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标题: 个人理解和经验——垂直极化为什么比水平极化测试结果大 [打印本页]

作者: admin 时间: 2011-2-5 11:37
标题: 个人理解和经验——垂直极化为什么比水平极化测试结果大
EMC测试中为了接收EUT的最大噪声辐射量，所以天线需要做水平和垂直两种极化下的状态，通常也需要升降天线配合测试。

问题来了，经常有朋友问到为什么大多数情况下垂直测试的结果要比水平测试的稍稍大一些？

这个问题需要从两个角度说明。

1.EUT方面：垂直线缆和水平缝隙为垂直极化，按照惯例测试，线缆都垂直，而产品按惯例，水平的缝大多情况下比垂直的缝隙长，从这方面来说，垂直极化结果比水平极化大；
2.接收天线方面：以对数周期天线为例(其它天线道理一样)，水平极化时其中一个振子对参考接地平板分布参数如下图所示：
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整个一条振子对参考接地平板投影为一条直线，振子对地分布电容很大，因此参考接地平板与天线的分布电容降低了天线的阻抗，根据U=IR，感应电流不变的情况下，天线接收的感应电压降低；

垂直极化时其中一个振子对参考接地平板分布参数如下图所示：
(, 下载次数: 67)
整个一条振子对参考接地平板投影为一个点，振子对地分布电容与水平极化相比要小很多，振子与参考接地平板的分布电容对天线阻抗影响很小，因此，在外界条件不变的情况下，垂直极化与水平极化相比，垂直极化接收的场强稍大一些。

作者: lnhuangxin 时间: 2011-2-5 13:56
我之前做EMC测试的时候就遇到这样的问题，但是我也不知道为什么，只是记下了这样几个规律还没来得及去分析呢，谢谢分享你的想法。
顶一下

作者: sarenbarci 时间: 2011-2-5 22:26
还有这种差别？

作者: ansonjimli 时间: 2011-2-7 18:09
天线的感应电流不变这个假设不知道从哪里来咯。照我理解，如果天线垂直极化和水平极化的场大小是相等的，天线的等效长度不变（在两种极化情况下），那么两种情况下的感应电压应该是相等的，那么感应电流大，则测得到的场才是大的。或者接收机阻抗接近天线的阻抗的时候，会得到大的电流。

作者: haihun 时间: 2011-2-8 14:46
个人认为，水平和垂直测试不同，主要根源在于辐射源。和线缆摆放方式、机箱结构缝隙方向相关

作者: jeviy 时间: 2011-3-23 16:56
只是在奇怪,但真正是什么原因造成的,还不得而知！

作者: danyan 时间: 2011-7-4 21:12
不对吧。。。看受试设备的状态啊。

作者: haihun 时间: 2011-7-15 17:30
知道为什么测试RS的时候，要得到同样的场强，PA的输出功率水平极化比垂直极化要高吗？要考虑地板的镜像作用对天线的影响。

作者: rarkii 时间: 2011-7-15 18:00

，看了楼主童鞋的帖子，补充点个人意见。
第一，辐射测试时电场天线，那么表达式为C X dV/dt
第二，线缆垂直放，天线也是垂直的，如果考虑单根天线的话，那么之间的电容因为平行而变得耦合系数大
第三，天线的水平跟垂直确实跟地板的分布电容不一样，这里就跟天线的形状和分布参数关系很大了，影响到了天线的增益，功率一样，那么发出去的增益也是不一样的。

作者: rubbishman 时间: 2011-7-19 18:13
回复 1# admin

看不太懂啊，有没有更通俗易懂的讲解？呜呜。。对这天线极化没概念，我只知道测试的时候天线会成水平和垂直状态进行扫描，这个就算是极化状态嘛？另外，天线水平和垂直到底是如何扫描的？对天线不懂哦

作者: 勇者无惧 时间: 2011-8-13 00:03
对于这个问题的分析个人有如下见解：
EUT方面，水平的缝和垂直的电缆是垂直极化辐射源，EUT又多放置在金属地板上，这样以来，应用电场的“镜像原理”可以得出，垂直极化的电场是得到加强的；
而水平极化的电场，由“镜像原理”可以得出其最终电场是减弱的。
即在水平和垂直极化电场源强度一样的情况下，由于金属地板的“镜像原理”，在天线处的垂直极化场加强而水平极化场消弱，故而天线接收到垂直极化场比水平极化场大。

作者: leafcai85 时间: 2012-2-10 14:46
不见得水平都会比垂直小。

作者: 桃花岛主 时间: 2012-2-10 22:28
回复 12# leafcai85

这不是很绝对，经常有水平和垂直一样甚至水平比垂直大的情况，只不过很多情况下垂直确实比水平大一点点。

作者: xinlike 时间: 2012-3-22 17:47
真的学到一些。多谢大家的发言，集思广益啊。

作者: lxk1806 时间: 2012-6-2 16:03
correction factor 会把接收天线的影响较掉吧

作者: danyan 时间: 2012-6-4 11:31
垂直比水平大？是不是测试设备形态决定的？
如水平缝隙大，垂直测得的数据比水平大。。

作者: 电哈哈 时间: 2012-6-11 12:14
了解………………

作者: Angnal 时间: 2012-6-13 22:09
新手刚到，希望大家多多指教。

看到大家的评论，想问一个问题，为什么水平缝隙出来的辐射电场是垂直极化波？？？

谢谢

作者: 蓦然回首 时间: 2012-6-14 15:37
这个应该和光衍射的道理一样吧，垂直于缝隙的光可以衍射出去，平行于缝隙的光不能发生衍射吧，光也是电磁波，所以，场应该也一样。

