無線通信設備電磁兼容性要求和測量方法

隨著無線通信技術的飛速發展，各種新技術、新產品層出不窮，導致相關的產品族電磁兼容標準的制定往往具有一定的滯后性?！禮D/T1312無線通信設備電磁兼容性要求和測量方法》正是考慮到以上問題，不僅對現有的產品族標準進行了研究，而且總結提取了無線通信設備的共性，緊密結合國內外最新的電磁兼容發展情況，綜合制定了通信領域電磁兼容通用標準。YD/T1312發布后，當最新的無線通信產品沒有現行的標準作為電磁兼容檢測的依據時，則可以按照YD/T1312的通用要求進行檢測，從而使得各類無線通信產品的電磁兼容檢測均做到了有標可依。由于YD/T 1312廣泛的適用性和積極的創新性及超前性，目前已經成為起草其他相關標準的重要參考。

??? 隨著無線通信通信技術的飛速發展，高頻、寬帶傳輸逐漸成為目前的主流。各類寬帶無線電設備、短距離無線電設備、業余無線電、陸地無線電設備等經常會集中存在于一個相對狹小的區域內，導致該區域的電磁環境異常惡劣。因此對于各類無線通信設備的電磁兼容性（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，以及由于技術的發展而需要增加的一些新測試項目等。信息產業部通信電磁兼容質量監督檢驗中心作為行業權威檢驗機構，受信息產業部科技司及中國通信標準化協會的委托，根據最新通信行業及檢測技術的發展趨勢，主持起草了YD/T1312《無線通信設備電磁兼容性要求和測量方法》系列標準。

??? YD/T1312《無線通信設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：寬帶無線電設備》、《第3部分：個人陸地移動無線電設備（PMR）及其輔助設備》、《第4部分：無線尋呼系統》、《第5部分：無線語音鏈路設備和無線話筒》、《第6部分：業余無線電設備》、《第7部分：集群無線電設備》、《第8部分：短距離無線電設備（9kHz～40GHz）》、《第9部分：400/1800 MHz SCDMA無線接入系統：用戶設備及其輔助設備》和《第10部分：400/1800 MHz SCDMA無線接入系統：基站、直放站、基站控制器及其輔助設備》。

??? 由于無線通信設備技術發展速度很快，各種新技術層出不窮，所以相關的產品族電磁兼容標準的制定往往有一定的滯后性，故需要制定一些行業相關的電磁兼容通用標準以滿足最新技術發展的檢測要求。YD/T1312是無線通信領域內的電磁兼容通用標準，各種無線通信產品在考慮電磁兼容性能時均可以根據該標準制定相應的產品測試方案。由于YD/T1312積極的創新性、廣泛的適用性和對通信產業的巨大影響，該標準于2006年獲得中國通信標準化協會頒發的科學技術二等獎。

??? 為了便于廣大讀者理解該標準，文章將對該系列標準中的三個典型部分《第l部分：通用要求》、《第2部分：寬帶無線電設備》和《第5部分：無線語音鏈路設備和無線話筒》進行詳細解析。

??? 1、YD/T1312標準解析

??? 1.1“YD/T1312.1通用要求”內容介紹

??? YD/T1312.1為無線通信設備電磁兼容通用要求，該標準適用于除廣播接收機以外的所有種類的無線通信設備。該標準主要規定了無線通信設備及其關聯的輔助設備的電磁兼容性限值、性能判據和測量方法等。由于該標準廣泛的適用性，故當一種新的無線通信技術出現卻沒有具體的產品族標準適用于該技術時，檢驗機構和設備制造商可以根據YD/T1312.1對該設備進行電磁兼容性評估。

??? 由于無線通信設備的多樣性，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品的特點對測試時的試驗條件、試驗布置、試驗時被測設備的評估方法以及性能判據進行了分類闡述。

