隨著電磁兼容(EMC)檢測技術(shù)的發(fā)展和提高,人們正針對(duì)不同的電子電器產(chǎn)品尋求更為簡單便捷的檢測方法,尤其對(duì)于小型的電子產(chǎn)品,如:電動(dòng)玩具、集成電路(PBC板)、汽車電子零部件等。由于開闊場、屏蔽室和電波暗室的諸多缺點(diǎn)和不足，1974年美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)的專家首先系統(tǒng)地描述了橫電磁波傳輸小室，簡稱TEM小室( Transverse Electromagnetic Transmission Cell)。其外形為上下兩個(gè)對(duì)稱梯形。橫電磁波傳輸小室具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、檢測方法簡便等優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是可用頻率上限與可用空間存在矛盾。標(biāo)準(zhǔn)TEM小室的測量尺寸大約限定在設(shè)計(jì)的小工作波長的四分之一范圍，但對(duì)于小尺寸的被測件，可以滿足測試的要求和技術(shù)指標(biāo)。
參照標(biāo)準(zhǔn)
YD/T 1690.2-2007 《中華人民共和國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》–電信設(shè)備內(nèi)部電磁發(fā)射診斷技術(shù)要求和測量方法(150KHz~1GHz) 第2部分:輻射發(fā)射測量TEM小室和寬帶TEM小室方法
IEC 61967-2(2005-09)《集成電路-電磁騷擾的測試方法(150KHz~1GHz)第2部分：輻射騷擾測量——TEM小室和寬帶TEM小室法》
DINEN61000-4-20-2011 《電磁兼容性(EMC)-第4-20部分：試驗(yàn)和測量方法.橫向電磁(TEM)波導(dǎo)的輻射和干擾試驗(yàn)》
IEC 61000-4-20-2010 《TEM室測試方法》
GB/T 17626.20-2014 《電磁兼容、試驗(yàn)和測量技術(shù)》橫電磁波(TEM)波導(dǎo)中的發(fā)射和抗擾度試驗(yàn)
GJB151B-2013 《設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量》-RS105瞬態(tài)電磁場輻射敏感度
ISO 11452-3/SAE J1113-24 《道路車輛用窄帶發(fā)射的電磁能量進(jìn)行電子干擾部件試驗(yàn)方法》-TEM小室法
IEEE 1309-2013 《頻率為9KHz~40GHz的電磁場傳感器和探頭(天線除外)的校準(zhǔn)》
JJG 561-88 /JJG 562-88《中華人民共和國國家計(jì)量檢定規(guī)程》
TEM小室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
標(biāo)準(zhǔn)TEM小室經(jīng)常稱之為CRAWFORD室(參見圖1)。它是一個(gè)矩形雙導(dǎo)體傳輸線結(jié)構(gòu)。被測件EUT被安置在它的中隔板(一般稱為芯板)。TEM室的導(dǎo)體兩端被削制成錐形。傳輸線是閉合的，雖然它沒有對(duì)稱軸，但經(jīng)常被稱之為同軸的。TEM小室有一個(gè)輸入測量端口和一個(gè)輸出測量端口，它的錐形端經(jīng)過中段的過渡與50Ω端口同軸連接器相匹配。TEM小室有一個(gè)自由場所產(chǎn)生的高階的模所決定的有限帶寬。在銘感度/抗擾度試驗(yàn)中，EUT的大高度不僅限制了場均勻度，而且還改變了EUT對(duì)室的耦合方式。在一個(gè)TEM小室中可以用來進(jìn)行抗擾度試驗(yàn)的近似大容積是：1/3乘以中隔板(芯板)和上部表面的距離后的積再與1/3乘以TEM室寬度的積相乘，而且這個(gè)結(jié)果幾乎還可以推至1/2乘以1/2。在一個(gè)典型的TEM小室中，它仍可能保持并獲得一個(gè)±1dB的場均勻度。
TEM小室測試方法
