用于電子測試的電波暗室

無電磁波的電波暗室（圖 1）是一個(gè)屏蔽室，旨在為測試電子產(chǎn)品提供理想的環(huán)境。消聲意味著沒有回聲——或無反射。這些腔室用于合規(guī)性測試。電波暗室的表面襯有碳基吸波材料（圖 2）和鐵氧體瓦片，以消除電磁輻射、輻射和反射。隔離外部干擾使設(shè)計(jì)工程師能夠準(zhǔn)確地測試?yán)走_(dá)系統(tǒng)、天線、傳感器等設(shè)備和電子元件。在消聲室中，設(shè)計(jì)人員還可以進(jìn)行范圍廣泛的測試和測量，例如認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常進(jìn)行的熱噪聲和軍用規(guī)格測試。

圖 1：Connected Development 的無線 (OTA) 預(yù)兼容暗室用于天線、無線電、OTA 和 RF 測試。（來源：互聯(lián)發(fā)展）

圖 2：腔室內(nèi)部襯有導(dǎo)電碳涂層材料，旨在使腔室受到屏蔽和消聲，這意味著它旨在防止信號(hào)在腔室內(nèi)回聲或反射或從外部進(jìn)入 –從而扭曲射頻測量。（來源：互聯(lián)發(fā)展）

電子設(shè)備認(rèn)證要求

監(jiān)管和運(yùn)營商要求通常需要在 RF 和電波暗室中進(jìn)行測試。任何電子設(shè)備（無論是無線的還是有線的）都必須滿足特定的政府法規(guī)，要求因應(yīng)用和地理位置而異。此外，幾乎所有產(chǎn)品都需要滿足政府對(duì)無意排放的要求。設(shè)備在認(rèn)可的認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行消聲室或半消聲室測試以獲得認(rèn)證或完成符合性聲明。規(guī)范可能會(huì)要求開放區(qū)域測試站點(diǎn) (OATS) 進(jìn)行測試，但允許使用其他校準(zhǔn)室作為替代方案。在這些情況下，由于消聲室提供的受控環(huán)境，最好進(jìn)行消聲室測試而不是使用 OATS 站點(diǎn)。

在美國，聯(lián)邦通信委員會(huì) (FCC) 要求產(chǎn)品如果包含 9kHz 或更高頻率的時(shí)鐘，則必須滿足 FCC 第 15B 部分的要求，除非獲得豁免（標(biāo)題 47，第 15.05 部分?jǐn)?shù)字設(shè)備，15.101）。如果產(chǎn)品包括發(fā)射器，則需要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的頻譜以及與產(chǎn)品類型相關(guān)的其他因素進(jìn)行額外的無線電測試。

對(duì)于在歐洲銷售，市場要求產(chǎn)品上有 CE 標(biāo)志。部分要求包含 EMC 指令或無線電設(shè)備指令 (RED)，其中包含無意發(fā)射、頻譜效率和抗擾度要求。

什么是消聲室？

電波暗室屏蔽了外部干擾，為電子測試提供了一個(gè)受控的環(huán)境。以下是在電波暗室中進(jìn)行的關(guān)鍵測試：

射頻/天線性能測試：在電波暗室中進(jìn)行的一項(xiàng)關(guān)鍵測試是射頻/天線性能測試。RF 性能至關(guān)重要，評(píng)估與最終認(rèn)證相關(guān)。電波暗室可以測量發(fā)射機(jī)性能，設(shè)計(jì)人員可以決定是否需要調(diào)整任何天線電路匹配或是否需要更換天線。支持的測試類型包括針對(duì) LoRa ?、Wi-Fi、GPS 和BLUETOOTH ?等未許可無線電領(lǐng)域以及蜂窩等許可領(lǐng)域的設(shè)備的 RF 測試和 RF 性能。

無源天線方向圖測試：消聲室支持用于設(shè)計(jì)、匹配或微調(diào)天線的無源天線方向圖測試。在設(shè)計(jì)階段測試天線的性能很重要，在未經(jīng)許可的認(rèn)證模塊中，天線增益受到認(rèn)證模塊制造商的限制或政府機(jī)構(gòu)針對(duì)無線電類型和服務(wù)提出的限制的限制。如果天線作為跡線天線設(shè)計(jì)到 PCB 中，電波暗室測試可以深入了解設(shè)計(jì)的增益和效率。

