电子设备的电磁兼容性设计为提高电子设备的电磁兼容性能提供了良好的保证，确保定量设计的正确性和可靠性，科学地评价设备的电磁兼容性能，就必须在研制的过程中，对各种干扰源的干扰量、传输性能和敏感器(受扰设备或元器件)的敏感度进行定量测定，验证设备是否符合电磁兼容性标准和规范，找出设备设计及生产过程中在电磁兼容性方面的薄弱环节，为用户安装和使用设备提供有效的数据，因此电磁兼容性实验是电磁兼容性设计所必不可少的重要环节。
4.1电磁兼容测量的内容
任何电子设备或系统既可能是一个干扰源，又可能是受感器，根据相应的电磁兼容性标准和规范，电磁兼容测量分为电磁干扰测量和电磁敏感度(抗扰度)测量两大类。电磁干扰测量又分为传导发射测量和辐射发射测量，电磁敏感度测量又分为传导敏感度测量和辐射敏感度测量。
4.1.1电磁干扰测量的内容
根据电磁干扰测量的主要内容——传导发射测量与辐射发射测量，电磁干扰测量主要进行的测量包括如下内容。
(1)电子元器件和设备在各种电磁环境中的传导和辐射发射量的测量，如电子设备的交流供电电源中的脉冲和持续干扰测量等。
(2)各种信号传输方式下干扰传递特性的测量，如各种传输线的传输特性和屏蔽效果等的测量。
一般地，传导发射测量是测量在交、直流电源线或数据上存在的、由被测设备产生的干扰信号，这类测量的频率范围通常为25Hz~30MHz。辐射发射测量是测量被测设备经空间发射的信号，这类测量的典型频率范围是10kHz~1GHz或更高。
4.1.2电磁敏感度测量的内容
电磁敏感度测量的主要内容有传导敏感度测量和辐射敏感度测量，主要进行的测量工作如下。
(1)电源线、信号线、地线等注入干扰的传导敏感度测量；(2)对电场、磁场辐射干扰的辐射敏感度测量；(3)对静电放电干扰的敏感度测量。
辐射敏感度是测量一个装置或产品对辐射电磁场的感受状况。传导敏感度则是测量一个装置或产品对来自电源线或数据线上的电磁干扰的反应能力。敏感度测量所涉及的干扰类型可能是连续波，也可能是脉冲信号。
辐射发射测试、传导发射测试、辐射敏感度测试和传导敏感度测试之间的关系如图4.1所示。
4.1.3电磁兼容预测量和标准测量
一般地，由于电磁兼容的重要性和复杂性，电磁兼容测量可分为电磁兼容预测量和标准测量两种。
电磁兼容预测量是在产品研制过程中进行的一种电磁兼容测量，使用的测量仪器相对比较简单，如由一台频谱仪加近场探头或测量天线组成的电磁兼容预测量系统，目的是确定电路板、机箱、连接器等处是否有干扰产生或电磁泄漏，部件组装之后其周围是否有较大的辐射电磁场。电磁兼容预测量也可确定干扰发射源的位置和了解易受干扰部件周围的电磁环境，以便有针对性地采取电磁兼容改进措施，选择合适的器件和方法，限制干扰源和保护敏感器件，达到电磁兼容目的。
标准电磁兼容测量通常在产品的完成阶段进行，按照产品对应的测量标准要求，测量产品的辐射和传导发射是否在标准规定的极限值以下，抗干扰能力是否达到标准规定的限值。此时测量是针对产品整体的电磁兼容性，要求使用标准规定的测量仪器及测量方法，使不同测量机构之间的测量数据具有较好的一致性和可比性。
4.2测量的一般过程
确定并进行一项电磁兼容测量，一般来说，要遵循以下几个步骤。
(1)根据测量要求，制定测量大纲和细则。根据被测件的性质、用途、分类，由用户方提出测量要求，和测量方共同确定测量等级、频段范围、使用的标准，被测件的数量、工作的状态、敏感性监测的方法等。测量细则由测量方编写，根据用户方试验要求给出的信息及提出的测量项目，安排测量有关事宜，如测量系统的选用、测量布置、测量项目的顺序，一般从不具破坏性的传导发射和辐射发射测试开始，需要处理、刨开电源线或因施加干扰可能导致被测件出现故障以致损坏的抗扰度测试项目，通常放在最后进行。对小型测量，只测单台仪器或摸底测试，可不做书面的测试细则(比如完全按标准进行)。
(2)确定依据的标准。一般根据产品的分类按照相应的测试标准进行电磁兼容测试。如计算机电磁兼容测量可参考GB9254信息技术类测量标准；洗衣机、电饭锅等可采用家用电器类测试标准GB4343.2进行测量。测量标准中包含两方面的信息：一是测试要求，它给出产品必须符合或满足的极限值；二是测量方法，规定了统一的测量仪器指标和测试布置与测试步骤。
