EMC测试：有关军用电磁兼容暗室场地性能要求的罗生门

军用电磁兼容暗室场地性能要求的罗生门

摘要：军用电磁兼容暗室场地性能要求，GJB151B并没有明确，只是对吸波材料敷设和吸波性能提出要求。军用电磁兼容暗室场地性能要求，目前同行意见不统一，似乎是个罗生门，文章对不同标准对暗室场地性能的不同要求做一个说明，以期对该问题的理解有所帮助。

军用电磁兼容暗室场地性能的要求，GJB151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》并没有明确的要求，只是对吸波材料的敷设和吸波材料的吸波性能提出要求，以及环境电平的要求。军用电磁兼容暗室场地性能要求，目前同行意见不统一，甚至意见矛盾，公说公有理，婆说婆有理，似乎是军用电磁兼容试验领域的一个罗生门。下文对不同标准对暗室场地性能的不同要求做一个说明，以期对该问题的理解有所帮助，也期待行业内的各位专家补充。

㈠ GJB151B标准的要求

GJB151B标准中4.3.2条目“屏蔽室和射频吸波材料”规定：为防止EUT和外部环境互相影响，试验通常在屏蔽室内进行。屏蔽室应具有足够的屏蔽效能以满足GJB151B标准4.3.4条目中电磁环境电平要求（电磁环境电平应至少低于规定的限值6dB），其尺寸应足够大，以满足GJB151B标准4.3.8条目中EUT测试配置要求和有关测试方法中天线位置的要求。当在屏蔽室内进行辐射发射和辐射敏感度测试时，为减小辐射试验时的电磁反射，提高准确度和重复性，屏蔽室内壁应敷设射频吸波材料（浸碳泡沫尖劈、铁氧体瓦、铁氧体瓦与尖劈组合等）。射频吸波材料应位于EUT上面、后面和两侧面以及辐射和接收天线后面，如图1所示。吸波材料*低性能如表1所示。

图1  射频吸波材料安装图

表1 垂直入射角的吸收损耗

满足上述要求的暗室，主要在屏蔽体的主反射面敷设满足表1要求的吸波材料即可，如下图的暗室，暗室尺寸小，暗室的五个墙面并不全敷设吸波材料，在主反射面敷设吸波材料，屋顶还有部分是裸露的金属反射面。

图2  满足标准*低要求的暗室

美国曾选择了五个电磁兼容实验室做了比对测试，其暗室条件如表2所示（1英尺=0.3米），而*终的比对测试结果如图2所示，*大偏差达到19.5dB，我国进行过类似的比对，也有类似的*大偏差结果。

表2  暗室条件

图3 比对结果（1MHz~30MHz）

㈡ GJB151B指南的解释

在未经处理屏蔽室内进行测试，电磁能的反射影响测试精度的问题己被公认和证明。由表2-1所要求的*小反射损耗被认为足以充分地改进测量的完善性，且不会过度影响测试设施。GJB151B图1指出为控制主要反射面的反射，吸波材料至少应覆盖的范围。如有可能，希望使用更多的材料。采用适当的铁氧体瓦材料或≥60mm长角锥吸波材料能满足表2-1的*小反射损耗要求。

在相关国家标准中有归一化场地衰减、场地电压驻波比和场均匀性要求，满足这此要求，对提高GJB151B测试准确度和可重复性也有一定的积极意义。

㈢ GJB151A/ GJB152A指南的解释

GJB152A的要求虽比GJB152好些，但仍没有彻底解决屏蔽室的测试误差。GJB151A/GJB152A要求辐射发射和敏感度从10kHz开始；是只按GJB152A图1装上性能由制造厂提供的材料，但没有在屏蔽室内局部吸波材料的总效果并给出检验方法和指标。

作为EMC检测单位，应考虑满足国军标和国标的要求，并在屏蔽室安装吸波材料后，检查屏蔽暗室（shielded anechoicchamber）或屏蔽半暗室（semi shielded anechoicchamber），通过场地衰减±4dB准则和场均匀性0～6dB准则，以及静区静度或空间驻波比（1GHz～18GHz～40GHz）检查实际安装后的效果，这样才能提高测量精度、重复性、可比性。

㈣ CNAS-CL16的要求

中国合格评定国家认可委员会原检测和校准实验室能力认可文件CNAS-CL16《检测和校准实验室能力认可准则在电磁兼容检测领域的应用说明》，对设施与环境条件的要求如下：

