無線通信設(shè)備電磁兼容性要求和測量方法

隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮，導(dǎo)致相關(guān)的產(chǎn)品族電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的制定往往具有一定的滯后性。《YD/T1312無線通信設(shè)備電磁兼容性要求和測量方法》正是考慮到以上問題，不僅對現(xiàn)有的產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，而且總結(jié)提取了無線通信設(shè)備的共性，緊密結(jié)合國內(nèi)外最新的電磁兼容發(fā)展情況，綜合制定了通信領(lǐng)域電磁兼容通用標(biāo)準(zhǔn)。YD/T1312發(fā)布后，當(dāng)最新的無線通信產(chǎn)品沒有現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)作為電磁兼容檢測的依據(jù)時，則可以按照YD/T1312的通用要求進(jìn)行檢測，從而使得各類無線通信產(chǎn)品的電磁兼容檢測均做到了有標(biāo)可依。由于YD/T 1312廣泛的適用性和積極的創(chuàng)新性及超前性，目前已經(jīng)成為起草其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的重要參考。

??? 隨著無線通信通信技術(shù)的飛速發(fā)展，高頻、寬帶傳輸逐漸成為目前的主流。各類寬帶無線電設(shè)備、短距離無線電設(shè)備、業(yè)余無線電、陸地?zé)o線電設(shè)備等經(jīng)常會集中存在于一個相對狹小的區(qū)域內(nèi)，導(dǎo)致該區(qū)域的電磁環(huán)境異常惡劣。因此對于各類無線通信設(shè)備的電磁兼容性（EMC）水平提出了更高的要求，如更寬的測試頻率、更高的測試等級，以及由于技術(shù)的發(fā)展而需要增加的一些新測試項目等。信息產(chǎn)業(yè)部通信電磁兼容質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心作為行業(yè)權(quán)威檢驗機(jī)構(gòu)，受信息產(chǎn)業(yè)部科技司及中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會的委托，根據(jù)最新通信行業(yè)及檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢，主持起草了YD/T1312《無線通信設(shè)備電磁兼容性要求和測量方法》系列標(biāo)準(zhǔn)。

??? YD/T1312《無線通信設(shè)備電磁兼容性要求和測量方法》目前包括以下10部分：《第1部分：通用要求》、《第2部分：寬帶無線電設(shè)備》、《第3部分：個人陸地移動無線電設(shè)備（PMR）及其輔助設(shè)備》、《第4部分：無線尋呼系統(tǒng)》、《第5部分：無線語音鏈路設(shè)備和無線話筒》、《第6部分：業(yè)余無線電設(shè)備》、《第7部分：集群無線電設(shè)備》、《第8部分：短距離無線電設(shè)備（9kHz～40GHz）》、《第9部分：400/1800 MHz SCDMA無線接入系統(tǒng)：用戶設(shè)備及其輔助設(shè)備》和《第10部分：400/1800 MHz SCDMA無線接入系統(tǒng)：基站、直放站、基站控制器及其輔助設(shè)備》。

??? 由于無線通信設(shè)備技術(shù)發(fā)展速度很快，各種新技術(shù)層出不窮，所以相關(guān)的產(chǎn)品族電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的制定往往有一定的滯后性，故需要制定一些行業(yè)相關(guān)的電磁兼容通用標(biāo)準(zhǔn)以滿足最新技術(shù)發(fā)展的檢測要求。YD/T1312是無線通信領(lǐng)域內(nèi)的電磁兼容通用標(biāo)準(zhǔn)，各種無線通信產(chǎn)品在考慮電磁兼容性能時均可以根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)制定相應(yīng)的產(chǎn)品測試方案。由于YD/T1312積極的創(chuàng)新性、廣泛的適用性和對通信產(chǎn)業(yè)的巨大影響，該標(biāo)準(zhǔn)于2006年獲得中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會頒發(fā)的科學(xué)技術(shù)二等獎。

??? 為了便于廣大讀者理解該標(biāo)準(zhǔn)，文章將對該系列標(biāo)準(zhǔn)中的三個典型部分《第l部分：通用要求》、《第2部分：寬帶無線電設(shè)備》和《第5部分：無線語音鏈路設(shè)備和無線話筒》進(jìn)行詳細(xì)解析。

