分将其分离出来，并连接到线路阻抗稳定网络(LISN)上。

　　若飞机电缆束的实际布线情况不清楚，或电源线和回线与控制线和信号线分开布线，应在靠近受试

　　设备连接器处将电源线和回线从电缆束中分离出来，然后分别接至 LISN。除非设备说明书中另有规定，一般电源线到 LISN 的长度应为 1m ±10cm，电源线可沿试验台边缘与互连电缆同方向走线，电缆之间按实际情况彼此隔开，以使相互耦合最小，遮蔽效果最好，除非飞机安装要求另有规定。

　　当回线为本机地时，可将其直接接至试验台(长度小于 1m)，并应符合适用的安装接口文件要求。

　　4.2.6 模拟天线或负载

　　为了进行试验，天线电缆可端接等效电缆特性阻抗的负载或模拟天线。若使用模拟天线， 应对其进行屏蔽，模拟天线应能充分模拟实际天线的电特性，还应包含实际天线常用的滤波器、晶体二极管、同步器和电动机等电器部件。

　　4.3 屏蔽室和试验设备

　　4.3.1 接地平板

　　受试设备应布置在试验台接地平板上，接地平板可采用铜板、黄铜板或铝板。铜板和铝板的厚度至少应为 0.25mm，黄铜板的厚度至少应为 0.5mm。接地平板面积应不小于 2.5m2，宽度(前后)至少应为0.75m。若在屏蔽室内试验，接地平板两端应与屏蔽室搭接，搭接间隔应不大于 1m，建议直流搭接电阻应不大于 2.5mΩ。

　　4.3.2 试验设备的搭接

　　试验设备应以最小接地环路进行搭接和接地，以确保人员安全。

　　4.3.3 线路阻抗稳定网络(LISN)

　　受试设备每一根不接地的电源线都需接入 LISN ，LISN 机箱的外壳应与接地平板搭接。对在大于10kHz 有自谐振的 LISN(例如标准 5μH 的 LISN)，在整个试验过程 LISN 的每个电源输入端与接地平板之间应接入 10μF 的电容器，LISN 的射频测量端口应端接 50Ω 电阻。LISN 的输入阻抗特性见图 2。

　　图 2 线路阻抗稳定网络(LISN)输入阻抗

　　4.3.4 天线放置

　　偶极子天线、双锥天线和喇叭天线的中心位置应高出接地板平面 0.3m ，且与之平行，如图 1 所示。如果使用的发射天线是锥形喇叭天线，例如标准增益喇叭或类似的辐射器，当天线尺寸较小而关注频率较高时，允许移动天线使其到受试设备的距离小于 1m。但只有当天线的远场边界在 1m 距离以内时才可以这样做。发射天线到受试设备的距离至少应为发射喇叭天线的远场边界距离。也允许将发射天线移至距离受试设备大于 1m 处。

　　如果发射天线的远场边界距离不超过 1m，可移动天线使其与受试设备的距离大于 1m，但应保持受试设备上的相应场强。使发射天线远离受试设备可增加照射面积， 减少大型受试设备配置所需要的天线放置位置数。

　　用公式(1)计算天线的远场边界：

　　x= λ ………………………………………………(1)

　　式中：

　　x ——远场边界距离，单位为米(m);

　　D ——天线最大发射口径尺寸，单位为米(m);

　　λ ——关注频率的波长，单位为米(m)。

　　通常仅在使用小尺寸天线，且频率约大于 8GHz 时，远场边界距离小于 1m。

　　当天线的波束宽度不能完全覆盖受试系统时，应进行多区域扫描。试验过程要求受试系统中的每个受试设备及其至少半个波长长度的引线作为整体完全暴露出来。在屏蔽室内进行试验时， 天线离开屏蔽室墙或吸波材料的距离至少为 0.3m。若能获得要求的场强，允许使用替代天线。

　　以上要求不适用第 7 章的辐射敏感度试验混响室替代方法。

　　4.3.5 注入探头

　　注入探头应具备必要的功率容量和频率范围。注入探头的最大插入损耗见图 3，建议按图 4 配置进行注入探头插入损耗测量，测量时注入探头应支撑在试验夹具中央。

　　图 3 注入探头插入损耗限值

　　图 4 注入探头插入损耗测试配置

　　4.3.6 屏蔽暗室

　　应尽可能减小屏蔽室对设备和试验装置的影响。屏蔽室内侧应敷设射频吸波材料， 以减小辐射试验时电磁能量的反射，提高试验的精确度和可重复性。至少应在受试设备测试配置边界的上面、后面和两侧面从天花板到接地平板敷设射频吸波材料，吸波材料应在接地平板前面至少延伸 50cm。在测试天线的后面从天花板到接地平板也应敷设射频吸波材料，吸波材料与测试天线之间的距离至少应为 30cm 。如图 1 所示。吸波材料的最低性能要求见表 1，可以接受由制造商提供的射频吸波材料的性能指标(仅指未安装时的基础材料)。

