专用设备和分系统10kHz～40GHz天线端子传导发射CE06/CE106

专用设备与分系统10kHz～40GHz天线端子传导发射（CE06/CE106）检测技术研究

摘要
天线端子传导发射（Conducted Emission, CE）检测是评估专用设备与分系统通过天线端口向外发射的电磁骚扰水平的关键项目。其中，CE06与CE106分别针对不同频段和设备状态进行规范。CE06主要考核接收机在非工作状态下本振及其他骚扰通过天线端子的传导发射，而CE106则考核发射机在工作状态下（含待发射状态）天线端子的传导发射。本文围绕10kHz至40GHz频段，深入剖析该检测项目的技术内涵、方法原理、应用范围、标准体系及仪器配置。

一、 检测项目详述

天线端子传导发射检测的核心，是测量被测设备（EUT）通过天线连接器耦合出的非期望传导骚扰功率或电压。这些骚扰可能干扰共址的其他无线电设备正常工作。

1.1 CE106检测（10kHz ~ 40GHz）
CE106适用于发射机及其分系统，包括收发组件的发射通道。

• 检测原理：当EUT处于发射工作状态（包括加电但未调制载波的“待发射”状态）时，其天线端子在非工作频点（即谐波、寄生发射、互调产物等）会产生不必要的传导发射。通过测量该点的骚扰功率或电压，评估其对天线直接相连的其他无线电接收设备的潜在干扰。

• 主要检测方法：

  • 直接耦合测量法：这是最常用的方法。对于大功率发射机，需在EUT天线端口与测量接收机之间接入一个阻性衰减器（如10dB），以保护测量接收机。对于小功率设备，可直接连接。测量时，EUT通过假负载或波导负载工作，确保骚扰能量被吸收，不会辐射出去。

  • 定向耦合器法：对于必须通过天线辐射才能正常工作的系统（如雷达），可采用定向耦合器在主发射路径中进行采样。耦合器的耦合端口连接测量接收机，用于测量骚扰。主输出端口连接天线或辐射等效负载。此方法要求定向耦合器具有足够的方向性和功率容量。

  • 功率测量法：使用频谱分析仪或测量接收机测量骚扰信号的功率电平。需校准整个测量链路（包括电缆、耦合器、衰减器）的损耗。

  • 电压测量法：在较低频段（如10kHz ~ 30MHz），有时也采用测量天线端子对地骚扰电压的方法，需使用阻抗稳定网络（ISN）或电压探头。

1.2 CE106检测（扩展至接收机本振泄漏）
虽然标准中CE106主要针对发射机，但其原理和方法同样适用于测量接收机在本机振荡器（LO）频率及其谐波上的传导泄漏发射。此时，接收机处于加电但不接收信号的非工作状态，测量其天线端口本振信号的泄漏电平。

1.3 CE06检测（主要针对接收机，150kHz ~ 30MHz）
CE06是CE106在较低频段的补充和特化，主要针对接收机及放大设备。

• 检测原理：考核接收机在非工作状态下，其内部电路（主要是本振电路）产生的骚扰通过天线端子的传导发射。这些骚扰可能通过电源线或天线连线传导出去，干扰其他设备。

• 检测方法：与CE106在低频段的电压测量法类似。EUT天线端口通过一个LISN或一个规定的阻抗网络（如50Ω）与测量接收机相连。测量的是天线端子与地之间的骚扰电压。

二、 检测范围与应用领域

此项检测覆盖了所有包含射频电路、具有天线端子的专用设备和分系统，其应用领域广泛：

• 航空航天与国防：机载、舰载、星载通信设备、雷达系统、导航设备、电子战系统、敌我识别系统（IFF）等。这些系统密集且对电磁兼容性（EMC）要求极高，防止系统内相互干扰至关重要。

• 民用通信：基站、微波中继设备、卫星通信地球站、无线局域网（WLAN）接入点、专用移动无线电（PMR）等。确保设备不会对其相邻信道或其他频段的合法无线电业务造成有害干扰。

