輻射發(fā)射用天線【30MHz以下】

   輻射發(fā)射測試根據(jù)被測量的“頻率”或“類型（電場、磁場）”選擇不同的天線。因此，在本文中，將介紹輻射發(fā)射測試中用于“30MHz以下”頻帶的天線概要。

1、棒狀天線（Rod Antenna）

頻率帶寬：30Hz～50MHz

測量對象：電場

   棒狀天線（Rod Antenna）是使用于車載輻射發(fā)射測試“CISPR 25”的天線。它由可伸縮的“棒狀天線”和稱為“Counterpoise”的接地平面組成。從形狀上可以看出，它是用來測量垂直偏振電場強度的天線。

   在EMC測試中使用的棒狀天線，其元件長度為“1米”。一個典型的型號是ETS Lindgren公司的“3301C”。3301C是內(nèi)置放大器的“主動”類型天線。

   因為就在天線正下方是高阻抗輸入的放大器，因此需要非常注意過度輸入。按道理，過度輸入時天線本體會發(fā)出蜂鳴聲，但即使沒有蜂鳴聲，放大器飽和的可能性也不能完全排除。

   因此，為確認是否飽和，準(zhǔn)備一個“被動”類型的棒狀天線會更安心。

2、環(huán)形天線

頻率帶寬：10kHz～30MHz

測量對象：磁場

   環(huán)形天線（Loop Antenna）是在“CISPR 11”測試中使用的天線類型。通過旋轉(zhuǎn)環(huán)形天線，可以測量X軸和Y軸上的磁場強度。

   使用的是被稱為屏蔽環(huán)形天線（Shielded Loop Antenna）的設(shè)計方式。屏蔽環(huán)形天線的結(jié)構(gòu)是，同軸電纜的外導(dǎo)體作為天線的屏蔽體，并且在中心部分設(shè)有一個縫隙。這樣的設(shè)計可以減少環(huán)形天線捕捉到的電場干擾，主要用于檢測磁場。

   環(huán)形天線由于結(jié)構(gòu)簡單，如鏈接中所介紹的，可以自制。

   在業(yè)余無線電和SDR（軟件定義無線電）領(lǐng)域，它被用作中波段的天線。在EMC測試中通常使用直徑為60厘米的環(huán)形天線。代表性的產(chǎn)品包括ETS Lindgren公司的“6502”和羅德與施瓦茨公司的“HFH2-Z2E”。

   這兩種天線都是內(nèi)置放大器的“主動”類型。與棒狀天線一樣，需要注意輸入可能達到飽和狀態(tài)。

3、大型環(huán)形天線（Large Loop Antenna）

頻率帶寬：10kHz～30MHz

測量對象：磁場

   大型環(huán)形天線（Large Loop Antenna）用于“CISPR 11”和“CISPR 15”測試。根據(jù)大型環(huán)形天線的設(shè)置方向，不僅可以測量X軸和Y軸，還可以測量Z軸方向的磁場強度。在CISPR 11中，使用大型環(huán)形天線對電磁感應(yīng)加熱式調(diào)理器等進行測試。

   大型環(huán)形天線（Large Loop Antenna）的環(huán)徑大小依被測試設(shè)備（EUT）的尺寸而定，通常使用的是環(huán)徑為2米的天線。

   除了三軸環(huán)形天線集成在一起的型號外，也有只有一個軸的環(huán)形天線，通過旋轉(zhuǎn)來進行三軸測量的型號。

   大型環(huán)形天線（Large Loop Antenna）更多地用于評估被測試設(shè)備（EUT）附近的磁場，因此給人的印象更像是評估磁場的“耦合”測試，而不僅僅是“輻射噪聲”。

   順帶一提，在CISPR 15中采用此測試的原因在于過去燈具的點亮方式。現(xiàn)在主流是配備了開關(guān)電源的LED照明，但在汞燈或熒光燈的時代，磁性式穩(wěn)定器的點亮方式是主流。

   磁性式穩(wěn)定器用于提供燈具點亮所需的起動電壓和適當(dāng)?shù)念A(yù)熱電壓，其結(jié)構(gòu)是在鐵芯上纏繞電線的“線圈”。

   為了防止這個“線圈”漏出的磁場與外部設(shè)備產(chǎn)生耦合，CISPR 15中進行了大型環(huán)形天線的評估。然而，如今幾乎不再有新的利用磁性式穩(wěn)定器的照明設(shè)備被開發(fā)。因此，在CISPR 15中的磁場發(fā)射測試對于LED照明來說意義不大，不可否認它有些形式化。