　　以上要求不适用第 7 章的辐射敏感度试验混响室替代方法。

　　测试设备和传感器可使用光纤接口，以避免监测过程发生敏感。测试辅助设备、监视器和负载模拟器单元的设计和防护应确保测试设备接口电路对射频电流有适当的模拟、隔离和抗扰度。

　　表 1 垂直入射的射频吸收性能

　　4.3.7 放大器系统谐波

　　由功率放大器非线性引起的正弦敏感度信号失真可能导致错误的试验结果。当出现失真时，受试设备实际上可能是对预期敏感度试验频率的谐波产生响应，可能降低要求的限值。若使用选频接收机监测注入电平时，可避免失真，本身不会影响对预期频率上敏感信号电平的有效确认。但当出现敏感时应对谐波电平进行检查，以确定谐波是否影响了试验结果。若使用宽带传感器监测时， 失真可能导致传感器不能正确显示预期频率上要求的信号电平。为了正确测量预期信号电平，应对失真加以控制。

　　4.4 幅度测量

　　试验电平与设备类别相关，用完整调制周期包络的峰值有效值表示，如图 5 所示。幅度测量应采用峰值检波方式，测量仪器的响应时间应足够快以便能测量到信号幅度的变化，特别是对第 7 章的要求。测量可使用频谱分析仪，测量仪器的检波、分辨率和视频带宽应大于调制频率。测量带宽应设置为带宽增大 3 倍时，测量信号的幅度变化不大于 1dB。带宽设置正确时应分辨不出每个调制边带。第 5 章传导敏感度试验的幅度测量仪器可选用示波器，示波器的模拟带宽应不小于试验上限频率，端口阻抗应为50Ω。

　　c) 未调制连续波波形

　　图 5 幅度测量

　　4.5 试验频率的剔除

　　在敏感度试验过程，射频接收设备对带内接收频率会出现敏感。根据接收机最低工作性能标准(MOPS)的要求，高灵敏度接收设备出现带内接收频率敏感属于正常，试验过程需剔除这些频率，或者降低这些频率的电平。

　　除非适用的接收机最低性能标准有规定，无线电接收机的相关频段应剔除或降低试验电平。从低于最低工作频率 10%到高于最高工作频率 10%的频率范围应采用 S 类试验电平，但应剔除调谐频率±1%频段，该频段试验(S 类试验电平)仅适用于进行损毁评估。接收机的性能要求应在试验方法、试验报告，或特定的接收机性能规范中加以说明。

　　本试验的目的不是对接收机的 MOPS 射频性能特征进行评估，也不评估干扰信号通过感应或耦合方式从射频输入口进入接收机对其性能的影响，而是对通过电源线、控制线和信号线的耦合， 或通过接收机外壳直接耦合的响应进行评估，并依据特定接收机的规范或性能要求来判定符合性。

　　4.6 频率扫描速率

　　应根据受试设备的响应时间、敏感度带宽和监测设备响应时间来选择扫描或步进速率， 并记录于试验报告中。

　　对产生离散频率的测试设备，试验频率的点数在 100kHz 以上至少应为每十倍频程 100个，在100kHz以下至少为每十倍频程 10 个。试验频率点间隔应按对数分布，例如在 100kHz 以上，可用公式(2)计算按升序排列的频率点：

　　fn+1=fn ×10(1/100) …………………………………………(2)

　　式中：

　　fn ——试验频率，n=1～m;

　　f1 ——开始频率;

　　fm ——终止频率，m=1+100lg(fm/f1)，m 取最接近的整数。若最后一个测试频率fn+1 大于fm，则设置为fm。

　　不计测试设备调整稳定所需的时间，每个试验频率点的驻留时间至少应为 1s。为使受试设备能按适当的工作方式运行，并考虑低频调制时的“关断时间”，必要时可增加每个测试频率点的驻留时间。驻留时间应至少可施加两个完整调制周期，例如 1Hz 方波调制(SW)的驻留时间应不小于 2s。驻留时间的选择是否合适，可依据受试设备和测试设备响应时间以及所施加的调制方式来判断，并记录于试验报告中。该要求对第 7 章的混响室方法不适用。

　　对产生连续频率扫描的测试设备，最快扫描速率应等于每十倍频程里所有离散频率点数乘驻留时间，即每十倍频程 100 个离散频率点乘 1s 的驻留时间，扫描时间为 100s 。一般情况应采用较慢扫速，仅在受试设备及其相关测试设备能够充分响应试验激励时才能用最快扫速。

