GJB151A_152A与民用标准的对比_辐射敏感度对比_孙宏亮.

电磁环境专题
GJB151A/152A与民用标准的对比（Ⅳ）
——辐射敏感度对比
孙宏亮
（中国航天科工集团第二研究院二零三所，北京 100085)
Comparison of GJB151A/152A and Civilian Standard（Ⅳ）
Sun Hongliang
（No.203 Institute of Second Academy of China Aerospace Science and Industry Group, Beijing 100854）
1 引言
GJB151A/152A-97中的辐射敏感度测试项目共有三项，包括RS101、RS103和RS105。

其中RS101为磁场辐射敏感度，RS103为电场辐射敏感度，RS105为瞬态脉冲辐射敏感度。

在国内现行民标中没有与RS105相对应的测试项目。

本篇对RS101、RS103与具有类似要求的电磁兼容民用标准作对比，表1给出了与这两个测试项目相对应的民用标准与国际标准[13,14,15,16]。

GJB151A/152A-97
RS101 30Hz~100kHz 磁场辐射敏感度
RS103 10kHz~40GHz 电场辐射敏感度
2 RS101与GB/T 17626.8、GB/T 17626.9
和GB/T 17626.10对比
RS101制定的目的是为了检验EUT通过外壳和连接电缆感应外界磁场辐射的敏感度。

GB/T17626.8、GB/T17626.9和GB/T17626.10制定的目的是为了建立一个具有共同性和重复性的基准，以评价分别处于工频磁场、脉冲磁场和阻尼振荡磁场中的电气和电子设备的性能。

表2列出了这两类标准的几个共性问题比较。

对应国际标准 IEC 61000-4-8 (1993) IEC 61000-4-9 (1993) IEC 61000-4-10 (1993) IEC 61000-4-3
(1995)
表1 RS101和RS103对应的民用标准与国际标准
对应的民用标准
GB/T 17626.8-1998 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.9-1998 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验GB/T 17626.10-1998 电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验
GB/T 17626.3-1998 电磁兼容试验和测量技术
射频电磁场辐射抗扰度试验
表2 RS101与GB/T 17626.8、GB/T 17626.9和GB/T 17626.10共性问题比较
标准 RS101
适用平台除空军和空间系统外，其余军种都适用家用、商业和工业电气电子设备家用、商业和工业电气电子设备安装在高压变电所中的电子设备
频率范围 30Hz～100kHz
限值分类或等级海军和陆军限值短时（五个固定等级一个
50Hz或60Hz
开放等级）；连续（两个固定等级一个开放等级）
上升时间6.4µs；持续时间16µs
三个固定等级和一个开放等级三个固定等级和一个开放等级
测试场地、设备和方法屏蔽室或半电波暗室；干扰源、发射天线；邻近法
屏蔽室或试验场；电流源（试验发生器）、感应线圈和辅助试验仪器；浸入法
屏蔽室或试验场；电流源（试验发生器）、感应线圈和辅助试验仪器；浸入法
屏蔽室或试验场；电流源（试验发生器）、感应线圈和辅助试验仪器；浸入法GB/T 17626.8
GB/T 17626.9
GB/T 17626.10 0.1MHz和1MHz
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下面从标准适用的平台、频率范围、测试方法和限值等几个方面对两者的异同性作进一步说明。

（1）适用平台
RS101适用于设备和分系统，包括所有电缆接口，但对电磁感应或耦合天线不适用。

对于海军飞机而言，该要求仅适用于预安装在具备反潜能力飞机上的设备。

对于陆军地面设备，该要求仅适用于具备扫雷或探雷功能的机动车辆设备。

当有特殊说明时该要求也适用于海军地面设备。

GB/T 17626.8和GB/T 17626.9都适用于家用、商业和工业电气电子设备，前者的测试包括稳定持续和短时作用两种磁场抗扰度，稳定磁场试验适用于公用或工业低压配电网络或发电厂的各种型式的电气设备。

短时磁场试验与稳定磁场的试验等级不同，其最严等级适用于安装在电力设施中的设备。

GB/T 17626.10适用于安装在高压变电所中的电子设备。

（2）频率范围
RS101的测试频率范围为30Hz～100kHz，与低频辐射发射RE101的测试频率范围相对应。

GB/T17626.8只对电源频率有要求，通常为50Hz或60Hz频率，测试
波形为正弦波。

GB/T17626.9为脉冲磁场，脉冲的上升时间为6.4µs，持续时间16µs，由此可知该脉冲所能产生的最高干扰频率为50kHz左右。

GB/T17626.10提供了频率分别为100 kHz和1MHz两种阻尼振荡干扰磁场，重复率在100 kHz时至少每秒40个，1MHz时至少每秒400个，3～6个周期波后幅度衰减为峰值的50%。

