GBT18387-2001電動車輛的電磁場輻射強度的限值和.doc

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GB／T 18387-2001（2001-07-12發(fā)布，2001-12-01實施） 前 言 ??? 本標準等同采用美國機動工程師協(xié)會標準SAE J551／5 JUN95《電動車輛的磁場和電場強度的測量方法及執(zhí)行電平》。 ??? 本標準規(guī)定了電動車輛的磁場和電場強度的測量方法及限值。頻率范圍9kHz～30 MHz。 ??? 本標準與GB 14023-2000《車輛、機動船和由火花點火發(fā)動機驅(qū)動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法》相協(xié)調(diào)。GB 14023-2000適用頻率范圍30 MHz～1000 MHz。 ??? 本標準測量結(jié)果以dB（μA／m／kHz）和dB（μV／m／kHz）表示。符合GB／T 6113．1要求的干擾接收機不具備這兩種表示單位，可以通過本標準7．3條的修正系數(shù)規(guī)范統(tǒng)一。 ??? 本標準的附錄A為標準的附錄。 ??? 本標準由全國汽車標準化技術(shù)委員會提出。 ??? 本標準由中國汽車技術(shù)研究中心歸口。 ??? 本標準起草單位：中國汽車技術(shù)研究中心。 ??? 本標準起草人：徐立。 　 ???????? ??? 中華人民共和國國家標準 ???? 電動車輛的電磁場輻射強度的限值和 ?????? 測量方法責帶9kHz～30 MHz ??????????? GB／T 18387-2001 ??? Performance levels and methods of measurement of ??? magnetic and electric field strength from electric ?????? vehicles，broadband，9kHz to 30MHz 1? 范圍 ??? 本標準規(guī)定了來自電動車輛的磁場和電場的場強的測量方法和限值，頻率范圍為9kHz～30MHz。 2? 引用標準 ??? 下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構(gòu)成為本標準的條文，本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應(yīng)探討使用下列標準最新版本的可能性。 ??? GB／T 4365-1995? 電磁兼容術(shù)語〔idt IEC 60050（161）：1990〕 ??? GB／T 6113.1-1995 ? 無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范(idt CISPR 16-1:1993) ??? GB 14023-2000 ? 車輛、機動船和由火花點火發(fā)動機驅(qū)動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法（idt CISPR 12:1997） 3? 定義 ??? 本標準采用GB／T 4365的定義。 4? 騷擾限值 ??? 圖1給出了推薦的磁場強度限值，圖2給出了推薦的電場強度限值。 5? 測量方法 5．1? 測量儀器要求 5．1．1? 測量儀器 5．1．1．1? 型式測量儀器應(yīng)滿足GB／T 6113．1的要求，手動或自動頻率掃描均可使用，頻譜分析儀和掃描接收機均可用于干擾測量。對于過載、線性度、選擇性和脈沖正常響應(yīng)，應(yīng)給予特別地注意。 5．1．1．2 ? 最小掃描時間頻譜分析儀或掃描接收機的掃描速率應(yīng)按表1確定。 