面向通信用关键材料的高频信号电磁辐射环境试验测试方法 标准文本

ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

团体标准

T/CSTMXXXXX—202X

面向通信用关键材料的高频信号电磁辐射

环境试验测试方法

Electromagneticradiationenvironmenttestmethodforkeymaterialsusedin

communications

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTMXXXXX—2022

前言

本文件参照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》，GB/T20001.4

—2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》给出的规则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国材料与试验团体标准委员会XXXX领域委员会（CSTM/FCXX）提出。

本文件由中国材料与试验团体标准委员会XXXX领域委员会（CSTM/FCXX）或技术委员会

（CSTM/FCXX/TCXX）归口。

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T/CSTMXXXXX—2022

引言

5G之前的通讯技术，终端设备通信频率较低，辐射效应对于材料的影响可以忽略，然而随着新一

代通信频率的不断提升，特别是高频毫米波的应用，对通讯设备中相关材料持续辐射后可能会引起性能

衰减。然而目前国内针对材料受高频辐射效应影响的测试方法属于空白。本标准以高频电磁场仿真建模

方法作为理论指导，基于开发的材料辐射试验测试装置系统，制订了材料高频电磁辐射的测试方法，解

决业内缺乏方法借鉴的问题。

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面向通信用关键材料的高频信号电磁辐射环境试验测试方法

重要提示（危险或警告或注意）：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未

指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的

条件。

1范围

本文件规定了给通讯设备用关键材料施加高频信号电磁辐射环境试验的测试方法。

本文件适用于可加工成片状的固体材料。

适用频率范围：26.5GHz~40GHz。

适用功率范围：20W~50W。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅

该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T4365-2003电工术语电磁兼容

3术语和定义

GB/T4365-2003界定的术语和定义适用于本文件。

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电磁环境electromagneticenvironment

存在于给定场所的所有电磁现象的总和。

[来源：GB/T4365-2003，2.1]

3.2

电波暗室anechoicchamber

安装吸波材料用以降低内表面电波反射的屏蔽室。

[来源：GB/T4365-2003，2.1]

3.3

电磁辐射electromagneticradiation

a)能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。

b)能量以电磁波形式在空间传播。

[来源：GB/T4365-2003，2.1]

3.4

天线antenna

一种将信号源射频功率发射到空间或截获空间电磁场转变为电信号的转换器。

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3.5

远场farfield

由天线发生的功率通量密度近似地随距离的平方成反比关系的场域。对于偶极子天线来说，该场域相当

于大于2的距离，其中为辐射波长。

3.6

휆⁄휋휆

场强fieldstrength

“场强”一词仅适用于远场测量。测量可以是电场分量或磁场分量，可用V/m，A/m，或W/m2表示并可相

互换算。

4原理

高频信号电磁辐射试验系统原理图如图1，系统包括：信号源，可用于产生频率为26.5GHz至40GHz

的正弦波或调制正弦波信号；功率放大器，可以提供最大输出功率为50W的正弦输出信号，同时提供一个

入射和一个反射功率测量端口，测量端口的耦合度为约为48dB；毫米波辐射试验箱，用于容纳大功率高频

辐射电磁波，放置材料样品，吸收内部不必要的反射信号，屏蔽外部电磁辐射信号；信号注入和测量部分：

包括三个USB功率计和一个监测电脑，用于监测喇叭天线输出的信号功率，放大器输入和输出信号；大功

率信号注入和场强测量采用喇叭天线，天线的频率范围是26.5GHz~40GHz，注入天线的接口为WR28波导

接口，可以耐受50W入射功率，场强测量天线的接口为2.92mm接口便于连接测试仪器。

图1高频信号电磁辐射试验系统

5试验条件

本试验测试环境条件为温度：23±2℃，湿度：50%±5%。

6仪器设备

本试验所需适用于规定程序的仪器和材料如下：

a)信号源。

信号源的频率范围应覆盖26.5GHz至40GHz。

b)功率放大器。

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1)功率放大器频率范围应覆盖26.5GHz至40GHz。