（3）测试方法
RS101 与GB/T17626.8、GB/T17626.9和GB/ T17626.10的测试存在较大的差异。

以下从测试布置和测试设备两个方面加以阐述。

1）测试布置
为排除外界干扰的影响，RS101测试通常在屏蔽室内进行，EUT放置于离地80 cm高的导电接地平台上，通过LISN供给电源，EUT电缆离导电平台高度为
5cm，GB/T17626.8、GB/T17626.9和GB/T17626.10三者的测试布置基本相同，EUT通过0.1m厚的绝缘支架放于接地平面（ERP）上，EUT外壳与安全地相连。

两类测试最重要的区别在于辐射场的施加方式不同，一般RS101采用邻近法测试，即利用直径为12cm的环形天线沿EUT的接缝或表面缓慢移动，寻找敏感部位，而GB/T17626系列则采用浸入法测
试，即将EUT放置于大环感应天线的中心位置，天线的直径应根据EUT的实际大小来确定，保证在三个互相垂直的方向上都能包围EUT并具有足够的场均匀性。

两种测试方法的示意见图1和图2所示。

邻近法测试的优点是不受EUT尺寸大小的限制，并能准确定位敏感位置。

浸入法测试具有全面、快速和合理的优点。

图1 RS101邻近法测试
图2 GB/T17626浸入法测试
2）测试设备
两类测试用到的最主要的仪器是试验发生器，RS101测试用的干扰电流源在
30Hz~100kHz范围内，要产生至少为15A的电流。

GB/T17626.8的试验发生器要求在稳定持续工作时输出电流范围为1~100A，短时工作时为300~1000A。

GB/T17626.9要求的输出电流范围为100~1000A。

GB/T17626.10要求输出范围为10~100A。

辐射天线也是一个重要的测试设备，RS101使用规定尺寸和匝数的小环天线，相对而言，GB/T17626用到的辐射天线尺寸依据EUT的具体尺寸确定，由产生规定场强确定所需天线的匝数。

GB/T17626和RS101都需要进行电流测试，GB/T17626使用传感器（电流探头或分流器）来调节和测量注入感应线圈的电流，瞬态电流测量仪表应具有10MHz 的带宽，并具有满足要求的准确度。

RS101一般使用电流探头和接收机来实时监测注入的干扰电流。

两类测试在使用的辅助仪器上也存在一些区别，如RS101使用满足GJB151A-97所规定的LISN和接地平面，GB/T17626测试中未使用LISN，但要求在电源线、控制线和信号线上使用终端网络和防
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逆滤波器。

GB/T17626使用的接地平面可以作为感应线圈的一部分来产生磁场。

（4）限值
根据不同的使用环境，GB/T17626确定了不同的试验等级，见表2。

由于RS101和GB/T17626.8、GB/T17626.9与 GB/T17626.10的干扰磁场特性和覆盖频率范围不同，且两类标准给出的限值单位不同，因此，无法进行直接对比。

选择
GB/T17626中与RS101使用环境最接近的工业环境（试验等级4）限值，进行单位转化，见表3，与RS101的对比结果见图3。

表3 GB/T17626工业环境（等级4）限值
标准 GB/T17626.8 GB/T 17626.9
限值（A/m）
转化限值（dBpT）
点是RS101所未覆盖的频率范围。

因此，在特定测试频点上，GB/T17626.9与GB/T17626.10的工业级限值要比RS101更加严格，但由于覆盖频率范围的差异较大，对两类设备作兼容性评估时，须慎重考虑。

3 RS103与GB/T17626.3对比
RS103制定的目的是为检验EUT通过外壳和连接电缆感应外界辐射电场的承受能力，以确保在各种电磁场中工作的设备不降低性能。

GB/T17626.3制定的目的是建立电气、电子设备受到射频电磁场辐射时的性能评定依据。

表4列出了这两类标准的几个共性问题比较。

持续：短时：300
172
152
磁场强度（dBpT）
陆军极限
GB/T17626.8施加的干扰磁场为定频50Hz或60Hz，其持续稳定干扰限值为152 dBpT，短时作用限值为172 dBpT，比RS101的陆军和海军限值宽松。

GB/T17626.9施加的脉冲磁场覆盖了工频至50kHz的频率范围，从图3可以看出，GB/T17626.9的工业级限值除低频端相对RS101的限值稍宽松外，其余频率范围均严于RS101。