根据所申请认可的业务范围和相应标准，实验室应具备满足相应指标要求的试验场所：

----辐射骚扰检测应具备开阔试验场和（或）电波暗室；

----骚扰功率检测应具备屏蔽室；

----辐射抗扰度检测应具备开阔试验场或电波暗室或横电磁波室或带状线等；

----传导抗扰度检测应具备屏蔽室或保证环境引入的传导干扰满足相应标准的要求。

a）对于开阔试验场应满足以下要求：

----开阔试验场应满足GB/T6113.104《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-4 部分无线电骚扰和抗扰度测量设备  辅助设备  辐射骚扰》中有关开阔试验场地物理特性、电特性和场地有效性的要求；

----开阔试验场应按GB9254-2008《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》附录要求每年测量一次归一化场地衰减，并保证归一化场地衰减满足±4dB场地可接受原则；

----开阔试验场的*小尺寸应满足3米法测试距离要求。对大型设备，测量场地应满足有关标准对场地的要求；

----开阔试验场的气候保护罩、转台和天线升降塔应符合GB/T6113.104《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-4部分 无线电骚扰和抗扰度测量设备  辅助设备  辐射骚扰》中相关要求；

----开阔试验场周围的电磁环境电平与被测电平相比应足够低，试验场地的质量按下述四级给予评估：

i) 第一级周围环境电平比被测电平低6dB；

ii) 第二级周围环境电平中有些发射比被测电平低，但其差值小于6dB；

iii)第三级周围环境电平中有些发射在被测电平之上，这些干扰可能是非周期的（即相对测试来说这些发射之间的间隔是足够长），也可能是连续的，但只在有限的可识别频率上；

iv) 第四级周围的环境电平在大部分测试频率范围内都在被测电平之上，且连续出现；

注：其中，第四级场地不符合要求。

符合性检测时，上述被测电平可取标准规定限值。

评审报告中应注明场地级别。

b)对于电波暗室应满足以下要求：

----电波暗室的*小尺寸应满足3米法测试的要求；

----进行辐射骚扰测试时，电波暗室的场地电性能和有效性应满足GB9254-2008《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》标准要求；

----频率在1GHz以上的测量时，应按照CISPR16-1-4：2007第8章规定的场地确认方法，所得到的场地电压驻波比6dB；

----电波暗室的屏蔽效能应满足屏蔽室屏蔽效能的要求，并在1GHz~6GHz(或10GHz)满足屏蔽效能>80dB；

----进行辐射杂散测试时，全电波暗室应按照YD/T1483《无线电设备杂散发射技术要求和测量方法》规定的场地确认方法,与规定全频段的归一化自由空间传输损耗的偏差在±4dB范围内；