　　试验频率还应附加与设备相关的其他频率，例如镜像信号频率(nLO±IF;其中 n 为 2～10 的整数， LO 为本振频率，IF 为中频)、中频、时钟频率等。

　　4.7 试验报告的数据要求

　　试验报告中应包括以下试验设置信息和试验数据：

　　a) 电缆配置——每根电缆束的长度、类型、屏蔽和屏蔽端接(包括单根电缆和电缆束整体屏蔽)，以及试验线束的接线图;

　　b) 试验配置——每个试验配置的连接框图示意图或图片，包括电缆束的布局，注入探头和测量探头的位置，以及受试设备的搭接;

　　c) 受试设备工作方式——在试验过程受试设备的工作方式;

　　d) 负载——所有实际或模拟负载的描述，应给出模拟负载线到线和线到机箱的阻抗模拟程度;

　　e) 符合性判据——描述符合/不符合的判别依据;

　　f) 试验结果。

　　5 传导敏感度(CS)试验

　　5.1 传导敏感度试验要求

　　CS 试验要求如下：

　　a) 对受试设备及其互连电缆施加表 2 或图 6 中相应类别的试验电平，同时监测电缆束上的感应电流;受试设备连接到飞机系统中其他设备或接口单元的所有电缆束及其分支均应进行该项试验。

　　b) 对所有类别，均通过受试线束上的感应电流来建立试验电平，注入探头的正向功率应为试验限

　　制电平。

　　c) 互连线可整体或单独进行试验。对具有内部冗余度的设备， 可采用多探头对多根电缆束同时注入的方式。直接接到试验台接地板上的电源回线或地线(见 4.2.6)不应包括在受试电缆束中，也不应要求进行该项试验。

　　表 2 传导敏感度试验电平和分类

　　5.2 探头校准

　　探头校准方法如下：

　　a) 按照图 7 配置信号发生器、功率放大器、定向耦合器、衰减器、幅度测量仪和安装了注入探头的校准装置，将注入探头支撑并置于校准装置中央;

　　b) 将信号发生器调到 10kHz，不加调制，增大放大器功率，通过定向耦合器将 10kHz 信号馈入注入探头，用幅度测量仪器 1 监测注入校准装置的电流或功率，使其达到表 2 或图 6 所选择类别的电流值或功率值;

　　c) 记录幅度测量仪器 2 上测量到的信号发生器、功率放大器注入到探头的正向功率;

　　d) 使幅度测量仪器 1 上的功率幅度保持不变，按表 2 或图 6 在 10kHz～400MHz 频带内对相应的探头进行扫描(不加调制)，同时记录幅度测量仪器 2 上的正向功率;用正向功率曲线图来建立传导敏感度试验电平;

　　e) 衰减器和负载的驻波比(VSWR)应小于 1.2:1，校准装置在未安装探头时的驻波比不应超过图 8 所示的数值;

　　f) 应注意校准装置二次辐射产生的射频场可能存在危险，应监测相应的射频辐射限值。

　　图 7 传导敏感度校准测试配置

　　频率(MHz)

　　图 8 校准装置最大电压驻波比(VSWR)极限

　　5.3 CS 试验配置

　　CS 试验配置如下：

　　a) 按图 9 配置受试设备、线缆、相关的接口电路和试验设备;

　　b) 试验配置中的屏蔽电缆以及与之相连的连接器(例如飞机安装支架或穿舱连接器)、屏蔽终端等应从接地平板上提升起来，以使 CS 电流在屏蔽层上至少流动 3m 距离;

　　c) 感应电流的监测探头应配置在距离受试设备 5cm 处，如果受试设备连接器加上后附件的长度超过 5cm，监测探头应尽量靠近机箱连接器后附件，探头应支撑并置中，记录探头位置;

　　d) 注入探头应置于距离监测探头表面 5cm 处。

　　监测探头 受试设备

　　监测探头

　　注入探头 搭接条

　　探头表面到受试设备距离 5cm 两探头表面之间的距离 5cm

　　a 暴露的电缆端，非屏蔽电缆可以从此处屏蔽到墙。

　　图 9 传导敏感度试验配置

　　5.4 CS 试验方法

　　CS 试验方法如下：

　　a) 正确设置探头位置、软件安装、受试设备的稳定工作模式、试验设备及所有监测电路和负载。

　　b) 将信号发生器设置到 10kHz，调整并控制正向功率，使电缆束上的感应电流达到表 2 或图 6 相应类别的电平，必要时将正向功率限制在 5.2 探头校准值的 6dB 范围内。

　　c) 输入正向功率使其在限值范围内，对线束电流电平进行频率扫描，并将感应电流和施加的正向功率记录于试验报告中。

　　d) 必要时频率扫描可增加内部调制频率、数据频率、时钟频率和其他关键频率点的驻留。加调制时应确保峰值幅度符合 4.4 和图 5 的要求。

　　e) 应在扫描过程对受试设备的工作情况进行评估，并确定与适用的设备性能规范的符合性。

　　f) 应注意受试电缆束二次辐射产生的射频场可能存在危险，应监测相应的射频辐射场限值。

　　5.5 CS 调制

　　CS 调制要求如下：

　　a) 施加连续波信号和方波调制信号;

