輻射發射用天線【30MHz以下】

   輻射發射測試根據被測量的“頻率”或“類型（電場、磁場）”選擇不同的天線。因此，在本文中，將介紹輻射發射測試中用于“30MHz以下”頻帶的天線概要。

1、棒狀天線（Rod Antenna）

頻率帶寬：30Hz～50MHz

測量對象：電場

   棒狀天線（Rod Antenna）是使用于車載輻射發射測試“CISPR 25”的天線。它由可伸縮的“棒狀天線”和稱為“Counterpoise”的接地平面組成。從形狀上可以看出，它是用來測量垂直偏振電場強度的天線。

   在EMC測試中使用的棒狀天線，其元件長度為“1米”。一個典型的型號是ETS Lindgren公司的“3301C”。3301C是內置放大器的“主動”類型天線。

   因為就在天線正下方是高阻抗輸入的放大器，因此需要非常注意過度輸入。按道理，過度輸入時天線本體會發出蜂鳴聲，但即使沒有蜂鳴聲，放大器飽和的可能性也不能完全排除。

   因此，為確認是否飽和，準備一個“被動”類型的棒狀天線會更安心。

2、環形天線

頻率帶寬：10kHz～30MHz

測量對象：磁場

   環形天線（Loop Antenna）是在“CISPR 11”測試中使用的天線類型。通過旋轉環形天線，可以測量X軸和Y軸上的磁場強度。

   使用的是被稱為屏蔽環形天線（Shielded Loop Antenna）的設計方式。屏蔽環形天線的結構是，同軸電纜的外導體作為天線的屏蔽體，并且在中心部分設有一個縫隙。這樣的設計可以減少環形天線捕捉到的電場干擾，主要用于檢測磁場。

   環形天線由于結構簡單，如鏈接中所介紹的，可以自制。

   在業余無線電和SDR（軟件定義無線電）領域，它被用作中波段的天線。在EMC測試中通常使用直徑為60厘米的環形天線。代表性的產品包括ETS Lindgren公司的“6502”和羅德與施瓦茨公司的“HFH2-Z2E”。

   這兩種天線都是內置放大器的“主動”類型。與棒狀天線一樣，需要注意輸入可能達到飽和狀態。

3、大型環形天線（Large Loop Antenna）

頻率帶寬：10kHz～30MHz

測量對象：磁場

   大型環形天線（Large Loop Antenna）用于“CISPR 11”和“CISPR 15”測試。根據大型環形天線的設置方向，不僅可以測量X軸和Y軸，還可以測量Z軸方向的磁場強度。在CISPR 11中，使用大型環形天線對電磁感應加熱式調理器等進行測試。

   大型環形天線（Large Loop Antenna）的環徑大小依被測試設備（EUT）的尺寸而定，通常使用的是環徑為2米的天線。

   除了三軸環形天線集成在一起的型號外，也有只有一個軸的環形天線，通過旋轉來進行三軸測量的型號。

   大型環形天線（Large Loop Antenna）更多地用于評估被測試設備（EUT）附近的磁場，因此給人的印象更像是評估磁場的“耦合”測試，而不僅僅是“輻射噪聲”。

   順帶一提，在CISPR 15中采用此測試的原因在于過去燈具的點亮方式。現在主流是配備了開關電源的LED照明，但在汞燈或熒光燈的時代，磁性式穩定器的點亮方式是主流。

   磁性式穩定器用于提供燈具點亮所需的起動電壓和適當的預熱電壓，其結構是在鐵芯上纏繞電線的“線圈”。

   為了防止這個“線圈”漏出的磁場與外部設備產生耦合，CISPR 15中進行了大型環形天線的評估。然而，如今幾乎不再有新的利用磁性式穩定器的照明設備被開發。因此，在CISPR 15中的磁場發射測試對于LED照明來說意義不大，不可否認它有些形式化。

輻射發射用天線【30MHz以上】

本文中，我們將介紹用于“30MHz以上”頻帶的天線。

4、雙錐天線（Biconical Antenna）

頻率帶寬：30MHz～300MHz

測量對象：電場

   雙錐天線（Biconical Antenna）是在包括“CISPR 11”在內的多種輻射發射測試中使用的天線。通過在天線支架上安裝并旋轉，可以測量水平偏振和垂直偏振兩者的電場強度。