PTCRB/CTIA OTA 測試：在美國，蜂窩設(shè)備通常需要獲得批準(zhǔn)才能滿足 AT&T 和 Verizon 等運(yùn)營商設(shè)定的 OTA 和輻射雜散 (RSE) 要求。OTA 測試方法由 PTCRB、CTIA 等認(rèn)證程序或蜂窩運(yùn)營商本身決定。

其他性能或質(zhì)量測試：可以在電波暗室中進(jìn)行的其他測試包括：

在整個(gè)開發(fā)周期中進(jìn)行預(yù)一致性測試，以避免在提交最終認(rèn)證時(shí)出現(xiàn)代價(jià)高昂的返工和冗余

無意輻射測量測試

發(fā)射機(jī)諧波的 RSE 測試

OTA天線測試

CE 免疫測試

消聲室是如何構(gòu)建的？

從小型固定式暗室到堅(jiān)固耐用的軍用級(jí)暗室，電波暗室有許多不同的形狀和大小。設(shè)備的大小和重量以及要研究的頻率有助于確定所需腔室的大小和類型（即，測量汽車與手機(jī)）。內(nèi)部轉(zhuǎn)盤需要能夠承受設(shè)備的重量并自由旋轉(zhuǎn)。設(shè)備和天線之間的距離需要足夠大，才能測量到所需的最低頻率。消聲室通常襯有碳基吸波材料或鐵氧體磁磚，采用兩種方式之一構(gòu)建——完全消聲或半消聲：

全電波暗室

全電波暗室（圖 3）在所有表面（包括地板）上都有吸波材料、鐵氧體材料或兩者兼而有之。目標(biāo)是吸收所有能量，讓測試天線僅測量在被測產(chǎn)品的直線上看到的能量。全電波暗室用于測試發(fā)射、抗擾度、天線方向圖以及發(fā)射機(jī)和接收機(jī)測試——包括 OTA。

圖 3：顯示吸收材料在完全消聲室中放置的圖表。（來源：互聯(lián)發(fā)展）

半消聲室

半消聲室（圖 4）在墻壁和天花板上有吸音材料、鐵氧體材料或兩者都有。對(duì)于某些測試區(qū)域，吸波材料放置在測試天線和被測產(chǎn)品之間，但并非所有表面都存在。半電波暗室用于發(fā)射抗擾度測試。

圖 4：顯示吸波材料在半消聲室中放置的示意圖。（來源：互聯(lián)發(fā)展）

結(jié)論

為確保最佳性能并符合政府法規(guī)，電子產(chǎn)品必須經(jīng)過全面測試。電波暗室提供了一種進(jìn)行可重復(fù)射頻測量并消除反射和外部干擾的方法。未經(jīng)許可和許可的無線電都支持測試。電波暗室測試提供了對(duì)設(shè)備性能的詳細(xì)洞察。它確保設(shè)備的天線性能滿足設(shè)備的需求，解決政府合規(guī)性問題，并協(xié)助解決設(shè)計(jì)修改問題。

Darin Hatcher 是 Connected Development 的一名認(rèn)證經(jīng)理，之前曾擔(dān)任無線電特性和監(jiān)管工程師。Darin 專注于無線電接入堆棧、無線電特性、FCC 和 3GPP 類型批準(zhǔn)。他的專業(yè)知識(shí)涵蓋蜂窩（5G、4G，包括 Cat-M 和 NB-IoT、3G 和 2G）、Wi-Fi、藍(lán)牙、GPS 和 LoRa ?的物聯(lián)網(wǎng) M2M 領(lǐng)域。在他目前的職位上，Darin 負(fù)責(zé)監(jiān)督政府法規(guī)（FCC、ISED、CE）和運(yùn)營商要求（OTA、PTCRB、CTIA、AT&T、Verizon 等）的認(rèn)證過程和測試。

審核編輯黃宇