　　b) 方波调制信号用 1kHz 方波以不小于 90%的调制深度对射频载波进行调制;

　　c) 也可考虑施加受试设备相关频率的附加调制，例如时钟频率、数据频率、中频(IF)、内部处理或内部调制频率;

　　d) 特别要考虑受试设备任何可能的低频响应特性，例如在 2MHz～30MHz 高频(HF)范围，飞行控制设备对 1Hz 调制波的响应;

　　e) 试验也可仅选择对受试设备最敏感的调制波进行。

　　6 辐射敏感度(RS)试验

　　6.1 辐射敏感度试验要求

　　RS 试验要求如下：

　　a) 对受试设备及其互连电缆施加表 3 或图 10 中相应类别的射频场;

　　b) 在将受试设备放置于暗室之前需对试验暗室进行场校准，以建立符合所选类别的校准场强;每次试验前都应进行校准，本次试验不允许使用另一次试验的校准数据，除非校准后试验设备不曾拆卸过;如果校准链内的任何设备已经拆卸过了，包括同轴电缆、天线、波导等， 在进行或继续进行试验之前需验证该校准是否仍然有效;

　　c) 应注意射频场可能存在危险，应监测相应的射频辐射场限值。

　　6.2 辐射场校准

　　辐射场校准要求如下：

　　a) 用三轴全向电场天线(全向探头)或具有相应频率响应的等同天线进行基准连续波场校准。

　　b) 全向探头应放置在接地平板上方 30cm，与受试设备放置位置中心大致相同的地方;探头也可放置在屏蔽暗室内有类似接地板和吸波材料的其他位置，同样置于接地板上方 30cm 处，在要求的试验频率范围内不加调制照射全向探头。

　　c) 调节发射天线的正向功率，使全向探头的场强读数达到所选类别的总场强;将总场强定义为正交分量幅度平方和的平方根值，记录正向输入功率，并在受试设备辐射场试验过程施加该功率。

　　d) 在要求的全频段范围重复上述校准。

　　e) 向发射天线输入连续波信号，使全向探头测得分类要求的场强，此时所需要的正向输入功率为基准功率;对方波调制和脉冲调制信号，应向发射天线输入与校准功率相同的基准正向功率(按4.4 和图 5 的规定，所有电平为峰值有效值)。如果基准连续波校准电平产生的场强与要求的方波或脉冲类场强不同，可用合适的比例因子进行修正。

　　f) 用满足 4.4 要求的幅度测量仪监测并记录发射天线的正向功率。

　　g) 校准测试应在发射天线的水平和垂直两个极化方向上进行，不允许使用圆极化发射天线。

　　表 3 辐射敏感度试验电平和分类

　　a) Y 、W 、T 、S类CW和SW调制

　　b) R 类 CW 、SW 和 PM 调制图 10 辐射敏感度试验电平

　　c) L 、G 、F 、D 、B类CW和SW调制

　　d) L 、G 、F 、D 、B类脉冲调制

　　图 10 辐射敏感度试验电平(续)

　　6.3 RS 试验配置

　　RS 试验配置如下：

　　a) 按图 1 配置受试设备、线缆、相关接口电路和试验设备。

　　b) 试验用信号发生器、放大器、天线和探头应能产生要求的射频场， 对受试设备及其互连电缆进行完全照射。调整发射天线照射方向和位置，使其在受试设备及其互连电缆上建立射频场强。

　　c) 利用天线波束宽度参数，或通过绘制受试设备放置区域图来确定辐射场的 3dB 点，试验报告中应描述试验时的天线波束宽度，当天线的 3dB 波束宽度不能完全覆盖受试设备及其线缆时，应进行多区域扫描。

　　d) 应将受试设备的开口处(例如显示器、连接器等)直接暴露于发射天线之中，为此需增加受试设备或天线的试验方位。

　　e) 试验应在发射天线的垂直和水平两个极化方向上进行。

　　f) 任何未暴露于发射天线的受试设备表面均应证明其试验状态的合理性，天线的测试距离应与校准时的距离相同。

　　6.4 RS 试验方法

　　RS 试验方法如下：

　　a) 将天线和全向探头放置在合适位置，并设置好软件、受试设备的稳定工作方式、试验设备和所有监视电路及负载;

　　b) 用全向探头验证发射路径的正确性，施加 6.2 校准的正向功率，产生相应的射频场强;

　　c) 用辐射场校准时确定的正向功率进行试验，当施加调制时需确保峰值幅度符合 4.4 和图 5 的要求;

　　d) 施加合适的调制，扫描到频率上限，必要时频率扫描可增加对内部调制频率、数据频率和时钟频率的驻留;

　　e) 在扫描过程对受试设备工作情况进行评估，并确定是否符合设备性能规范。

　　6.5 RS 调制

　　6.5.1 S 类、T 类、W 类和 Y 类设备的调制

　　100MHz 到频率上限按表 3 或图 10a)，采用连续波和调制深度不小于90%的1kHz 方波调制波(SW)。也可考虑施加受试设备相关频率的附加调制，例如时钟频率、数据频率、中频、内部处理或内部调制频率。

