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電磁干擾場強(qiáng)單位及其換算中國計(jì)量科學(xué)研究院一、電磁干擾場強(qiáng)的基本單位高頻、微波電磁干擾場強(qiáng)有三種基本單位：電場硬度V／m、磁場硬度A／m和功率通量密度w／m2。在檢測電場時(shí)，若儀器的表頭刻度用的是電場硬度單位時(shí)，則用單位表示之。所測干擾場強(qiáng)大于1V／m時(shí)，可用mV／m、V單位。當(dāng)使用環(huán)天線、框天線或磁性天線等來檢測磁場，且儀器的表頭刻度按磁場硬度單位A／m刻度時(shí)，則可用A／m、mA／m、A／m等單位表示之。當(dāng)電磁場頻度高至微波段時(shí)，因?yàn)閷?duì)電場、磁場的單獨(dú)檢測在技術(shù)上有一定困難；或則功率密度檢測比電場、磁場檢測要便捷，所以可采用功率通量密度檢測。功率通量密度的單位為W／m2。國內(nèi)生產(chǎn)的全向?qū)拵鰪?qiáng)儀、輻射危險(xiǎn)計(jì)，因其工作頻度范圍極寬，從260kHz～26GHz，故測試電路22中實(shí)現(xiàn)E、H較為便捷。為此，大多采用功率通量密度檢測，并以mW／cm2為表頭刻度單位。場強(qiáng)儀測得的功率通量密度值是Poynting矢量模的時(shí)間平均值，亦代表電磁場的硬度。它的單位2W／m和電場硬度單位V／m、磁場硬度單位A二、電磁干擾場強(qiáng)單位間的相互換算在通常情況下，V／m、A／m和mV／cm之間不能相互換算。只有在被測場為平面波情況下電場強(qiáng)度單位，兩者間能夠相互換算。

否則，只能“等效換算”。何謂平面波？凡遠(yuǎn)離發(fā)射天線，在自由空間中傳播的電磁波，皆為平面波。依照電磁場理論，在平面波情況下，E2S=Z0H=Z02在自由空間中，Z0=120π376.7Ω代入上式后可得：E=.7S單位為V／m，s單位為mW／cm2。值得強(qiáng)調(diào)的是：一般A、B波段（10kHz～30MHz）的干擾場強(qiáng)檢測儀（比如美國R／S公司的ESH3、日本Anritu公司的ML428428B）使用環(huán)型天線進(jìn)行檢測。其實(shí)環(huán)型天線只對(duì)磁場份量起作用，1PDFcreatedpdfFactorytrialversion但在自由空間中，因?yàn)镋＝Z0H（稱等效電場份量），故表頭可用等效電場份量刻度。但對(duì)近區(qū)場而言，電場E和磁場H并無確定的比列關(guān)系?？赡蹺很大，H很小，也可能H很大，E很小，需視場源情況而定。此時(shí)，公式(1)～(2)已不創(chuàng)立，充其量只能“等效換算”，僅供參考而已。三、電磁干擾場強(qiáng)的分貝制單位在電磁干擾場強(qiáng)的測試中，常常會(huì)碰到量值相差十分懸殊(甚至達(dá)千百萬倍的訊號(hào))。為了易于抒發(fā)、敘述和運(yùn)算（變乘除為加減），常采用對(duì)數(shù)單位——分貝(dB)。分貝(dB)是表征兩個(gè)功率電平比值的單位，即A=10lgP2P1U2UI鑒于P==I2R，因而上述表達(dá)式A=20lg1=20lg1U2I2R亦被接受為dB的定義，但這針對(duì)的是同一阻抗。

分貝制單位在電磁干擾場強(qiáng)計(jì)量測試中的用法有如下三種：1．表示訊號(hào)傳輸系統(tǒng)中任意兩點(diǎn)間功率（或電流）的相對(duì)大小，或空間某兩點(diǎn)電磁干擾場強(qiáng)的相對(duì)大小。例1．RR3A型干擾場強(qiáng)檢測儀。當(dāng)其輸入端接入20dB固定衰減器，則其檢測范圍擴(kuò)大20dB。這表示儀器輸入電平前后相差20dB。例2．用RAHAM4A型全向?qū)拵鰪?qiáng)儀檢測空間A點(diǎn)的功率通量密度為20mW／cm2：，檢測空間B點(diǎn)的功率通量密度為20μW／cm2，兩點(diǎn)功率通量密度相差30dB。例3．有20m長線纜一根，饋入1000MHz高頻訊號(hào)電流100mV，測其輸出電流只有5mV，則該線纜在1000MHz頻度點(diǎn)上耗損為6dB。2．在指定參考電平(電流或電場硬度)時(shí)，可用分貝表示電流或電場硬度的絕對(duì)值。此參考電平通稱為零電平。在干擾、場強(qiáng)檢測儀的檢定測試中，經(jīng)常對(duì)檢測接收機(jī)施加高頻標(biāo)準(zhǔn)小電流，以檢定其端電流檢測精度。定義1μV＝0dBμv（縮寫為dBμ），此即“分貝微伏”的來歷。同樣，定義場強(qiáng)1μV／m＝0dBμV／m（縮寫為dBμ貝微伏／米”。尚須強(qiáng)調(diào)，dBμ只對(duì)小電流使用較便捷，而對(duì)大電流則可采用（分貝伏，1V＝0dBV）；或dBmV（分貝毫伏，1mV＝0dBmV）。