作者: Angnal 时间: 2012-6-14 22:30
那再弱弱的问一下，垂直放置的导线为什么就是垂直极化波呢？是因为导线上有压降，且压降是沿着导线方向垂直于地面的，所以辐射出去的电场就是垂直的吗？

作者: 桃花岛主 时间: 2012-6-14 22:42
回复 24# Angnal

线缆其实就是天线，我们测试用的双锥、对数周期、喇叭天线的双脊测垂直方向时都是对地垂直，垂直线缆也一样吧，至少和天线方向相同。

作者: Angnal 时间: 2012-6-15 22:39
哦，这样啊，学习了，谢谢

作者: 楚狂人 时间: 2012-6-15 22:45
回复 1# admin

垂直不一定就比水平大；和EUT的特性有很大关系

作者: jiajin 时间: 2012-8-21 19:42
觉得主要由ECU的辐射特性有关吧，比如器件的辐射测试中，通常连接1.5m长的线束，此线束与地水平的，这种摆放方式，其天线接收的垂直极化大于水平极化。

作者: walterP 时间: 2012-9-15 20:21
我一直以为垂直的缝是垂直极化，水平的缝是水平极化。。。

作者: walterP 时间: 2012-9-15 20:24
现在想想，确实太想当然了，水平的缝把上下金属结构分为两半，可以看成一个垂直方向的偶极子天线模型，在中间馈源，发射。而垂直的缝也相同的道理。。。

作者: walterP 时间: 2012-9-15 20:30
接收天线水平和垂直的测量应该都有校准的吧

作者: walterP 时间: 2012-9-15 20:54
我觉得，对于一个垂直极化单极天线，镜像对其确实起到增强的作用。
但是貌似对对称偶极子天线就没有什么作用了。
而水平极化的天线，镜像消弱的好像也不是水平方向极化的场强。

作者: walterP 时间: 2012-9-15 21:51
刚刚看了看岛主的缝隙对金属屏蔽的影响，发现好像不能把缝隙看成偶极子天线发射模型，孔缝泄露的电磁波的频率和其长度有关，也就是说电磁波能不能辐射出去取决于电磁波波长与孔缝的比例。

作者: walterP 时间: 2012-9-15 22:09
想了想，我想可以用电磁波在不同介质间传播时的边界条件来解释，在不同介质的分界面，切向电场连续，而在金属中电场为0，所以空气中的切向电场也为0，所以水平缝隙不能辐射水平分量，垂直缝隙不能辐射垂直分量。

作者: 桃花岛主 时间: 2012-9-16 21:31
walterP 高手，电磁场信手拈来，挥洒自如，本人自愧不如。

作者: walterP 时间: 2012-9-16 21:37
我是emc菜鸟。。。不是受岛主鼓舞，开始都不太敢发言，这个主要是学电磁场的时候对边界这一块记的比较深，我知道肯定有说的是错的，希望高手看见了指正一下，感激不尽！

作者: woshishuiya 时间: 2012-9-25 19:54
不错不错！！！！！

作者: liuwanlihao1 时间: 2015-9-25 09:05
没怎么玩过，看不懂...........

作者: 桃花岛主 时间: 2016-7-8 07:05

分享下其他同行的看法，基本和我分析的一致，但更专业些；

所以，其垂直与水平极化两个方向测试数据较大的原因如下：

1、EUT本体结构、线缆、端口、PCB、信号类型等的影响，就导致产生出不同的类型极化的波，其中不乏分垂直与水平极化方向的波，其中的能量大小异同。而在接收天线上产生的极化损失也就不同，测试结果在水平与垂直的测试数据当然就不同了。而又因为，大部分产品都有AC电源线、控制线缆、外设等线缆在测试时摆放方式、以及结构缝隙，都是垂直于参考地，这样的极化损失为最小，天线的垂直极化方向测试值当然比较大了。另外，从简单的电磁感应角度来想的话，测试垂直摆放的电线与垂直接收天线的耦合系数是不是为最大呢？这样，同样能证明天线在垂直极化大部分时候都是比天线在水平极化方向的测试值要大了。

2、我看过一份ETS的3142D双锥周期对数天线的校准证书，里面的天线Factor只有水平极化方向的数据，却没有垂直极化方向的数据。我也问过校准实验室的人，他们的回答是垂直校准天线误差比较大。因为此，我翻看ETS出厂校准证书，上面却有水平与垂直两种极化方向的Factor。鉴于此，比较好奇为什会是这样呢？他说的误差大，应该就是天线水平时，其每根振子都平行于参考地，其中高频等效分布电容也较天线垂直时要大了，这样等效分布电容的增大是不是就会减小整个天线对参考地的阻抗呢？然而，这个阻抗的减小，从电气参数计算上来讲，即使是在水平与垂直方向相同的场强其电磁感应，即天线的极化时所产生的电压会降低？从而使天线在水平极化方向肯定是要比垂直极化方向的测试值要低了? 正如，在做RS辐射抗饶度测试时，若要使EUT待测产品在水平与垂直方向产生相同3V/m的场强，PA功功率放大器在水平方向设置的功率要大一些，这样就更近一步证实这个论据。

3、前面在波的极化说了，其中不止有线极化波，还有圆弧和椭圆极化波，在半电波暗室里面，五面虽然有高性能铁氧体、吸波材料对此类电磁波的吸收更或者此类极化波的极化损失要远远大于线极化波对于接收天线在水平与垂直极化方向的极化效率，但是也不能完全忽略不计。再次，不同频率的电磁波对于即使是相同的测试距离R，其中的波阻抗也是不一样的。

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