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无线通信设备电磁兼容性要求和测量方法

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 1.2 “YD/T 1312.2宽带无线电设备”内容介绍

YD/T 1312系列第2部分适用于各种采用宽带无线电调制技术(如:跳频扩展频谱、直接序列扩展频谱等)的无线电设备和集合传输速率大于100 kbit/s的无线电设备(如:无线局域网(WLAN)、蓝牙系统等的无线网卡、接入点、服务器、网关等设备)。

宽带无线电设备多种多样,因而测试方法也根据设备的特点有所不同。无线局域网接入点类型的设备可以独立工作;而无线网卡类型的设备需要和主机设备一起进行工作。对于这种需要和主机设备联合工作的设备可以采用下列两种方法之一。

(1)方法A:合成设备

在测试时,可以将无线设备和特定类型的主机设备作为一个合成设备进行试验。

如果该类设备的主机类型相似,而且机械和电气结构的变化不会影响到无线部分的抗扰度和无意发射性能,那么这些类型的合成设备就不需要进行重复试验。其他类型的合成设备仍需分别进行试验。

(2)方法B:使用试验夹具或主机

若条件允许,可以根据被测设备的特点建立专用的试验配置。试验配置可以是主机系统也可以是试验夹具。试验夹具可以模拟与主机相连时的情况,为被测的无线部分提供供电和激励信号。

由于蓝牙耳机、无线网卡等设备带有语音通话的功能,因此在YD/T 1312.2的试验条件章节中增加了对于带有模拟语音电路的被测设备的要求。

对于带有模拟语音电路的被测设备,在衡量其能否通过射频场感应的传导骚扰抗扰度试验和辐射骚扰抗扰度试验时需要对其音频质量进行评估。

在试验开始之前,首先需要对被测设备与测试系统的音频部分一起进行校准,音频校准的布置如图1所示。

图1 音频校准布置图

在校准之前,首先将被测设备的发射功率调整为最大发射功率,将被测设备的音量设成额定音量或中等音量。

校准时,通过频率为1 kHz、声压级为0 dBPa的标准音频测试源校准由音频分析仪和滤波器、声/电转换器组成的音频测试系统。

而后使用校准过的音频测试系统对被测设备的音频性能进行校准。在校准被测设备的上行链路时,将被测设备放置在图1中虚线所示的位置。使音频测试系统发出声压级为-5 dBPa的音频信号,并记录参考电平。在校准被测设备的下行链路时,使音频测试系统发出声压级为0 dBPa的音频信号,并记录参考电平。

下行链路的参考电平等效于在耳参考点(ERP)处1 kHz时的0 dBPa。上行链路的参考电平则等效于在嘴参考点(MRP)处1 kHz时的-5 dBPa。

图2是以辐射骚扰抗扰度测试系统为例给出的音频测量布置图。

图2 音频测量布置图

测试开始之前,被测设备与系统模拟器通过射频链路建立通信链路。使用MRP封条封闭被测设备的麦克风,从而使被测设备的麦克风拾取的外部背景噪声达到最小,以避免干扰音频测试系统。

测试时,通过位于全电波暗室之外的辐射骚扰抗扰度测试系统向被测设备施加标准规定的试验等级的辐射骚扰信号。通过系统模拟器观察被测设备的通信链路是否能够保持并且监视被测设备的通话质量,通过音频分析仪监视被测设备的上、下行音频信号是否超过限值。

1.3 “YD/T 1312.5无线语音链路设备和无线话筒”内容介绍

根据无线语音链路设备和无线话筒的使用环境,YD/T 1312.5将这类设备分成了三个等级,并根据每一个等级设备的特点制定了单独的性能判据(见表1)。

表1 连续抗扰度测试最小性能判据

(1)一类设备:用于专业应用的无线语音链路设备、无线话筒及相关辅助设备。

(2)二类设备:用于家庭应用的无线音频设备、无线话筒、耳内监听设备及相关辅助设备。

(3)三类设备:用于普通消费用途的无线语音设备、无线话筒、无线耳机及相关辅助设备。

由于语音信号的传输是无线语音链路设备和无线话筒的主要功能,而对于电磁兼容测试而言,不同的试验布置可能会导致不同的试验结果。因此,YD/T 1312.5针对该类设备的特性制定了相应的与音频信号传输相关的试验布置的规定。