----进行辐射抗扰度测试时，电波暗室内的测试平面场分布均匀性应满足GB/T17626.3-2006的要求，并定期检查、确认

----电波暗室应按GB9254-2008的附录，至少每3~5年对归一化场地衰减进行测量验证，并保证归一化场地衰减满足±4dB场地可接受原则；

c）对于屏蔽室应满足以下要求：

----屏蔽室的屏蔽效能应能达到：

         频率范围          屏蔽效能

        0.014~1MHz         >60dB

        1~1000MHz         >90dB         

----屏蔽室的屏蔽效能至少每3~5年进行测量验证；

----电源进线对屏蔽室金属壁的绝缘电阻及导线与导线之间的绝缘电阻应大于2MΩ；

----屏蔽室的接地电阻应小于4Ω；

d）对于横电磁波室应满足以下要求：

----所用横电磁波室的类型应是符合国家/****规定的；

----横电磁波室应给,出其工作频率的上限，其工作频率范围应满足所申请认可的业务和相应标准的要求；

----横电磁波室内场分布均匀性的大小应与受试设备的尺寸相适应，受试设备和附属的导线的布置，不能超过芯板和外导体之间的1/3,；

----横电磁波室的输入电压驻波比应≤1.5；

----横电磁波室的特性阻抗应为50Ω。

e）对于带状线应满足以下要求：

i）用于声音和电视接收机辐射抗扰度测量的敞开式带状线

----带状线的特征阻抗为150Ω；工作频率在150MHz以下；

----被测设备不得高于0.7m；

----带状线结构及尺寸应满足GB/T9383-2008附录E的要求，并按照附录F的校准方法和校准曲线进行校准。

ii）用于机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰度测量的带状线

----带状线特征阻抗为50Ω；工作频率在20MHz~1000MHz；

----被测装置的*大尺寸不得大于金属板之间距离的1/3；

----150mm带状线和800mm带状线的试验布置及带状线尺寸应满足GB/T 17619的附录A的要求；

iii）用于汽车零部件辐射发射测量的带状线

----带状线特征阻抗为50Ω或90Ω；工作频率在150kHz~1000MHz；

----EUT的高度限定在隔板高度的1/3以内；

----应在全频范围内修正带状线和测量设备的50Ω阻抗匹配，满足GB/T18655的要求。

----带状线的试验布置及带状线尺寸应满足GB/T 18655的附录G的规定。

CNAS-CL16并没有对军用电磁兼容暗室进行单独分类，故也没有提出明确的具体要求，一般是参照以上要求来进行认可认定。

㈤ CNAS-CL01-A008的要求

2018年9月1号开始实施的中国合格评定国家认可委员会检测和校准实验室能力认可文件CNAS-CL01-A008《检测和校准实验室能力认可准则在电磁兼容检测领域的应用说明》（取代原来文件CNAS-CL16），对设施与环境条件的要求如下：

6.3.1 根据所申请认可的业务范围和相应标准，除非方法标准有特殊要求，实验室应具备满足相应指标要求的试验场所：

a) 对于开阔试验场应满足以下要求：

----开阔试验场应按GB/T9254-2008《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》附录要求每年测量一次归一化场地衰减，并保证归一化场地衰减满足±4dB场地可接受原则；

----开阔试验场的气候保护罩、转台和天线升降塔应符合GB/T6113.104《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-4 部分 无线电骚扰和抗扰度测量设备  辅助设备  辐射骚扰》中相关要求；

注：评估为第四级场地时不符合要求。

b) 对于电波暗室应满足以下要求：

----电波暗室的尺寸应满足标准规定的测试要求；

----进行辐射骚扰测试时，电波暗室的场地电性能和有效性应满足GB/T6113.104《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范  第1-4部分 无线电骚扰和抗扰度测量设备 辅助设备  辐射骚扰》标准要求；

----频率在1GHz以上的测量时，应按照GB/T6113.104第8章规定的场地确认方法，所得到的场地电压驻波比≤6dB；

----电波暗室的屏蔽效能应满足屏蔽室屏蔽效能的要求，并在1GHz~6GHz(或18GHz)满足屏蔽效能>80dB；

---进行辐射杂散测试时，全电波暗室应按照YD/T1483《无线电设备杂散发射技术要求和测量方法》规定的场地确认方法,与规定全频段的归一化自由空间传输损耗的偏差在±4dB范围内；

----进行辐射抗扰度测试时，电波暗室内的测试平面场分布均匀性应满足GB/T17626.3-2016的要求，并定期检查、确认

----电波暗室应按《GB/T6113.104》的附录，至少每3~5年对归一化场地衰减进行测量验证，并保证归一化场地衰减满足±4dB场地可接受原则；

c) 对于屏蔽室应满足以下要求：

             频率范围              屏蔽效能 

         0.014MHz~1MHz         >60dB 

         1MHz~1000MHz          >90dB         

d) 对于横电磁波室应满足以下要求：

----横电磁波室应给出其工作频率的上限，其工作频率范围应满足所申请认可的业务和相应标准的要求；

e) 用于声音和电视接收机辐射抗扰度测量的敞开式带状线应满足以下要求：

f) 对于军用设备电磁兼容检测的测试场地应满足以下要求：

i) 军用设备电磁兼容检测，可采用以下几种测试场地（或测试装置）：

----屏蔽室；

----电波暗室；

----混响室；

----横电磁波室或平行板传输线；

----开阔试验场。

ii)军用设备电磁兼容试验通常在屏蔽室内进行，屏蔽室尺寸应足够大，以满足GJB151B（或GJB152A）的要求。当在屏蔽室内进行辐射发射和辐射敏感度测试时，屏蔽室内壁应敷设射频吸波材料，即要求采用局部安装吸波材料的屏蔽室（GJB151B或GJB152A）或电波暗室。