表1? 最小掃描時間 頻 帶 峰值檢波器 A 9～150kHz 100ms／kHz B 0.15～30MHz 100ms／MHz ??? 注 ??? 1 頻帶的定義引自GB／T 6113．1。 ??? 2 對某些信號（如：低重復(fù)率或間歇信號〕可能需要更低的掃描速率或多重掃描以確保測到最大值。 5．1．1．3 ? 測量儀器帶寬測量儀器的帶寬應(yīng)選擇本底噪聲比限值線至少低6dB。推薦帶寬見表2。 ??? 注：當測量儀器的帶寬超過窄帶信號的帶寬時，被測信號的幅度將下受影響。當測量儀器的帶寬減小時，脈沖寬帶噪聲的指示值將會減小。 表2? 測量儀器帶寬（6 dB） 頻率范圍 儀器帶寬 0.009MHz～0.15MHz 200Hz 0.15MHz～30MHz 9kHz ??? 如果頻譜分析儀用于峰值測量，視頻帶寬至少是分辨率帶寬的3倍。 5．1．2? 天線系統(tǒng) ??? 圖1和圖2中的試驗限值以dB（μA／m／kHz）和dB（μV／m／kHz）表示。理論上，只要天線具有足夠的靈敏度、適當?shù)奶炀€修正系數(shù)，并且天線具有50Ω阻抗與測量接收機匹配，那么可以使用任何天線。 ??? 下列天線將適用本試驗方法： ??? a）0.009 MHz～30 MHz ? 帶有一個合適的天線匹配單元的1m垂直單極子，平衡器由天線制造商推薦。 ??? b）0.009 MHz～30 MHz? 引自GB／T 6113．1，60 cm靜電屏蔽環(huán)天線。 ??? 市場供應(yīng)的棒天線和環(huán)天線，可以使用其己知的天線校準系數(shù)。附錄A（標準的附錄）提供了1m單極子（棒）天線以及它的相關(guān)匹配單元的校準程序。電纜損耗系數(shù)的定義見GB 14023-2000附錄C。 5．1．3? 天線匹配單元 ??? 應(yīng)保證在所有頻率上，通過校正使匹配單元與測量接收機之間達到阻抗匹配，最大駐波比（SWR）2：1。從天線到接收機的天線系統(tǒng)的任何衰減或放大都將進行修正。 ??? 注：應(yīng)特別注意，保證輸入電壓不超過匹配單元的脈沖輸入額定值或可能發(fā)生的過載。當使用有源匹配單元時．這一點特別重要。 5．2? 測量場地要求 5．2．1? 開闊試驗場（OATS）要求 5．2．1．1 ? 試驗場地是一個沒有電磁波反射物的空曠、圓形平面場地，以車輛與天線之間的中心點為圓心，最小半徑為30 m。 ??? 注：在5．2．1．1中規(guī)定的場地要求是GB／T6113．1對大型汽車的應(yīng)用。 5．2．1．2 ? 測量設(shè)備、試驗棚或裝有測量設(shè)備的車輛可置于試驗場地內(nèi)，但只能置于GB 14023規(guī)定的區(qū)域內(nèi)。 5．2．1．3? 環(huán)境要求 ??? 為了確保沒有足以影響測量的環(huán)境噪聲和信號，應(yīng)在主要試驗前后，車輛不運行狀態(tài)下，對環(huán)境噪聲分別進行測量，這兩次測量結(jié)果，環(huán)境噪聲電平（不包括已知的無線電信號的發(fā)射）均比第琳章給出的騷擾限值至少低6dB。這個要求也適用于潮濕車輛的試驗。 5．2．2? 裝有吸波材料的屏蔽室（ALSE）要求 5．2．2．1? 相關(guān)性 ??? 如果在電波暗室（ALSE）中測到的結(jié)果與在第5．2．1中規(guī)定的OATS中測到的結(jié)果有可比性，那么就可以使用電波暗室。 ??? 注：由于電波暗室具有穩(wěn)定的電特性，因此具有可進行全天候試驗、可控制的環(huán)境和改善的可重復(fù)性優(yōu)點。 5．2．2．2? 環(huán)境要求 ??? 環(huán)境噪聲電平應(yīng)盡可能低，比第4章給出的騷擾限值至少低6dB。環(huán)境電平必須定期檢驗或者在試驗結(jié)果顯示出有不合格的可能性時進行驗證。 