姜意馳， 谷原野， 張寶國(guó)， 孫運(yùn)璽， 高 超， 趙 旭

（一汽奔騰轎車有限公司， 吉林長(zhǎng)春 130012）

在國(guó)家大力推行新能源汽車的環(huán)境下， 汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)需緊跟行業(yè)發(fā)展。 汽車EMC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CISPR36已經(jīng)正式發(fā)布， 中國(guó)正在有序推進(jìn)CISPR36的國(guó)標(biāo)轉(zhuǎn)化工作。 CISPR36是測(cè)量車外低頻輻射發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)， 測(cè)量頻段在150kHz～30MHz。 在轉(zhuǎn)化為國(guó)標(biāo)的過(guò)程中， 對(duì)于OTS （Outdoor Test Site） 和OATS （Open Area Test Site） 試驗(yàn)場(chǎng)地的適用問題存在爭(zhēng)議。 本文對(duì)ALSE （Absorber Lined Shielded Enclosure）、 OTS （Outdoor Test Site） 和OATS （Open Area Test Site） 3種試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行仿真分析， 對(duì)比仿真數(shù)據(jù)， 為分析研究不同試驗(yàn)場(chǎng)對(duì)試驗(yàn)影響的差異提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)場(chǎng)地

1） 半電波暗室 （ALSE）： 半電波暗室模擬理想開闊場(chǎng)， 是一個(gè)經(jīng)過(guò)屏蔽設(shè)計(jì)的6面金屬盒體， 在其內(nèi)部覆蓋有電磁波吸波材料， 地面為導(dǎo)電地平面。 在半電波暗室中， 由于地面沒有覆蓋吸波材料， 因此將產(chǎn)生反射路徑，這樣接收天線接收到的信號(hào)將是直射路徑和反射路徑信號(hào)的總和。

2） 開闊試驗(yàn)場(chǎng) （OATS）： 開闊試驗(yàn)場(chǎng)是平坦、 空曠、電導(dǎo)率均勻良好、 無(wú)任何反射物的橢圓形或圓形試驗(yàn)場(chǎng)地，且地面布置導(dǎo)電良好的金屬板。 在輻射發(fā)射測(cè)試中， 開闊場(chǎng)的使用和半電波暗室相同。

3） 戶外試驗(yàn)場(chǎng)地 （OTS）： 戶外試驗(yàn)場(chǎng)地與開闊試驗(yàn)場(chǎng)相似， 是開闊、 平坦、 無(wú)反射物的圓形或橢圓形試驗(yàn)場(chǎng)地。 但是地面為水泥地板， 無(wú)導(dǎo)電良好的金屬板。

2 試驗(yàn)布置模擬

為模擬整車在150kHz～30MHz輻射發(fā)射的測(cè)試， 首先設(shè)置整車模型及前艙高壓線束， 并按照CISPER36進(jìn)行試驗(yàn)布置。 在車輛前側(cè)、 后側(cè)、左側(cè)和右側(cè)3m處布置觀測(cè)點(diǎn)， 用以模擬整車測(cè)試布置上的測(cè)試天線。圖1為整車簡(jiǎn)化模型及前艙高壓線束模型。

圖1 車體與高壓線束模型

在車體前艙建立高壓線束模型， 線束為一根長(zhǎng)60mm的直線。 高壓線束模型截面如圖2所示。 線束線芯為10mm， 屏蔽層為實(shí)體， 厚度為2mm， 賦予線束端口1V激勵(lì)， 將屏蔽層搭鐵。

圖2 高壓線束截面圖

3 試驗(yàn)場(chǎng)地仿真設(shè)置

FEKO是針對(duì)系統(tǒng)的電磁兼容性能等高頻電磁輻射問題開發(fā)的專業(yè)電磁場(chǎng)分析軟件， 可以滿足電纜互連網(wǎng)絡(luò)、 多PCB板與機(jī)箱系統(tǒng)、 系統(tǒng)間及空間電磁環(huán)境的所有電磁問題的分析要求， 能夠高效地促進(jìn)用戶的產(chǎn)品研發(fā)。

在FEKO電磁仿真軟件中， 對(duì)半電波暗室、 開闊試驗(yàn)場(chǎng)、 戶外試驗(yàn)場(chǎng)地3種試驗(yàn)場(chǎng)地建模。

半電波暗室建模如圖3所示， 設(shè)置一個(gè)理想電導(dǎo)體的無(wú)限大平面。 車體其他方向上無(wú)其他結(jié)構(gòu)， 因此輻射電磁波無(wú)反射， 用以表征電磁波被全部吸收。

圖3 半電波暗室ALSE模型

開闊試驗(yàn)場(chǎng)建模如圖4所示， 設(shè)置一個(gè)半徑為10m的圓片， 材料為理想電導(dǎo)體。 車體其它方向無(wú)其他結(jié)構(gòu)。 車體位于圓心上方， 車體前、 后、 左、 右方向上布置4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

圖4 開闊試驗(yàn)場(chǎng)OATS模型

戶外試驗(yàn)場(chǎng)地建模如圖5所示， 設(shè)置一個(gè)半徑為10m的圓片， 材料為水泥。車體其它方向無(wú)其他結(jié)構(gòu)。車體位于圓心上方， 車體前、 后、 左、 右方向上布置4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

圖5 戶外試驗(yàn)場(chǎng)OTS模型

4 仿真數(shù)據(jù)對(duì)比分析

對(duì)于運(yùn)算得出的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。 電場(chǎng)與磁場(chǎng)測(cè)試結(jié)果如圖6～圖13所示。

圖6 車體前側(cè)3m電場(chǎng)結(jié)果

圖7 車體前側(cè)3m磁場(chǎng)結(jié)果

圖8 車體左側(cè)3m電場(chǎng)結(jié)果

圖9 車體左側(cè)3m磁場(chǎng)結(jié)果

圖10 車體右側(cè)3m電場(chǎng)結(jié)果

圖11 車體右側(cè)3m磁場(chǎng)結(jié)果

圖12 車體后側(cè)3m電場(chǎng)結(jié)果

圖13 車體后側(cè)3m磁場(chǎng)結(jié)果

通過(guò)不同試驗(yàn)場(chǎng)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)仿真數(shù)據(jù)對(duì)比可知， 各個(gè)場(chǎng)地的場(chǎng)強(qiáng)度曲線較為貼合， 差異均可控制在3dB以內(nèi)。

通過(guò)3種試驗(yàn)場(chǎng)地的仿真分析， 在150kHz～30MHz的頻段內(nèi)， 測(cè)試天線接收的電磁場(chǎng)強(qiáng)度較為一致， 3種試驗(yàn)場(chǎng)地在低頻發(fā)射測(cè)試中的應(yīng)用差異可忽略不計(jì)。