??? 1、YD/T1312標(biāo)準(zhǔn)解析

??? 1.1“YD/T1312.1通用要求”內(nèi)容介紹

??? YD/T1312.1為無線通信設(shè)備電磁兼容通用要求，該標(biāo)準(zhǔn)適用于除廣播接收機(jī)以外的所有種類的無線通信設(shè)備。該標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了無線通信設(shè)備及其關(guān)聯(lián)的輔助設(shè)備的電磁兼容性限值、性能判據(jù)和測量方法等。由于該標(biāo)準(zhǔn)廣泛的適用性，故當(dāng)一種新的無線通信技術(shù)出現(xiàn)卻沒有具體的產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)適用于該技術(shù)時，檢驗機(jī)構(gòu)和設(shè)備制造商可以根據(jù)YD/T1312.1對該設(shè)備進(jìn)行電磁兼容性評估。

??? 由于無線通信設(shè)備的多樣性，故在YD/T1312的第四章、第五章和第六章分別針對各類無線通信產(chǎn)品的特點對測試時的試驗條件、試驗布置、試驗時被測設(shè)備的評估方法以及性能判據(jù)進(jìn)行了分類闡述。

??? 在電磁兼容試驗中，試驗條件和試驗布置直接與最終的合格評定相關(guān)。本部分第四章中，首先總結(jié)了無線通信產(chǎn)品的通用條件，對發(fā)信機(jī)輸入/輸出端口配置、收信機(jī)輸入/輸出端口配置、收發(fā)信機(jī)聯(lián)合試驗配置進(jìn)行了詳細(xì)闡述。另外，還根據(jù)無線通信產(chǎn)品的特點，對此類設(shè)備的電磁兼容窄帶相應(yīng)進(jìn)行了規(guī)定。在無線通信設(shè)備的輻射騷擾抗擾度試驗中，經(jīng)常會由于窄帶騷擾引起被測設(shè)備的信號指標(biāo)的超差。但是，窄帶響應(yīng)不會引起設(shè)備的電磁兼容性問題，故在測試過程中應(yīng)當(dāng)忽略。在實際測試過程中，不能簡單地由信號指標(biāo)的超差直接判定被測設(shè)備是否合格，而需要進(jìn)行如下判斷：首先將測試頻點增加一定的頻率值（通常為收信機(jī)中頻濾波器6dB帶寬的2倍或者大于設(shè)備信道帶寬的頻率值）后重新進(jìn)行測試；然后，再將測試頻點減少相同的頻率值進(jìn)行測試。如果在后兩種情況下被測設(shè)備的收信機(jī)符合相應(yīng)的性能判據(jù)，則認(rèn)為該超差現(xiàn)象為被測設(shè)備的窄帶響應(yīng)。否則，該超差有可能是由另一個窄帶響應(yīng)而引起的，此時須將頻率值增加和減少為收信機(jī)中頻濾波器6dB帶寬的2.5倍再進(jìn)行測試。如果仍然不符合相應(yīng)的性能判據(jù)，則為寬帶現(xiàn)象，該設(shè)備存在電磁兼容性問題。

??? “性能評估方法”為評估被測設(shè)備是否符合電磁兼容性要求的總體描述，該部分除了給出性能評估方法的總體原則之外，還根據(jù)被測設(shè)備是否能建立連續(xù)的通信鏈路以及被測設(shè)備的使用方式（固定設(shè)備、車載設(shè)備、便攜設(shè)備）的特點分別進(jìn)行了闡述。

??? 該部分第六章中詳細(xì)說明了被測設(shè)備在進(jìn)行電磁兼容檢測時所應(yīng)用的“性能判據(jù)”，即判定被測設(shè)備是否合格的依據(jù)。該章根據(jù)被測設(shè)備受到的干擾的類型，分別給出了抗擾度測試時的性能判據(jù)，如下：

??? 性能判據(jù)A（持續(xù)現(xiàn)象）適用于輻射騷擾抗擾度測試等干擾信號為連續(xù)干擾的抗擾度測試。在測試中，要求被測設(shè)備應(yīng)能保持正常工作，沒有功能喪失和性能的降級，被測設(shè)備的發(fā)信機(jī)在空閑狀態(tài)時不應(yīng)產(chǎn)生無意識的發(fā)射操作。測試結(jié)束后，被測設(shè)備的運行狀態(tài)應(yīng)沒有改變，存儲數(shù)據(jù)和用戶程序功能應(yīng)沒有喪失。測試中和測試后，被測設(shè)備的通信鏈路都應(yīng)能夠保持。

