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EMC测验中为什么往往垂直极化的测验成果大于水平极化?

EMC测试中为什么往往垂直极化的测试结果大于水平极化?-经常会有工程师、客户、以及同事聊到测试辐射时,为什么大部分都是接收天线在垂直方向比较差,水平方向却很好呢?

常常会有工程师、客户、以及搭档聊到测验辐射时,为什么大部分都是接纳天线在笔直方向比较差,水平方向却很好呢?许多客户在测验时特别是开关电源客户看一下水平方向的数据承认没有问题后,直接无视水平测验数据,只测验双锥对数周期天线笔直极化方向的数据就好。

先就辐射测验的根本状况简述一下,在测验辐射时被测产品,放在一个屏蔽的暗室里边的转台上面的0.8m高绝缘桌子上面,此桌子能够360°旋转。别的,在其待测验产品的别的一端3m或许10m处有一个能够上下1m~4m高度自在移动而且能够在水平与笔直两个方向自在切换天线极性的天线塔,接纳对面转台上面的产品正常作业时发生的以电磁波方法经过空间发射的场强,再衔接到外部的接纳机进行丈量。具体如下图所示:

根据上述所述,天线是要在笔直于水平两个方向接纳被测产品发射的电磁波,先就天线笔直极化与水平极化的概念、原理做如下论述:

(1)、波是什么

在数学上,任何一个沿某一方向运动的函数形状都能够认为是一个波,简略的讲便是振荡的传达。每种波有相应的量子,电磁波──光子、引力波──引力子。有些波的传达需求介质,比方声波等机械波。有些则不需求介质,在真空中也能传达,如电磁波。除了电磁波和引力波能够在真空中传达外,大部分波如机械波只能在介质中传达。

波在均匀、无向性的介质中传递时,依介质的振荡方向分能够分为两种方法:

纵波:纵波的特点是介质的振荡方向与传达方向相同,在纵波中波长是指相邻两个密部或疏部之间的间隔。比方空气中的声波、地震波中的P波。

横波:横波的特点是介质的振荡方向与传达方向笔直,横波也称“凹凸波”,如:电磁波、光波、地震波中的S波。横波的特点是质点的振荡方向与波的传达方向彼此笔直。在横波中突起的部分为波峰,凹下部分叫波谷。其波长通常是指相邻两个波峰或波谷之间的间隔。

(2)、波极化(偏振)

人们规则:电场的方向便是天线极化方向,一般运用的天线为单极化的,其间水平极化和笔直极化为两种根本的单极化。电磁波与纵波如常见的声波不同,电磁波是三维的横波,正是由于其矢量特性,然后发生出极化这一现象。

振荡方向关于传达方向的不对称性叫做极化(偏振),其间当轰动方向与传达方向彼此笔直时,极化值最大。它是横波差异于其他纵波的一个最显着的标志,只要横波才有极化(偏振)现象。光波是电磁波,因而,光波的传达方向便是电磁波的传达方向。光波中的电振荡矢量E和磁振荡矢量H都与传达速度v笔直,因而光波是横波,它具有偏振性。具有偏振性的光称为为偏振光。极化光是一种比较特别的电磁波,他的电磁振荡只发生在一个方向上,其他方向的振荡为0,偏振光分多种,有:圆偏光、椭圆偏振光等。

一切电磁平面波,一般分为直线,圆弧 和椭圆极化波。

(3)、天线的极化(偏振)

天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们规则:电场的方向便是天线极化方向。一般运用的天线为单极化的。下图示出了两种根本的单极化的状况:笔直极化—是最常用的;水平极化—也是要被用到的。

极化丢失:笔直极化波要用具有笔直极化特性的天线来接纳,水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接纳。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接纳,而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接纳。当来波的极化方向与接纳天线的极化方向不一致时,接纳到的信号都会变小,也便是说,发生极化丢失。例如:当用+45° 极化天线接纳笔直极化或水平极化波时,或许,当用笔直极化天线接纳+45°极化或-45°极化波时,等等状况下,都要发生极化丢失。用圆极化天线接纳任一线极化波,或许,用线极化天线接纳任一圆极化波,等等状况下,也必定发生极化丢失–只能接纳到来波的一半能量。

