GTEM小室辐射抗扰度和辐射骚扰发射的测量试验

用GTEM小室做产品的辐射抗扰度和辐射骚扰发射的测量试验上海三基电子工业有限公司钱振宇作为替代户外开阔场而建立的电波暗室，因其性能完善而获得了广泛的应用，但由于造价和必须配备的设备昂贵，阻碍了它向中小企业的发展。

这里介绍的GETM小室又称吉赫芝（GHz）横电磁波室则是近十几年才发展起来的新型电磁兼容测试设备，它的工作频率范围可以从直流至数GHz以上，内部可用场区较大，尤其可贵的是小室本身与其配套设备的总价不算过于昂贵，能为大多数企业所接受。

因此GTEM小室国内取得了长足发展，成为企业对于外型尺寸不算太大的设备开展射频辐射电磁场抗扰度试验的首选方案。

1GTEM小室简介GTEM小室是根据同轴及非对称矩形传输线原理设计而成的设备。

为避免内部电磁波的反射和谐振，GTEM小室在外形上被设计成尖锥形，其输入端采用N型同轴接头，随后中心导体展平成为一块扇形板，称为芯板。

在小室的芯板和底板之间形成矩形均匀场区。

为了使球面波（严格地说，由N型接头向GTEM小室传播的是球面波，但由于所设计的张角很小，因而该球面波近似于平面波）从输入端到负载端有良好的传输特性，芯板的终端因采用了分布式电阻匹配网络，从而成为无反射终端。

GTEM小室的端面还贴有吸波材料，用它对高端频率的电磁波作进一步吸收。

因此在小室的芯板和底板之间产生了一个均匀场强的测试区域。

试验时，试品被置于测试区中，为了做到不因试品置入而过于影响场的均匀性，试品以不超过芯板和底板之间距离的1/3高度为宜。

图1是GTEM小室的外形（日本ELENA 电子有限公司产品）及典型的工作特性。

频率（GHz）频率（GHz）电压驻波比电场强度特性图1GTEM小室外形及典型工作特性2结构GTEM小室的结构简图见图2所示。

说明：1.将托架安装完毕后置于地面。

2.铝质板材通过铝的角型材用铆钉相连接，板材内部必须平整，无毛刺。

3.上、下板，前、后板通过螺钉安装成一个锥形腔体，形成测试空间放置在托架上。

4.芯板底部用非金属棒支撑，侧壁采用非金属棒支撑，防止芯板与锥形腔体外壁接触，发生短路。

5.吸波材料安装在吸波材料支撑架上，从锥形腔体的后部放入腔体。

6.芯板与锥形腔体外壁通过分布电阻相连，保证分布电阻接触良好，阻值准确。

7.锥形腔体后盖板将GTEM小室后部封闭，防止电磁波泄漏。

8.馈源头是一个采用氩弧焊焊接而成的整体，采用螺钉安装于锥形腔体前端，形成过渡部件。

9.将N型接头通过过渡部件（铜质）与芯板连接。

10.电源配电箱安装于GTEM小室靠近屏蔽门的侧壁上；电源滤波器安装于锥形腔体底部，通过接线板给GTEM室内供电。

11.试品进出线的通孔位于屏蔽门侧壁上，用于GTEM小室内设备的信号线、测试线进出。

12.通过单相电源线滤波器，并采用白炽灯给GTEM小室内提供照明。

3工作原理GTEM小室中的电场强度与从N型接头输入信号电压V成正比，与芯板距底板垂直距离h成反比：E=V/h在50Ω匹配的系统里，芯板对底板的电压与N型接头的信号输入功率之间的关系满足V=（RP）1/2=（50P）1/2故场强E=（50P）1/2/h如考虑实测值与理论值之间的差异，上式还应乘一个系数k，因此实际的电场强度是E=k（50P）1/2/h从上式可见，若在GTEM小室注入同样的功率，芯板的位置距底板的距离越近（h值越小），则可获得较大的场强；若产生同相的场强，较大空间处（h值越大）需要的输入功亦较大。