??? 性能判據(jù)B（瞬態(tài)現(xiàn)象）適用于浪涌（沖擊）抗擾度等干擾信號為瞬態(tài)干擾的抗擾度測試。測試中，允許被測設(shè)備出現(xiàn)性能降級以及部分功能的喪失，但被測設(shè)備的實際工作模式不允許改變；被測設(shè)備發(fā)信機(jī)在空閑狀態(tài)時也不應(yīng)產(chǎn)生無意識的發(fā)射操作。測試結(jié)束后，如果被測設(shè)備出現(xiàn)性能降級或部分功能喪失，其相應(yīng)的功能必須能夠自動恢復(fù)，恢復(fù)后，性能保持被測設(shè)備技術(shù)文件中規(guī)定的最低要求。

??? 性能判據(jù)C（間斷現(xiàn)象）適用于電壓短時中斷抗擾度測試。電壓短時中斷抗擾度測試主要模擬被測設(shè)備的供電出現(xiàn)了短時間中斷的現(xiàn)象，因此在測試過程中，允許被測設(shè)備的性能降級，功能可以喪失，但被測設(shè)備發(fā)信機(jī)在空閑狀態(tài)時不應(yīng)產(chǎn)生無意識的發(fā)射。測試后，被測設(shè)備的功能允許由操作者恢復(fù)?；謴?fù)后，被測設(shè)備的性能不應(yīng)降級，且能正常運行。

??? 1.2“YD/T1312.2寬帶無線電設(shè)備”內(nèi)容介紹

??? YD/T1312系列第2部分適用于各種采用寬帶無線電調(diào)制技術(shù)（如：跳頻擴(kuò)展頻譜、直接序列擴(kuò)展頻譜等）的無線電設(shè)備和集合傳輸速率大于100kbit/s的無線電設(shè)備（如：無線局域網(wǎng)（WLAN）、藍(lán)牙系統(tǒng)等的無線網(wǎng)卡、接入點、服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備）。

寬帶無線電設(shè)備多種多樣，因而測試方法也根據(jù)設(shè)備的特點有所不同。無線局域網(wǎng)接入點類型的設(shè)備可以獨立工作；而無線網(wǎng)卡類型的設(shè)備需要和主機(jī)設(shè)備一起進(jìn)行工作。對于這種需要和主機(jī)設(shè)備聯(lián)合工作的設(shè)備可以采用下列兩種方法之一。

??? （1）方法A：合成設(shè)備

??? 在測試時，可以將無線設(shè)備和特定類型的主機(jī)設(shè)備作為一個合成設(shè)備進(jìn)行試驗。

??? 如果該類設(shè)備的主機(jī)類型相似，而且機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)的變化不會影響到無線部分的抗擾度和無意發(fā)射性能，那么這些類型的合成設(shè)備就不需要進(jìn)行重復(fù)試驗。其他類型的合成設(shè)備仍需分別進(jìn)行試驗。

??? （2）方法B：使用試驗夾具或主機(jī)

??? 若條件允許，可以根據(jù)被測設(shè)備的特點建立專用的試驗配置。試驗配置可以是主機(jī)系統(tǒng)也可以是試驗夾具。試驗夾具可以模擬與主機(jī)相連時的情況，為被測的無線部分提供供電和激勵信號。

??? 由于藍(lán)牙耳機(jī)、無線網(wǎng)卡等設(shè)備帶有語音通話的功能，因此在YD/T1312.2的試驗條件章節(jié)中增加了對于帶有模擬語音電路的被測設(shè)備的要求。

??? 對于帶有模擬語音電路的被測設(shè)備，在衡量其能否通過射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗和輻射騷擾抗擾度試驗時需要對其音頻質(zhì)量進(jìn)行評估。

??? 在試驗開始之前，首先需要對被測設(shè)備與測試系統(tǒng)的音頻部分一起進(jìn)行校準(zhǔn)，音頻校準(zhǔn)的布置如圖1所示。

??? 圖1音頻校準(zhǔn)布置圖

??? 在校準(zhǔn)之前，首先將被測設(shè)備的發(fā)射功率調(diào)整為最大發(fā)射功率，將被測設(shè)備的音量設(shè)成額定音量或中等音量。

??? 校準(zhǔn)時，通過頻率為1kHz、聲壓級為0dBPa的標(biāo)準(zhǔn)音頻測試源校準(zhǔn)由音頻分析儀和濾波器、聲/電轉(zhuǎn)換器組成的音頻測試系統(tǒng)。