在100kHz作用频率点上，GB/T17626.10的限值远比RS101严格，且1MHz频
□GB/T17626.8－－GB/T17626.9×GB/T17626.10
海军极限
频率（Hz）
图3 RS101与GB/T17626限值对比
表4 RS103与GB/T 17626.3共性问题比较
项目应用平台
未加限定，适用所有军种EUT
GB/T 17626.3 未加限定范围
频率范围～40GHz（频率可剪裁）～1000MHz 测试场地试验设备
半电波暗室
信号发生器；功率放大器；发射天线；场强探头等其他监测装置
10kHz～80MHz：框天线
80MHz～1GHz：对数周期天线 1～40GHz：双脊喇叭天线或其他天线（0～
18GHz可用GTEM小室代替）
校准方式调制方式扫描速率（10倍频程/s）扫描步长（ft调谐频率）驻留时间（s）限值（V/m）
10kHz～1GHz电场探头，距离发射天线1m；
1GHz以上电场探头或喇叭天线放于EUT位置
频率调制，50％占空比，1kHz方波
30Hz～1MHz ：4.3×10-3 1～30MHz ：2.2×10-3 30MHz～1GHz：1.1×10-3 30Hz～1MHz ：≤1％ft 1～30MHz ：≤0.5 ft 30MHz～1GHz：≤0.25 ft
＞3
不短于EUT操作和反应时间
5～～10
≤1％ft
推荐采用全电波暗室
信号发生器；功率放大器；EMI滤波器；发射天线；偶极子天线等其他监测装置80MHz～200MHz：双锥天线 200MHz～1GHz：对数周期天线
（可用圆极化天线或其他宽带天线替代）场强探头或天线距离发射天线距离1或3m，对均匀域中的16个点分别校准
幅度调制，调制深度80％，1kHz正弦波
1.5×10-3
发射天线
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以下从标准适用的平台、频率范围、测试配置、测试方法和限值等几个方面对两者的异同性作进一步说明。

（1）适用平台
RS103适用于设备和分系统壳体及所有互连电缆，适用的平台见表5。

除有特殊规定外，本要求不适用于带天线接收机的调谐频率。

GB/T 17626.3作为一个通用的标准，不对具体的设备或系统作规定。

（2）频率范围
RS103测试频率范围覆盖了10kHz～40GHz，10kHz以下通常采用磁场辐射测试而非电场辐射测试。

10kHz～18GHz是目前最为常用的测试频率范围，但随着军用EUT使用频谱的扩展，18～40GHz范围内的测试也变得更为重要。

GB/T17626.3测试频率范围覆盖80～1000MHz，生活中常见的电磁辐射干扰可以由电台、电视台、固定或移动式无线电发射台及各种工业辐射源产生，由这些源
产生的辐射往往覆盖80～1000MHz以外的频率范围，对于80MHz以下的辐射干扰通过传导敏感度测试来考核，见GB/T17626.6[9]。

GB/T17626.3把个人使用的移动电话作为辐射源的考虑重点，而其载频又在不断往高频发展，因此
GB/T17626.3的测试频率的上限也应往高频调整[8]。

（3）测试配置
RS103与GB/T17626.3在测试配置上有较大区别。

为隔离外界电磁环境的干扰和辐射场的均匀性，RS103通常被要求在半电波暗室内进行，EUT放置于离地
80cm高的导电接地平台上，通过LISN供给电源，EUT电缆离导电平台高度为5cm，发射天线距离EUT的距离为1m，发射天线的数量与摆放位置由测试边界和频率决定，见表6。

表5 RS103适用平台
频率范围 10kHz～2MHz 2～30MHz 30MHz～1GHz 1～18GHz 18～40GHz 频率范围 10kHz～200MHz 200MHz～1GHz 1GHz以上
适用军种
陆军飞机，其他任选陆军舰船、陆军飞机及海军，其他任选
全部适用全部适用全部任选
天线数目
测试边界≤3m：单个天线；测试边界＞3m：测试边界宽度除以3取整满足EUT 和350mm连接电缆在天线3dB波束宽度内
满足EUT和70mm连接电缆在天线3dB波束宽度内
GB/T17626.3的测试要求在电波暗室内进行，
为防止
EUT因接地而产生场的失真，台式EUT应放在0.8m高的非金属工作台上，落地式EUT则应放在0.1m高的绝缘支架上。

测试用电缆为长度1m的非屏蔽电缆，测试布置见图5所示。

（4）测试方法
RS103与GB/T17626.3在测试方法上也有一定区别，两类标准的测试方法区别见表4中概述。

RS103对发射天线并不是严格限定的，实施指[7]
南中指出可以使用任何电场发生装置，如天线、长线TEM小室、GTEM小室（优先采用）或平行板线，只要能产生要求的电场，且电场特性满足均匀性要求。

