EMC 避坑指南 · 技术笔记

您的 3 m 电波暗室有尺寸上限,而且不是由静区决定的

CISPR 16-2-3 的第 1:2019 号修订将可测量的最大设备尺寸与测量距离绑定:3 m 距离为 1.5 m,5 m 距离为 2.0 m。这条规则今天在哪些标准中被引用、它现在对产品测试意味着什么、后续还会有什么变化,以及对于已经超出 3 m 的设备,为什么 5 m 电波暗室是合理的答案。

问一家实验室,它的 3 m 电波暗室能容纳多大的产品,答案通常是静区:即归一化场地衰减获得验证的那部分空间,往往是 2 m 见方。在很长一段时间里,这是标准给出的唯一答案。自 2019 年起,辐射测量的基础标准给出了第二个答案,而且它更小。它取决于到天线的距离,而不是取决于这座电波暗室有多好。

要点速览
  • CISPR 16-2-3:2016 及其第 1:2019 号修订新增了第 7.1.2 条,按测量方法与距离列出最大 EUT 体积。在开阔试验场地 (OATS) 或半电波暗室 (SAC) 中,30 MHz 至 1 GHz 的规定为:3 m 距离下直径 1.5 m、高 1.5 m 的圆柱体,5 m 距离下为 2.0 m × 2.0 m,且包含线缆
  • 这两项是上限值。10 m 一项的 5.0 m × 4.0 m 只是推荐值,因为 10 m 被视为防护距离。
  • CISPR 14-1:2020 与 CISPR 11:2024 已经引用了修订后的文本,因此该表今天已适用于家用电器以及工业、科学和医疗设备。CISPR 32 连同其 2019 年修订引用的是 2016 版,但排除了其中的附加要求,因此多媒体设备是尚未纳入的那个庞大门类。尺寸介于 1.5 m 与 2.0 m 之间的设备,正是需要 5 m 的那一类。

这条修订说了什么

这条修订在自己的引言中用一句话说明了目的:为辐射骚扰测量规定 EUT 体积,取决于试验方法与测量距离。它新增了 3.1.35 条对小型 EUT 的定义:放在桌面上或落地放置的设备(含其线缆),在开阔试验场地或半电波暗室中,于 3 m 测量距离下可容纳于直径 1.5 m、高 1.5 m 的圆柱体积内,或在 5 m 距离下容纳于 2.0 m × 2.0 m 的体积内。随后它用新的第 7.1.2 条取代了原有的引言条款,按方法、频率范围与距离概述最大 EUT 体积。

测量距离3 m5 m10 m30 m
开阔试验场地或半电波暗室,30 MHz 至 1 GHz
表 11,直径 × 高度
1.5 m × 1.5 m2.0 m × 2.0 m5.0 m × 4.0 m,推荐值15 m × 4.0 m,推荐值
全电波暗室 (FAR),30 MHz 至 1 GHz
表 11
1.5 m × 1.5 m2.0 m × 2.0 m3.0 m × 3.0 m未列出
铺设吸波材料的开阔试验场地、半电波暗室或全电波暗室,1 GHz 至 18 GHz
表 12,推荐值
1.5 m × 1.5 m2.0 m × 2.0 m5.0 m × 3.0 m未列出
EUT 体积与测量距离,按同一比例绘制(俯视图,开阔试验场地或半电波暗室,30 MHz 至 1 GHz) 1.5 m d = 3 m 天线 3 m 距离 1.5 m × 1.5 m 上限 2 m d = 5 m 天线 5 m 距离 2.0 m × 2.0 m 上限 5 m d = 10 m 天线 10 m 距离 5.0 m × 4.0 m 推荐值 距离自 EUT 体积的外缘量至天线。该圆柱体包含处于试验空间内的线缆。
数值取自 CISPR 16-2-3:2016 及其第 1:2019 号修订的表 11。距离与 EUT 直径之比在 3 m 和 10 m 时为 2,在 5 m 时为 2.5。

脚注中的三处细节与这些数字同样重要。

  • 3 m 与 5 m 是限值;10 m 与 30 m 不是。10 m 与 30 m 两项的脚注说明它们仅为推荐值,因为这些距离可被视为防护距离;只要试验空间满足验证判据,接收天线波束宽度所覆盖的任何 EUT 体积都可接受。3 m 与 5 m 没有这样的脚注。
  • 原因在于近场。这条修订将近场效应定义为在靠近 EUT 处偏离远场传播的现象。近距离上的大尺寸源在天线看来不是一个点,来自其顶部、中部与底部的射线并不像 10 m 限值所假设的那样叠加。CISPR 16-4-2 在自己的注释中给出了具体数字:对于 3 m 距离下高 1.5 m 的 EUT,1 GHz 处的场强下降约为 4 dB,EUT 越大则下降越多,而这一项并未计入已公布的不确定度。
  • 在 1 GHz 以上,推荐采用同样的尺寸,理由是“降低近场不确定度”,同时规定了最小天线波束宽度:3 m 时为 28°,5 m 与 10 m 时为 22.6°,以保证天线确实看得到整个体积。

