開(kāi)闊場(chǎng)地的輻射發(fā)射測量

圖3.刪除重復信號后剩下的信號

2.6 從顯示的頻譜中去除環(huán)境信號

進(jìn)行EMI測量的根本目的是辨識出被測設備的輻射信號，去除其他無(wú)關(guān)信號，因為一旦所有被測信號能被辨識出來(lái)，再執行準峰值或平均值測量，即可確保所有被測設備輻射信號能通過(guò)規范規定的限制。如果信號分析儀沒(méi)有上述的信號列表功能，也可以使用先進(jìn)分析（Advanced Analysis）功能來(lái)去除顯示的環(huán)境信號。

下述方法取決于現代信號分析儀的功能，必須具有足夠的數據點(diǎn)以保證寬帶掃描的頻譜分辨率。數據點(diǎn)越多，信號未被采集的可能性越小，顯示的幅度比期望值更低。

消除顯示的環(huán)境信號的原理相當簡(jiǎn)單。一條跡線(xiàn)中包含了環(huán)境信號和被測設備信號，另一條跡線(xiàn)中僅包含了環(huán)境信號，兩條跡線(xiàn)做減法，即可得到僅有被測設備信號的信號跡線(xiàn)。

盡管原理很簡(jiǎn)單，但真正實(shí)現過(guò)程還是比較復雜的。最終目的是獲得一組可疑的被測信號，再進(jìn)行準峰值檢波或者平均值檢波的重新測量。

成功的關(guān)鍵是分而治之。圖4中的跡線(xiàn)顯示出很多的被測信號和環(huán)境信號之間間隔非常近。頻譜儀的頻率精度決定了在屏幕上能顯示間隔多近的一組信號。如果頻率精度很低，那能分辨出的信號需要間隔比較大。而如果頻率精度相當好，則可以分辨出間隔非常近的信號。另外，掃描寬度越大，信號看起來(lái)越接近。

下面簡(jiǎn)要總結了從頻譜顯示中消除環(huán)境信號的過(guò)程：

1．在轉臺上搭建好被測設備并按照規范設置好天線(xiàn)。

2．連接信號分析儀和天線(xiàn)，加載校正因子，選擇規范要求的限制線(xiàn)，保證噪底和限制線(xiàn)之間的靈敏度足夠，通常至少有6 dB。否則，需要增加一個(gè)低噪聲放大器提高靈敏度。

3．打開(kāi)被測設備電源并觀(guān)察頻譜顯示。調整截止頻率來(lái)減小掃寬，直到頻譜顯示大約25或30個(gè)信號。注意，此時(shí)的頻譜包括了環(huán)境信號和被測設備信號。增加跡線(xiàn)平均數以減小噪聲。保存該頻譜為跡線(xiàn)1。

4．關(guān)閉被測設備電源并保存該頻譜為跡線(xiàn)2。

5．使用跡線(xiàn)加減功能，本例中即計算功率差，用跡線(xiàn)1減去跡線(xiàn)2得到跡線(xiàn)3。跡線(xiàn)3上的信號包括了被測設備信號以及出現在保存跡線(xiàn)1和跡線(xiàn)2期間的任何信號。

6．將跡線(xiàn)3上的信號的幅度和對應頻率一一記錄下來(lái)，用于進(jìn)一步分析。

7．轉臺旋轉90度，再次重復步驟3至6。把所有測量結果保存在一個(gè)大表中。

8．檢查保存的測量結果，如果信號幅度高于限制線(xiàn)，放大該信號，并進(jìn)行一次“measure at marker”測量。保證其準峰值測量結果低于限制線(xiàn)。

2.6.1消除環(huán)境信號的具體步驟

消除環(huán)境信號的過(guò)程采用一臺現代中檔信號分析儀，在經(jīng)濟型中檔信號分析儀上也可以實(shí)現。

下面顯示的是，10米法雙錐形天線(xiàn)滿(mǎn)足規范EN55022的測量限制線(xiàn)。連續減小截止頻率到只顯示大約20個(gè)信號，其中包括被測設備信號。

2.6.1.1同時(shí)顯示環(huán)境信號和被測信號的頻譜

圖4（跡線(xiàn)1）顯示的頻譜既有環(huán)境信號又有被測設備發(fā)出的信號。采用跡線(xiàn)平均以使得顯示跡線(xiàn)平滑化。本例中采用了100次跡線(xiàn)平均來(lái)降低噪底，并穩定環(huán)境信號。這是已經(jīng)消除了環(huán)境信號，僅留下被測設備信號的跡線(xiàn)。

注意周?chē)h(huán)境隨著(zhù)信號衰落不斷變化。信號幅度可能隨時(shí)間改變。當該跡線(xiàn)被存儲后，如果環(huán)境信號幅度減小或者完全消失，那么這一環(huán)境信號可能顯示為一個(gè)被測設備信號。

圖4 被測設備信號加上環(huán)境信號

圖5（跡線(xiàn)2，藍色）顯示的是當被測設備電源關(guān)閉時(shí)的環(huán)境信號。也是100次跡線(xiàn)平均以減小噪聲和斷續性信號。用跡線(xiàn)1減去跡線(xiàn)2。如果一個(gè)環(huán)境信號出現在跡線(xiàn)2上但沒(méi)有出現在跡線(xiàn)1上，結果會(huì )出現一個(gè)負值的尖峰。這個(gè)負值尖峰是由于減法導致的。

圖5 環(huán)境信號

從跡線(xiàn)1中減去跡線(xiàn)2，采用的是信號分析儀具有的計算功率差的功能。功率差功能使用運算符Operands。定義跡線(xiàn)1為Operand 1，跡線(xiàn)2為Operand 2。跡線(xiàn)1減去跡線(xiàn)2，得到跡線(xiàn)3，是兩者的差。這時(shí)，跡線(xiàn)1處于靜止（View）模式，跡線(xiàn)2也處于靜止模式，而跡線(xiàn)3處于激活（clear write）模式。

圖6 被測設備信號和環(huán)境信號跡線(xiàn)減去環(huán)境信號跡線(xiàn)

大多數環(huán)境信號可以被消除，剩余的環(huán)境信號幅度值非常低，這些殘余信號產(chǎn)生于頻率的改變，即它們對應在跡線(xiàn)1上的頻點(diǎn)和在跡線(xiàn)2上的頻點(diǎn)發(fā)生了變化。

一條跡線(xiàn)分成5000點(diǎn)的話(huà)，每個(gè)點(diǎn)代表54 kHz的頻帶寬度。點(diǎn)數對于消除環(huán)境信號非常重要。如果選擇的點(diǎn)數過(guò)少，被測設備信號與環(huán)境信號間隔過(guò)近時(shí)，可能被當作環(huán)境信號刪除。另一方面，如果選擇的點(diǎn)數過(guò)多，一旦環(huán)境信號的頻率微小改變，可能對應兩條跡線(xiàn)上的點(diǎn)就不同了，這樣兩條跡線(xiàn)相減時(shí)該環(huán)境信號點(diǎn)就不能被消除。這種情況通常發(fā)生在調頻站（FM Stations）。如果仔細觀(guān)察跡線(xiàn)3，會(huì )發(fā)現有些信號顯示出幅度值變低很多。這些信號點(diǎn)就是在跡線(xiàn)1和跡線(xiàn)2上對應的頻率有變化。而在跡線(xiàn)1上采集到的被測設備信號的幅值幾乎沒(méi)有變化或者僅有很小的變化。