同样，GB/T17626.3对天线也没有严格限定，除常规天线外，标准还给出了几类可替代天线（见表4）。

此外，对于小型EUT，还可采用TEM小室和带状线测试法。

图4 RS103测试布置
表6 RS103的天线数目
图5 GB/T17626.3测试布置
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30MHz以上，RS103与GB/T17626.3都要求 EUT进行发射天线为垂直和水平两个极化方向的测试，30MHz以下，由于调整测试设备进行水平测试很困难，
RS103只要求垂直极化测试。

由于RS103施加的辐射场强远比GB/T17626.3大，因此RS103需要大功率放大器和动态范围很大的场强监测装置。

GB/T17626.3在测试前需进行场地均匀性校验，使用各向同性场强监测天线（探头），一次检验构成均匀场的16个点。

测试时将EUT的各个侧面依次与均匀场平面重合，施加校准得到的功率电平，测试过程中不用实时监测场强值，为开环测试。

RS103在进行完校准后采用闭环电场传感器监测法或开环接收天线预校准法测试。

辐射干扰信号特性区别见表4，在扫描速率、扫描步长和驻留时间上，两类标准都有一定区别，这里不再详述。

（5）限值
RS103的极限值与使用平台的环境直接相关，在标准的表5中将平台环境分为8种情况，然后根据设备使用寿命期间预期将遇到的环境电平来规定不同平台的极限值，并按陆海空三军设备的频率范围来选择对应的极限值，由于使用环境存在较大的可变性，某些限值可以适当剪裁。

GB/T17626.3依据EUT的最终安装环境确定了1、2、3 级试验等级，分别对应
1V/m、3 V/m和10V/m。

将RS103的限值按陆海空三军分类后与GB/T17626.3的对比分别见图6、图7和图8。

很明显，GB/T17626.3在其覆盖的频率范围内，除第三级限值比RS103的水下设备严外，其余限值均远小于RS103。

此外，由于GB/T17626.3覆盖的频率
加之测试方法的不同，范围相对RS103来说极为有限，
故对符合GB/T17626.3的民用设备作军用无法作出合理评估。

若只针对1GHz以下频带，则可以把传导敏感度测试GB/T17626.6（9kHz～80MHz）作为
GB/T17626.3的低频补充来考虑。

可以肯定的是，满足RS103的军用设备一定能满足GB/T17626.3要求。

只有在某些特定条件下（如特定频率或特定使用条
件），可以对满足民标的商用设备与军品作电磁兼容性评估。

一般而言，RS101与RS103要比相应的民用标准更加严格。

电场强度（V/m）
频率（Hz）
1）飞机（内部或外部）；2）所有舰船（甲板上）；3）舰船（金属，甲板下）；4）舰船（非金属，甲板下）；5）水下；6）地面；7）空间；8）
GB/T17626.3 第一级；9）GB/T17626.3第二级；10）GB/T17626.3第三级
图6 陆军RS103与GB/T17626.3限值对比
电场强度（V/m）
频率（Hz）
1）飞机（外部；2）飞机（内部）；3）所有舰船（甲板上）；4）舰船（金属，甲板下）；5）舰船（非金属，甲板下）；6）水下；7）地面；8）空间；9）GB/T17626.3 第一级；10）GB/T17626.3第二级；11）GB/T17626.3第三级
图7 海军RS103与GB/T17626.3限值对比
4 结论
通过对GJB151A/152A-97与相应民用标准辐射敏感度项目各方面的对比，可以得出如下结论：军用与民用标准的辐射敏感度项目在制定依据、目的、控制对象等方面都具有很大的相似性，但在测试方法、频率范围和干扰信号特性等方面存在较大差异。

频率（Hz）
电场强度（V/m）
1）飞机（外部）；2）飞机（内部）；3）地面；4）空间；5）GB/T17626.3
第一级；6）GB/T17626.3第二级；7）GB/T17626.3第三级
图8 空军RS103与GB/T17626.3限值对比
（下转第47页）
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（a）L值较小
电容Cd，如有空间，接两级共模电感更好，对图1所示的测试曲线，如采用两级共模电感，则不论低频段还是高频段，其共模干扰均大幅下降。

对金属外壳的电子镇流器来说，为抑制中频段的共模干扰，须接共模电容C1、C2，该电容还必须与大地相连，否则作用很小；为避免在高频段出现干扰尖峰，建议在接共模电容C1、C2时，采用图6所示电路。

对于塑料外壳，此电容可以不用。

在工厂中为了判断无源滤波器的滤波效果，最好的办法是用专用的EMC测试系统，对每种电路的测试结果进行分析，找出它们之间的联系，对症下药，并最终找出解决问题的办法。

参考文献
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（b）L值较大
图7 改变C1、C2接地方式后的EMC测试曲线
（上接第35页）
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