极化彻底阻隔:当接纳天线的极化方向与来波的极化方向彻底正交时,例如用水平极化的接纳天线接纳笔直极化的来波,或用右旋圆极化的接纳天线接纳左旋圆极化的来波时,天线就彻底接纳不到来波的能量,这种状况下极化丢失为最大,称极化彻底阻隔。抱负的极化彻底阻隔是没有的。馈送到一种极化的天线中去的信号多少总会有那么一点点在别的一种极化的天线中呈现。例如下图所示的双极化天线中,设输入笔直极化天线的功率为10W,结果在水平极化天线的输出端测得的输出功率为10mW。

综上所述,结合自己的经验总结概括:

首要,由于咱们测验辐射时首要考虑的是测验电场波,也只考虑接纳天线在水平与笔直极化两种方向的极化测验最大值,即首要考虑测验的是线极化波。而辐射测验时,被测样品电源线、信号线、操控线、壳体、PCB trace、器材自身……都可等效为相应的发射天线,发生不同的极化波,其间一部分首要以线极化波的方法朝向天线塔上面的接纳天线。

其次,天线塔上面可笔直与水平方向转化的接纳天线,接纳EUT被测产品方向的发射的线极化波,这儿接纳天线考量笔直与水平极化方向的最大场强极化值。

所以,其笔直与水平极化两个方向测验数据较大的原因如下:

1、EUT本体结构、线缆、端口、PCB、信号类型等的影响,就导致发生出不同的类型极化的波,其间不乏分笔直与水平极化方向的波,其间的能量巨细异同。而在接纳天线上发生的极化丢失也就不同,测验结果在水平与笔直的测验数据当然就不同了。而又由于,大部分产品都有AC电源线、操控线缆、外设等线缆在测验时摆放方法、以及结构缝隙,都是笔直于参阅地,这样的极化丢失为最小,天线的笔直极化方向测验值当然比较大了。别的,从简略的电磁感应视点来想的话,测验笔直摆放的电线与笔直接纳天线的耦合系数是不是为最大呢?这样,相同能证明天线在笔直极化大部分时分都是比天线在水平极化方向的测验值要大了。

2、我看过一份ETS的3142D双锥周期对数天线的校准证书,里边的天线Factor只要水平极化方向的数据,却没有笔直极化方向的数据。我也问过校准实验室的人,他们的答复是笔直校准天线差错比较大。由于此,我翻看ETS出厂校准证书,上面却有水平与笔直两种极化方向的Factor。鉴于此,比较猎奇为什会是这样呢?他说的差错大,应该便是天线水平常,其每根振子都平行于参阅地,其间高频等效分布电容也较天线笔直时要大了,这样等效分布%&&&&&%的增大是不是就会减小整个天线对参阅地的阻抗呢?可是,这个阻抗的减小,从电气参数核算上来讲,即使是在水平与笔直方向相同的场强其电磁感应,即天线的极化时所发生的电压会下降?然后使天线在水平极化方向肯定是要比笔直极化方向的测验值要低了? 正如,在做RS辐射抗饶度测验时,若要使EUT待测产品在水平与笔直方向发生相同3V/m的场强,PA功功率放大器在水平方向设置的功率要大一些,这样就更近一步证明这个论据。

3、前面在波的极化说了,其间不止有线极化波,还有圆弧和椭圆极化波,在半电波暗室里边,五面虽然有高性能铁氧体、吸波资料对此类电磁波的吸收更或许此类极化波的极化丢失要远远大于线极化波关于接纳天线在水平与笔直极化方向的极化功率,可是也不能彻底忽略不计。再次,不同频率的电磁波关于即使是相同的测验间隔R,其间的波阻抗也是不一样的。

所以,测验辐射时大部分LED Driver都是笔直高,水平低了!

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