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辐射发射骚扰（磁场）检测

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发布时间：2025-07-02 16:43:48 更新时间：2025-07-01 16:43:48

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

辐射发射骚扰（磁场）检测概述

辐射发射骚扰（磁场）检测是电磁兼容性（EMC）测试中的一项核心内容，主要评估电子电气设备、系统或组件在正常运行时，其内部产生的电磁能量通过空间以磁场形式向外界辐射的强度。这种无意中产生的磁场骚扰，如果超出相关标准规定的限值，极有可能对附近敏感的电子设备（如医疗设备、通信系统、导航仪器等）造成难以预料的干扰，导致其性能下降、功能失常甚至失效。因此，通过对设备进行辐射发射骚扰（磁场）检测，可以确保其在预期电磁环境中能够正常工作，同时不对其他设备构成不可接受的电磁干扰风险，这对于保障设备可靠性、市场准入（如CE、FCC认证）及公共安全至关重要。

主要检测项目

辐射发射骚扰（磁场）检测的核心项目通常集中在以下低频段：

低频磁场骚扰发射：主要检测设备在9kHz 至 30MHz频率范围内产生的磁场辐射骚扰强度。这个频段特别容易受到电源线谐波、开关电源、电机等产生的低频磁场的影响。
限值符合性评估：将测得的磁场骚扰发射值与相关EMC标准（如CISPR, EN, FCC等）中规定的限值线进行比对，判断设备是否符合要求。
骚扰源定位与分析：通过扫描和测量，识别设备内部主要的磁场骚扰源（如变压器、电感、功率线缆、大电流回路等），为后续的整改设计提供依据。

关键检测仪器

进行精确的辐射发射骚扰（磁场）检测需要专业的测试设备组合：

EMI接收机（或频谱分析仪）：作为核心测量设备，需要具备9kHz至30MHz或更宽的频率范围，高灵敏度，符合CISPR 16-1-1等标准对检波器（如QP检波器、PK检波器、AV检波器）和测量带宽的要求。
环形磁场探头（Loop Antenna）：这是测量磁场辐射的关键传感器。标准通常要求在特定尺寸（如标准为60cm、41cm或26cm直径的环形天线）下进行测量，探头需具有已知的校准因子。
天线前置放大器：用于提高测量系统的灵敏度，尤其是测量微弱磁场时。
转台和天线升降塔：用于在测试过程中改变被测设备（EUT）的方向和探头的高度，以寻找最大骚扰发射点。
电波暗室或开阔试验场（OATS）：提供受控的、低环境噪声的测试环境，确保测量结果的准确性和可重复性。磁场测量通常在屏蔽室内进行，且对背景噪声要求极高。
测量软件：用于控制接收机、转台、升降塔等设备，自动扫描频率、记录数据、绘制曲线并与标准限值进行比对。

标准检测方法

辐射发射骚扰（磁场）检测遵循标准化的测试流程：

测试布置：
- 将被测设备（EUT）置于非导电测试桌上，按典型应用配置连接所有必要线缆和辅助设备。
- 将环形磁场探头水平放置在距离EUT规定的距离上（标准通常为3米、10米或30米），探头平面应与地面平行。
- 探头的高度和EUT的方位（通过转台旋转）需要调整以寻找最大辐射点。
背景噪声测量：在EUT关闭状态下测量环境中的背景磁场噪声，确保其低于标准限值一定余量（通常是6dB），否则结果无效或需在背景噪声低的场地重测。
正式测量：
- 开启EUT，使其在最大骚扰工作模式下运行。
- 使用EMI接收机/频谱分析仪，配合环形天线，在9kHz至30MHz的频率范围内进行扫描。
- 扫描时通常使用峰值（Peak）检波器进行初扫，定位骚扰频率点。
- 在骚扰频率点（特别是超标点），切换为准峰值（QP）检波器进行最终测量（部分标准也可能要求平均值AV检波）。
- 调整转台角度（通常0°到360°）和探头高度（通常1米到4米范围内变化），记录每个骚扰频率点的最大辐射值。
数据处理与评估：将测量得到的磁场强度值（通常以dBµA/m为单位）加上环形天线的校准因子（Antenna Factor, AF）和电缆损耗因子（如适用），换算为标准规定的测量值，然后与对应频率的标准限值曲线进行比对，判断是否合格。

主要检测标准

辐射发射骚扰（磁场）检测必须依据国际、国家或行业公认的EMC标准进行，常用标准包括：

CISPR标准系列：
- CISPR 11：工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法（涵盖150kHz-30MHz磁场发射）。
- CISPR 14-1：家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求（涵盖9kHz-30MHz磁场发射）。
- CISPR 15：电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法（涵盖9kHz-30MHz磁场发射）。
- CISPR 32：多媒体设备的电磁兼容性限值和测量方法（对某些特定设备可能涉及磁场）。
基础测量标准：
- CISPR 16-1-1：无线电骚扰和抗扰度测量设备和方法规范 - 测量设备。
- CISPR 16-1-4：无线电骚扰和抗扰度测量设备和方法规范 - 辐射骚扰测量用天线和试验场地。
- CISPR 16-2-3：无线电骚扰和抗扰度测量方法 - 辐射骚扰测量（包含磁场测量方法）。
区域/国家标准：
- EN 55011 / EN 55014-1 / EN 55015 / EN 55032：欧盟协调标准（等同于CISPR标准）。
- FCC Part 15/18（美国）：虽然FCC更侧重电场辐射（30MHz以上），但某些条款（如针对电力线通信设备）也可能涉及低频磁场。
- GB 4824 / GB 4343.1 / GB 17743 / GB/T 9254：中国国家标准（等同或修改采用CISPR标准）。