　　6.5.2 R 类设备的电平和调制

　　R 类设备的试验电平和调制方式见表 3 或图 10 b)，并要求：

　　a) 100MHz 到 400MHz 采用 20V/m 的连续波，和 20V/m，调制深度不小于 90%的 1kHz 方波调制波。

　　b) 400MHz 到 8GHz 采用 150V/m，占空比为 4%，重复频率为 1kHz 的脉冲调制波。可用 1Hz 速率和 50%占空比切换信号的通断来模拟旋转雷达效应。

　　6.5.3 B 类、D 类、F 类、G 类和 L 类设备的调制

　　B 类、D 类、F 类、G 类和 L 类设备对应的方波调制波/连续波试验电平见表 3 或图 10c)，对应的脉冲调制试验电平见表 3 或图 10d)，并要求：

　　a) 100MHz 到 18GHz 采用连续波和不小于 90%调制深度的 1kHz 方波调制波。也可以考虑施加受试设备相关频率的附加调制，例如时钟频率、数据频率、中频、内部处理或内部调制频率;

　　b) 400MHz 到 4GHz 频段采用脉宽不小于 4μs，重复频率为 1kHz 的脉冲调制波试验电平;

　　c) 4GHz 到 18GHz 频段采用脉宽不小于 1μs，重复频率为 1kHz 的脉冲调制波试验电平;

　　d) 对可能有低频响应的受试设备(例如飞行控制设备)，特别要考虑以 1Hz 速率和 50%占空比来

　　切换信号的通断。

　　6.5.4 所有类别设备的调制

　　对所有类别的设备，在 1GHz 以上频率一般可只进行方波调制波试验，这样可认为同时满足连续波和方波调制波的试验要求。方波调制波的峰值场强为连续波有效值场强的 1.42 倍，例如：在 50%占空比的方波调制波“打开”期间的峰值场强为 142V/m 等于 100V/m 有效值连续波场强。

　　7 辐射敏感度(RS)试验-混响室方法

　　7.1 混响室方法概述

　　混响室方法是第 6 章所述辐射敏感度试验的替代方法。在混响室试验中， 通过金属搅拌器的旋转来改变受试设备上场强的极化和照射角度。金属搅拌器应在每个频率点上完整旋转一周，对受试设备施加由预先确定的功率电平产生所要求的场强(在某种程度上是统计数据)。

　　7.2 混响室方法的基本步骤

　　7.2.1 在放置试验台和受试设备之前

　　在放置试验台和受试设备之前应符合以下要求：

　　a) 为证实混响室的初始结构或在较大调整之后满足性能要求，应按附录 A 进行场均匀性校准测试，以证实混响室满足场均匀性要求，并确定混响室的最低可用频率;

　　b) 混响室场均匀性校准测试的空间范围包括混响室内导电试验台放置位置在内的整个工作区域，进行场均匀性测量时应将导电试验台移出混响室;

　　c) 由于电场探头的限制，混响室校准只能选择步进模式(搅拌器逐步旋转)，不允许采用搅拌模式(搅拌器连续旋转);

　　d) 混响室校准测试应在 9 个测量位置的每一个位置上进行 3 个独立坐标(x、y 、z)测试，总共 27次测量(见附录 A);

　　e) 混响室场均匀性的符合性用标准偏差来判断，如果 400MHz 以上频段的标准偏差小于 3dB ， 100MHz 到 400MHz 频率范围标准偏差从 6dB 线性下降到 3dB(半对数曲线)，则认为场均匀性满足要求(见附录 A)。

　　7.2.2 试验台和受试设备已安装在混响室内，试验开始之前

　　试验台和受试设备已安装在混响室内，试验开始之前应符合以下要求：

　　a) 设备应按 4.2.5 的要求和实际安装情况进行布置，受试设备应布置在附录 A.2 规定的混响室工作区域内，典型试验配置如图 11 所示，配置要求如下：

　　1) “工作区域”边界的表面到混响室的任何表面及发射天线或搅拌器装置至少应有 0.75m 或最低测试频率的 λ/4 的距离;