TEM小室提供了針對(duì)EUT的抗擾度或者輻射發(fā)射的寬帶測量方法。TEM小室不像傳統(tǒng)天線具有帶寬、非線性相位、方向性以及極化方向等固有的限制。TEM(橫電磁波)小室是經(jīng)過擴(kuò)展的傳輸線，其中傳播來自外部或者內(nèi)部源的橫電磁波。這種波由彼此正交的電場(E)和磁場(H)構(gòu)成，波平面與其在小室或者傳輸線的傳播方向垂直。這種場是模擬自由空間中阻抗為377Ω時(shí)的平面場。TEM模式?jīng)]有低端截止頻率。這樣小室可以按照預(yù)期工作在盡可能低的頻率下。TEM模式同時(shí)具有線性化相位和恒定的幅度(表征為頻率的函數(shù))。這樣就可以使用小室來產(chǎn)生或者檢測已知的場密度。小室的截止頻率取決于測試信號(hào)在小室內(nèi)因?yàn)橹C振以及多次模而產(chǎn)生的失真。這種影響是小室的物理尺寸和形狀的函數(shù)。
TEM小室具有一定的尺寸和形狀，輸入、輸出饋入點(diǎn)均阻抗匹配，其VSWR在額定范圍內(nèi)小于1.5。通過論證可以得到小室在很窄的頻率范圍內(nèi)具有很高的VSWR，從而產(chǎn)生初次諧振。其高VSWR是由于小室具有很高的品質(zhì)因數(shù)Q。如果小室經(jīng)過驗(yàn)證可以在其大頻率上產(chǎn)生場，那么該小室也適用于在該頻率下進(jìn)行發(fā)射測量。
TEM小室輻射抗擾度測試
TEM類型的小室是為了進(jìn)行輻射敏感度的試驗(yàn)，同時(shí)成本上又較為經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。TEM小室法輻射抗擾度測試示意圖如圖2。
TEM小室的輸入端接信號(hào)源和功率放大器，另一端接50Ω的匹配負(fù)載，在TEM小室內(nèi)腔就可以形成高強(qiáng)度的電磁場，適合用來進(jìn)行電磁抗擾度的測試。同時(shí)，在小室的接口板處還可接出監(jiān)測設(shè)備，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測被測件EUT的工作狀態(tài)。采用TEM小室法進(jìn)行輻射抗擾度測試，在其頻率范圍試驗(yàn)水平可高度400V/m。
TEM小室在內(nèi)部導(dǎo)體(芯板)和外殼(接地平板)之間產(chǎn)生均勻場強(qiáng)，TEM小室內(nèi)電場強(qiáng)度計(jì)算公式為：
P=(E*D)2/Z
式中：
E=電場強(qiáng)度，單位：V/m
P=輸入TEM小室的功率，單位：W
Z=TEM小室的阻抗，單位：50Ω
D(d)=芯板與接地平板之間的距離，單位： m
圖3 TEM小室結(jié)構(gòu)尺寸說明
TEM小室輻射騷擾測試
現(xiàn)在TEM小室也可以用來測量來自被測件EUT或集成電路PCB的輻射發(fā)射，源于被測件EUT的發(fā)射場通過小室的發(fā)射模進(jìn)行耦合，并以此在室的一個(gè)端口耦合到一個(gè)電壓。小室的外導(dǎo)體頂端有一個(gè)方形開口用于安裝測試電路板。其中，集成電路的一側(cè)安裝在小室內(nèi)側(cè)，互連線和外圍電路的一側(cè)向外。這樣做使測到的輻射發(fā)射主要來源于被測的IC芯片。受測芯片產(chǎn)生的高頻電流在互連導(dǎo)線上流動(dòng)，那些焊接引腳、封裝連線就充當(dāng)了輻射發(fā)射天線。當(dāng)測試頻率低于TEM小室的一階高次模頻率時(shí)，只有主模TEM模傳輸，此時(shí)TEM小室端口的測試電壓與騷擾源的發(fā)射大小有較好的定量關(guān)系，因此，可用此電壓值來評(píng)定集成電路芯片的輻射發(fā)射大小。用作輻射騷擾測試的TEM小室需具有跟IC測試板相匹配的接入端口。TEM小室法輻射騷擾測試示意圖如圖4。
用TEM小室進(jìn)行輻射騷擾測量的優(yōu)點(diǎn)：由于它是在一個(gè)屏蔽室進(jìn)行的，因此把可能感應(yīng)到的環(huán)境電壓降到了極低的水平，一般地講也就是測量設(shè)備的本地噪聲。
技術(shù)參數(shù)
型號(hào)命名說明：FF-T□□A
A：芯板將內(nèi)部空間1：1分區(qū)；B：芯板將內(nèi)部空間1：2分區(qū)；
□□：為TEM小室內(nèi)部空間尺寸，單位為cm；
T：TEM小室縮寫；
FF：武漢弗凡科技簡稱；
主營產(chǎn)品：
TEM小室，GTEM小室，測試儀器儀表，屏蔽室，電波暗室，電磁兼容
產(chǎn)品型號(hào)：
更新時(shí)間：2024-08-06
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