??? 而后使用校準(zhǔn)過的音頻測試系統(tǒng)對被測設(shè)備的音頻性能進(jìn)行校準(zhǔn)。在校準(zhǔn)被測設(shè)備的上行鏈路時，將被測設(shè)備放置在圖1中虛線所示的位置。使音頻測試系統(tǒng)發(fā)出聲壓級為-5dBPa的音頻信號，并記錄參考電平。在校準(zhǔn)被測設(shè)備的下行鏈路時，使音頻測試系統(tǒng)發(fā)出聲壓級為0dBPa的音頻信號，并記錄參考電平。

??? 下行鏈路的參考電平等效于在耳參考點（ERP）處1kHz時的0dBPa。上行鏈路的參考電平則等效于在嘴參考點（MRP）處1kHz時的-5 dBPa。

??? 圖2是以輻射騷擾抗擾度測試系統(tǒng)為例給出的音頻測量布置圖。

??? 圖2音頻測量布置圖

??? 測試開始之前，被測設(shè)備與系統(tǒng)模擬器通過射頻鏈路建立通信鏈路。使用MRP封條封閉被測設(shè)備的麥克風(fēng)，從而使被測設(shè)備的麥克風(fēng)拾取的外部背景噪聲達(dá)到最小，以避免干擾音頻測試系統(tǒng)。

??? 測試時，通過位于全電波暗室之外的輻射騷擾抗擾度測試系統(tǒng)向被測設(shè)備施加標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗等級的輻射騷擾信號。通過系統(tǒng)模擬器觀察被測設(shè)備的通信鏈路是否能夠保持并且監(jiān)視被測設(shè)備的通話質(zhì)量，通過音頻分析儀監(jiān)視被測設(shè)備的上、下行音頻信號是否超過限值。

??? 1.3“YD/T1312.5無線語音鏈路設(shè)備和無線話筒”內(nèi)容介紹

??? 根據(jù)無線語音鏈路設(shè)備和無線話筒的使用環(huán)境，YD/T1312.5將這類設(shè)備分成了三個等級，并根據(jù)每一個等級設(shè)備的特點制定了單獨的性能判據(jù)（見表1）。

??? 表1連續(xù)抗擾度測試最小性能判據(jù)

??? （1）一類設(shè)備：用于專業(yè)應(yīng)用的無線語音鏈路設(shè)備、無線話筒及相關(guān)輔助設(shè)備。

??? （2）二類設(shè)備：用于家庭應(yīng)用的無線音頻設(shè)備、無線話筒、耳內(nèi)監(jiān)聽設(shè)備及相關(guān)輔助設(shè)備。

??? （3）三類設(shè)備：用于普通消費用途的無線語音設(shè)備、無線話筒、無線耳機(jī)及相關(guān)輔助設(shè)備。

??? 由于語音信號的傳輸是無線語音鏈路設(shè)備和無線話筒的主要功能，而對于電磁兼容測試而言，不同的試驗布置可能會導(dǎo)致不同的試驗結(jié)果。因此，YD/T1312.5針對該類設(shè)備的特性制定了相應(yīng)的與音頻信號傳輸相關(guān)的試驗布置的規(guī)定。

??? 通信測試儀表的輸入輸出信號一般為電信號或光信號。對于無線語音鏈路設(shè)備而言，在測試時，需要將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號。

??? 對于使用一體化或?qū)Ｓ檬耙羝鞯陌l(fā)信機(jī)（見圖3），在測試時可以使用聲學(xué)管等聲學(xué)耦合設(shè)備注入測試調(diào)制信號（見圖4）。

??? 圖3一體化天線的發(fā)信機(jī)測試配置

??? 圖4聲學(xué)耦合夾具示意圖

??? 如果被測設(shè)備的音囊是可以更換的，制造商需要聲明被測設(shè)備提供的可換音囊的類型，如：機(jī)械型、電子型、電容器型。測試時只需測試一種類型的可換音囊。但是發(fā)信機(jī)相關(guān)的測試需要在可換音囊最靈敏的輸入下進(jìn)行測試。

??? 對于不使用一體化或?qū)Ｓ檬耙羝鞯陌l(fā)信機(jī)，在測試時測試信號應(yīng)通過制造商提供的最長的電纜以電信號的形式注入到最敏感的輸入端口（見圖5）。

??? 圖5一體化天線的發(fā)信機(jī)測試配置（電信號輸入）

??? 如果被測設(shè)備為數(shù)字音頻輸入輸出，測試信號應(yīng)由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入，如圖5所示。

