之前我们讨论了典型的用于电磁兼容(EMC)、射频(RF)辐射发射(RE)测试的天线,在这组天线中包括用于测量被测设备(Eut)发出的电场强度(E场)的装置。与这些类型的天线相关的名称是有源杆天线/偶极子天线、双锥天线、对数周期天线和双脊喇叭天线。
要求在30 MHz以下进行RE测试和使用磁环天线的产品标准包括用于照明设备的CISPR 15和用于工业、科学和医疗设备(ISM)的FCC第18部分。其他包括CISPR 11、CISPR 13、CISPR 14和CISPR 32。描述磁环天线结构和正确使用的标准包括MIL-STD-461G、ANSI C63.4和EN 55015-1-1(a.k.a.)。(CISPR 16-1-1)。
对于任何EMC排放测试标准,从一个测试事件到另一个测试事件,甚至从一个测试站点到另一个测试点的可重复性是一个主要问题。在30 MHz以下进行的射频发射H场测量是在近场区域进行的.在这个射频区,当使用典型的电场测试测量天线时,反射、房间共振和其他金属结构邻近效应的后果占主导地位。当使用磁环天线时,这些有害的影响被减少,并且测试的可重复性得到了改善。
在30 MHz以下测试时,除了提高测试重复性外,磁环天线的使用还比传统的RE测试天线具有其他优点。这包括使用简单和坚固。磁环天线的环是简单地由一线圈线构成。根据法拉第定律,当磁场通过导线回路时,线圈在其终端产生与其射频频率有关的电压。磁环天线的操作并没有比这更简单,而且由于环形天线只是由一圈导线构成,因此相对容易使它们免受典型EMC测试设备环境中每天遇到的颠簸和瘀伤的影响。
除了严格按照标准使用磁环天线进行符合性测试外,还可用于工程设计和预顺应性工作。屏蔽环形天线探头可以很容易地在室内建造.通过使环路物理上很小,并通过将环路的平面定位到要测量的场,可以很容易地检测到靠近RF噪声源的局部场,例如外壳、接缝、孔、电缆、元件和印刷电路板痕迹。
例如,在外壳的接缝或孔周围的高射频泄漏表明有缺陷的接头或太高的屏蔽转移阻抗。通过知道射频噪音区域在哪里,设计师更好地准备开发一个更安静的解决方案,以满足完全符合射频排放标准。美丽的是,所有这些信息可以轻松、快速地在您的办公室或实验室的安静区域获得,甚至无需使用复杂而昂贵的完全遵从性测试设置。
但也不全是好事。利用磁环天线进行稀土测量存在一些缺点。用于测量来自环路天线端子的电压的仪器通常具有50Ω的输入阻抗。在环形天线中发现的线圈可以有一个低得多的阻抗,这取决于所测量的频率。环路天线和测量装置之间可能发生不匹配,导致测量读数不准确。一些无源环路天线允许手动选择不同数量的线圈,这些线圈在特定频带宽度上提供正确的阻抗。这进一步的缺点是不允许测试自动化,因为需要手动干预。
其他类型的环路天线被认为是“有源的”,并包含一个低阻抗前置放大器(前置放大器*)在前端。前置放大器使环路的频率响应变平,并将其输出与测量仪器50Ω输入的频率响应相匹配。使用前置放大器的一个缺点是,如果存在大信号,它们就会饱和。
ANSI C63.4等标准要求某种形式的过载指示,有源环路天线的另一个缺点是前置放大器需要某种形式的功率,如果前置电源是通过电池供电的,那么明智的做法是确保它的安培小时等级提供一个足够长的运行时,以满足单个测试需求和/或第二个天线作为备份,以防第一个天线耗尽电源。