輻射發(fā)射用天線【30MHz以上】

本文中，我們將介紹用于“30MHz以上”頻帶的天線。

4、雙錐天線（Biconical Antenna）

頻率帶寬：30MHz～300MHz

測量對象：電場

   雙錐天線（Biconical Antenna）是在包括“CISPR 11”在內(nèi)的多種輻射發(fā)射測試中使用的天線。通過在天線支架上安裝并旋轉(zhuǎn)，可以測量水平偏振和垂直偏振兩者的電場強度。

   雙錐天線的名字源自"Bi"表示“兩個”的意思，"Conical"表示“圓錐形”。因此，它是一個由兩個圓錐體組成的天線。

   由于圓錐形狀，與偶極子天線相比，它可以在更寬的頻帶上使用。ETS Lindgren公司的“3110C”或Schwarzbeck公司的“BBA9106”可能是市面上最常見的型號。

   雙錐天線使用了“巴倫”（Balun）。巴倫是一種元件，用于將同軸電纜（不平衡線路）轉(zhuǎn)換為天線（平衡線路）。它可以通過改變繞線比來進行阻抗轉(zhuǎn)換，因此在高頻電路的多個位置被廣泛使用。（"Balun"這個詞的來源是"balanced"（平衡）和"unbalanced"（不平衡）的首字母組合而成。）

5、對數(shù)周期天線（Log-Periodic Antenna）

頻率帶寬：200MHz～1000MHz

測量對象：電場

   對數(shù)周期天線（Log-Periodic Antenna）同樣是用于包括“CISPR 11”在內(nèi)的各種輻射發(fā)射測試的天線。它通常被稱為“對數(shù)周期天線”或簡稱為“l(fā)og-periodic antenna”，通過安裝在天線支架上并旋轉(zhuǎn)來測量水平偏振和垂直偏振兩者的電場強度。

   如“Log”表示“對數(shù)”和“Periodic”表示“周期性”所示，這種天線的元件長度是根據(jù)對數(shù)周期設(shè)計的以產(chǎn)生共振。由于是對數(shù)周期的設(shè)計，它能夠在廣泛的頻帶中使用。常用的對數(shù)周期天線同樣包括ETS Rindgren和Schwarzbeck兩家公司的產(chǎn)品。

   對數(shù)周期天線的工作原理和設(shè)計方法，在《RF World》第42期“從超寬帶特性的典型天線的工作原理到實例”一文中有詳細解釋。

6、雙對數(shù)天線（Bilog Antenna）

頻率帶寬：30MHz～1000MHz

測量對象：電場

   雙對數(shù)天線（Bilog Antenna）是上述的“雙錐天線”和“對數(shù)周期天線”結(jié)合的天線。由于組合了兩個天線，因此也被稱為“混合天線（Hybrid Antenna）”。

   這種天線的特點無疑是“寬帶寬”。因為一個天線可以覆蓋在1GHz以下的輻射發(fā)射測試中要求的測量帶寬“30MHz～1000MHz”，因此可以大大縮短測量時間。

   雖然這種天線的特性有一些缺點，但其提供的優(yōu)勢足以彌補，因此在許多測試站點中得到了使用。雙對數(shù)天線中，Schwarzbeck生產(chǎn)的“VULB 9160”是常用型號。

7、雙脊波導(dǎo)喇叭天線（Double Ridged Guide Horn Antenna）

頻率帶寬：1GHz～6GHz

測量對象：電場

   雙脊波導(dǎo)喇叭天線（Double Ridged Guide Horn Antenna），因名字較長，通常簡稱為“喇叭天線”。

   喇叭天線是將波導(dǎo)（waveguide）的末端連續(xù)擴展成喇叭（horn）狀而成的天線。由于改良了波管的特性，電波相位一致，可以實現(xiàn)增益和指向性較高的天線。

   但是，當(dāng)喇叭天線體積變大時，中心部分和邊緣部分的相位很難保持一致，波面趨向于成圓形狀態(tài)，因此通常認為不適合制造大型天線。

   喇叭天線因為設(shè)計簡單，在多個領(lǐng)域內(nèi)得到了使用。

   在EMC測試中作為代表性的產(chǎn)品，除了先前提到的ETS Lindgren生產(chǎn)外，Schwarzbeck生產(chǎn)的BBHA9120也是一種常用型號。

   介紹了用于“30MHz以上”頻帶的輻射發(fā)射測試天線（雙錐天線、對數(shù)周期天線、雙對數(shù)天線、喇叭天線）。

   雖然喇叭天線的形狀略有不同，但其他所有天線的元件均為棒狀。換言之，原理與偶極子天線相同。關(guān)于偶極子天線，其特性可以通過計算獲得。

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