周汝派，鄭少斌

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣州 510610）

均勻場域（簡稱UFA）的校準是評估電波暗室性能的重要指標，同時也是進行輻射抗擾度試驗的重復性和可靠性的關鍵[1]。GB/T17626.3對于射頻電磁場輻射抗擾度試驗和電波暗室的UFA校準等方面都作了詳細的規(guī)定，而新版國標GB/T17626.3-2016[2]相對于舊版國標GB/T17626.3-2006[3]在UFA的校準要求及方法均作了一些修訂，本文著重新舊版標準的差異，基于GB/T17626.3-2016對UFA校準內容進行詳細的闡述及解析。

1 校準要求的差異

GB/T17626.3-2016相對GB/T17626.3-2006的要求主要是增加了對不同尺寸的被測物（簡稱EUT）給出了更加清晰且明確的UFA窗口應用要求，和校準頻率在高于1GHz時UFA的場強幅值容差范圍。

當校準頻率低于1GHz時，可分為UFA覆蓋EUT尺寸（完全照射法）和UFA不覆蓋EUT尺寸（部分照射法或獨立窗口法）這兩種情況。

1）當EUT尺寸小于1.5m×1.5m，可使用完全照射法，此時UFA的尺寸最小是0.5m×0.5m，尺寸可以柵格0.5m為步進來增大。例如：EUT的尺寸小于0.5m×0.5m，UFA可選0.5m×0.5m尺寸規(guī)格進行校準，但要求4個柵格點的場強值測得容差均在-0dB～6dB范圍內UFA才有效，見圖1。

圖1 0.5m×0.5m尺寸的UFA（完全照射法）Fig.1 0.5mx0.5m size UFA (full irradiation method)

圖2 大于0.5mx0.5m尺寸的UFA（完全照射法）Fig.2 UFA Larger than 0.5mx0.5m size (full irradiation method)

圖3 大于1.5mx1.5m尺寸的UFA（完全照射法）Fig.3 UFA Larger than 1.5mx1.5m size (full irradiation method)

圖4 1.5mx1.5m尺寸的UFA（部分照射法）Fig.4 1.5mx1.5m size UFA (partial irradiation method)

EUT的尺寸在0.5mx0.5m與1.5mx1.5m之間，UFA可根據EUT的實際尺寸，以0.5mx0.5m為尺寸起點，0.5mm為增長步進，選擇能覆蓋到EUT的尺寸規(guī)格進行校準，但要求75%的柵格點的場強值測得容差在-0dB～6dB范圍內UFA才有效。如圖2所示，圖2(a)的EUT尺寸在0.5mx0.5m與1.0mx0.5m之間，選擇校準的UFA尺寸為1.0mx0.5m；圖2(b)的EUT尺寸在1.0mx0.5m與1.0mx1.0m之間，選擇校準的UFA尺寸則為1.0mx1.0m。

2）當EUT尺寸大于1.5mx1.5m，可按照1）所述的完全照射法通過擴大UFA的尺寸以此能覆蓋EUT。例如：EUT的尺寸大于1.5mx1.5m，UFA可根據EUT的實際尺寸，以1.5mx1.5m為尺寸起點，0.5mm為增長步進為選擇能覆蓋到EUT的尺寸規(guī)格。如圖3所示，若EUT尺寸在1.5mx1.5m與1.5mx2.0m之間，選擇校準的UFA尺寸為1.5mx2.0m，校準時要求75%的柵格點的場強值測得容差在-0dB～6dB范圍內UFA才有效。

也可使用部分照射法來替代，此時UFA的尺寸至少是1.5mx1.5m，可以柵格尺寸0.5m為步進增大，通過移動EUT以此讓EUT每一個部分均能被固定尺寸且已校準好的UFA所覆蓋，如圖4所示。圖4(a)的陰影部分是UFA未能覆蓋的部分，通過將EUT移動位置，圖4(b)的陰影部分能被UFA所覆蓋；或通過移動發(fā)射天線得到固定尺寸的UFA的一類列組合以此能覆蓋EUT，見圖4(c)，移動天線使得UFA覆蓋EUT的陰影部分。這些方法均要求75%的柵格點的場強幅值測得容差在-0dB～6dB范圍內。

當校準頻率高于1GHz時，同樣可分UFA覆蓋和不覆蓋到EUT的尺寸這兩種情況。

a）當EUT尺寸小于1.5mx1.5m，此時UFA的校準要求同低于1GHz頻率的a）情況相同，但柵格點的場強值測得容差可為+6dB～+10dB。

b）當EUT尺寸大于1.5mx1.5m，優(yōu)選完全照射法，也可使用獨立窗口法來替代，即將EUT所占用的0.5mx0.5m的陣列窗口分別校準；或使用部分照射法來替代，校準要求同低于1GHz頻率的b）情況相同。除獨立窗口法要求所有柵格點的場強值測得容差在0dB～+6dB外，完全照射法和部分照射法均要求75%的柵格點的場強值測得容差可為+6dB～+10dB。

圖5 不同情況下的UFA窗口應用Fig.5 UFA Window applications in different situations

將以上對UFA校準要求的4種情況使用1個二叉樹圖來表示則更加清晰明了，如圖5所示。

2 校準方法的差異

在UFA的兩種校準方法——恒定場強和恒定功率法的步驟中，GB/T17626.3-2016增加了對測試系統(tǒng)（例如：功率放大器）是否飽和的確認步驟，假定校準場強選擇1.8倍的試驗場強，在每個校準頻點按以下步驟進行：

1）在每一個測試頻率，記錄校準場強所對應的功放前向功率Pc。

2）將校準場強所對應的信號源電平降低5.1dB（即將校準場強降低1.8倍），記錄對應的功放前向功率Pt。

3）將Pc減去Pt，若差值在3.1dB～5.1dB之間，則功放處于未飽和，測得的場強數據可以使用；若小于3.1dB，則功放處于飽和，測得的場強數據不可以使用。

步驟3）對功放是否處于飽和的判斷依據是基于GB/T17626.3-2016對功放壓縮點的修改，將原來GB/T17626.3-2006的1dB改為2dB，其原因是考慮到功放的1dB壓縮點是通過端接50Ω檢查，而實際功放端接的是天線阻抗，通常不是50Ω。

步驟3）的原理推導過程見圖6和公式（1）。

功放的輸出飽和臨界點可用以公式（1）來表示：

其中，Pin表示功放的輸入功率，P輸出飽和臨界表示功放處于臨界飽和的輸出功率，G線性表示功放的線性增益。當功放處于非飽和區(qū)時，Pin降低5.1dB時，P輸出飽和臨界即降低3.1dB～5.1dB；若當功放處于飽和區(qū)時，Pin降低5.1dB時，壓縮點則大于2dB，P輸出飽和臨界則小于3.1dB。

圖6 功放的1dB與2dB壓縮點示意圖Fig.6 Diagram of 1dB and 2dB compression points for amplifiers

3 總結

隨著電子技術的快速發(fā)展，相應的產品標準也在不斷的發(fā)展完善。新版國標GB/T17626.3-2016相對舊版國標關于UFA的條款內容在條理性和嚴謹性有了進一步完善，本文通過對兩個標準在UFA的差異部分內容進行了詳細解析，可為相關檢測機構及工程人員提供了一定的理論和實踐指導。