微波電磁環(huán)境測試的實(shí)用方法

表3 《微波電磁環(huán)境測試記錄資料——測試基本情況記錄》

（2）測試準備和設備連接

用萬(wàn)用表測量電源電壓，要求電壓為交流220±10V，若用柴油機發(fā)電要連接穩壓電源。如圖1所示，先不加低噪聲放大器連接各測試設備，天線(xiàn)高于測試點(diǎn)地面1.5米以上，相關(guān)儀表接地。

（3）保護性測試及系統校驗

保護性測試及系統校驗是為了保證測試儀表的安全。測試人員對新測試點(diǎn)的電磁環(huán)境較為陌生，所以必須先在頻譜儀的射頻輸入端加接30dB的衰減器，進(jìn)行保守測試，然后再根據現場(chǎng)信號大小，選擇合適的衰減器或不加衰減器。

該測試過(guò)程如下：打開(kāi)頻譜分析儀，設置測試的中心頻率和掃頻寬度，用最大保持方式測試；將喇叭天線(xiàn)俯仰角放在0°，分別采取水平和垂直兩種極化方式按順時(shí)針?lè )较蚓徛D動(dòng)進(jìn)行掃描測試；分析測試結果，如有大信號則必須加合適的衰減器(包括頻譜分析儀的內部衰減)，否則可去掉衰減器(注意:為保護儀表，卸去衰減器前，務(wù)必將頻譜分析儀關(guān)閉)進(jìn)行后續測試。

（4）大信號測試

為避免非線(xiàn)性失真，先不加低噪聲放大器。運行HP8593自動(dòng)監測軟件，設置測試頻段的中心頻率、掃頻寬度和分辨率帶寬，設置頻譜分析儀為最大保持方式，將喇叭天線(xiàn)俯仰角放在0°，分別采取水平和垂直兩種極化方式按順時(shí)針?lè )较蚓徛D動(dòng)進(jìn)行掃描測試，發(fā)現信號則停止轉動(dòng)，調整掃頻寬度和分辨率帶寬至最佳(能夠分辨信號為止)，記錄信號電平、占用帶寬和方位以及信號特征(同時(shí)記錄保存瞬時(shí)頻譜圖和最大保持頻譜圖的時(shí)間)，可參考《微波頻段電磁環(huán)境測試記錄表》（見(jiàn)表4）。

表4 《微波頻段電磁環(huán)境測試記錄表》

（5）弱小信號環(huán)境測試

對一些信號強度較弱的測試點(diǎn)或在一些重要測試頻段，可通過(guò)加接低噪聲放大器來(lái)提高測試系統靈敏度。先將頻譜分析儀關(guān)閉，按圖1所示連接低噪聲放大器，然后打開(kāi)頻譜分析儀，并按步驟(4)進(jìn)行測試。此外，鑒于加接低噪聲放大器后測試系統變得更加靈敏，必要時(shí)需對接收測試信號進(jìn)行真實(shí)性判定。本文提供兩個(gè)真假信號識別方法，方法一：對測試信號明顯高于背景噪聲（通常為30dB以上）的情況，若去掉低噪聲放大器，被測試信號消失，則判定其為假信號。方法二：在低噪聲放大器前端加接10dB衰減器，若原被測試信號幅值下降遠大于10dB，則判定為假信號。

（6）背景噪聲測試

背景噪聲測試可結合步驟(4)和步驟(5)進(jìn)行。但鑒于測試結果的一致性和可比性要求，應統一背景噪聲測試的分辨率帶寬（RBW為30kHz）。對于背景噪聲的取值，應在要求頻段內無(wú)測試信號位置處讀取瞬時(shí)電平值，并記錄背景噪聲電平至《微波頻段電磁背景噪聲測試記錄表》（如表5所示）。

表5 《微波頻段電磁背景噪聲測試記錄表》

頻譜儀主要參數設置（僅供參考，測試時(shí)視具體情況可適當調整）：

頻段范圍：擬測頻段。

分辨帶寬：100kHz。

掃描寬度：依據擬測試頻段設定。

輸入衰減：10dB。

保持時(shí)間：30秒。

掃描時(shí)間：自動(dòng)。

需要說(shuō)明的是，以上是微波頻段電磁環(huán)境測試的通用方法，一個(gè)循環(huán)通?？赏瓿梢粋€(gè)頻段的測試，多個(gè)頻段的測試可以從第3至第6步重復進(jìn)行。一個(gè)測試點(diǎn)測試完畢后，可將該點(diǎn)各頻段在不同時(shí)段測試的基本結論記入《微波電磁環(huán)境測試記錄資料——測試基本結論表》（如表6所示）。

表6 《微波電磁環(huán)境測試記錄資料——測試基本結論表》

5 測試要求

（1）測試時(shí)段要求

為了能反映各頻段通信信道的衰落特性，各項內容的測試時(shí)間參照國標和國際電聯(lián)（ITU）對無(wú)線(xiàn)電監測的有關(guān)規定，要求每個(gè)地域和頻段的測試有效時(shí)間應包括上午、下午和晚上等不同時(shí)段。

（2）將端口電壓換算為天線(xiàn)場(chǎng)強

測試現場(chǎng)采集的數據(背景噪聲和信號電平值)均為頻譜分析儀的端口電壓值U，單位為dBm，撰寫(xiě)測試報告進(jìn)行數據分析時(shí)需經(jīng)過(guò)折算等效成天線(xiàn)口面的場(chǎng)強值E，單位為dBμV/m。

其具體方法如下：考慮天線(xiàn)K因子和低噪聲放大器增益G(如未加低噪聲放大器，則不考慮)、饋線(xiàn)和轉接頭的損耗d以及折算系數F(頻譜分析儀輸入阻抗為50Ω時(shí)，F=107dB)等因素，參照相應的天線(xiàn)技術(shù)指標，經(jīng)過(guò)公式E=U+K-G+d+F的折算，可將頻譜分析儀的端口電壓值U(dBm)等效為天線(xiàn)口面的場(chǎng)強值E(dBμV/m)，并可依據GB 13616-92《微波接力站電磁環(huán)境保護要求》換算出功率通量密度。

（3）微波電磁環(huán)境測試設備清單（見(jiàn)表7）

表7 微波電磁環(huán)境測試設備清單

6 結束語(yǔ)

本文所述的五個(gè)方面是微波電磁環(huán)境測試工作的主要內容，測試人員既可據此在添加任務(wù)來(lái)源、測試計劃（包括測試地點(diǎn)、人員和時(shí)間）、測試目的、測試內容和設備清單等部分后形成“×××微波電磁環(huán)境測試方案”，也可在添加任務(wù)來(lái)源、測試目的、測試內容、基本情況、數據分析、基本結論和建議等部分后形成 “×××微波電磁環(huán)境測試報告”。筆者從實(shí)用角度出發(fā)提供的測試方法和記錄表格，僅供有關(guān)測試人員參考。在實(shí)際的電測工作中具體情況要具體分析，特殊情況應特殊處理，切勿生搬硬套。