2)功率放大器的输出功率应≥50W。

c)喇叭天线。

1)频率应覆盖26.5GHz至40GHz。

2)极化方式：线极化。

3)天线增益不小于20dB

d)高频辐射屏蔽箱。

1)屏蔽箱的屏蔽辐射信号范围应覆盖26.5GHz至40GHz。

2)屏蔽箱三个轴向的最小尺寸不应小于30cm。

3)射频隔离度不小于60dB。

e)测试电脑。

f)功率传感器。

USB功率传感器的频率范围应该覆盖26.5GHz至40GHz。

7样品

测试样品应为片状，推荐样品尺寸80mm×80mm，试验时将样品置于专用的非金属夹具上。

8试验步骤

本方法测量程序如下：

a)首次测试前需要对系统所用的射频线缆等进行校准，并记录校准数据。

b)信号源开机预热，功率放大器开机预热，功率传感器开机预热半小时。

c)关闭屏蔽箱，设置信号源功率和频率，打开功率放大器，打开测试软件开启数据记录功能。

d)信号源输出按钮打开，记录此时的功率计度数，完成系统校准，判断系统工作是否正常。

e)系统正常后，关闭信号源开关，关闭功率放大器输出。

f)将样品固定在测试夹具上，然后将安装有被测样品的测试夹具放置在发射天线的正前方，且样品距

离发射天线20cm至30cm。

g)关闭辐射屏蔽箱，开启信号源和功率放大器开始试验。

h)软件实时记录功率传感器的发射天线注入功率，反射功率和接收天线的输出功率。

i)测试到达指定时间后测试完成，先关闭信号源，再关闭功率放大器，等待五分钟后，再打开辐射屏

蔽箱取出测试样品。

9附加信息

9.1维护

a)定期清洁测试天线、夹具、转接头等。

b)定期对射频电缆进行检查，若已损坏请及时更换射频电缆。

c)定期对高频屏蔽箱的屏蔽性能进行测试。

d)定期对信号源、功率放大器、功率计等设备进行校准。

9.2注意事项

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a)测试过程中应佩戴连接至设备的防静电手环。

b)试验过程中应保证放大器良好接地。

c)连接电缆时，应使用制造供应商提供的的力矩扳手旋紧。

10试验报告

试验报告应当包括下列内容：

a)测试环境（温度、湿度）；

b)测试频率；

c)测试功率；

d)测试时长及功率曲线；

e)试样预处理条件；

f)试验中的异常情况或与规定程序的差异和偏差；

g)校准相关测试数据信息；

h)测试距离；

i)试验样品信息。

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附录A

（资料性）

测试夹具与放置

A.1测试夹具

测试系统框图如图2所示，测试夹具采用非金属的有机玻璃制作，对传输信号影响较小。

图2测试夹具

A.2测试样品放置

测试样品放置示例如图3所示。

图3测试样品放置示例

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附录B

（资料性）

辐射试验箱场强分布和计算

B.1发射天线场强分布

通过有限元仿真软件构建天线的辐射模型，假设线路损耗2dB，注入功率是50W(47dBm)，在距离天线

20cm和25cm处产生的电磁场强度和方向的仿真结果如下。

图4HFSS辐射仿真模型

频率27.5GHz仿真测试结果如图5，图6，图7，图8所示，从图中可以看出测试系统功放发射功率为

47dBm时在距离天线口20cm处产生的最大电场强度2053.8V/m，产生的最大磁场强度为6.2A/m；在距离天

线口25cm处产生的最大电场强度为1333V/m，产生的最大磁场强度为4.28A/m。

图5频率27.5GHz距离天线口25cm处的电场强度值(左)和电场方向值(右)

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图6频率27.5GHz距离天线口25cm处的磁场强度值(左)和磁场方向值(右)

