南柯電子｜EMI測試系統(tǒng)：毫米波時代挑戰(zhàn)！滿足“全球”認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

在5G通信、物聯(lián)網(wǎng)與新能源汽車快速發(fā)展的今天，電子設(shè)備間的電磁干擾問題已成為制約產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵因素。EMI（Electromagnetic Interference）測試系統(tǒng)作為電磁兼容性（EMC）檢測的核心裝備，通過模擬復(fù)雜電磁環(huán)境，為設(shè)備提供從研發(fā)到認(rèn)證的全流程解決方案。

一、EMI測試系統(tǒng)的架構(gòu)：從物理空間到測試鏈路的精密布局

1、電波暗室：電磁隔離的“自由空間”

以3米法暗室為例，其11×7×7.5米的測試空間通過金屬屏蔽層與吸波材料，在100kHz-1GHz頻段實現(xiàn)100dB屏蔽效能，場均勻性波動≤3dB。這種設(shè)計可有效隔離外部電磁干擾，同時模擬自由空間傳播條件。對于汽車、航空設(shè)備等大型被測物，10米法暗室通過23×19×9.7米的更大空間，支持輻射發(fā)射測試，覆蓋10kHz-18GHz頻段，滿足極端場景需求。

2、測試設(shè)備鏈：全頻段覆蓋的“信號捕手”

（1）傳導(dǎo)測試設(shè)備：電源端口傳導(dǎo)騷擾測試儀與電信端口傳導(dǎo)騷擾測試儀通過人工電源網(wǎng)絡(luò)隔離電網(wǎng)干擾，提取被測信號；

（2）輻射測試設(shè)備：輻射騷擾測試儀搭配雙錐天線、對數(shù)周期天線及喇叭天線，實現(xiàn)全頻段覆蓋；

（3）抗擾度測試設(shè)備：射頻電磁場輻射抗擾度試驗儀模擬空間電磁干擾，射頻場感應(yīng)傳導(dǎo)抗擾度試驗儀（150kHz-80MHz）針對電源線傳導(dǎo)干擾，驗證設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的穩(wěn)定性。

二、EMI測試系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)：精度與頻段的雙重突破

1、接收機(jī)參數(shù)優(yōu)化

（1）分辨率帶寬：決定頻率分辨能力，需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置；

（2）視頻帶寬：通常為RBW的3-5倍，用于平滑噪聲峰值，提升低信噪比信號的測量穩(wěn)定性；

（3）檢波方式：峰值檢波器優(yōu)先用于軍用設(shè)備測試，捕捉單次脈沖干擾；準(zhǔn)峰值檢波器模擬人耳對噪聲的感知，適用于民用設(shè)備認(rèn)證。

2、天線與探頭技術(shù)

（1）遠(yuǎn)場天線：對數(shù)周期天線通過頻率無關(guān)特性實現(xiàn)寬頻段覆蓋，但需滿足遠(yuǎn)場條件；

（2）近場探頭：電場探頭靈敏度可達(dá)1V/m，磁場探頭針對電流環(huán)路產(chǎn)生的磁場，用于快速定位干擾源。

3、濾波與耦合技術(shù)

（1）EMI濾波器：通過LC電路抑制高頻噪聲，例如電源濾波器在150kHz-30MHz頻段衰減≥40dB，確保測試環(huán)境本底噪聲低于標(biāo)準(zhǔn)限值；

（2）人工電源網(wǎng)絡(luò)：提供50Ω標(biāo)準(zhǔn)阻抗，同時隔離電網(wǎng)干擾并耦合被測設(shè)備發(fā)射信號至接收機(jī)，是傳導(dǎo)測試的核心組件。

三、EMI測試系統(tǒng)的方法：從預(yù)認(rèn)證到型式評價的全流程

1、預(yù)認(rèn)證測試：開發(fā)階段的“快速診斷”

在研發(fā)階段，工程師使用近場探頭與頻譜分析儀掃描電路板或設(shè)備外殼，通過熱圖顯示干擾分布。

2、正式認(rèn)證測試：標(biāo)準(zhǔn)暗室下的“權(quán)威驗證”

（1）傳導(dǎo)發(fā)射測試：將EUT電源線連接至LISN，測量9kHz-30MHz頻段干擾電壓；

（2）輻射發(fā)射測試：使用天線在1m或3m距離處掃描，記錄30MHz-1GHz頻段場強(qiáng)；

（3）抗擾度測試：通過輻射場或傳導(dǎo)注入施加干擾，驗證EUT性能穩(wěn)定性。

四、EMI測試系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用：從消費(fèi)電子到高端裝備的覆蓋

1、消費(fèi)電子：手機(jī)與筆記本的“電磁護(hù)照”

手機(jī)、筆記本電腦需通過FCC/CE認(rèn)證，測試重點(diǎn)為電源端口傳導(dǎo)與Wi-Fi/藍(lán)牙頻段輻射；

2、工業(yè)控制：PLC與變頻器的“穩(wěn)定基石”

PLC、變頻器需滿足IEC 61800-3標(biāo)準(zhǔn)，測試2kHz-150kHz低頻段諧波發(fā)射；

3、汽車電子：車載娛樂系統(tǒng)的“安全屏障”

車載娛樂系統(tǒng)需通過CISPR 25標(biāo)準(zhǔn)，測試150kHz-2.5GHz頻段輻射與大電流注入抗擾度；

4、航空航天：機(jī)載設(shè)備的“極端考驗”

機(jī)載設(shè)備需符合DO-160G標(biāo)準(zhǔn)，測試10kHz-40GHz極端頻段輻射與閃電誘導(dǎo)瞬態(tài)抗擾度。

結(jié)語

隨著5G毫米波、物聯(lián)網(wǎng)及電動汽車的普及，EMI測試系統(tǒng)正朝著更高頻段、更高集成度與智能化方向發(fā)展。例如，某產(chǎn)品系列EMI掃描儀已實現(xiàn)40GHz頻段覆蓋，并通過自動定位與數(shù)據(jù)分析功能，將EMI測試系統(tǒng)效率提升50%以上。未來，EMI測試系統(tǒng)將成為電子設(shè)備電磁兼容性設(shè)計的“智慧大腦”，為全球產(chǎn)業(yè)升級提供技術(shù)支撐。

審核編輯 黃宇