　　2) 混响室内不应留存非必需的吸收材料，如木桌、地毯、地板和墙面覆盖物、天花板贴瓦等，暴露的照明装置也是潜在的负载源;对新混响室的评估，建议在仅安装了门、通风口和接口板，其他辅助设备尚未安装时进行。

　　b) 发射天线和接收天线应与附录 A.2 校准测试时使用的天线相同，接收天线应放置在工作区域内(见附录 A.2)。

　　c) 建立软件安装，受试设备的稳定工作模式、试验设备和所有监测电路和负载。

　　d) 测试和计算要求如下：

　　1) 通过发射天线将连续波信号注入混响室，用定向耦合器和测量设备(如射频功率探头或频

　　谱分析仪)监测搅拌器完整旋转一周的最大正向功率。

　　2) 监测搅拌器完整旋转一周期间接收天线上的接收功率，若混响室内采用多个搅拌器，测量时间应对应最慢的搅拌器速度。

　　3) 用公式(3)计算并确定混响室内的场强：

　　Emax

　　式中：

　　Emax ——混响室内最大场强，单位为伏每米(V/m);

　　Prcvmax ——搅拌器旋转一周所测量到的最大功率，单位为瓦(W);

　　λ ——测试频率波长，单位为米(m)。

　　4) 记录搅拌器完整旋转一周的最大正向功率(PFwd)和最大场强(Emax)。

　　5) 设置下一个测试频率，重复步骤 1)到步骤 5)。

　　e) 从该校准获得的正向功率和接收功率应保持线性关系(举例，如果正向功率增大 6dB，接收功率也应增大 6dB)，该线性关系也适用于脉冲测试。

　　图 11 混响室试验装置配置实例

　　7.2.3 受试设备试验

　　受试设备试验方法如下：

　　a) 测试和计算要求：

　　1) 利用混响室校准得到的数据(见附录 A.2)，按公式(4)计算要求的正向功率：

　　arg et=20lgwd …………………………………………

　　式中：

　　PT arg et ——要求的正向功率，单位为毫瓦分贝(dBm);

　　Edesired ——期望的混响室内部场强，单位为伏每米(V/m);

　　Emax ——7.2.2 测量的混响室内最大场强，单位为伏每米(V/m);

　　PFwd ——7.2.2 测量的正向功率，单位为毫瓦分贝(dBm)。

　　2) 在 1GHz 以下频段，搅拌器以每分钟 4 圈，1GHz 以上以每分钟 2 圈的转速旋转，或以每分钟 1 圈的更慢转速连续施加功率;门调制(例如 R 类的 1Hz 门)的旋转速率应通过门脉冲占空比来减慢(例如，50%的门脉冲占空比应将转速降到每分钟 2 转);连续施加功率时允许搅拌器停止旋转，搅拌器的转速在停转和每分钟 4 圈之间。

　　3) 在测试频率上施加正向功率使其达到 PTarget 值，通过定向耦合器和测量仪器测量搅拌器完整旋转一周的最大正向功率，以验证正向功率的读数。

　　4) 为了监测搅拌器完整旋转一周接收天线上的功率，需确保接收天线连接到了相应的监测设备上，需确认监测设备检测到的是设备底噪声还是天线接收到的信号，如果在天线上没检测到功率，应进一步核查，以确保场强是实际施加到了混响室，若不能确认接收天线接收到了功率，则试验无效。

　　5) 设置下一个测试频率，重复步骤 1)到步骤 4)。

　　b) 设置频率步进，直到测试频率的上限，并采用合适的调制方式。按 6.5 的规定调制载波，当施加调制时应确保峰值幅度符合图 5 的规定。必要时增加对内部调制频率、数据频率和时钟频率的试验。

　　c) 每个试验频率在搅拌器完整旋转一周期间均需对受试设备的工作状态进行评估，以确定设备与其性能规范的符合性。

　　附 录 A (规范性附录)混响室校准

　　A.1 总则

　　混响室需进行一次空室校准，作为混响室性能和输入功率要求的原始基准。建议空室校准每年进行一次，或在较大调整后进行。

　　一般情况混响室的最低试验频率(fs)为 100MHz，至少应在运行的第一个十倍频程全频段进行场均匀性校准测试。若起始频率不是 100MHz，例如用来产生高场强的小型混响室，场均匀性仍应在运行的第一个十倍频程全频段进行验证。混响室的可用频率范围是经测量满足图 A. 1 混响室场均匀性要求的频率范围。