图7频率27.5GHz距离天线口20cm处的电场强度值(左)和电场方向值(右)

图8频率27.5GHz距离天线口20cm处的磁场强度值(左)和磁场方向值(右)

频率37GHz仿真测试结果如图9，图10，图11，图12所示，从图中可以看出测试系统功放发射功率为

47dBm时在距离天线口20cm处产生的最大电场强度3124V/m，产生的最大磁场强度为9.02A/m；在距离天

线口25cm处产生的最大电场强度为2772V/m，产生的最大磁场强度为7.87A/m。

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图9频率37GHz距离天线口25cm处的电场强度值(左)和电场方向值(右)

图10频率37GHz距离天线口25cm处的磁场强度值(左)和磁场方向值(右)

图11频率37GHz距离天线口20cm处的电场强度值(左)和电场方向值(右)

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图12频率37GHz距离天线口20cm处的磁场强度值(左)和磁场方向值(右)

B.2接收天线场强计算

根据天线系数的定义，根据接收天线和线缆损耗可以直接计算天线测量的场强幅度，在本项目中，接

收天线的天线系数近似为40dB/m，因此计算天线接收的场强值的公式为：

E=AF+U

其中，E是被测场强，即入射电磁波场强单位dBV/m；AF是天线系数，单位dB/m;U是测量的接收天

线端口电压(如图13)，单位dBV。为了计算方便，换算成接收功率dBm的计算公式如下：

E=AF+P-13

电场强度典型测量值的计算。例：实际接收天线距离发射天线30cm，以接收功率24dBm@27.5GHz

为例(此时系统功放输出50W)，计算接收天线端口处的场强值为E=51dBV/m=354V/m。

（a）接收天线及连接电路（b）接收天线的等效电路图

图13天线系数计算场强原理

磁场强度典型测量值的计算。以空气中的波阻抗为参考，在已知电场强度的情况下，采用如下公式求

解磁场强度：

H=E/η

其中，E是测量计算的电场值，η是空气中的波阻抗120πΩ，以电场强度354V/m为例，计算得到磁场

强度为0.94A/m。

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附录C

（资料性）

起草单位和主要起草人

本文件起草单位：工业和信息化部电子第五研究所

本文件主要起草人：XXXXX

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参考文献

_________________________________

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目次

前言..................................................................................................................................................................2

引言..................................................................................................................................................................3

1范围..................................................................................................................................................................4

2规范性引用文件..............................................................................................................................................4

3术语和定义......................................................................................................................................................4

4原理..................................................................................................................................................................5

5试验条件..........................................................................................................................................................5

6仪器设备..........................................................................................................................................................5

7样品..................................................................................................................................................................6

8试验步骤..........................................................................................................................................................6

9附加信息..........................................................................................................................................................6

9.1维护..........................................................................................................................................................6

9.2注意事项...................................................................................................................................................6

10试验报告........................................................................................................................................................7

附录A（资料性）测试夹具与放置..................................................................................................................8

A.1测试夹具..................................................................................................................................................8

A.2测试样品放置..........................................................................................................................................8

附录B（资料性）辐射试验箱场强分布和计算..............................................................................................9

B.1发射天线场强分布..................................................................................................................................9

B.2接收天线场强计算................................................................................................................................12

附录C（资料性）起草单位和主要起草人....................................................................................................13

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面向通信用关键材料的高频信号电磁辐射环境试验测试方法

重要提示（危险或警告或注意）：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未

指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的

条件。

1范围

本文件规定了给通讯设备用关键材料施加高频信号电磁辐射环境试验的测试方法。

本文件适用于可加工成片状的固体材料。

适用频率范围：26.5GHz~40GHz。

适用功率范围：20W~50W。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅

该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T4365-2003电工术语电磁兼容

3术语和定义

GB/T4365-2003界定的术语和定义适用于本文件。

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电磁环境electromagneticenvironment

存在于给定场所的所有电磁现象的总和。