   雙錐天線的名字源自"Bi"表示“兩個”的意思，"Conical"表示“圓錐形”。因此，它是一個由兩個圓錐體組成的天線。

   由于圓錐形狀，與偶極子天線相比，它可以在更寬的頻帶上使用。ETS Lindgren公司的“3110C”或Schwarzbeck公司的“BBA9106”可能是市面上最常見的型號。

   雙錐天線使用了“巴倫”（Balun）。巴倫是一種元件，用于將同軸電纜（不平衡線路）轉換為天線（平衡線路）。它可以通過改變繞線比來進行阻抗轉換，因此在高頻電路的多個位置被廣泛使用。（"Balun"這個詞的來源是"balanced"（平衡）和"unbalanced"（不平衡）的首字母組合而成。）

5、對數周期天線（Log-Periodic Antenna）

頻率帶寬：200MHz～1000MHz

測量對象：電場

   對數周期天線（Log-Periodic Antenna）同樣是用于包括“CISPR 11”在內的各種輻射發射測試的天線。它通常被稱為“對數周期天線”或簡稱為“log-periodic antenna”，通過安裝在天線支架上并旋轉來測量水平偏振和垂直偏振兩者的電場強度。

   如“Log”表示“對數”和“Periodic”表示“周期性”所示，這種天線的元件長度是根據對數周期設計的以產生共振。由于是對數周期的設計，它能夠在廣泛的頻帶中使用。常用的對數周期天線同樣包括ETS Rindgren和Schwarzbeck兩家公司的產品。

   對數周期天線的工作原理和設計方法，在《RF World》第42期“從超寬帶特性的典型天線的工作原理到實例”一文中有詳細解釋。

6、雙對數天線（Bilog Antenna）

頻率帶寬：30MHz～1000MHz

測量對象：電場

   雙對數天線（Bilog Antenna）是上述的“雙錐天線”和“對數周期天線”結合的天線。由于組合了兩個天線，因此也被稱為“混合天線（Hybrid Antenna）”。

   這種天線的特點無疑是“寬帶寬”。因為一個天線可以覆蓋在1GHz以下的輻射發射測試中要求的測量帶寬“30MHz～1000MHz”，因此可以大大縮短測量時間。

   雖然這種天線的特性有一些缺點，但其提供的優勢足以彌補，因此在許多測試站點中得到了使用。雙對數天線中，Schwarzbeck生產的“VULB 9160”是常用型號。

7、雙脊波導喇叭天線（Double Ridged Guide Horn Antenna）

頻率帶寬：1GHz～6GHz

測量對象：電場

   雙脊波導喇叭天線（Double Ridged Guide Horn Antenna），因名字較長，通常簡稱為“喇叭天線”。

   喇叭天線是將波導（waveguide）的末端連續擴展成喇叭（horn）狀而成的天線。由于改良了波管的特性，電波相位一致，可以實現增益和指向性較高的天線。

   但是，當喇叭天線體積變大時，中心部分和邊緣部分的相位很難保持一致，波面趨向于成圓形狀態，因此通常認為不適合制造大型天線。

   喇叭天線因為設計簡單，在多個領域內得到了使用。

   在EMC測試中作為代表性的產品，除了先前提到的ETS Lindgren生產外，Schwarzbeck生產的BBHA9120也是一種常用型號。

   介紹了用于“30MHz以上”頻帶的輻射發射測試天線（雙錐天線、對數周期天線、雙對數天線、喇叭天線）。

   雖然喇叭天線的形狀略有不同，但其他所有天線的元件均為棒狀。換言之，原理與偶極子天線相同。關于偶極子天線，其特性可以通過計算獲得。

免責聲明：本文采摘自電磁兼容EMC村民，本文僅代表作者個人觀點，不代表金航標及行業觀點，只為轉載與分享，支持保護知識產權，轉載請注明原出處及作者，如有侵權請聯系我們刪除。