iii)如果订购方同意，电场辐射敏感度也可以采用步进搅拌模式混响室法进行测试，混响室法应满足GJB151B附录D要求。

iv)瞬态电磁场辐射敏感度测试可采用横电磁波室（TEM室、GTEM室）或平行板传输线等测试装置。

CNAS-CL01-A008附录P（规范性附录）对每个项目的环境场地要求提出了具体的要求，例如RE102（10kHz～18GHz电场辐射发射）项目，对环境场地的要求是：1、试验通常在屏蔽室内进行。屏蔽室内壁应敷设射频吸波材料。射频吸波材料应位于EUT上面、后面和两侧面以及发射和接收天线后面，如GJB151B标准中图1所示，吸波材料的性能如GJB151B标准中表1所示。2、屏蔽室电磁环境电平应至少低于规定的限值6dB。如果在屏蔽室外进行测试，应在电磁环境电平处于*低点的时间和条件下进行，电磁环境电平不应影响测试结果。3、EUT应安装在模拟实际情况的接地平板上。实际情况未知或有多种安装形式，则应使用金属接地平板，接地平板面积不小于2.25m^2，其短边不小于760mm。如果EUT安装中部存在接地平板时，EUT应放置在非导电试验台上。在屏蔽室外测试使用的地面金属接地平板每个方向上至少应超出测试布置边界1.5m。4、金属接地平板的表面电阻不应大于0.1mΩ/□。金属接地平板与屏蔽室之间直流搭接电阻不大于2.5mΩ。5、电源阻抗：使用LISN来隔离电源干扰并为EUT提供规定的电源阻抗。LISN的信号输出端口应端接50Ω负载。

CNAS-CL01-A008规定军用设备电磁兼容检测，可采用以下几种测试场地（或测试装置）：屏蔽室、电波暗室、混响室、横电磁波室或平行板传输线、开阔试验场。但并没有说明采用了这些场地是否需要测试前面所要求的场地性能要求，例如对于电波暗室是否需要测试归一化场地衰减、场地驻波比、场均匀性。

㈥ GJB2926标准的要求

GJB2926-1997《电磁兼容性测试实验室认可要求》标准在5.3条目“测试场地”要求如下：

在各项EMC测试中，为了防止外界电磁干扰对测试的影响，以及防止测试时对外界造成干扰，应考虑测试场地与周围的电磁环境和物理环境的隔离。EMI和EMS测试，可采用如下四种测试场地(或测试装置):

a.屏蔽室;

b.半电波暗室;

c.横电磁波室——TEM室、ATEM室和GTEM室;

d.开阔测试场地。

   军用设备和分系统主要采用前三种测试场地(或测试装置)，且EMI测试要求采用半电波暗室或局部安装吸波材料的屏蔽室(见GJB151A)。

5.3.1屏蔽室

    屏蔽室大致可以分为:组装式、平板焊接式。

    屏蔽室应包括有:金属屏蔽外壳、屏蔽门、用于供电与通信的低通滤波器、用于通风而不影

响屏蔽整体性的通风窗、用于接地导体的螺栓、供电与照明系统、及用于进出屏蔽室管路(如果需要)的截止波导等。

5.3.1.1对屏蔽室的要求

    a.屏蔽效能

    作为EMC测试用屏蔽室，屏蔽效能是衡量屏蔽室质量的重要特性之一，屏蔽室的屏蔽效能至少应达到:

频率范围:14kHz~1MHz  1~1GMHz  1~18GHz

屏蔽效能:   >60dB            >90dB         >80dB

    b.供电系统安全性

   屏蔽室内电源的走线及与这些线连接的电源滤波器、电源插座等对屏蔽室金属壁应能承受基本绝缘耐压试验。例如:对于220V的供电电源系统，应承受1500V的耐压试验。

   电源进线对屏蔽壳体的绝缘电阻应大于2MΩ，导线与导线之间的绝缘电阻应大于2MΩ,电源进线对壳体应能承受750V耐压试验。

    屏蔽室若安装电动门，应保证停电时人员能出屏蔽室。

    c.滤波器

   用于电源、控制、报警、数据I/0、通信等的滤波器，其插入损耗应与屏蔽室的屏蔽效能相适应。滤波器壳体必须与屏蔽室壳体良好连接，若单点接地，其接地点尽量靠近电源滤波器。

