引言:

EMC天线叫什么?EMC天线是电磁兼容测试天线的简称,也可以称为EMC测量和测试天线。本文介绍了EMC测试行业里常见的天线分类、不同的天线类型,并说明了它们如何按测试标准要求接收射频信号或辐射射频信号,另外您还能学习EMC天线测量和发射信号的原理,最后联系EUT TEST获取一些辅助的测试仪器,任何人都能完成电子产品的电磁兼容认证测试。

基本用途:

EMC测试天线是一种用于电子产品电磁兼容测试的测试设备,专用于电子产品的电磁兼容认证测试。天线是用来接收或发射信号的,所以EMC天线就是用来接收电子产品向外界散发的辐射干扰,也用来发射一个射频干扰给电子产品被测物,以评估被测物的EMC兼容性和认证测试。

EMC测试天线分类:

根据电磁兼容EMC行业标准的测试要求,EMC天线一般分为EMI天线和EMS天线两种,原理就是用来接收射频信号或发射射频信号,由于所有天线都可以用于发射或接收,区别只是在于接收天线的增益有大有小,以及接收时的衰减倍数大小。所以我们现在只需要区分EMI天线和EMS天线即可。

EMC天线的两种分类:EMI天线和EMS天线

EMC天线的两种分类:EMI天线和EMS天线

EMC天线类型:

因为每种天线的测试频率不同,所以现在市面上有很多的天线类型,EMC测试中常见以下几种不同结构的EMC天线:

等等。

EMC天线怎么接收信号?

‌EMC天线使用电磁波感应转换‌的原理来接收电子产品的射频干扰信号。当外部电磁波到达天线时,天线通过电磁感应作用将其转换为电压和电流信号,然后供给EMI测试接收机处理数据。但要注意的是,EMC天线接收到的信号同时包含了电磁波中的电场(E场)和磁场(H场),这样我们就需要改变天线对不同场的敏感性,例如对电场敏感的就能屏蔽磁场并接收电场信号,例如对数周期天线;而对磁场敏感的结构就能屏蔽大部分电场信号并接收磁场信号,例如环形天线,总之,天线的结构决定了其对不同场的敏感程度。

电场天线和磁场天线接收信号的不同区别:

‌电场天线‌:通过导体感应电磁波中的电场分量,产生电势差。

‌磁场天线‌:利用环形结构感应磁场变化,生成感应电流。

EMC天线为什么要分别测量水平和垂直极化方向?

要说明天线极化的问题,我们先看下一个标准的对数周期天线的结构:

标准的对数周期EMC天线

标准的对数周期EMC天线

从上图可以看出,对数周期天线的结构趋向于在一个平面上,我们知道电磁场是一个矢量,它既有大小,又有方向,当这个EMC天线的位置固定时,它只能测量此时刚好耦合到天线上的信号;我们还知道,电磁波是相互衍生并正交分布的,所以如果我们只测量一个方向的信号,就会遗漏垂直方向的信号。为了避免这个问题,现在电磁兼容测试标准里都要求分别测量垂直极化和水平极化的射频辐射测试数据,特殊的标准还要求将被测物转动360度获取一个数据,这个要求是建立在两种极化的基础上的,所以您需要在垂直极化时让被测物转一圈测量一次;然后在水平极化再次重复同样的操作。最后利用电脑上的上位机软件在一个频率点上最大保持输出最终的数据,这样就完整的测量了电子产品的射频干扰信号。

EMC天线是否有辐射?

EMC天线是否有辐射分为以下两种情况:

当天线用于EMI测量时,天线本身是没有辐射的,因为它是在接收环境中的信号,只要环境中的底部噪声很低,天线将不会测量到任何信号,所以对人体也是没有辐射的。

当天线用于抗扰度EMS测量时,EMC天线前端会放置一个射频信号源和功率放大器,此时的天线是有辐射的,此时严禁任何人员靠近或站在天线前端任意范围内!

那EMC测试人员如何控制抗扰度测量过程呢?我们就需要将整套设备放置于电波暗室或屏蔽室内,它们都是模拟一个自由场的空间,在实验室外面理论上是不会有射频信号泄露的,我们就可以安心的坐在实验室外面对电子产品执行EMS测量。

EMC天线因子和天线系数

EMC天线因子和天线系数主要作用是用于EMI天线修正测试数据,因为天线接收信号是自带衰减的,而且它还将射频干扰转换为50欧姆信号,所以需要天线因子来修正测量数据,以得到真实的射频辐射发射值。

EMC探头与EMC天线的区别:

上面我们已经学习了EMC天线的一些分类和测试原理,有的客户询问,EMC近场探头也分为电场探头和磁场探头,它们和天线有区别吗?答案是EMC天线测量的是远场的电磁场,而近场探头测量的是近场的电磁场,二者的测试原理不同。

EMC天线相关测试仪器:

无论做EMI还是EMS测试,当我们选定天线后,就需要根据测试运用选择一些测试仪器来搭配EMC天线完成电子产品行业标准的电磁兼容测量要求。包括EMI接收机、天线塔、天线支架、同轴射频线缆、电波暗室等测试仪器。

EMC天线与EMI接收机:

EMI测试接收机用于接收EMC天线输出的50欧姆电压值,并在EMI测试软件上整合显示全频段的测试结果。这样工程师就可以直观的看到被测电子产品的辐射干扰是否超过行业标准的限值要求。

EMC天线需要的EMI接收机设备

EMC天线需要的EMI接收机设备

EMC天线与同轴射频电缆:

EMC天线与上面介绍的EMI测试接收机之间需要同轴射频电缆传输和连接,同轴电缆使用50欧姆特征阻抗传输EMI天线接收到的射频电压信号,这样就可以在EMI接收机上得到测试结果了。

另外,有些特殊需求的用户可能还需要增加衰减器、射频开关等仪器。

EMC天线只需要的同轴射频电缆

EMC天线只需要的同轴射频电缆

EMC天线与EMC天线支架:

从下图可以看出,EMC天线只是一个由多跟天线杆组成的结构,在电波暗室中使用时就需要找一个支撑物,EMC天线三脚架是最优选择,三脚架价格便宜且方便移动。

EMC天线支撑在EMC三脚架上

EMC天线支撑在EMC三脚架上

另外,当需要测量1米到4米高度时,我们还需要购买可自动调整天线高度和角度的EMC天线塔,如下图所示,EMC天线在这样的天线塔上可以从0-4米自由移动,并且都是由软件控制的,而且还可以改变EMC天线的倾斜角。

EMC天线在EMC天线塔上改变高度和倾斜角

EMC天线在EMC天线塔上改变高度和倾斜角