ICS 43.040.10
T 36
中华人民共和国国家标准
GB/T 33014.3—2016
道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射
电磁能的抗扰性试验方法
第3部分：横电磁波(TEM)小室法
Road vehicles—Component test methods for electrical/electronic
disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy—
Part 3：Transverse electromagnetic(TEM)cell
[ISO 11452-3：2001，Road vehicles—Component test methods for electrical
disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy—
Part 3：Transverse electromagnetic(TEM)cell，MOD]
2016-10-13发布 2017-11-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会
发布
前言
GB/T 33014《道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法》包括以下几部分：
——第1部分：一般规定；
——第2部分：电波暗室法；
——第3部分：横电磁波(TEM)小室法；
——第4部分：大电流注入(BCI)法；
——第5部分：带状线法；
——第7部分：射频(RF)功率直接注入法；
——第8部分：磁场抗扰法；
——第9部分：便携式发射机模拟法；
——第10部分：扩展音频范围的传导抗扰法；
——第11部分：混响室法。
本部分为GB/T 33014的第3部分。
本部分按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。
本部分使用重新起草法修改采用ISO 11452-3：2001《道路车辆 窄带辐射电磁能引发的电骚扰的零部件试验方法 第3部分：横电磁波(TEM)小室》。
本部分与ISO 11452-3：2001的技术性差异及原因如下：
——按GB/T 1.1—2009规定对第1章进行规范编写；
——引用标准ISO 11452-1改为修改采用ISO 11452-1的GB/T 33014.1；
——原国际标准附录C中的人工网络采用CISPR25，本部分改为与其等效的GB/T 33014.2。同时在规范性引用文件中增加GB/T 33014.2；
——为实现和第1部分理解及表示方法的一致，将表C.1的I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V对应改为L1、L2等，将I、Ⅱ、Ⅲ等理解为状态I、Ⅱ、Ⅲ等；
——原国际标准中式(B.2)有误，本部分做了修正。
本部分还进行了下列编辑性修改：
——删除了原国际标准的前言、引言和参考文献。
本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本部分由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114)归口。
道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射
电磁能的抗扰性试验方法
第3部分：横电磁波(TEM)小室法
1 范围
GB/T 33014的本部分规定了电气/电子部件对连续窄带辐射电骚扰的抗扰试验方法——横电磁波(TEM)小室法。
本部分适用于M、N、O、L类车辆(不限定车辆动力系统，例如火花点火发动机、柴油发动机、电动机)用电气/电子部件。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 33014.1道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第1部分：一般规定(GB/T 33014.1—2016，ISO 11452-1：2005，MOD)