5．2．3? 天線位置要求 5．2．3．1? 棒天線置于地面上并距車輛的最近部分3m±0.1m。 5．2．3．2? 環(huán)天線中心置于地面以上1m±0.05m并距車輛的最近部分1m±0.2m。 ??? 注：環(huán)天線位于磁場最大敏感方向。與環(huán)天線平面垂直的軸線平行于磁場方向。有時，在環(huán)天線情況下，這類極化適用于軸線方向，嚴格地講，這類極化用于指示電場的方向；環(huán)天線定位在場的最大耦合方向，電場方向平行于環(huán)平面。 6? 預(yù)掃描過程 6．1? 用千斤頂或起重器舉起驅(qū)動輪。 ??? 注：如果車輛在無負載狀態(tài)下運行會引起動力系統(tǒng)損害或降低輻射發(fā)射電平的后果，那么可以使用測功機。 6．2? 確定在高速擋時車速為40km/h（25mph）的穩(wěn)定條件。 6．3 ? 對電場垂直方向和磁場三個正交方向，記錄數(shù)據(jù)。 6．4? 對車輛的其他三個側(cè)面，重復(fù)進行。 6．5? 依據(jù)6．3和6．4的結(jié)果決定最大發(fā)射方向。這個決定是基于從車輛的四個側(cè)面得到的最高電平。 ??? 如果車輛的兩個不同的側(cè)面的最高電平大致相等，那么選擇其一個側(cè)面作為最大輻射方向。 6．6 ? 天線的安置和定向為最大接收信號方向，即在6．5確定的側(cè)面，車輛以16km/h和64km/h的穩(wěn)定車速運行，重復(fù)6．3測量最大發(fā)射。 7? 測量 7．1? 頻率范圍 ??? 測量在9kHz～30MHz的頻率范圍內(nèi)進行。這個范圍被分成最少11個頻帶，每個頻率倍頻程大致一個頻帶。每個頻帶即可以手動掃描也可以自動掃描，以確定作為頻率函數(shù)的輻射場強。例如，一種頻帶設(shè)置： ??? 9kHz～30kHz ???????????? 0.5MHz～1.1MHz ??? 30kHz～60kHz ??????????? 1.1MHz～2.4MHz ??? 60kHz～150kHz ?????????? 2.4MHz～5.0MHz ??? 150kHz～250kHz ????????? 5.0MHz～10.0MHz ??? 250kHz～500kHz ????????? 10.0MHz～20.0MHz ??????????????????????????? 20.0MHz～30.0MHz ??? 特征頻率點測量雖然沒有推薦，但是應(yīng)給予足夠的考慮。每個倍頻程最少測量兩個頻率點，并且連續(xù)兩個頻率點的比不超過1.6。 7．2? 運行條件 ??? 車輛在不加載的測功機上或以定速在輪軸支架上運行。 ??? 注：如果車輛在無負載狀態(tài)下運行會引起動力系統(tǒng)損壞或降低輻射發(fā)射電平的結(jié)果，那么使用測功機裝載車輛，按水平路面給車輛加載，在6．6規(guī)定的特定速度運行。 ??? 在試驗的全過程，車輛以6．6定義的速度運行。 7．3? 車輛測量 ??? 以適當?shù)膸捄吞炀€系數(shù)將數(shù)據(jù)規(guī)范到dB（μA／m／kHz）或dB（μV／m／kHz）。 ??? 對于峰值檢波器測量，帶寬修正，可以通過一個修正系數(shù)將其他帶寬與1kHz或1MHz帶寬相關(guān)聯(lián)。對1kHz，修正系數(shù)為20lg（帶寬（kHz）／1 kHz）；對IMHz，修正系數(shù)為20lg（帶寬（MHz）／1MHz）。例如：120 kHz帶寬的相關(guān)限值，修正系數(shù)為20lg（120 kHz／1kHz）=42 dB。 附錄A （標準的附錄） 棒干線的校準——等效電容替代法 A1? 校準方法 ??? 等效電容替代法就是用一個模擬天線（實體模型）替代實際的棒天線，模擬天線（標準樣件）的基本元件就是一個在量值上與棒天線即單偶極子天線固有電容相等的電容器。