    d.通风

    屏蔽室的通风，通常采用截止波导式通风窗，其插入损耗应与屏蔽室的屏蔽效能相适应。

    e.接地

    屏蔽室除其壳体应接地以外，屏蔽室内还应设置安全地，并可设置信号地。

    f.谐振

屏蔽室的主要谐振频率点，应记录备查。

5.3.1.2屏蔽室的检验

a.供电系统安全性检验

   用耐压测试仪测量所有来自供电电源的相线及与相线连接的电源滤波器、电源插座等对屏蔽室金属壁的基本绝缘耐压，以及电源线对壳体的耐压(直流)。

    用绝缘电阻测试仪测量电源进线对屏蔽壳体、导线与导线之间的绝缘电阻。

    b.谐振频率的检验

    屏蔽室的主要谐振频率点，可以通过理论计算和实际测试来获得。

    c.屏蔽效能的检验

按GB 12190进行检验。

5.3.2半电波暗室(以下简称电波暗室)

5.3.2.1对电波暗室的要求

    a.用于EMI测试

    电波暗室是EMI测试较理想的测试场地。为了模拟实际测试场地的测试条件，场地尺寸应满足GJB152A的要求。

    若测量距离按3m, 10m或30m设计，或按GB9254中8.3.3“可供替换的场地”的要求设计，则电波暗室归一化场地衰减与理论值的偏差应在±4dB之内。

    对电波暗室屏蔽效能的要求与屏蔽室相同。

    b.用于辐射敏感度测试

    电波暗室用于辐射敏感度测试时，应满足GJB 152A要求。

   若电波暗室按3m,10m,30m测量距离设计，则对其测试空间场均匀性的要求为:在1.5m×1.5m假想垂直平面上75%的场强幅值偏差应在0~+6dB之内。

5.3.2.2吸波材料

a.发泡型吸波材料

电波暗室的吸波材料，一般采用介质损耗吸波材料制成。其*低性能要求如表3所示。

表3  射频吸波材料反射损耗(垂直入射)

    b.铁氧体

   为改善电波暗室特性，除采用发泡型吸波材料外，还可采用铁氧体，它具有占空体积小、频带宽、低频吸收特性好的特点。

    c.复合型吸波材料

   复合型吸波材料为发泡型吸波材料和铁氧体复合而成，其突出优点是：占空体积小，并能在很宽频带范围内吸收电磁波，达到良好的效果。

    d.安全性

    电波暗室安装的发泡型吸波材料，安全性能应满足GB 2406和NRL report8093中规定的要求。

5.3.2.3电波暗室的检验

    电波暗室的屏蔽效能，与屏蔽室的屏蔽效能的检验方法相同。

    b.场地衰减

    电波暗室归一化场地衰减的测量方法见附录A(补充件)。

    c.场均匀性

    电波暗室场均匀性的检验见附录B(补充件)。

    d.发泡型吸波材料的安全性能

发泡型吸波材料的安全性能应按GB 2406和NRL report 8093规定进行试验和验收。

㈦ 英国59-411标准的要求

Defence Standard59-411英国防部电磁兼容标准对暗室场地性能的要求是通过采用标准辐射源比较在暗室的测试值和开阔场的测试值之间的偏差来判断暗室的性能。图4是标准辐射源不同极化条件下在暗室中测试图，图5是标准辐射源在开阔场的测试图。

a)

b)

图4  标准辐射源在暗室内测试

图5  标准辐射源在开阔场标校

㈧ CISPR25的要求

CISPR25 Vehicles, boats and internal combustion engines - Radiodisturbance characteristics - Limits and methods of measurement forthe protection of on-board receivers（GB/T18655-2010车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法），该标准的测试环境、金属平台等要求和军用电磁兼容暗室的要求基本相当，其测试配置如图6所示，该标准采用长线天线法对场地性能进行确认，如图7所示。简单结构的长线天线通过仿真软件可得到准确的理论值，在暗室中测试得到的测试值与理论值进行比较，确认偏差量，判断暗室的性能。在此领域目前包括我国专家在内做了大量的工作，有兴趣的同行可以查询相关文章，包括对金属平台的大小的影响、金属平台接地带的接地方式、杆天线与平台的接地方式及接地平面大小影响、杆天线连接电缆的影响、平台在暗室不同位置的影响等等。

图6  CISPR25测试配置

a) 

图7  长线天线法对场地性能确认