(3)测量仪器、被测设备的放置及相关连接线的适当处理。被测件进入试验室，仪器的布置摆放、监视设备的接入、电源的连接等，均需事先予以安排和准备，特别是一些连接电缆的长度，如被测件与监视设备相连的电缆，必须专门考虑，保证有足够的长度，做传导测试的电源线需从电缆束中分离出来等，因为电源线的影响不容忽视。
(4)测量仪器的检查。正式测试前，应对测量系统进行连接及功能性检查，以确定测量仪器均工作正常，测量连接无误，测量的不确定度在允许范围之内。
(5)分项测量。测量允许不同被测件和不同测试项目交叉进行，如针对同一被测件，进行完所有项目的测试之后，再对下一个被测件测试，但必须保证同一项目的测试条件不变。用此方法时测试方的工作量较大，每测完一项需换一套系统，适合被测件较大、不易搬动的情况；也可按测试项目顺序，在测完所有的被测件之后，再换下一个项目。为减少被测设备相互间的影响，一般不考虑几个被测件同时测量。具体测试顺序由检测双方根据从优的原则协商安排。
(6)出具测量报告。测量完成后，对记录的测试条件，依据的标准，被测件工作参数及测量结果等数据、曲线按被测件和项目进行整理、分类，判别哪些通过要求，哪些未通过，未通过的条件、状态，敏感的阈值或门限电平，传导或辐射发射测试超过限值的频点、幅度等，分析并给出测量报告。
报告中应包含以下内容：
测试单位与送测单位名称；
被测件名称、型号、数量、编号；
测量时间、地点，测试项目、依据标准；
测试系统、仪器、装置的名称、型号及检定证书号；
测试连接图、测试条件；
被测件工作状态，对所施加干扰的反应及敏感的现象；
测试频点，所测干扰的幅/频曲线或时域波形图，施加的场强、电压、功率值；测试人员签字、审核、批准、盖章等。
4.3测量环境
对电子电气设备或系统进行电磁兼容测量，除了要测量的内容之外，对测量环境和测量设备也有很高的要求。
在电磁兼容测量中，测量场所对测量结果的影响至关重大，常出现在不同的测量环境(如屏蔽室、暗室、横电磁波室)中，使用相同的仪器仪表测量却得到不同结果的情况。这种问题出现的主要原因是测量环境的差异。由于环境的不同，辐射发射的空间直射波与环境反射的反射波影响和接收点不同，造成相互叠加的场强不一致。为此，为了保证测试结果的准确性、可靠性和可重复性，电磁兼容测量对测量环境有很高的要求，典型的测量环境有室外开阔测量场地、屏蔽室、电波暗室和GTEM小室等。
4.3.1开阔试验场地
对一个设备或系统进行辐射发射和辐射敏感度试验时，早期的CISPR标准要求电磁兼容辐射发射测量在开阔场地(OpenAreaTestSite，OATS)进行。开阔场地是电磁兼容测试中非常重要的试验场地，通常用于精确测定受试设备辐射发射值测量的标准场地。它要求地面平坦开图4.2开阔场地示意图(两个焦点间距为L)阔，导电率均匀，周围空旷，远离建筑物、电线、树木、地下电缆和金属管道，环境电磁干扰电平满足要求。场地尺寸根据不同的电磁兼容标准规范有不同的要求。
开阔场通常为一个菲涅尔椭圆，被测设备(EUT)与接收天线分别位于椭圆的两个焦点处，场地长度不小于椭圆焦点之间距离的2倍，宽度不小于椭圆焦点之间距离的1.73倍，具体尺寸的大小一般视测试频率下限的波长而定。在开阔场，接收天线受两种波的照射：直射波(路径D)和地面反射波(路径R)，总的接收信号是它们的向量和，如图4.2所示。
根据现有标准考虑到电磁兼容标准的约定以及开阔试验场的建造成本和环境的限制，测量中所要求的测量距离(即菲涅尔椭圆两个焦点间的距离)可分为3m、10m和30m。这时所对应的方法分别称为3m法、10m法及30m法。因此，对于3m法测量，场地长度距离不小于6m，宽度距离不小于5.2m；对于10m法测量，场地长度距离不小于20m，宽度距离不小于17.3m。
开阔试验场在电磁兼容测量中主要用于30~1000MHz频率段范围对EUT进行电磁辐射干扰测量。理想的开阔试验场可作为最终判定测量结果的标准测试场地，其造价低于电波暗室。开阔试验场也可用于电磁辐射敏感度(抗扰度)的测量，但不宜施加过大的场强，以免对电磁环境造成干扰。
开阔试验场在计量测量方面占有重要地位，如天线系数的校准，国际间测量的比对均要求在标准开阔试验场中进行。但是，随着广播、电视、无线通信技术的高速发展，空间电磁环境日趋复杂，这给开阔试验场的建造、选址以及使用带来了不少困难。选择远离城市的郊外地区，虽可减少和避开电磁干扰，但却给日常维护和试验以及管理带来诸多不便。再则，开阔试验场位于室外，自然界气候的影响也使其不能全天候地工作，这也制约了开阔试验场的广泛使用。