??? 在進(jìn)行抗擾度測試時，建立通信連接的有用信號應(yīng)從位于試驗環(huán)境之外的設(shè)備傳送至位于試驗環(huán)境之內(nèi)的天線，以避免加擾信號對測試系統(tǒng)的干擾。對于非一體化天線設(shè)備，建立通信連接的有用信號可以使用適合的屏蔽纜或波導(dǎo)從天線連接器引出。產(chǎn)生試驗有用信號的試驗輔助設(shè)備也應(yīng)位于試驗環(huán)境之外。

??? 2、YD/T1312與國際同類標(biāo)準(zhǔn)的差異

YDT1312系列標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中始終遵循以下原則：積極采用國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，并考慮中國國情進(jìn)行適當(dāng)修正，積極根據(jù)技術(shù)發(fā)展提出前沿性指標(biāo)要求。在這一方針的指導(dǎo)下，YD/T1312系列標(biāo)準(zhǔn)的各項測試指標(biāo)與國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相比，無論從測試項目上還是測試指標(biāo)上都優(yōu)于國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。YD/T1312與歐標(biāo)ETSIEN 301 489的具體指標(biāo)差異見表2。

??? 表2YD/T1312與EN301489的具體指標(biāo)差異

??? 通過表2的比較，我們可以看到從測試項目上，YD/T1312增加了專門適用于無線通信設(shè)備的傳導(dǎo)雜散和輻射雜散測試，并且考慮到某些專用的無線通信設(shè)備可能包含磁敏感器件，增加了工頻磁場抗擾度測試，并根據(jù)中國無線通信設(shè)備的特殊需求，專門編寫了兩個附錄分別對復(fù)合無線電設(shè)備的電磁兼容測試和多模終端的電磁兼容測試提出了一般性導(dǎo)則建議。

??? 從測試等級上，YD/T1312的輻射騷擾抗擾度的測試頻帶范圍要大于ETSIEN301 489；直流電源端口的電快速瞬變脈沖群抗擾度等級也要高于ETSI EN 301 489；考慮到中國的某些地區(qū)是雷暴高發(fā)區(qū)，浪涌（沖擊）抗擾度的測試要求要高于ETSI EN 301 489，并且以室內(nèi)信號線、室外信號線的方式細(xì)化了對信號線的要求。在電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度測試時，考慮到直流電源供電的設(shè)備的特殊要求，也增加了相應(yīng)的測試條款。

??? 3、結(jié)語

??? 在YD/T1312系列標(biāo)準(zhǔn)立項之初，中國的無線通信設(shè)備中只有GSM移動通信系統(tǒng)和CDMA移動通信系統(tǒng)等少數(shù)無線通信系統(tǒng)制定了相關(guān)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，其他無線通信設(shè)備則沒有相關(guān)的國標(biāo)和行標(biāo)作為電磁兼容檢測依據(jù)，只能參照歐洲或美國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。由于無線通信技術(shù)日新月異，新的無線通信產(chǎn)品層出不窮，故如果按照產(chǎn)品分類來制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工作量非常大，亟需制定通信領(lǐng)域電磁兼容系列通用標(biāo)準(zhǔn)。本項目在立項時就充分考慮到了這一問題，不僅僅對現(xiàn)有的產(chǎn)品族分別進(jìn)行了研究，而且總結(jié)提取了無線通信設(shè)備的共性，形成了YD/T1312系列通用標(biāo)準(zhǔn)，使得當(dāng)一種新的無線通信產(chǎn)品不適用于現(xiàn)有的任何一個產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)時，可以按照YD/T1312的第一部分通用要求進(jìn)行檢測，各類無線通信產(chǎn)品的電磁兼容檢測真正做到了有標(biāo)可依。

??? 該系列標(biāo)準(zhǔn)完成后，被第三代移動通信設(shè)備的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)（含TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000）等多個產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)所引用，為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究節(jié)省了大量時間。

??? 通過YD/T1312與ETSIEN301 489的比較，我們可以發(fā)現(xiàn)YD/T 1312的測試項目更加全面、測試等級也較高。因此，中國的無線通信設(shè)備在通過了YD/T 1312所規(guī)定的電磁兼容檢測后，其電磁兼容性能可以得到充分的保障。同時，由于YD/T 1312包含了ETSI EN 301 489的各項指標(biāo)，使得中國的無線通信設(shè)備在申請歐洲CE認(rèn)證時，無需重新進(jìn)行測試，節(jié)約了大量的測試時間和測試費用，并極大地縮短了產(chǎn)品上市周期，提高了中國相關(guān)產(chǎn)品在國際市場上的競爭力，有力地保障了整個行業(yè)的健康發(fā)展。