電磁兼容場地與設備-GTEM小室1

1) GTEM小室概述

    作為替代戶外開闊場而建立的電波暗室，因其性能完善而獲得了廣泛的應用，但由于造價和必須配備的設備昂貴，阻礙了它向中小企業的發展。這里介紹的GETM小室又稱吉赫茲（GHz）橫電磁波室則是近十幾年才發展起來的新型電磁兼容測試設備，它的工作頻率范圍可以從直流至數GHz以上，內部可用場區較大，尤其可貴的是小室本身與其配套設備的總價不算過于昂貴，能為大多數企業所接受。因此GTEM小室國內取得了長足發展，成為企業對于外型尺寸不算太大的設備開展射頻輻射電磁場抗擾度試驗的優選方案。

GTEM小室是根據同軸及非對稱矩形傳輸線原理設計而成的設備。為避免內部電磁波的反射和諧振，GTEM小室在外形上被設計成尖錐形，其輸入端采用N型同軸接頭，隨后中心導體展平成為一塊扇形板，稱為芯板。在小室的芯板和底板之間形成矩形均勻場區。為了使球面波（嚴格地說，由N型接頭向GTEM小室傳播的是球面波，但由于所設計的張角很小，因而該球面波近似于平面波）從輸入端到負載端有良好的傳輸特性，芯板的終端因采用了分布式電阻匹配網絡，從而成為無反射終端。

    GTEM小室的端面還貼有吸波材料，用它對**頻率的電磁波作進一步吸收。因此在小室的芯板和底板之間產生了一個均勻場強的測試區域。試驗時，試品被置于測試區中，為了做到不因試品置入而過于影響場的均勻性，試品以不超過芯板和底板之間距離的1/3高度為宜。

2) GTEM小室工作原理與主要技術參數

GTEM小室中的電場強度與從N 型接頭輸入信號電壓V成正比，與芯板距底板垂直距離h成反比：

E=V/h

在50Ω匹配的系統里，芯板對底板的電壓與N 型接頭的信號輸入功率之間的關系滿足：

    如考慮實測值與理論值之間的差異，上式還應乘一個系數k，因此實際的電場強度是

    從上式可見，若在GTEM小室注入同樣的功率，芯板的位置距底板的距離越近（h值

越小），則可獲得較大的場強；若產生同相的場強，較大空間處（h 值越大）需要的輸入功率亦較大。

    上述結論表明，對于較小的試品，我們可以把試品放在GTEM 小室中比較靠前的位置，這樣用比較小的信號輸入功率，就可以得到足夠高的電場強度。注意，試品的高度不能超過選定位置芯板與底板間距的1/3。

3) GTEM小室在EMC測試中的應用

1）射頻輻射抗擾度測試

采用GTEM小室做射頻輻射抗擾度試驗的優點：

① 用GTEM產生的電場強度要遠大于天線產生的場強，所以用比較小的射頻功率放大器可以產生很強的電場，使得整個測試系統的價格大大降低。這對尺寸不太大的設備來說，是一個非常好的射頻輻射電磁場抗擾度試驗方案。

② 由于用GTEM小室做射頻輻射抗擾度試驗不需要用天線，所以可方便地用于自動測試，大大減少了測試時間，也降低了對試驗人員的技術要求。

    GTEM小室的射頻輻射抗擾度試驗的系統圖見圖3-59所示，主要由信號源、功率放大器、場強探頭、場強監視器、計算機測試軟件以及GTEM小室組成。

 GTEM小室射頻輻射抗擾度測試系統框圖

    當信號源經過功率放大器后注入到GTEM小室的一端（通過N型同軸接頭），就能在芯板和底板之間形成一定的均勻電磁場，放置在EUT附近的場強探頭監測此場強，再經由計算機得到輸入功率值，直接調節信號源以求達到所需求的場強值。控制軟件調整信號源以一定的步長進行輻射場的頻率掃描。可以通過安裝在GTEM小室內部的攝像頭觀察EUT在射頻電磁場照射下的運行情況。

    具體步驟：

① 將EUT及場強探頭置于GTEM小室內；

② 連接信號源，通過功率放大器，在GTEM小室內建立均勻電場；

③ 確定測試頻率范圍及調制方法和調制深度；

④ 調整信號源輸出電平；

⑤ 通過場強監視器監測GTEM小室的場強，使之達到所需的強度；

⑥ 重復③～⑤步驟，觀測確定被試品的電磁輻射敏感度。