??? 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。本部分第四章中，首先總結了無線通信產品的通用條件，對發信機輸入/輸出端口配置、收信機輸入/輸出端口配置、收發信機聯合試驗配置進行了詳細闡述。另外，還根據無線通信產品的特點，對此類設備的電磁兼容窄帶相應進行了規定。在無線通信設備的輻射騷擾抗擾度試驗中，經常會由于窄帶騷擾引起被測設備的信號指標的超差。但是，窄帶響應不會引起設備的電磁兼容性問題，故在測試過程中應當忽略。在實際測試過程中，不能簡單地由信號指標的超差直接判定被測設備是否合格，而需要進行如下判斷：首先將測試頻點增加一定的頻率值（通常為收信機中頻濾波器6dB帶寬的2倍或者大于設備信道帶寬的頻率值）后重新進行測試；然后，再將測試頻點減少相同的頻率值進行測試。如果在后兩種情況下被測設備的收信機符合相應的性能判據，則認為該超差現象為被測設備的窄帶響應。否則，該超差有可能是由另一個窄帶響應而引起的，此時須將頻率值增加和減少為收信機中頻濾波器6dB帶寬的2.5倍再進行測試。如果仍然不符合相應的性能判據，則為寬帶現象，該設備存在電磁兼容性問題。

??? “性能評估方法”為評估被測設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，還根據被測設備是否能建立連續的通信鏈路以及被測設備的使用方式（固定設備、車載設備、便攜設備）的特點分別進行了闡述。

??? 該部分第六章中詳細說明了被測設備在進行電磁兼容檢測時所應用的“性能判據”，即判定被測設備是否合格的依據。該章根據被測設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，如下：

??? 性能判據A（持續現象）適用于輻射騷擾抗擾度測試等干擾信號為連續干擾的抗擾度測試。在測試中，要求被測設備應能保持正常工作，沒有功能喪失和性能的降級，被測設備的發信機在空閑狀態時不應產生無意識的發射操作。測試結束后，被測設備的運行狀態應沒有改變，存儲數據和用戶程序功能應沒有喪失。測試中和測試后，被測設備的通信鏈路都應能夠保持。

??? 性能判據B（瞬態現象）適用于浪涌（沖擊）抗擾度等干擾信號為瞬態干擾的抗擾度測試。測試中，允許被測設備出現性能降級以及部分功能的喪失，但被測設備的實際工作模式不允許改變；被測設備發信機在空閑狀態時也不應產生無意識的發射操作。測試結束后，如果被測設備出現性能降級或部分功能喪失，其相應的功能必須能夠自動恢復，恢復后，性能保持被測設備技術文件中規定的最低要求。

??? 性能判據C（間斷現象）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備的供電出現了短時間中斷的現象，因此在測試過程中，允許被測設備的性能降級，功能可以喪失，但被測設備發信機在空閑狀態時不應產生無意識的發射。測試后，被測設備的功能允許由操作者恢復?；謴秃?，被測設備的性能不應降級，且能正常運行。

??? 1.2“YD/T1312.2寬帶無線電設備”內容介紹

??? YD/T1312系列第2部分適用于各種采用寬帶無線電調制技術（如：跳頻擴展頻譜、直接序列擴展頻譜等）的無線電設備和集合傳輸速率大于100kbit/s的無線電設備（如：無線局域網（WLAN）、藍牙系統等的無線網卡、接入點、服務器、網關等設備）。

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

??? （1）方法A：合成設備

??? 在測試時，可以將無線設備和特定類型的主機設備作為一個合成設備進行試驗。

??? 如果該類設備的主機類型相似，而且機械和電氣結構的變化不會影響到無線部分的抗擾度和無意發射性能，那么這些類型的合成設備就不需要進行重復試驗。其他類型的合成設備仍需分別進行試驗。

??? （2）方法B：使用試驗夾具或主機

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

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

??? 對于帶有模擬語音電路的被測設備，在衡量其能否通過射頻場感應的傳導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量進行評估。

??? 在試驗開始之前，首先需要對被測設備與測試系統的音頻部分一起進行校準，音頻校準的布置如圖1所示。

??? 圖1音頻校準布置圖

??? 在校準之前，首先將被測設備的發射功率調整為最大發射功率，將被測設備的音量設成額定音量或中等音量。

??? 校準時，通過頻率為1kHz、聲壓級為0dBPa的標準音頻測試源校準由音頻分析儀和濾波器、聲/電轉換器組成的音頻測試系統。

??? 而后使用校準過的音頻測試系統對被測設備的音頻性能進行校準。在校準被測設備的上行鏈路時，將被測設備放置在圖1中虛線所示的位置。使音頻測試系統發出聲壓級為-5dBPa的音頻信號，并記錄參考電平。在校準被測設備的下行鏈路時，使音頻測試系統發出聲壓級為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，被測設備與系統模擬器通過射頻鏈路建立通信鏈路。使用MRP封條封閉被測設備的麥克風，從而使被測設備的麥克風拾取的外部背景噪聲達到最小，以避免干擾音頻測試系統。