另外，开阔场测量对于大于1GHz频率范围的应用尚未成熟。
4.3.2屏蔽室
屏蔽室是一个由金属材料制成的封闭六面体，它的用途一方面是对外来电磁干扰加以屏蔽，从而保证室内电磁环境水平满足要求。另一方面是对内部发射源(如天线等)进行屏蔽，使其不对外界形成干扰。有关电磁兼容标准规定许多实验项目必须在屏蔽室内进行。
1.屏蔽室的分类
屏蔽室有许多分类，不同的形态，有不同的分法。
按材料可分为铜网式、钢板或镀锌钢板式、电解铜式、铜板式、钢丝网架夹心板式。
按结构可分为单层、双层铜网式，单、双层钢板式，多层复合金属板式，单双层钢丝网架夹心板式。
按安装形式可分为固定焊接式和拼装式。
2.屏蔽室的性能
在使用屏蔽室进行电磁兼容测量时，要注意屏蔽室的屏蔽效能、谐振及反射。
1)屏蔽室的屏蔽效能
评价屏蔽室屏蔽效果的好坏可用屏蔽室的屏蔽效能来衡量。影响屏蔽室的屏蔽效能的主要因素有：屏蔽门，屏蔽材料，电源滤波器，通风波导，拼装及焊接缝、接地等。
从屏蔽效能来看，固定焊接钢板式最好，拼装钢板式次之，焊接铜板式、拼装钢丝网架夹心板式再次之，拼装铜丝网最差。其中固定焊接钢板式、拼装钢板式均可满足国军标的要求，在10kHz~20GHz频率范围内固定焊接钢板式可达到110~120dB，拼装钢板式可达70~110dB。
2)屏蔽室的谐振特性
屏蔽室是一个大型矩形导体箱，从电磁场角度来看是一个大的谐振腔，根据电磁场理论，其具有许多个谐振频率，当屏蔽室发生谐振时，其屏蔽效能大大下降，并且会造成很大的误差，因此在进行电磁兼容测量时应避开这些谐振频率。
3)屏蔽室的反射
屏蔽室内部天线等发射源将会在屏蔽室壁面上产生反射，从而影响到测量结果。为此需采用以下措施：在条件许可的情况下，尽量在体积大的屏蔽室内进行测量，同时使受试物体在保证入射波为平面波的前提下，缩短受试物体与接收天线的距离；对于最近的反射路径，针对反射点局部加以吸收材料，尽量减少反射波的幅度。
4.3.3电波暗室
电磁兼容辐射发射测量以前可以在开阔试验场上进行，但是近几十年来，随着环境电磁噪声强度和密度的不断增强，很难找到符合标准要求的开阔试验场。目前开阔试验场的替代环境——电波暗室被广泛地用来进行辐射发射和辐射敏感度测量试验。
1.电波暗室的基本情况
电波暗室又称为电波无反射室，其结构如图4.3所示。通常所说的电波暗室在结构上大都由屏蔽室和吸波材料两部分组成。电波暗室在工程应用上有两种结构形式：一种是在屏蔽室的四壁、天花板和地板等六面全装有吸波材料，模拟自由空间传播环境，称为全电波暗室，主要用作天线测量、仿真试验、天线罩测量，性能用静区尺寸、反射电平、雷达截面、交叉极化度参数表示；另一种是在电磁屏蔽室的内壁、天花板上加装电波吸收材料，地板采用金属地板的导电面，这样可以与开阔试验场等效，称为半电波暗室，主要用于电磁兼容测量，包括电磁辐射干扰测量和电磁辐射敏感度测量，主要性能指标用归一化场地衰减(NSA)和测试面场均匀性来衡量。从使用频率范围看，电波暗室用于微波段，而EMC暗室频率下限扩展到十几kHz，虽然30MHz以下吸波材料的吸波性能下降，但仍可作屏蔽室使用。由此可见，虽然EMC暗室和微波电波暗室看上去很相似，两者都挂贴大量的吸波材料，但两者的用途、性能指标都不同，所以设计上也有各自不同的标准。电波暗室的外部和内部如图4.4所示。
在EMC标准中均规定在半电波暗室条件下进行EMC检测，这主要是由于以前的EMC标准制定是以OATS为基础的，采用半电波暗室具有继承性。半电波暗室主要是模拟开阔场地，即在暗室中测试时，接收天线接收到的场是EUT辐射电磁波的直达波和标准地面反射波的向量和。因此，由暗室的外壳-屏蔽室屏蔽背景噪声，并在屏蔽室五个面上挂贴吸波材料，以消除屏蔽室内导体壁上电磁波的反射。
2.电波暗室的尺寸
暗室的长、宽、高是相对于被试设备(EUT)的最大尺寸、电波暗室性能指标以及执行的EMC标准确定的。在EMC暗室内进行辐射发射和敏感度测试时，希望EUT布置在暗室的静区范围之内(一般将产品置于转台上)，并且与壳体上的吸波材料尖端有适当的间隙。国际CISPR民用EMC标准对射频辐射测试的收发距离通常按EUT的最大尺寸来选择，见表4.1。
由于暗室中的测试环境要模拟开阔场的传播条件，所以暗室尺寸应以开阔场的要求为依据。