通信测试仪表的输入输出信号一般为电信号或光信号。对于无线语音链路设备而言,在测试时,需要将声音信号转化为电信号。

对于使用一体化或专用拾音器的发信机(见图3),在测试时可以使用声学管等声学耦合设备注入测试调制信号(见图4)。

图3 一体化天线的发信机测试配置

图4 声学耦合夹具示意图

如果被测设备的音囊是可以更换的,制造商需要声明被测设备提供的可换音囊的类型,如:机械型、电子型、电容器型。测试时只需测试一种类型的可换音囊。但是发信机相关的测试需要在可换音囊最灵敏的输入下进行测试。

对于不使用一体化或专用拾音器的发信机,在测试时测试信号应通过制造商提供的最长的电缆以电信号的形式注入到最敏感的输入端口(见图5)。

图5 一体化天线的发信机测试配置(电信号输入)

如果被测设备为数字音频输入输出,测试信号应由模拟信号转换为数字信号输入,如图5所示。

在进行抗扰度测试时,建立通信连接的有用信号应从位于试验环境之外的设备传送至位于试验环境之内的天线,以避免加扰信号对测试系统的干扰。对于非一体化天线设备,建立通信连接的有用信号可以使用适合的屏蔽缆或波导从天线连接器引出。产生试验有用信号的试验辅助设备也应位于试验环境之外。

2、YD/T 1312与国际同类标准的差异

YD/T 1312系列标准在制定过程中始终遵循以下原则:积极采用国际先进标准,并考虑中国国情进行适当修正,积极根据技术发展提出前沿性指标要求。在这一方针的指导下,YD/T 1312系列标准的各项测试指标与国际相关标准相比,无论从测试项目上还是测试指标上都优于国际相关标准。YD/T 1312与欧标ETSI EN 301 489的具体指标差异见表2。

表2 YD/T 1312与EN 301 489的具体指标差异

通过表2的比较,我们可以看到从测试项目上,YD/T 1312增加了专门适用于无线通信设备的传导杂散和辐射杂散测试,并且考虑到某些专用的无线通信设备可能包含磁敏感器件,增加了工频磁场抗扰度测试,并根据中国无线通信设备的特殊需求,专门编写了两个附录分别对复合无线电设备的电磁兼容测试和多模终端的电磁兼容测试提出了一般性导则建议。

从测试等级上,YD/T 1312的辐射骚扰抗扰度的测试频带范围要大于ETSI EN 301 489;直流电源端口的电快速瞬变脉冲群抗扰度等级也要高于ETSI EN 301 489;考虑到中国的某些地区是雷暴高发区,浪涌(冲击)抗扰度的测试要求要高于ETSI EN 301 489,并且以室内信号线、室外信号线的方式细化了对信号线的要求。在电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度测试时,考虑到直流电源供电的设备的特殊要求,也增加了相应的测试条款。

3、结语

在YD/T 1312系列标准立项之初,中国的无线通信设备中只有GSM移动通信系统和CDMA移动通信系统等少数无线通信系统制定了相关的电磁兼容标准,其他无线通信设备则没有相关的国标和行标作为电磁兼容检测依据,只能参照欧洲或美国的相关标准。由于无线通信技术日新月异,新的无线通信产品层出不穷,故如果按照产品分类来制定相关标准,工作量非常大,亟需制定通信领域电磁兼容系列通用标准。本项目在立项时就充分考虑到了这一问题,不仅仅对现有的产品族分别进行了研究,而且总结提取了无线通信设备的共性,形成了YD/T 1312系列通用标准,使得当一种新的无线通信产品不适用于现有的任何一个产品族标准时,可以按照YD/T 1312的第一部分通用要求进行检测,各类无线通信产品的电磁兼容检测真正做到了有标可依。

该系列标准完成后,被第三代移动通信设备的电磁兼容标准(含TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000)等多个产品族标准所引用,为相关标准的研究节省了大量时间。

通过YD/T 1312与ETSI EN 301 489的比较,我们可以发现YD/T 1312的测试项目更加全面、测试等级也较高。因此,中国的无线通信设备在通过了YD/T 1312所规定的电磁兼容检测后,其电磁兼容性能可以得到充分的保障。同时,由于YD/T 1312包含了ETSI EN 301 489的各项指标,使得中国的无线通信设备在申请欧洲CE认证时,无需重新进行测试,节约了大量的测试时间和测试费用,并极大地缩短了产品上市周期,提高了中国相关产品在国际市场上的竞争力,有力地保障了整个行业的健康发展。


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