上述结论表明，对于较小的试品，我们可以把试品放在GTEM小室中比较靠前的位置，这样用比较小的信号输入功率，就可以得到足够高的电场强度。

注意，试品的高度不能超过选定位置芯板与底板间距的1/3。

4性能指标现以日本ELENA电子有限公司提供的GTEM小室为例（图3），在表1中给出了这些GTEM小室的主要技术特性。

图.3a日本ELENA电子有限公司所生产GTEM小室的外形尺寸图3b 在图11.3a 中各GTEM 小室的内部可用尺寸表1日本ELENA 电子有限公司GTEM 小室的主要技术特性型号EGT-250EGT-500EGT-750EGT-1100EGT-1750内部芯板最大高度275mm 550mm 750mm 1100mm1750mm ﹡1频率范围EMI 试验30MHz ～2GHzEMS 试验DC ～2GHz阻抗50ΩVSWR ＜1.8电磁场强度偏差≤±4db （在芯板高度的中心处）﹡2输入/输出连接器7/16mm 母插座（附N-R 转换用连接器）最大输入脉冲16kV最大输入功率60W 300W 450W 600W900W 可用试品的最大尺寸L 207mm 414mm 565mm 829mm1320mm W 207mm 414mm 565mm 829mm1320mm H 183mm 367mm 500mm 733mm1170mm 精密测试时的最大尺寸L 183mm 367mm 500mm 733mm1170mm W 183mm 367mm 500mm 733mm1170mm H 92mm 183mm 250mm 367mm583mm 3应用举例移动通信设备的发送与接收灵敏度试验车载电子设备及强电磁场的场测试车载电子设备和通用电子设备通用电子设备EMI/EMS 测试系统设备的EMI/EMS 测试5GTEM小室在电磁兼容测试中的应用5.1射频辐射电磁场抗扰度试验采用GTEM小室做射频辐射电磁场抗扰度试验的优点：·用GTEM产生的电场强度要远大于天线产生的场强，所以用比较小的射频功率放大器可以产生很强的电场，使得整个测试系统的价格大大降低。

这对尺寸不太大的设备来说，是一个非常好的射频辐射电磁场抗扰度试验方案。

·由于用GTEM小室做射频辐射电磁场抗扰度试验不需要用天线，所以可方便地用于自动测试，大大减少了测试时间，也降低了对试验人员的技术要求。

GTEM小室的射频辐射电磁场抗扰度试验的系统图见图4所示，主要由信号发生器、功率放大器、测试探头、智能场强计、计算机及测试软件、以及GTEM小室组成。

图4采用GTEM小室的射频辐射电磁场抗扰度测试系缆在图4中，当信号源经过放大后注入到GTEM小室的一端（通过N型同轴接头），就能在芯板和底板之间形成很强的均匀电磁场，放置在被测件附近的电场监视探头监测此场强，再经由计算机得到输入功率值，直接调节信号源以求达到所需求的场强值。

测控软件控制信号源以一定的步长进行辐射场的频率扫描。

另有视频监视器（摄像头安装在GTEM小室里面，图4中未画出，试验人员在GTEM小室外通过监视器）观测试品在射频电磁场干扰下的工作情况。

操作方法：①将试品及场探头置于GTEM小室内；②外接信号源，通过功率放大器，在GTEM小室内建立均匀电场；③确定测试频率范围及调制方法和调制深度；④调整信号源输出电平（注意，切勿超过功率放大器允许的最大输入电平）；⑤通过场强监视计监测GTEM小室的场强，使之达到所需的强度；⑥重复③～⑤步骤，观测确定被试品的电磁辐射敏感度。

5.2试品的电磁骚扰辐射发射测试系统试品的电磁骚扰辐射发射值测试在理论上也能在GTEM小室内进行，这时小室内芯板和底板就代替暗室测试中的天线接收试品工作过程中产生的辐射骚扰。

GTEM小室的N型接头接干扰接收机，通过干扰接收机便能测试试品工作过程中电磁骚扰的辐射发射情况。

再通过计算机和处理软件，以定出试品辐射发射的测试结果。

注意，这里存在一个在GTEM 小室中的测试结果和开阔场或电波暗室测试结果的比对问题，从中找出规律（建立数学模型），进行必要的修正，而这也正是GTEM小室测试软件所要解决的问题。

另外，试品在GTEM小室中摆放的位置不同，造成芯板与底板之间相对距离的不同，也将是导致测试结果不同的关键因素，试验人员务必给以充分注意。

在GTEM小室内做试品电磁骚扰辐射发射试验的操作方法如下：1将被试品置于GTEM小室内；2外接干扰接收机，接收试品的辐射骚扰电平输出；3根据测试标准要求设置扫描频率的范围和检波方式及分辨率带宽；4干扰接收机测试被试品的辐射骚扰电平值；5通过计算机及软件进行数据处理，得到最终测试结果。

﹡﹡﹡注意，用GTEM小室无论是做射频辐射电磁场抗扰度试验，还是做试品本身工作中所产生的辐射电磁骚扰的发射试验，都有一个极化问题（在开阔场和电波暗室中做测试，是通过改变摆放天线的方向来实现的）。

在GTEM小室里的芯板和底板扮演了天线的角色，它们的位置是不能变化的，因此要想改变电场的极化方向，只能通过人为地改变试品相对芯板和底板的摆放方向来实现了。

﹡﹡﹡最后，将目前上海三基电子工业有限公司向社会公众推荐的GTEM小室射频辐射电磁场抗扰度测试系统介绍于下，供参考。

①系统外形②系统特点·采用GTEM小室的技术，构筑最经济实用的射频电磁场辐射抗扰度测试（符合GB/T17626.3和IEC61000-4-3标准）解决方案。

·全中文界面的操作软件，贴合标准设计，轻松实现测试过程自动化，并自动生成测试报告。

·技术领先与可靠性并重，全面整合产品资源，提供最优的系统配置。

③主要技术指标·测试频率范围：80MHz～1GHz（或2GHz）·最大测试场强：10V/m；30V/m·信号调制：1kHz调幅波，调制深度80%④场均匀性实测曲线（在6m长GTEM小室中的实测曲线）。