GTEM吉赫兹横电磁波室系统介绍

概述

采用GTEM（吉赫兹横电磁波）进行电磁兼容性测试是近年来国际电磁兼容领域发展的一项新的测量技术。由于GTEM的宽频带特性（从直流到微波），低造价（只相当电波暗室造价的百分之几），既可用于电磁辐射敏感度试验（EMS试验。有时也称抗扰度试验），又可用于电磁辐射试验（EMI试验）而且所用仪器（相对在电波暗室中做试验来说）有配置简单，成本便宜和可用于快速和自动测试的特点，所以越来越受到国际和国内有关人士的重视。其中尤以对待小设备的测试，GTEM小室的测量方案是性能价格比很高的测试方案。

需要重点指出的是：目前IEC61000-4-3标准中已在附录中取消GTEM室的内容，转而通过单列IEC61000-4-20标准重新描述GTEM小室技术，目前在电表标准中引用的为IEC61000-4-3标准，即意味着最终检测认定须在暗室内测试环境下评定，但GTEM室在射频辐射抗扰度测试项目中对小体积设备测试的应用测试结果的一致性已为很多检测机构认同，加之其拥有比暗室测量系统高的性价比，使更多企业能够进行这项试验，所以目前还是许多企业进行射频辐射抗扰度测试的首选方案。

瑞雷博公司的GTEM小室产品照片

试验目的

为评价电气和电子设备的抗射频辐射电子磁场干扰的能力建立一个共同的依据。

试验

    随着技术的发展，电磁环境的恶化，测试频率已从早期的27～500MHz扩展到今天的80～1000MHz。其中高频段的扩展与移动电话的普遍使用有关。如它的工作频率已扩展到900 MHz（甚至更高）。对80 MHz的下部分将由GB/T17626.6-1998（对应的国际标准为IEC61000-4-6：1995）以传导的方式进行补充。

GTEM室常用试验仪器

信号发生器（注意其带宽，要求调幅功能，能自动扫描，在扫描点上的留驻时间可控，信号输出幅度可控）；

功率放大器（注意其带宽，另外最大输出功率应与试验的场强相匹配）；

天线（辐射天线）

场强测试探头；

场强测试与记录设备。

为完成自动测量，还要增加计算机相应的控制软件。

试验的严酷度等级

分三级：    

    1级      1V/m

    2级      3V/m

    3级      10V/m

    其中：1级为 低辐射环境，如离电台电视台1km以上附近只有小功率移动电话在使用。2级为中等辐射环境，如不在近于1m处使用小功率移动电话，是典型的 商业环境。3级是较为严酷的辐射环境，如在1m左右处使用移动电话；或附近有大功率发射机在工作，为典型的工业环境。

GTEM小室

    GTEM小室是在横电磁波室（TEM室）的基础上发展起来一种新型电磁兼容测试设备。后者本身具有结构封闭，不向外辐射电磁能量，不影响操作人员健康和不干扰其它仪器的工作；由于结构封闭的特点，亦不受外界环境及干扰的影响；工作频率较宽，可从DC～1000MHz，甚至更高；场强范围大，从强场（如300V/m）至弱场（如10μV/m）均可测试，且场值控制容易。

    吉赫芝横电磁波的结构如图1所示。

图1   GTEM小室的结构简图

吉赫芝横电磁中心处的电场强度为

式中，E：  电磁场强度的垂直分量

      Po： 馈至赫芝横电磁波室的射频功率

      Rc： 吉赫芝横电磁波室的特性阻抗

      D：  芯板与上下板之间的垂直距离

从式中可见较小赫芝横电磁波室的芯板与上、下底板间的尺寸，可获得较大的场强值。

用GTEM小室构成辐射敏感度（抗扰度）测试系统。

用GTEM小室构成的辐射敏感度（抗扰度）测试系统如图2所示，主要由信号源、功率放大器、场强监视器、计算机及软件和GTEM小室组成。

图2   用GTEM小室的辐射敏感度测试系统）

主要性能指标：

频率范围： DC－18GHz（系统配置频率根据仪器指标确定）

输入阻抗：50Ω±5Ω（典型值：50Ω±2Ω）

电压驻波比：≤1.75（典型值：≤1.5）

最大输入功率： 1000W

电场强度范围：0.01-200V/m（根据输入功率大小）

同轴接头：L16（N型）

最大外型尺寸：约6m×3m×2m（6米小室）

    4m×2.5m×2m（4米小室）

GTEM室射频辐射抗扰度测试系统：

技术指标： 频率范围：2GHz

最大电场强度范围：>500V/m

最大外型尺寸：约6m×3.2m×2.1m

最小精准测试试品尺寸：20cm×20cm×20cm(长×宽×高)

最大试品高度：40cm-125cm

常用测试配置