GB/T 33014.2道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第2部分：电波暗室法(GB/T 33014.2—2016，ISO 11452-2：2004，MOD)
3术语和定义
GB/T 33014.1界定的术语和定义适用于本文件。
4试验条件
横电磁波(TEM)小室法适用频率范围为0.01 MHz～200 MHz，TEM小室频率范围上限为其尺寸的函数，推荐的小室尺寸参见附录A，小室频率范围的计算和测量参见附录B。
用户应指定频率范围内的试验严酷等级，推荐的试验严酷等级参见附录D。
下列标准试验条件应符合GB/T 33014.1的规定：
——试验温度；
——试验电压；
——调制方式；
——驻留时间；
——频率步长；
——试验严酷等级的定义；
——试验信号质量。
5试验仪器设备
5.1 TEM小室
TEM小室是特性阻抗为50 Ω的矩形同轴线(见图1)，被测装置(DUT)曝露于TEM的均匀场中。
TEM小室作为实验室测量系统，如果DUT不占用过多的测试空间(见5.3)，则系统产生的试验场强值和理论值的偏差在2 dB内。
说明：
1——外导体(屏蔽体)；
2——隔板(内导体)；
3——通道门；
4——连接器面板(可选)；
5——同轴连接器；
6——绝缘支架；
7——DUT；
8——输入/输出引线。
图1 TEM小室
5.2仪器
图2所示为TEM小室试验布置示例。TEM小室试验区域可能产生大于推荐频率上限的高频谐振，应安装低通滤波器(参见附录C)避免谐振。低通滤波器频率为TEM小室截止频率1.5倍以上时其衰减至少应达到60 dB(例如：200 MHz的TEM小室，300 MHz以上频率时滤波器衰减60 dB)。
说明：
1——信号发生器；
2——宽带放大器；
3——低通滤波器；
4——双定向耦合器(去耦系数最小为30 dB)；
5——射频功率计；
6——外围设备；
7——DUT；
8——绝缘支架；
9——低通滤波器/连接器面板；
10——耦合器；
11——大功率负载(50 Ω)；
12——控制器；
13——TEM小室。
a Preflect(反射功率)；
b Pforward(前向功率)；
c Poutput(输出功率)。
图2 TEM小室配置示例
5.3试验布置
5.3.1 概述
为保持TEM小室的场均匀性和复现测量结果，DUT应不大于小室内部高度b的六分之一。DUT应位于小室中心并置于绝缘支架(εr≤1.4)上。
可用两种方式布置DUT和线束，一种方式为DUT及线束都曝露，另一种方式为DUT曝露。
5.3.2 DUT和线束曝露(主场耦合到线束)
绝缘支架的高度为小室高度b的六分之一(见图3)。为复现试验结果，每次重复测量时，DUT及其线束或印刷电路板均应放置在TEM小室内相同的位置。射频场除了直接耦合到DUT外，也会在非屏蔽线束或印刷电路板上产生共模电场耦合和差模磁场耦合，其耦合程度取决予线束或电路板的倾斜角度和宽度。
说明：
1——DUT：
2——绝缘支架；
3——印刷电路板(非接地平面)或非屏蔽线束；
4——连接器；
5——同轴连接器；
6——连接器面板；
7——TEM小室壁；
8——电缆；
9——隔板；
b——TEM小室高度(参见附录A)。
图3 主场耦合到线束的试验布置示例(侧视图)
连接器面板应连接到TEM小室上，并尽可能靠近印刷电路板。从小室壁连接器穿入的电源线和信号线直接连接到DUT，连接线可以使用长度适合的印刷电路板以方便DUT布置在TEM小室允许的工作区域，也可以使用固定在刚性支架上的线束(见图3和图4)。如导线和DUT在TEM小室内位置固定，测量结果会有较好的复现性。
说明：
1——DUT；
2——绝缘支架；
3——印刷电路板或线束；
4——连接器；
5——同轴连接器；
6——连接器面板；
7——TEM小室壁；
8——电缆。
注：RF滤波器可连接到连接器面板的同轴连接器上，或直接连接到TEM小室壁的连接器上。