另外，“80dB電流”這種稱謂是不恰當(dāng)?shù)摹?zhǔn)確的說法應(yīng)是“80dBμ電流”，由于dB是電流比，而不是電流值。表l.給出電場硬度與dBμV／m的對(duì)應(yīng)關(guān)系。dBμ40107140例4．說某干擾電流值為86dBμ，何意？答，86dBμ是80這兩個(gè)數(shù)字之和而80dB、6dB的對(duì)應(yīng)電流比為104、2。故有l(wèi)042＝22PDFcreatedpdfFactorytrialversion104＝20103。因而，86dBμ即為20mV。例5．說某場強(qiáng)儀的阻值是6～126dBμV，何意？答：該場強(qiáng)儀的阻值上限是2106μV／m電場強(qiáng)度單位，或2V／m。阻值下限為2100μ3．用分貝表示電流或場強(qiáng)的偏差大小。例6．某場強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度為1dB，對(duì)應(yīng)的百分偏差是多少7答：不確定度dB意味著百分偏差為＋12.2％、－10.87％。例7．某干擾場強(qiáng)檢測儀的不確定度為3dB，對(duì)應(yīng)百分偏差是多少？答：＋41.25％，－29.2％。表2.為電場硬度分貝偏差與百分偏差對(duì)照表。供你們引用參考。電場硬度分貝——百分偏差對(duì)照表分貝偏差dB0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.52.02.53.03.54.0百分偏差1.162.323.514.715.937.158.399.6510.9212.2018.8525.8933.3541.2549.6258.49分貝偏差dB－0.1－0.2－0.3－0.4－0.5－0.6－0.7－0.8－0.91.0－1.5－2.0－2.5－3.0－3.5－4.0百分偏差－1.14－2.27－3.39－4.50－5.59－6.677.74－8.14－9.84－10.87－15.86－20.56－25.01－29.2033.16－36.90四、dBm與dBμ的換算近些年來，頻譜儀在電磁干擾檢測中使用日見廣泛。

日本hP85688568B電磁干擾檢測儀、日本Auritsu公司生產(chǎn)的MS260lA電磁干擾檢測儀和美國R／S的ESA－1型EMI檢測儀等都是以頻譜儀為主機(jī)附加其他功能發(fā)展而成的。其電流顯示單位多為dBm，亦有用dBμ的。另外，從美國引進(jìn)的合成訊號(hào)發(fā)生器中，有的只標(biāo)有dBm單位(如Fluke60606060B)。dBm和dBμ怎么換算呢？1．dBm的定義。dBm是dBmW的縮寫，稱為“分貝毫瓦”。1mW＝0dBm上式是以1mW功率電平為參考基準(zhǔn)的絕對(duì)功率值。正的dBm示小于1mW功率，負(fù)的dBm表示大于1mW的功率。由此可見，采用dBm既可表示很小的功率，亦可表示很大的功率。PDFcreatedpdfFactorytrialversionPdBm＝10lgPmw功率訊號(hào)發(fā)生器XG26，最小輸出功率10-8mW，最大輸出功率27W。請(qǐng)換算成dBm。答：最小輸出功率為－60dBm，最大輸出功率為＋44.3dBm。實(shí)踐中，有時(shí)還可碰到dBW(分貝瓦)這個(gè)單位。其定義為：PdBm＝10lgPw它是以1W為參考電平的絕對(duì)功率值。小于1W為正dBW，大于1W為負(fù)dBW。其實(shí)2．dBm與dBμ的換算對(duì)50Ω源阻抗的訊號(hào)發(fā)生器而言，當(dāng)其輸出功率為1mW(0dBm)時(shí)，其端電流輸出應(yīng)為V=50P10(10)UμV=5010其dBμUdBμ＝20lg223606.7978＝106.9897107例9.用頻譜儀測得干擾電流為－87dBm，它等于多少？