如圖A1所示試驗布置，將信號源饋人到該模擬天線端，然后測量天線耦合器或天線的底座單元的輸出。天線系數(shù)由公式A1給出，其單位為dB（1／m）。 ????????????????????? AF=VD-VL-Cb ………………………………（A1 ） 式中： VD——信號發(fā)生器輸出端測得的電壓，dB（μV）； ?????? VL——偶合器輸出端測得的電壓，dB（μV）； ?????? Cb——有效高度的修正系數(shù)，dB（m）。 ??? 在電磁兼容測量中通常使用1m的棒天線，其有效高度（he）為0.5m，高度修正系數(shù)（Cb)為-6dVB（m），固有電容（Ca）為10 pF。 ??? 注：對特殊尺寸的棒天線的有效高度、高度修正系數(shù)和固有電容的計算，見A3。 ??? 應(yīng)選擇以下兩種方法的一種進行校準：網(wǎng)絡(luò)分析儀法或者信號發(fā)生器和無線電噪聲儀法。這兩種方法采用同一模擬天線。制作模擬天線的指南見A2。測量應(yīng)在足夠數(shù)量的頻率點（無論那種方法取點少）上進行，以便在天線使用頻率范圍內(nèi)或9kHz～30 MHz得到一條天線系數(shù)隨頻率變化的平滑曲線。 ??? a)網(wǎng)絡(luò)分析儀法 ????? 1）測量時，用電纜校準網(wǎng)絡(luò)分析儀。 ????? 2）按圖A1a）布置校準天線及試驗設(shè)備。 ????? 3）用試驗通道的信號電平〔（dB（μV）〕減去基準通道的信號電平dB（μV），再減去Cb（對于1m棒天線，為-6dB），即得到天線的天線系數(shù)〔dB（1／m）〕。 ??? 注：網(wǎng)絡(luò)分析儀不需要使用衰減器，因為網(wǎng)絡(luò)分析儀的通道阻抗幾乎等于50Ω，并且在網(wǎng)絡(luò)分析儀校準時，所有的誤差均已得到修正。如果實際中需要使用衰減器用下么也可以使用，但應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)分析儀一起校準。 ??? b）無線電噪聲儀和信號發(fā)生器法 ????? 1）按圖A1b）布置欲校準的天線和測量設(shè)備。 ????? 2）用50Ω終端T型連接器（A）將設(shè)備連接在一起，在RF端口（B）測量接收的信號電壓VLdB（μV）。 ????? 3）保持信號發(fā)生器的RF輸出不變，將50Ω終端轉(zhuǎn)換成RF端口（B），將接收機輸入端的電纜連接到T型連接器（A），測量施加的信號電壓VDdB（μV）。 ????? 4）用VD減去VL，再減去Cb（對于1m棒天線，為-6dB），即為該天線的天線系數(shù)〔dB（1／m）〕。 ??? 50Ω終端應(yīng)具有根低的駐波比VSWR（小于1.05：1）。無線電噪聲儀應(yīng)預(yù)先校準，且應(yīng)有較低的電壓（VSWR）（小于2： 1）。信號發(fā)生器應(yīng)具有穩(wěn)定的頻率和電壓輸出。 ??? 注：信號發(fā)生器如果當作傳遞標準使用的話，也可不必校準。 A2? 模擬無線的一些考慮 ??? 注：作為模擬天線的電容應(yīng)固定在一個小的金屬盒中（或在一個小的金屬箱上），引線應(yīng)盡可能的短，不超過8mm，并保持其靠近金屬盒（或金屬箱）的表面。推薦該間隔大小為5mm～10 mm。 ??? 天線系數(shù)測量系統(tǒng)中所使用的T型連接器可組裝在模擬天線盒中，為與信號發(fā)生器匹配而使用的電阻器也可以裝在模擬天線盒中。 A3? 棒（單極）天線特征公式 ??? 用下列公式確定非常規(guī)尺寸的棒天線（即單偶極子天線）的有效高度、固有電容和高度修正系數(shù)。前提條件是棒天線的長度不得超過λ/4。