图4 主场耦合到线束的试验布置示例(俯视图)
5.3.3 DUT曝露(主场耦合到DUT)
绝缘支架的高度为50 mm(见图5)。为复现测量结果，每次测量时，DUT应放置在小室内相同的位置。
说明：
1——DUT；
2——绝缘支架；
3——屏蔽线束；
4——连接器；
5——同轴连接器；
6——连接器面板；
7——TEM小室壁；
8——电缆；
9——隔板；
b——TEM小室高度(参见附录A)。
图5主场耦合到DUT的试验布置示例(侧视图)
连接器面板应连接到TEM小室上。应对电源线和信号线的布置和特性进行选择，以减少辐射场对这些导线的耦合，应将这些导线固定在TEM小室的底板上，并在小室壁连接器和DUT之间进行屏蔽。可以通过在TEM小室的底板上使用金属导电胶带缠绕导线来实现。
屏蔽应与小室底板进行电气连接，但不得与DUT外壳连接。
6试验
6.1 试验计划
在进行试验之前应制定试验计划，包括以下内容：
——频率范围；
——调制方式；
——试验布置；
——DUT工作模式；
——DUT验收准则；
——规定试验严酷等级；
——试验信号质量；
——净功率或输出功率测量的使用；
——DUT监测条件；
——DUT的方向；
——试验报告内容；
——其他特别说明及相对标准试验的差异。
每个DUT应在典型条件下进行试验，即至少在待机模式和DUT所有功能处于工作的模式下进行试验。
6.2试验方法
测量净功率或输出功率(见图2)，再用式(1)计算电场：
(1)
式中：
|E|——电场绝对值，单位为伏每米(V/m)；
Z——小室的特性阻抗，单位为欧姆(Ω)(通常是50 Ω)；
P——净功率(P=Pforward-Preflected)或输出功率Poutput，单位为瓦(W)；
d——小室地板和隔板之间的距离(图A.1中b的1/2)，单位为米(m)。
可使用电小尺寸的场测量装置验证均匀场区域计算出来的标定曲线。
试验时要满足以下条件：
——印刷电路板上导线的设计应能承受负载电流。
——在整个试验过程中，TEM小室的门应关闭。
——应屏蔽未使用的连接器，避免辐射。
——尽可能使用车辆的实际负载、传感器和执行器。
——DUT不应与TEM小室底板连接(模拟车辆实际装配的情况除外)。
——不得产生地环路。
6.3试验报告
按照试验计划要求，试验报告应提交有关试验使用设备、待测系统、频率、功率电平、系统相互作用的详细信息以及与试验有关的其他信息。
附 录A
(资料性附录)
TEM小室尺寸
典型的TEM小室尺寸如图A.1及表A.1所示。
单位为毫米
a) 通过隔板的水平剖面图
b)垂直剖面图
说明：
1——允许的工作区域(0.33w；0.60 l)；
2——通道门；
3——绝缘支架。
图A.1 TEM小室
表A.1 典型的TEM小室尺寸
上限频率 小室形状参数 TEM小室高度，b 隔板宽度，s
MHz w/b l/w m m
100 1.00 1.00 1.20 1.00
200a 1.69 0.66 0.56 0.70
1.00 1.00 0.60 0.50
300 1.67 1.00 0.30 0.36
500 1.50 1.00 0.20 0.23
a为汽车零部件试验的典型参数。
附 录B
(资料性附录)
TEM小室频率范围的计算和测量
B.1 概述
通过仪器(如网络分析仪)测量TEM小室及其试验布置的适用频率范围可以按以下两种方法之一。
B.2方法1
确认两个输入端(空的TEM小室)在整个适用频率范围内符合式(B.1)要求：
或电压驻波比(VSWR)= (B.1)
式中：
r——反射系数；
Preflected——反射功率；
Pforward——前向功率。
B.3 方法2
DUT试验之前，确定已经安装布置DUT(没有电气连接)的TEM小室的谐振频率。在适用频率范围内TEM小室传输损耗αtloss可以按式(B.2)计算：
(B.2)
式中： αtloss——TEM小室传输损耗；
Pforward——前向功率；
Poutput——TEM小室输出功率。
不满足要求[式(B.1)或式(B.2)]的频点测量结果应忽略，在试验报告中应注明。
