之前我們討論了典型的用于電磁兼容(EMC)、射頻(RF)輻射發射(RE)測試的天線,在這組天線中包括用于測量被測設備(Eut)發出的電場強度(E場)的裝置。與這些類型的天線相關的名稱是有源桿天線/偶極子天線、雙錐天線、對數周期天線和雙脊喇叭天線。
要求在30 MHz以下進行RE測試和使用磁環天線的產品標準包括用于照明設備的CISPR 15和用于工業、科學和醫療設備(ISM)的FCC第18部分。其他包括CISPR 11、CISPR 13、CISPR 14和CISPR 32。描述磁環天線結構和正確使用的標準包括MIL-STD-461G、ANSI C63.4和EN 55015-1-1(a.k.a.)。(CISPR 16-1-1)。
對于任何EMC排放測試標準,從一個測試事件到另一個測試事件,甚至從一個測試站點到另一個測試點的可重復性是一個主要問題。在30 MHz以下進行的射頻發射H場測量是在近場區域進行的.在這個射頻區,當使用典型的電場測試測量天線時,反射、房間共振和其他金屬結構鄰近效應的后果占主導地位。當使用磁環天線時,這些有害的影響被減少,并且測試的可重復性得到了改善。
在30 MHz以下測試時,除了提高測試重復性外,磁環天線的使用還比傳統的RE測試天線具有其他優點。這包括使用簡單和堅固。磁環天線的環是簡單地由一線圈線構成。根據法拉第定律,當磁場通過導線回路時,線圈在其終端產生與其射頻頻率有關的電壓。磁環天線的操作并沒有比這更簡單,而且由于環形天線只是由一圈導線構成,因此相對容易使它們免受典型EMC測試設備環境中每天遇到的顛簸和瘀傷的影響。
除了嚴格按照標準使用磁環天線進行符合性測試外,還可用于工程設計和預順應性工作。屏蔽環形天線探頭可以很容易地在室內建造.通過使環路物理上很小,并通過將環路的平面定位到要測量的場,可以很容易地檢測到靠近RF噪聲源的局部場,例如外殼、接縫、孔、電纜、元件和印刷電路板痕跡。
例如,在外殼的接縫或孔周圍的高射頻泄漏表明有缺陷的接頭或太高的屏蔽轉移阻抗。通過知道射頻噪音區域在哪里,設計師更好地準備開發一個更安靜的解決方案,以滿足完全符合射頻排放標準。美麗的是,所有這些信息可以輕松、快速地在您的辦公室或實驗室的安靜區域獲得,甚至無需使用復雜而昂貴的完全遵從性測試設置。
但也不全是好事。利用磁環天線進行稀土測量存在一些缺點。用于測量來自環路天線端子的電壓的儀器通常具有50?的輸入阻抗。在環形天線中發現的線圈可以有一個低得多的阻抗,這取決于所測量的頻率。環路天線和測量裝置之間可能發生不匹配,導致測量讀數不準確。一些無源環路天線允許手動選擇不同數量的線圈,這些線圈在特定頻帶寬度上提供正確的阻抗。這進一步的缺點是不允許測試自動化,因為需要手動干預。
其他類型的環路天線被認為是“有源的”,并包含一個低阻抗前置放大器(前置放大器*)在前端。前置放大器使環路的頻率響應變平,并將其輸出與測量儀器50?輸入的頻率響應相匹配。使用前置放大器的一個缺點是,如果存在大信號,它們就會飽和。
ANSI C63.4等標準要求某種形式的過載指示,有源環路天線的另一個缺點是前置放大器需要某種形式的功率,如果前置電源是通過電池供電的,那么明智的做法是確保它的安培小時等級提供一個足夠長的運行時,以滿足單個測試需求和/或第二個天線作為備份,以防第一個天線耗盡電源。