该表的注还指出,正在开展工作以规定中等尺寸 EUT 体积的适用条件。标准已经预见到这样一类设备:既算不上小,也不适合近距离测量。

它在哪里被引用

CISPR 16-2-3 是辐射骚扰测量的基础标准,每一份 CISPR 产品标准都会引用它来规定方法。尺寸表是否适用于某项试验,取决于产品标准引用的是哪一版,因为这些引用都是注日期的。通读现行版本的规范性引用文件,情况相当清楚:两份产品标准已经引用了这条修订,而最大的那一份目前有意将其排除在外。

现行版本其引用的 CISPR 16-2-3 版本对 EUT 尺寸的影响
CISPR 11:2024
工业、科学、医疗
2016 版,含第 1:2019 号修订与第 2:2023 号修订第 7.1.2 条随这条引用一并生效。这是最新的一份产品标准,且完整引用了修订后的文本。
CISPR 14-1:2020
家用电器与电动工具
2016 版,含第 1:2019 号修订第一份引用这条修订的产品标准。上一版就已要求实验室在 3 m 距离测试大尺寸 EUT 时考虑基础标准的建议;如今这条引用给出了具体数值。
CISPR 32:2015,含 A1:2019
多媒体设备
2016 版,不含该修订CISPR 32 的修订加入了一句话:CISPR 16-2-3:2016 中与其自身要求相冲突、或在其之外附加的要求不应遵循。EUT 体积仍以场地验证的结果为准,全电波暗室中“小于测量距离一半”的规则也予以保留。
CISPR 15:2018
照明
2016 版,发布于该修订之前一年未以引用方式纳入。
CISPR 16-1-4:2025
试验场地
按名称引用 CISPR 16-2-3:2016/AMD1:2019 的表 10EUT 不应超出经验证的试验空间,而该空间“同时还受限于”CISPR 16-2-3 的表格。

被它们取代的那些版本——许多实验室的认可范围至今仍基于这些版本——引用的都是 2010 版文本。它们说明了这条修订为何而写,因为每一份都以不同的形式表达过同一个想法。

上一版本其自身关于 EUT 尺寸与距离的规定
CISPR 11:2015,含 A1:2016小尺寸设备:直径 1.2 m、高 1.5 m 的圆柱体,含线缆。3 m 距离仅适用于满足这一条件的设备。
CISPR 32:2015在半电波暗室中,以场地验证所证实的测量空间为界。在全电波暗室中,含线缆的最大宽度与高度应小于测量距离的一半,即 3 m 距离下为 1.5 m。
CISPR 14-1:201610 m,或可近至 3 m;在后一种情况下,“在 30 MHz 附近测试大尺寸 EUT 时应考虑 CISPR 基础标准的建议”。
CISPR 15:20153 m 或 10 m,并附有一条注:由于近场效应,在 30 MHz 附近于 3 m 距离测试大尺寸 EUT 时需谨慎。

一份标准给了数值,一份给了比例但仅限全电波暗室,另外两份只有警告而没有任何数值。第 1 号修订把一张表放进了它们共享的基础方法之中,把全电波暗室早已具备的限值赋予开阔试验场地与半电波暗室,并将其延伸到 5 m。

它今天改变了什么

  • 在 CISPR 11:2024 与 CISPR 14-1:2020 之下,这张表已经适用。认可范围基于这些版本的实验室,其所引用的方法中今天就已包含 3 m 距离 1.5 m × 1.5 m、5 m 距离 2.0 m × 2.0 m 的规定。凡产品标准自身设有更严格限值之处——例如 CISPR 11 长期以来针对 3 m 距离给出的 1.2 m 小尺寸设备定义——以更严格者为准;而产品标准未覆盖的内容,如 5 m 一项,则由基础标准补足。
  • 在 CISPR 32 之下,半电波暗室中具有约束力的规则仍是经验证的试验空间。3 m 距离下静区为 2 m 的电波暗室可以容纳 2 m 见方的产品,因为 CISPR 32 的修订排除了基础标准的附加要求。在全电波暗室中,半距离规则本身在 3 m 距离下就已给出 1.5 m。
  • 认可范围仍基于上一版本的实验室,在其认可范围更新之前按第二张表中的规则执行;对大多数实验室而言,这个时间点就是监管机构或认可机构设定的下一个过渡日期。
  • 在 30 MHz 以下,CISPR 16-1-4:2025 已经建立了这一关联:它既以 NSIL 验证限定试验空间,也以这条修订的表格加以限定。
  • 就测量结果而言,近场误差并不取决于哪一版引用在生效。在 3 m 距离测量的一台 1.9 m 机柜会带有一项不确定度评定中并不包含的误差,同一台机柜在另一家实验室以 10 m 距离测量时,裕量也不会相同。这一点在成为不合格判定之前,早就先表现为实验室之间结果不一致。
  • 对于在同一座电波暗室中依据多份产品标准开展测试的实验室,认可范围内最严格的那份引用决定了实际做法。一旦 CISPR 11:2024 或 CISPR 14-1:2020 进入认可范围,按距离核查 EUT 尺寸就成为每一项工作流程的一部分。