注1：TEM小室阻抗不等于50 Ω时，r不等于零，导致TEM小室场强沿纵轴方向发生变化。可以在整个适用频率范围内测量空的TEM小室内的场强变化。TEM小室纵轴方向上相对场强不均匀性( )可以由式(B.3)计算：
(B.3)
通常情况下，r=0.15时， 为0.3。
式中：
E0——均匀场强(没有任何反射)；
Emax——非均匀场强的最大值；
Emin——非均匀场强的最小值。
注2：不允许在TEM小室谐振频率点测量，因此时没有均匀场，也没有TEM模式(例如耦合方式不是辐射耦合而是传输线耦合)。
附 录C
(资料性附录)
外围设备的安装和低通滤波器的设计
C.1连接器面板
如图3所示，连接器和同轴连接器之间的连接器面板内的导线应使用50 Ω同轴电缆，连接到连接器面板上同轴连接器的低通滤波器至TEM小室壁上连接器的射频阻抗为50 Ω。
C.2外围设备和低通滤波器
外围设备(如传感器、电源和执行器)应连接到连接器面板的滤波器上。
所有电源线和信号线应通过连接器面板上的低通滤波器(见图C.1)连接到外围设备、面板上的部件或车辆。可减小外部连接的影响，如外部导线不同的类型和长度的影响，不同的线阻抗(如果可能，外围设备应使用原有的传感器和负载)的影响，以及无用射频(RF)信号传入传出TEM小室的影响。
最小衰减/dB
频率/MNz
说明：
1——DUT端口；
2——电源端口。
图C.1 低通滤波器的最小衰减与频率响应曲线及电原理图(人工网络)
图C.1所示为低通滤波器从1 MHz到800 MHz的最小衰减。如果线束的有用射频信号在TEM小室的适用频率范围以内，低通滤波器的设计应满足在DUT的RF带宽之外的最小衰减要求。
低通滤波器的阻抗(DUT的一侧)应不改变DUT的输入和输出的电气参数。在TEM小室适用频率范围上，低通滤波器的阻抗应为50 Ω。
注：TEM小室输入和连接器面板之间的传递函数测量应基于50 Ω阻抗。
C.3低通滤波器的设计规则
C.3.1 总则
低通滤波器最小衰减和频率响应如图C.1所示。DUT应通过TEM小室壁上的优质低通滤波器进行连接，其目的为：
——限制对周围空间的射频发射；
——实现TEM小室射频与小室外的外围设备或传感器的隔离；
——在最小谐振下确定印刷电路板的输出射频负载；
——实现TEM小室隔板和电路板与外部负载的去耦；
——在适用频率范围内确保射频滤波器不会影响DUT和其外部负载。
连接器面板和TEM小室输入之间的良好传输特性可以保证以上要求。例如：如果使用射频滤波器，连接器短路和开路时传递函数是相同的。如果不使用射频滤波器，传递函数测量结果相差达30 dB。
低通滤波器的设计很大程度上取决于滤波元件的布置，很难定义低通滤波器的电路原理图，应确定滤波器如下三个频率范围。
C.3.2 下限截止频率
TEM小室抗扰试验通常从1 MHz开始，无需规定DC到1 MHz的衰减。
C.3.3适用频率范围
TEM小室适用的频率范围内RF滤波器的必要衰减aD可用式(C.1)计算：
(C.1)
式中：
PRF,max——TEM小室外的RF功率最大值(<0.1 W)；
PE,max——TEM小室最大功率输入(200 W)；
αC,TEM——TEM小室的耦合系数(0.01)；
nmax——连接导线最大根数(100)。
TEM小室的耦合系数在频率低于30 MHz时迅速降低，滤波器的最小衰减也随之降低，如图C.1所示。
C.3.4上限截止频率
TEM小室截止频率以上，如宽带放大器具有20 dB的谐波衰减，滤波器衰减20 dB是足够的。
由于TEM小室外DUT线束的阻抗介于20 Ω和200 Ω之间，建议RF滤波器测量端的高频阻抗采用50 Ω。折中方法是允许采用和GB/T 33014.2规定的人工网络(100 nF和50 Ω)一样的RF滤波器。
附 录 D
(资料性附录)
功能特性状态分类(FPSC)
表D.1和表D.2给出了本部分推荐的试验严酷等级和频段。
表D.1 推荐的试验严酷等级
试验严酷等级 试验电平
V/m
L1 50
L2 100
L3 150
L4 200
× 协商确定
表D.2推荐频段
频段 频率范围
MHz
F1 0.01≤f≤10
F2 10
