開闊場地的輻射發(fā)射測量

圖3.刪除重復(fù)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(shí)出被測設(shè)備的輻射信號，去除其他無關(guān)信號，因?yàn)橐坏┧斜粶y信號能被辨識(shí)出來，再執(zhí)行準(zhǔn)峰值或平均值測量，即可確保所有被測設(shè)備輻射信號能通過規(guī)范規(guī)定的限制。如果信號分析儀沒有上述的信號列表功能，也可以使用先進(jìn)分析（Advanced Analysis）功能來去除顯示的環(huán)境信號。

下述方法取決于現(xiàn)代信號分析儀的功能，必須具有足夠的數(shù)據(jù)點(diǎn)以保證寬帶掃描的頻譜分辨率。數(shù)據(jù)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(dāng)簡單。一條跡線中包含了環(huán)境信號和被測設(shè)備信號，另一條跡線中僅包含了環(huán)境信號，兩條跡線做減法，即可得到僅有被測設(shè)備信號的信號跡線。

盡管原理很簡單，但真正實(shí)現(xiàn)過程還是比較復(fù)雜的。最終目的是獲得一組可疑的被測信號，再進(jìn)行準(zhǔn)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(dāng)好，則可以分辨出間隔非常近的信號。另外，掃描寬度越大，信號看起來越接近。

下面簡要總結(jié)了從頻譜顯示中消除環(huán)境信號的過程：

1．在轉(zhuǎn)臺(tái)上搭建好被測設(shè)備并按照規(guī)范設(shè)置好天線。

2．連接信號分析儀和天線，加載校正因子，選擇規(guī)范要求的限制線，保證噪底和限制線之間的靈敏度足夠，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．打開被測設(shè)備電源并觀察頻譜顯示。調(diào)整截止頻率來減小掃寬，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(shè)備信號。增加跡線平均數(shù)以減小噪聲。保存該頻譜為跡線1。

4．關(guān)閉被測設(shè)備電源并保存該頻譜為跡線2。

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

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

7．轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)90度，再次重復(fù)步驟3至6。把所有測量結(jié)果保存在一個(gè)大表中。

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

2.6.1消除環(huán)境信號的具體步驟

消除環(huán)境信號的過程采用一臺(tái)現(xiàn)代中檔信號分析儀，在經(jīng)濟(jì)型中檔信號分析儀上也可以實(shí)現(xiàn)。

下面顯示的是，10米法雙錐形天線滿足規(guī)范EN55022的測量限制線。連續(xù)減小截止頻率到只顯示大約20個(gè)信號，其中包括被測設(shè)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1）顯示的頻譜既有環(huán)境信號又有被測設(shè)備發(fā)出的信號。采用跡線平均以使得顯示跡線平滑化。本例中采用了100次跡線平均來降低噪底，并穩(wěn)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(shè)備信號的跡線。

注意周圍環(huán)境隨著信號衰落不斷變化。信號幅度可能隨時(shí)間改變。當(dāng)該跡線被存儲(chǔ)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(shè)備信號。

圖4 被測設(shè)備信號加上環(huán)境信號

圖5（跡線2，藍(lán)色）顯示的是當(dāng)被測設(shè)備電源關(guān)閉時(shí)的環(huán)境信號。也是100次跡線平均以減小噪聲和斷續(xù)性信號。用跡線1減去跡線2。如果一個(gè)環(huán)境信號出現(xiàn)在跡線2上但沒有出現(xiàn)在跡線1上，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)一個(gè)負(fù)值的尖峰。這個(gè)負(fù)值尖峰是由于減法導(dǎo)致的。

圖5 環(huán)境信號

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

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

大多數(shù)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(yīng)在跡線1上的頻點(diǎn)和在跡線2上的頻點(diǎn)發(fā)生了變化。

一條跡線分成5000點(diǎn)的話，每個(gè)點(diǎn)代表54 kHz的頻帶寬度。點(diǎn)數(shù)對于消除環(huán)境信號非常重要。如果選擇的點(diǎn)數(shù)過少，被測設(shè)備信號與環(huán)境信號間隔過近時(shí)，可能被當(dāng)作環(huán)境信號刪除。另一方面，如果選擇的點(diǎn)數(shù)過多，一旦環(huán)境信號的頻率微小改變，可能對應(yīng)兩條跡線上的點(diǎn)就不同了，這樣兩條跡線相減時(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(diào)頻站（FM Stations）。如果仔細(xì)觀察跡線3，會(huì)發(fā)現(xiàn)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1和跡線2上對應(yīng)的頻率有變化。而在跡線1上采集到的被測設(shè)備信號的幅值幾乎沒有變化或者僅有很小的變化。