• 汽车电子：车载智能驾驶雷达（如77GHz）、车联网（V2X）通信模块。汽车内部空间狭小，EMC问题突出，需严格控制各射频模块的带外发射。

• 工业与科学医疗设备：工业射频加热设备、无线传感网络节点、医疗成像设备（如MRI的部分射频单元）。防止其对环境中的敏感电子设备造成干扰。

• 消费电子：高性能路由器、无人机图传系统等。随着频率升高（如进入毫米波频段），此项检测的重要性日益凸显。

三、 检测标准规范

国内外标准对CE06/CE106检测有明确规定，形成了完整的标准体系。

• 国际标准：

  • MIL-STD-461G：美国军用标准，是此类检测的权威和基础。其中RS103针对辐射敏感度，而CE106则详细规定了天线端子传导发射的限值、测量方法和布置要求。它对10kHz至40GHz频段的测量进行了分段描述，对不同类型设备（如发射机、接收机）的测试状态有明确界定。

  • RTCA DO-160G：机载设备环境条件和测试程序标准，其第21章“射频能量发射”包含了天线端子传导发射的测试要求，与MIL-STD-461有诸多相似之处，但针对航空环境有所调整。

• 国家标准：

  • GJB 151B-2013：《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》。此标准等效于MIL-STD-461F，并结合我国国情进行了细化。其中CE106项目与美军标基本一致，是我国军工产品必须遵循的核心EMC标准之一。

  • GJB 152A-97：《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》。此为测量方法标准，为GJB 151B的实施提供了详细的步骤指导。

• 行业与民用标准：

  • 各行业（如汽车电子、通信设备）通常会基于上述基础标准，制定更具针对性的行业技术规范或产品标准，对限值和测试方法进行微调。

四、 检测仪器系统配置

完成10kHz ~ 40GHz的CE06/CE106检测，需要构建一个高精度、大动态范围的测量系统。

• 1. 测量接收机/频谱分析仪：

  • 功能：核心测量设备，用于接收、分析和记录骚扰信号的幅度和频率。

  • 要求：频率范围必须覆盖10kHz ~ 40GHz。若单台设备无法覆盖，可采用低频段接收机配合高频段频谱分析仪的方案。需具备峰值（Peak）、准峰值（Quasi-Peak）和平均值（Average）检波功能，以满足不同标准的要求。动态范围要大，以应对大功率基波附近的小幅度骚扰测量。

• 2. 测试频率源/信号发生器：

  • 功能：用于系统验证和校准，产生已知幅度和频率的标准信号，检查测量路径的损耗和线性度。

• 3. 阻抗稳定网络/阻性衰减器：

  • 功能：为EUT天线端口提供稳定的50Ω阻抗，同时隔离来自电源或电缆的其他骚扰。对于CE106大功率测试，衰减器还起到保护测量仪表的作用。通常需要一系列不同功率容量和衰减值（如10dB, 20dB, 30dB）的衰减器。

• 4. 定向耦合器/功率分配器：

  • 功能：用于从主发射信号中耦合出一小部分能量进行测量，同时保证主通路正常工作。要求方向性好，耦合度平坦，功率容量满足测试要求。

• 5. 假负载/波导负载：

  • 功能：吸收EUT发射的射频功率，替代天线，避免产生辐射发射干扰测试环境或违反无线电管理条例。负载的功率容量、驻波比（VSWR）和频率范围必须与EUT匹配。

• 6. 同轴电缆及连接器：

  • 功能：连接各测试设备。要求低损耗、相位稳定、屏蔽效能高。在40GHz频段，必须使用精密毫米波连接器（如2.92mm/K）和低损耗微波电缆。

• 7. 电磁屏蔽室：

  • 功能：虽然CE是传导测量，但为了排除环境辐射骚扰对测量结果的干扰，尤其是测量微弱的本振泄漏时，整个测试系统（EUT及测量设备）应在屏蔽室内运行。

结论
专用设备与分系统10kHz～40GHz天线端子传导发射（CE06/CE106）检测是确保复杂电磁环境下系统兼容性与可靠性的关键技术手段。随着设备集成度不断提高、工作频率向毫米波延伸，对该项目的测试精度、频率范围和自动化程度提出了更高要求。深入理解其检测原理，严格遵循相关标准，并合理配置高精度测量仪器，是获得准确、可靠测试结果，提升产品EMC性能的根本保障。