CISPR 25汽车零部件辐射发射测试场地布局优化研究

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随着机动车行业的发展和新能源汽车的普及,各种各样的电子零部件广泛应用于车辆中,汽车的电磁兼容性能受到了广泛关注。汽车零部件的辐射发射测试是一种近场测量,国际标准CISPR 25阐述了测试场地性能的确认方法。但由于近场电磁环境的复杂性和测试布局的某些不合理性,进行辐射发射测量时经常产生特别突出的“谐振”问题,严重影响了对受试设备真实辐射特性的评估。针对30 MHz–200 MHz,200 MHz–1 GHz频段的“谐振”,本论文通过理论分析、仿真建模以及试验验证的手段,进行了优化与改进,提出了汽车零部件辐射发射测试的新布局。主要创新点与研究内容如下:研究了少数人关注的电磁兼容近场测量,首次提出了汽车零部件辐射发射测试过程中的“散射谐振”问题。在CISPR 25规定的原有测试布局的基础上,针对“散射谐振”,优化完善出了一种新布局。采用新布局进行场地性能评估时,可将标准规定的合格允差限值从±6 d B降低至±5 d B,这对汽车零部件的辐射发射测试提供了实质性改进。(1)研究了用于场地性能确认的参考场地测量法和长线天线建模法。分析对比了这两种方法的优缺点,总结了影响场地性能的几种重要因素。如果测试场地不满足要求,可从接地平面尺寸、接地材料性能和接地方式进行改进完善。(2)研究并提出了优化后的新测试布局。首先运用全电磁波仿真软件对长线天线、测试平台、双锥天线和对数周期天线等整个测试系统进行了建模。然后通过改变测试平台的接地方式,借鉴参考场地测量法的传输系数分析思想,分别对比了不同测试布局下的S21和表面电流的分布情况。测试平台前沿接地后的新布局,在整个频段范围内的S21变化趋势更加平滑,表面电流也不在边缘汇聚,避免了“散射谐振”的产生。(3)研究并分析了新布局的准确性与合理性。通过仿真对原布局和新布局两种情况下接收天线存在与否的场强差值进行了对比,证明了新布局下的场强差值更小,因此辐射发射测量更加准确。从场地布局演变的角度,说明了新布局下的电磁环境更能还原车载线束在汽车内部的真实状态。研究了接收天线的小型化,采用VUBA 9117小型双锥天线不仅能在一定程度上减小其与测试平台的耦合效应,而且使用更加方便。(4)依托中国计量科学研究院的汽车零部件辐射发射测试场地,对优化后的新布局进行了实际试验。通过对原布局和新布局测量数据的分析,所得结论和仿真一致,进一步验证了新布局的合理性和可行性。综上所述,本文提出的测试平台前沿接地后的新布局,可以有效地解决“散射谐振”问题,从而提高汽车零部件辐射发射测量的准确性、一致性和重复性。图87幅,表3个,参考文献56篇。
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