　　图 A.1 场均匀性测试允许的标准偏差

　　A.2 混响室场均匀性校准

　　混响室均匀性校准步骤如下：

　　a) 清理工作区域(即移出试验台)，将接收天线放置在混响室工作区域内的某个位置，探头放置在混响室工作区域的周边位置，布局见图 A.2，要求如下：

　　1) 混响室内部的场校准应在 9 个位置上进行。

　　2) 探头位置应包含如图 A.2 所示的空间，该空间是混响室的“工作区域 ”，“工作区域”边界的表面到混响室的任何表面，以及发射天线或搅拌器装置的距离应不小于 0.75m (或最低测试频率的 λ/4);用于校准和监测的接收天线可放置在工作区域内的任何位置;发射天线应尽量对准混响室的墙角，也可对准搅拌器;在校准过程和测试过程，发射天线位置和指向应保持一致。

　　3) “工作区域”的大小可根据混响室最大工作区域来设定，或由要进行测试的项目来确定。建议将混响室最大工作区域设定为工作区域，以避免在测试较大项目时需重新进行校准。

　　4) 校准测试应使用三轴全向电场探头(各向同性电场探头)，也可用校准过的电小偶极子天线(即小于 0.1m)替代全向探头;在每个位置上偶极子天线都应在三个相互正交的方向上进行测量;应确保偶极子天线不受其连接电缆的影响，建议使用光电隔离测量系统(全向探头或电小偶极子天线)。

　　5) 当最低测试频率的 λ/4 波长小于 0.75m 时，最小间距可小于 0.75m，建议在任何情况下间距不得小于 λ/4 波长。

　　注：·为校准探头位置。

　　图 A.2 混响室校准时的探头位置

　　b) 将连接接收天线的幅度测量仪设置到校准频率上。

　　c) 从fs 开始调节射频源，向发射天线注入合适的输入功率。发射天线不应直接照射工作区域或接收天线和探头，建议使发射天线对准混响室的某个角落发射;发射天线和接收天线的频带范围应符合试验频率要求，两个天线均应采用线极化天线。

　　d) 搅拌器以步进方式 360 度旋转，每一步移动角度应相等，并确保每一步有充分的驻留时间，使幅度测量仪器和电场探头有足够的响应时间;确定搅拌器的最小位置数应考虑仍然满足混响室场均匀性要求，确定最大位置数应考虑每个步进需改变混响室内部电磁场模式，应具有统计意义的独立性。

　　e) 在搅拌器旋转一周期间，记录电场探头每个轴的最大场强(EMax x，y，z)，最大总矢量场强(ETotal)，和平均输入功率(PInput)，要求如下：

　　1) PInput 是搅拌器旋转一周期间的正向功率平均值，最大总电场是搅拌器在某个位置上正交分量幅度和的平方根值;

　　2) 确定平均值的采样点数至少应与混响室校准时的采样点数相同;

　　3) 所有校准都与天线特性有关，更换了天线校准就无效了;

　　4) 所有功率测量都应以相应的天线端为参考面;该方法提供了对数周期天线和喇叭天线的天线效率数值，其他类型的天线只要已知其天线效率也可使用;

　　5) 天线效率是天线接收到的功率与测量位置上总功率之比值，由天线制造商提供的典型增益和天线因子不能用来导出天线效率;

　　6) 该测量要求天线进行球面扫描。

　　f) 按表 A. 1 要求以对数间隔设置频率，至少测试到 10Js ，重复上述过程。

　　表 A.1 混响室试验准则

　　g) 在图 A.2 所示的电场探头的 9 个位置的每个位置上重复上述过程，其中一个位置应在“工作区域”中心，频率测到 10Js，要求如下：

　　1) 对探头位置的每一次变化，接收天线都应移至混响室工作区域内的新位置，并改变其相对混响室基准轴向的方位(与各轴向至少偏离 20˚)。

　　2) 为了确定基准，定义混响室长度(最长尺寸)为 x，宽度为 y，高度为 z。

　　3) 在校准过程，探头方位不需要一定沿着混响室轴向。

　　4) 应注意确保天线和探头之间的距离，每个位置与前面任何位置之间应至少有 0.75m (或最低测试频率的 λ/4)的距离。如果在日常测试期间接收天线安装在某固定位置， 建议就将该位置确定为接收天线的永久位置。

　　h) 利用上面得到的数据计算归一化值：

　　1) 按公式(A.1)将每个电场探头测量到的各轴向最大场强、EMax，x、EMax，y、EMax，z 相对发射天线平均输入功率PInput-empty 的方根值进行归一化：

　　i=- ，i =x 、y 、z ………………………………(A.1)

　　式中：

　　EMax，i ——电场探头各轴向的最大场强值，即 10Js 以下 27 个测量值(i=x、y 、z);

　　i ——电场探头每个轴向最大场强的归一化值(i=x、y 、z);

　　PInput-empty ——搅拌器旋转一周期间输出为各轴向的最大场强值 EMax，i 时发射天线的平均输入功率。

　　2) 按公式(A.2)将电场探头在每个位置上测量的最大矢量场强相对发射天线平均输入功率PInput-empty 的方根值进行归一化：

　　ETotal= MaxTotal ………………………………………(A2)