??? 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向被測設備施加標準規定的試驗等級的輻射騷擾信號。通過系統模擬器觀察被測設備的通信鏈路是否能夠保持并且監視被測設備的通話質量，通過音頻分析儀監視被測設備的上、下行音頻信號是否超過限值。

??? 1.3“YD/T1312.5無線語音鏈路設備和無線話筒”內容介紹

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

??? 表1連續抗擾度測試最小性能判據

??? （1）一類設備：用于專業應用的無線語音鏈路設備、無線話筒及相關輔助設備。

??? （2）二類設備：用于家庭應用的無線音頻設備、無線話筒、耳內監聽設備及相關輔助設備。

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

??? 由于語音信號的傳輸是無線語音鏈路設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致不同的試驗結果。因此，YD/T1312.5針對該類設備的特性制定了相應的與音頻信號傳輸相關的試驗布置的規定。

??? 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備而言，在測試時，需要將聲音信號轉化為電信號。

??? 對于使用一體化或專用拾音器的發信機（見圖3），在測試時可以使用聲學管等聲學耦合設備注入測試調制信號（見圖4）。

??? 圖3一體化天線的發信機測試配置

??? 圖4聲學耦合夾具示意圖

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

??? 對于不使用一體化或專用拾音器的發信機，在測試時測試信號應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5一體化天線的發信機測試配置（電信號輸入）

??? 如果被測設備為數字音頻輸入輸出，測試信號應由模擬信號轉換為數字信號輸入，如圖5所示。

??? 在進行抗擾度測試時，建立通信連接的有用信號應從位于試驗環境之外的設備傳送至位于試驗環境之內的天線，以避免加擾信號對測試系統的干擾。對于非一體化天線設備，建立通信連接的有用信號可以使用適合的屏蔽纜或波導從天線連接器引出。產生試驗有用信號的試驗輔助設備也應位于試驗環境之外。

??? 2、YD/T1312與國際同類標準的差異

YDT1312系列標準在制定過程中始終遵循以下原則：積極采用國際先進標準，并考慮中國國情進行適當修正，積極根據技術發展提出前沿性指標要求。在這一方針的指導下，YD/T1312系列標準的各項測試指標與國際相關標準相比，無論從測試項目上還是測試指標上都優于國際相關標準。YD/T1312與歐標ETSIEN 301 489的具體指標差異見表2。

??? 表2YD/T1312與EN301489的具體指標差異

??? 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備的傳導雜散和輻射雜散測試，并且考慮到某些專用的無線通信設備可能包含磁敏感器件，增加了工頻磁場抗擾度測試，并根據中國無線通信設備的特殊需求，專門編寫了兩個附錄分別對復合無線電設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是雷暴高發區，浪涌（沖擊）抗擾度的測試要求要高于ETSI EN 301 489，并且以室內信號線、室外信號線的方式細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備的特殊要求，也增加了相應的測試條款。

??? 3、結語

??? 在YD/T1312系列標準立項之初，中國的無線通信設備中只有GSM移動通信系統和CDMA移動通信系統等少數無線通信系統制定了相關的電磁兼容標準，其他無線通信設備則沒有相關的國標和行標作為電磁兼容檢測依據，只能參照歐洲或美國的相關標準。由于無線通信技術日新月異，新的無線通信產品層出不窮，故如果按照產品分類來制定相關標準，工作量非常大，亟需制定通信領域電磁兼容系列通用標準。本項目在立項時就充分考慮到了這一問題，不僅僅對現有的產品族分別進行了研究，而且總結提取了無線通信設備的共性，形成了YD/T1312系列通用標準，使得當一種新的無線通信產品不適用于現有的任何一個產品族標準時，可以按照YD/T1312的第一部分通用要求進行檢測，各類無線通信產品的電磁兼容檢測真正做到了有標可依。

??? 該系列標準完成后，被第三代移動通信設備的電磁兼容標準（含TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000）等多個產品族標準所引用，為相關標準的研究節省了大量時間。

??? 通過YD/T1312與ETSIEN301 489的比較，我們可以發現YD/T 1312的測試項目更加全面、測試等級也較高。因此，中國的無線通信設備在通過了YD/T 1312所規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，使得中國的無線通信設備在申請歐洲CE認證時，無需重新進行測試，節約了大量的測試時間和測試費用，并極大地縮短了產品上市周期，提高了中國相關產品在國際市場上的競爭力，有力地保障了整個行業的健康發展。