2.3 用吸收鉗法測量輻射功率發射（頻率范圍為 30～300MHz）

2.3.1 試驗方法的提出

用吸收鉗法測量被試設備輻射發射的方法主要見諸于對家用電器和電動工具的輻射發射的測量（GB4343.1標準）。

我們注意到這樣一個事實：當人們在做被試設備的傳導騷擾測量時，當測量頻率升高到30MHz以上時，由于傳輸頻率的波長變短，這時在人工電源網絡與被測設備之間的這段電源傳輸線路的長度已經可以和電磁騷擾的波長相比了，因此這一段電源傳輸線就30MHz以上頻率來說就不能看成是簡單的傳輸線路了，在相當程度上要把它視為輻射天線，高頻的電磁騷擾要沿著電源傳輸線路向外輻射。因此，對于30MHz以上的頻率，無法用端子電壓測試的辦法來測試其電磁騷擾的發射。所以在標準中將測試頻率以30MHz為界，30MHz以上進行輻射測試，30MHz以下進行傳導測試。

同時，我們還注意到家用電器和電動工具這類設備本身的體積比較小巧（相對于工科醫設備和信息技術設備來說），因此在家用電器和電動工具的電磁兼容測試標準中就認為設備通過其表面的向外輻射尚不及沿著靠近設備的那部分電源線的向外輻射。基于這一假定，在GB4343.1標準中設計了一套利用吸收鉗來測量試品沿電源線向外的輻射方法。

用吸收鉗法測量試品輻射騷擾方法的主要優點是：①測試方法簡便易行，配置儀器的價格相對較低（與天線法比較）；②獲得的數據有很好的重復性和可比性。

這里介紹用吸收鉗法測量輻射騷擾方法，主要是考慮到開關電源作為配套部件或配套設備，本身的體積也不很大，符合用吸收鉗法測量其輻射騷擾的前提。尤其可取的是，這種方法簡便易行，試驗的重復性和可比性也好，特別適合開關電源生產企業作為產品性能摸底時使用。

2.3.2 功率吸收鉗

功率吸收鉗的結構如圖2.15所示。它由三部分組成：C是寬帶電流探頭，包括鐵氧體環和探測線圈；D是鐵氧體環組，用于隔離試品和電網，及吸收電源線上的射頻輻射；E也是鐵氧體環組，用于抑制電源線和測量線之間的耦合。

吸收鉗的性能符合下列要求：

（1）吸收鉗對試品呈現的阻抗為100～200Ω，電抗分量小于20%；

（2）吸收鉗的輸出阻抗為50Ω；

（3）工作頻率能覆蓋30～300MHz；

（4）插入損耗為17dB；

（5）吸收鉗對來自電網的騷擾能提供足夠的衰減；

（6）試品的工作電流通過時，吸收鉗不應產生磁路飽和。

2.3.3 測量線路和說明

采用吸收鉗法測量被試設備輻射發射的測量線路如圖2.16所示。試驗在屏蔽室進行。

在圖2.16中，試品置于絕緣試驗臺上，試驗臺離導電地面的高度不小于0.4m，離墻面距離不小于0.4m。臺上有絕緣導軌。試品電源線要拉直，水平敷設在絕緣面上。吸收鉗要包住試品的電源線，并使吸收鉗的度流互感器朝對試品方向，緊挨試品。由于電磁波在導線上以駐波形式出現，所以功率吸收鉗應沿著電源線慢慢移動，以便尋找最大點。為抑制電網中騷擾的入侵，避免影響測試結果，通常還要求在電網一側加一個由鐵氧體環組成的輔助吸收鉗（有時也稱為鐵氧體濾波器）。

根據輻射理論，當電源線長度達到輻射頻率波長的一半時，就可能出現最大輻射情況。對于30～300MHz的測試頻率范圍，相應的波長應為1～10m。因此，電源線的長度至少應有5m。考慮到吸收鉗的長度，以及輔助吸收鉗的長度，電源線更應該增至7m左右。根據這一思路，做吸收鉗法測試試品輻射的試驗室應當一間狹長的屏蔽室，其長度要達到9～10m（因電源線前端要留出試品位置；電源線后端要考慮電源插頭；按標準要求，在電源線的兩側還要留出0.4m以上的空間）。

試驗時，先接通電源，然后在每個測試頻點上移動吸收鉗的位置，使測量接收機的指示為最大。這樣測得的試品騷擾輻射功率為

PO=V+α

式中，PO為試品產生的輻射騷擾功率，單位為dBpW；

V為測得的騷擾電壓，單位為dBμV；

α為吸收鉗的校正系數，單位為dB

為了讓讀者借用吸收鉗法測量開關電源的輻射發射時能有一個數量概念，這里引用一套家用電器和電動工具的干擾功率允許值（見GB4343—1995《家用和類似用途電器、電熱器具、電動工具以及類似電器無線電干擾特性測量方法和允許值》）供參考，見表2.2。

2.3.4 對用吸收鉗法測試輻射騷擾發射的點評

（1）從前面的介紹可以了解，在不同頻率點上的測量接收機最大讀數與吸收鉗的擺放位置有關，出現在頻率點的1/2波長處。目前標準規定的最大測試頻率為300MHz，對應的波長為1m，因此吸收鉗置于離試品0.5m遠處，可望找到一個最大發射點。如果把測試頻率的上限擴展到1000MHz，則對應于400MHz、500MHz、600MHz、700MHz、800MHz、900MHz和1000MHz的波長分別是0.75m、0.6m、0.5m、0.428m、0.375m、0.333m和0.3m，這些頻率點的1/2波長是0.375m、0.3m、0.25m、0.214m、0.187m、0.166m和0.15m。可見，隨著頻率的升高，吸收鉗擺放的位置將越來越靠近，分辨最大值和一般值將變得越來越困難，所以使用受到了限制。從這個角度看，把上限頻率定在300MHz是適當的。

（2）盡管吸收鉗法的最大優點（與己經講過的輻射騷擾的場強測量法相比）是簡單、占用設備少，而且重復性和可比性也較好。但采用此種方法有一個前提：試品體積要小，有個假定：通過靠近試品的這段電源線輻射是試品對外輻射的主要部分。因此這個試驗方法與輻射騷擾的場強測試方法是不同的兩個方法，兩者很難統一，也很難得出一個比例因子。所以用吸收鉗法測試輻射騷擾的發射功率和用場強測量法測試輻射發射是適用于不同測試標準的，相互不能替代。

之所以在這里介紹這一測量方法，主要是看重它簡單、價廉、有比較好的重復性和可比性。我們也可以相信，用吸收鉗法測得輻射功率大的開關電源產品，在用天線法測量時測到的輻射場強必然也是大的，只是這個比例因子不太好找而已。所以用吸收鉗法做開關電源的輻射發射摸底試驗還是很合適的。