　　式中：

　　EMaxTotal ——电场探头在每个位置上测量的最大矢量场强(即小于 10Js 为 9 个测量值);

　　ETotal ——电场探头每个位置上最大矢量场强的归一化值;

　　PInput-empty ——搅拌器旋转一周期间输出为最大矢量场强EMaxTotal 时发射天线的平均输入功率。

　　i) 计算每个校准频率点电场探头各轴向最大归一化场强的平均值 EMax,x 、 EMax,y 、 EMax,z 。

　　1) 小于 10Js 的每个频率点，按公式(A.3)计算最大归一化场强平均值：

　　Max, y9 =(Σy)/ 9 …………………………………………(A.3) Max,z9 =(Σz)/ 9

　　2) 按公式(A.4)计算电场探头每个轴向所有测量值的最大归一化场强的平均值 Max ：

　　Max 27=(Σx , y, z )/ 27 ……………………………………(A.4)

　　t )——表示算术平均值，即Max 27=(Σx , y , z)/ 27 表示最大归一化正交电场值的和值除

　　以测量次数 27。

　　A.3 标准偏差 σ

　　对小于 10Js 的每个频率点，通过求标准偏差 σ 来确定混响室是否满足场均匀性要求：

　　a) 在搅拌器旋转一周期间，场均匀性由 9 个位置上每个位置得到的最大场强平均值的标准偏差 σ来确定，按公式(A.5)用每个电场探头各轴向的场强测量值(例如对 σx)和场强测量值总数据集(例如对 σ27)来计算标准偏差(注意：不要将“总数据集”与总电场混淆)：

　　式中：

　　σ ——标准偏差;

　　n ——采样的测量数;

　　Ei ——各轴向分量最大场强的归一化值;

　　E——各轴向分量最大场强归一化值的算术平均值;

　　α ——采样调节系数，n ≤20 时，α =1.06;

　　n>20 时，α =1。

　　b) 公式(A.6)为 x 分量的计算举例：

　　i=1～9……………………………… 式中：

　　Eix ——x 分量最大场强单次测量值的归一化值(i=1～9);

　　Ex ——所有 9 个位置 x 分量最大场强测量值归一化的算术平均值。

　　c) 按公式(A.7)计算所有分量：

　　式中：

　　Ei ——所有轴向各自的最大场强归一化值(i=1～27);

　　E ——所有 9 个位置，每个位置 3 个轴向(27 个分量)的最大场强归一化值的算术平均值;

　　σ27 ——所有轴向(x、y 、z)的标准偏差。

　　d) 公式(A.8)为用 dB 表示的相对标准偏差 σr：

　　=20 log

　　A.4 场均匀性符合性判断

　　场均匀性符合性判断和改进方法如下：

　　a) 如果各轴向最大场强分量的标准偏差值(例如 σx 、σy 、σz)大于图 A.1 规定的标准偏差值的频率点数每倍频程不超过 2 个，并且所有矢量的标准偏差值(即 σ27)不超过规定的标准偏差，则认为混响室满足场均匀性要求。

　　b) 如果混响室不满足场均匀性要求，则不能在期望的较低频段工作;如混响室的场均匀性不满足要求的范围较小，可通过以下方法获得期望的场均匀性：

　　1) 将采样数(即搅拌器步数)增加 10%到 50%;

　　2) 对混响室的净输入功率进行归一化(PNet=PInput-PReflected);

　　3) 减小“工作区域”的尺寸。

　　c) 如果混响室的场均匀性指标优于要求值，可减少采样数量，但搅拌器步数不能少于 12 步，这样就能优选每个混响室最小采样数量，进而可确定最小测试时间。

　　d) 如果场均匀性不符合要求，可通过增加搅拌器装置的数量、增大搅拌器尺寸、加吸波材料减小Q 值(混响室品质因素)来改善场均匀性。还应对混响室特征(尺寸、结构方式、墙壁材料)进行评估，以确定混响室是否有可能满足要求;对最低测试频段不超过 60～100 个模式的混响室或Q 值非常高的混响室(例如铝焊接的混响室)，场均匀性可能难于满足要求。

　　e) 如果混响室发生变化(例如增加了吸波材料等)或校准方法有变化(例如搅拌器步数的改变等)，为了获得期望的场均匀性，测试时的配置和方法应与校准时保持一致。

　　A.5 混响室时间常数计算

　　混响室时间常数计算方法如下：

　　a) 用公式(A.9)计算每个频率点的混响室校准因子(CCF)：

　　CCF 式中：

　　CCF——受试设备和辅助设备已放置在混响室内时，搅拌器旋转一周的归一化平均接收功率; PAveRec ——混响室加载受试设备时搅拌器旋转一周期间的平均接收功率;