可以预见的变化

规律已经清晰可见。2019 年以来修订的每一份产品标准都引用了修订后的文本,而唯一没有这样做的 CISPR 32,是靠一份修订中的一句话将其排除,而非依据技术论证。它的下一版就是可以预见的变化:当多媒体设备跟上 CISPR 11 与 CISPR 14-1 时,1.5 m × 1.5 m 将成为最大的那个产品门类在 3 m 距离下的限值。受影响的产品不难列举,因为这个圆柱体包含线缆,并按最大的那个尺寸方向量取。

设备典型尺寸对照 3 m 限值对照 5 m 限值
75 英寸显示器宽度约 1.7 m超出符合
42U 设备机柜高度约 2.0 m超出恰好达到限值
控制柜或驱动器机柜高度 1.8 m 至 2.0 m超出符合或恰好达到限值
病床、影像推车、大型医用推车长度约 2.0 m超出恰好达到限值
多功能打印机、自动售货机或自助终端高度 1.2 m 至 1.8 m加上线缆后往往超出符合
电动汽车充电柜、储能装置2.0 m 及以上超出视具体型号而定

文本本身还透露了另外两项进展。中等尺寸 EUT 这一类别正在制定之中,其适用条件更可能意味着在近距离上增加要求,而不是放宽要求。而 1 GHz 以上的尺寸规定今天只是推荐值,却与前者同处一条之内、遵循同一套逻辑,因此未来某一版无需新的论证就可以把它们固化为要求。一座电波暗室要用上二十年,规划时应当按这张表来规划,而不是按今年恰好适用的那条注日期引用来规划。

为什么 5 m 是合理的一步

对于已经装不进 1.5 m 的设备,选择就在 5 m 与 10 m 之间。这张表为 5 m 给出了清晰的理由。它把体积在两个方向上都从 1.5 m 提高到 2.0 m,而上表中的大多数产品正落在这个区间。由 10 m 限值换算过来,5 m 对应 6 dB,3 m 则对应超过 10 dB,因此结果中依赖于假定衰减规律的成分更少。而且 5 m 电波暗室仍属于 3 m 电波暗室的高度等级,这意味着一栋普通工业厂房即可,而不必是专门建造的大跨厂房。

带穹顶的 Frankonia SAC-5 Plus 半电波暗室
半电波暗室,5 m 与 3 m

Frankonia SAC-5 Plus

一座穹顶式电波暗室,在同一空间内提供两种测量距离:5 m 用于不超过表中 2.0 m × 2.0 m 体积的设备,3 m 用于一切仍符合小型 EUT 定义的产品。

  • 静区 2.0 m 或 3.0 m,因此在 5 m 距离下经验证的空间绝不会成为制约因素,并为计入 EUT 体积的线缆留出余地
  • 保证归一化场地衰减在 ±3.5 dB 以内、场地电压驻波比在 5.5 dB 以内,而 CISPR 16-1-4 的要求为 4 dB 与 6 dB
  • L 型号外部尺寸 12.7 m × 8.2 m × 6.3 m,与 3 m 电波暗室属同一高度等级
  • 转台承重最高 5 t,可承载机柜、机架与落地式设备
  • 一套内衬即可满足 CISPR 11、14、15、25、32 以及 MIL-STD-461,Frankosorb 混合型吸波材料使墙体保持较小厚度

尺寸大于 2.0 m 的设备应在 10 m 距离测试,对应 Frankonia 的 SAC-10 系列。报价请联系我们。

今年该核查什么

查清注日期引用在认可范围内的每一份产品标准中,找出它引用的 CISPR 16-2-3 版本。如果是 2016 版含第 1:2019 号修订——如 CISPR 11:2024 与 CISPR 14-1:2020——那么第 7.1.2 条现在就已适用。
连同线缆一起测量产品这个圆柱体包含处于试验空间内的布线。一台宽 1.3 m 的产品,按标准要求布置好线缆后就可能超过 1.5 m。
同时对照经验证的空间与测量距离两项限制同时适用:由归一化场地衰减与场地电压驻波比验证的空间,以及该表在对应距离下允许的尺寸。以较小者为准。
按这张表规划下一座电波暗室如果贵方有相当一部分产品的尺寸介于 1.5 m 与 2.0 m 之间,那么一座 3 m 电波暗室能满足现行版本,却满足不了下一版。
我们的立场

ICX Lab 是 Frankonia 电波暗室的授权代理商,Frankonia 页面按产品类型列出了完整型号,从面向小型设备的 3 m 电波暗室到面向大型机械的 10 m 电波暗室。无论是哪一座暗室,确立其试验空间的场地验证都由我们在贵方现场、依据 LAB Support Ltd. 的 A2LA 认可 ISO/IEC 17025 范围实施。如果不确定贵方的产品线需要哪一种距离,请把三件最大产品连同线缆的尺寸发给我们。

“You’re gonna need a bigger boat.”(你需要一艘更大的船。)
布罗迪警长,《大白鲨》,在第一次看清自己的对手时。

当 EUT 的宽度超过 1.5 m,您需要的就是一座更大的电波暗室。

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