南柯电子｜EMI测试系统：5G时代新挑战，如何护航全行业电磁兼容

在电子设备高度集成化的今天，电磁兼容（EMC）已成为衡量产品可靠性的核心指标。其中，电磁干扰（EMI）测试系统作为检测设备电磁辐射与传导特性的关键工具，其技术复杂度与应用场景直接影响着产品能否通过国际认证。

一、EMI测试系统的系统架构：从暗室到测试链路的完整布局

1、电波暗室与屏蔽室

作为测试的物理基础，暗室通过吸波材料与金属屏蔽层隔离外部干扰。以3米法暗室为例，其尺寸为11×7×7.5米，在100kHz-1GHz频段可实现100dB屏蔽效能，场均匀性波动≤3dB。而10米法暗室则通过23×19×9.7米的更大空间，支持汽车、航空设备等大型被测物（EUT）的辐射发射测试，覆盖10kHz-18GHz频段。

2、测试设备链

（1）传导测试设备：包括电源端口传导骚扰测试仪（9kHz-30MHz）和电信端口传导骚扰测试仪（150kHz-30MHz），通过人工电源网络（LISN）隔离电网干扰并提取被测信号；

（2）辐射测试设备：辐射骚扰测试仪（9kHz-8GHz）搭配双锥天线（30MHz-200MHz）、对数周期天线（200MHz-1GHz）及喇叭天线（1GHz以上），实现全频段覆盖；

（3）抗扰度测试设备：射频电磁场辐射抗扰度试验仪（80MHz-2000MHz）模拟空间电磁干扰，射频场感应传导抗扰度试验仪（150kHz-80MHz）则针对电源线传导干扰。

3、控制与数据处理单元

通过EMI接收机或频谱分析仪采集信号，结合自动化测试软件实现参数配置、数据记录与合规性分析。例如，RS®TS9975系统支持0.15MHz-30MHz传导测试与30MHz-40GHz辐射测试，并内置校准模块确保测量精度。

二、EMI测试系统的核心设备：精度与频段的双重突破

1、接收机参数优化

（1）分辨率带宽（RBW）：决定频率分辨能力，需根据标准要求设置；

（2）视频带宽（VBW）：通常为RBW的3-5倍，用于平滑噪声峰值，提升低信噪比信号的测量稳定性；

（3）检波方式：峰值检波器（PK）优先用于军用设备测试，因其能捕捉单次脉冲干扰；准峰值检波器（QP）则模拟人耳对噪声的感知，适用于民用设备认证。

2、天线与探头技术

（1）远场天线：如对数周期天线，通过频率无关特性实现宽频段覆盖，但需满足远场条件（距离EUT≥2D²/λ，D为EUT最大尺寸）；

（2）近场探头：用于定位干扰源，其电场探头灵敏度可达1V/m，磁场探头则针对电流环路产生的磁场（1A/m对应约1.26μT）。

3、滤波与耦合技术

（1）EMI滤波器：通过LC电路抑制高频噪声，例如电源滤波器在150kHz-30MHz频段衰减≥40dB，确保测试环境本底噪声低于标准限值；

（2）人工电源网络（LISN）：提供50Ω标准阻抗，同时隔离电网干扰并耦合被测设备发射信号至接收机。

三、EMI测试系统的测试方法：从预认证到型式评价的全流程

1、预认证测试

在开发阶段，工程师使用近场探头与频谱分析仪快速定位干扰源。

2、正式认证测试

（1）传导发射测试：将EUT电源线连接至LISN，测量9kHz-30MHz频段干扰电压；

（2）辐射发射测试：使用天线在1m（消费电子）或3m（工业设备）距离处扫描，记录30MHz-1GHz频段场强；

（3）抗扰度测试：通过辐射场（80MHz-2000MHz）或传导注入（150kHz-80MHz）施加干扰，验证EUT性能稳定性。

3、数据分析与整改

将测试数据与标准限值曲线对比，超标频点需通过优化PCB布局、增加滤波电路或屏蔽罩等措施整改。

四、EMI测试系统的行业应用：从消费电子到高端装备的覆盖

1、消费电子：手机、笔记本电脑需通过FCC/CE认证，测试重点为电源端口传导与Wi-Fi/蓝牙频段辐射；

2、工业控制：PLC、变频器需满足IEC 61800-3标准，测试2kHz-150kHz低频段谐波发射；

3、汽车电子：车载娱乐系统需通过CISPR 25标准，测试150kHz-2.5GHz频段辐射与大电流注入（BCI）抗扰度；

4、航空航天：机载设备需符合DO-160G标准，测试10kHz-40GHz极端频段辐射与闪电诱导瞬态抗扰度。

总的来说，随着5G、物联网与电动汽车的普及，EMI测试系统正朝着更高频段（如毫米波）、更高集成度（如一体化测试平台）与智能化（如AI辅助干扰源定位）方向发展。未来，EMI测试系统将不仅服务于合规性测试，更成为产品电磁兼容性设计的核心工具，推动电子行业向更安全、更可靠的方向演进。