引言

      空间人为电磁能量急剧增长，电磁环境日益恶化，世界各国及有关组织对电磁兼容相关问题已极度重视。在照明设备领域，随着电气照明和相关设备技术的迅速发展，照明设备的工作频率也越来越高，如何减少其电磁干扰，成为关注重点。

      目前，对于照明设备电磁兼容辐射项目的测试，根据CISPR 15和GB 17743-2007标准要求，可以采用电波暗室法或CDN法进行测试判定。对于两种测试方法，其测试结果并不存在可比性，两种方法究竟存在何种关系，其区别又在哪里？

      本文通过介绍两种测试方法的测试场地和测试设备配置，指出两种测试方法的区别，并通过模型研究，尝试找出两种测试方法之间的关系。 

1、照明设备辐射骚扰测试的依据标准

      照明设备辐射骚扰测试主要的依据为：

国家/国际标准GB 17743/CISPR 15：电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法。 

2、照明设备辐射骚扰主要测试场地、仪器和测试方法

      开阔试验场是指露天且周围空旷、无反射物体的椭圆形区域，地面为平坦的金属接地表面（实际尺寸超过该椭圆形区域的水平金属接地板）。开阔试验场主要用于30MHz – 1GHz频率范围内的电磁辐射骚扰测试。

      电波暗室一般分为半电波暗室与全电波暗室两种。全电波暗室是在四壁、天花板及地板加装吸波材料，而半电波暗室是仅在四壁和天花板加装吸波材料，地板为镀锌钢板，不安装吸波材料，半电波暗室是测量电磁兼容性较理想的测量环境，本文下面提到的电波暗室法指的就是在半电波暗室内进行。屏蔽体一般采用镀锌钢板模块拼装而成，具有良好的外界屏蔽作用，能很好的屏蔽外界磁场、平面波以及微波。

测试仪器放面，新型的EMC扫描仪与频谱仪相结合，实现了电磁辐射的可视化。同时，仪器性能应符合CISPR 16-1要求的准峰值、平均值或RMS-AV检波器。在标准规定的频率范围中，对于测试接收机一般需覆盖两个不同的频段，分别是9kHz-30MHz, 30MHz -1GHz。接收机配合接收天线，在电波暗室内测试，即为电波暗室法。

      CDN耦合去耦网络。主要功能是信号耦合或去耦合。常见用于EMC传导抗扰度测试中，给设备及辅助设备供电，起到隔离电网噪声，同时耦合干扰信号到设备的作用。在CISPR 15中规定CDN需要符合IEC 61000-4-6外，阻抗参数|Zce|阻抗应为150Ω，在扩展的80MHz – 300MHz频率范围内公差为±60Ω。接收机配合CDN，在屏蔽室内或普通环境下测试，即CDN法。

      由于测试场地发射波的不同，在电磁兼容测试中测试场地对结果有明显的影响。这将可能造成相同的测试仪器在不同的测试场地得到不同的测试结果。目前，照明设备辐射骚扰测试的方法分为直接测试法（电波暗室法）和替代测试法（CDN法）。测试场地包括了屏蔽室或普通环境（CDN法）、开阔场或电波暗室（电波暗室法）。

      根据CISPR 15和GB 17743标准要求，电波暗室法应在满足CISPR 22标准要求的开阔场或电波暗室中进行测试，且应根据CISPR 22第10章规定的测试方法进行测试。

      而CDN法可以在屏蔽室中进行。依据CISPR 15或GB 17743中辐射骚扰测量的独立方法的规定，当照明设备在满足CISPR 15或GB 17743中附录B相关要求是，则可以认为设备在30MHz-300MHz频率上的辐射骚扰满足标准中的要求。 

3、电波暗室法与CDN法之间的关系

      由于CISPR 22中描述的电波暗室法陈本及时间花费巨大，而在产品研发早期，设计人员急需一种低成本的测试方法，以快速获得产品变化的反馈，因此，CDN法应运而生。对于照明设备的辐射特性主要是由连接在这个系统中的电缆决定的。这就意味着，对于具有单根电缆产品，可以在按照CISPR 22测量电场强度和在传导试验配置中通过CDN测量共模电流之间找到一种关系。

      为使电波暗室法与CDN法测试结果进行有益比较，则需要一个在整个频率范围内产生足够的场强电平的受试设备（EUT）。根据飞利浦研究院S.B.Worm先生在1999年2月第13届苏黎世国际电磁兼容性会议的提案，使用一个基本频率10MHz的晶体振荡器，内置电池供电的模拟受试设备。在终端阻抗为0Ω、50Ω、150Ω、300Ω、500Ω和开路情况下按照CISPR 22测量的电场强度，我们可以获得在半电波暗室内使用不同共模终端阻抗测量的10MHz振荡器频谱图，如下图1： 

图1 在半电波暗室内使用不同共模终端阻抗测量的10MHz振荡器频谱

      同时，通过CDN法测量内置电源10MHz振荡器的受试样品(EUT)，输出线连接到S1型CDN，通过单根同轴线的屏蔽耦合产生150Ω，得到电缆长度分别为10cm、25cm、和1m；受试设备（EUT）和电缆的高度为5cm和10cm的共模端子电压频谱图，如下图2： 

图2 不同几何配置在CDN上共模端子电压频谱图

      从图2中不难发现，在100MHz频率以下结果差异小于5dB, 高频时几何配置变得重要。这可以说明图2的变化是系统性的。

      我们把图1的电场强度曲线归一化到图2中L=10cm共模电压响应的曲线，就得到下图3：  

图3 不同终端电阻时场强与共模电流的关系

      传导对辐射试验结果的转换曲线显然依赖于辐射配置中使用的共模终端阻抗，平均转换曲线可用150Ω和300Ω获得。

      在实际过程中对受试设备的电源线当然不使用电阻终端，结合CDN共模阻抗特性，可以得到辐射和传导测试结果之间的关系，如下图4： 

图4 场强与共模电流的关系 

4、电波暗室法与CDN法的差异

      虽然在CISPR 15中认为，当照明设备在满足CISPR 15中附录B相关要求时，则可以认为设备在30MHz – 300MHz频率内的辐射骚扰满足标准中的要求。部分电磁兼容测试机构对CDN法的使用仍相对谨慎，30MHz – 300MHz频率内电磁兼容辐射骚扰测试主要还是以电波暗室法进行。

      目前，电波暗室法与CDN法之间存在不同的测试场地、测量设备和环境等，其客观存在的不确定度引起的差异必然客观存在。测试原理的不同，电波暗室法与CDN法之间差异也客观存在。同时，CDN法相对于电波暗室法通过空间接受方式，在高频部分，其EUT和测量设备间的线缆连接质量将会直接影响测试结果。 

5、结束语 

      在CISPR 15和GB 17743中，照明设备的电磁兼容辐射骚扰测试应依据相应测试方法进行测试和判定。虽然CDN法与电波暗室法之间存在一定的差异，但CDN法作为电波暗室的替代法，在产品设计初期仍有其不可忽视的优势，在明确产品特性的前提下，完全可以考虑该方法。