電力行業(yè)關(guān)于適用于智能電能表、集中抄表終端、專變采集終端、通信單元等設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)中明確要求的電磁兼容(EMC)測試項(xiàng)目之一就是電磁輻射敏感度試驗(yàn)（詳見下表）。GTEM小室測量法為這些標(biāo)準(zhǔn)的測試提供了標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)環(huán)境和輻射電平。

在開展電磁輻射敏感度試驗(yàn)時(shí)，先將被測品放入至GTEM小室腔體內(nèi)的規(guī)定位置，使其運(yùn)行至正常穩(wěn)定工作狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)人員再通過計(jì)算機(jī)控制信號(hào)發(fā)生器和功率放大器，經(jīng)由場強(qiáng)探頭的監(jiān)測在被測品周圍產(chǎn)生一個(gè)特定的射頻電磁場，幅值可以達(dá)到30V/m，波形符合標(biāo)準(zhǔn)要求的CW或AM調(diào)制。當(dāng)建立了合適的場強(qiáng)后，通過GTEM小室內(nèi)部的攝像頭或者外部輔助電氣連接設(shè)備，判斷被測品的工作運(yùn)行是否在電磁場照射過程中受到影響，以此評(píng)價(jià)其電磁輻射敏感度性能。

GTEM小室是在橫電磁波室（TEM室）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來一種新型電磁兼容測試設(shè)備。后者本身具有結(jié)構(gòu)封閉，不向外輻射電磁能量，不影響操作人員健康和不干擾其它儀器的工作；由于結(jié)構(gòu)封閉的特點(diǎn)，亦不受外界環(huán)境及干擾的影響。電表作為適用的典型被測品之一，它的測試全過程中的狀態(tài)監(jiān)控均不會(huì)受到電磁場的影響。所有的試驗(yàn)臺(tái)或輔助監(jiān)控裝置都可以通過特殊的接口與GTEM小室內(nèi)部的被測品相連或通訊，很好地保證了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和**性。

它的工作頻率較寬，可從DC～6GHz，甚至更高；場強(qiáng)范圍大，從強(qiáng)場（如200V/m）至弱場（如10μV/m）均可測試，且場強(qiáng)值容易控制。

GTEM小室是根據(jù)同軸及非對(duì)稱矩形傳輸線原理設(shè)計(jì)的。為避免內(nèi)部電磁波的反射及產(chǎn)生高階模式和諧振，將其設(shè)計(jì)成尖劈形。輸入端采用N型同軸接頭，爾后漸變至非對(duì)稱矩形傳輸線，以減少因結(jié)構(gòu)突變引起的電波反射。為使其達(dá)到良好的阻抗匹配并獲得較大的均勻場區(qū)，選取并調(diào)測合適的角度、芯板高度和寬度。為使球面TEM波從輸入端到負(fù)載良好傳輸，并具有良好的高低頻特性，終端采用電阻式匹配網(wǎng)絡(luò)與吸波材料共同組成復(fù)合負(fù)載。對(duì)于電力電表這類體積較小的被測品，在GTEM小室內(nèi)部可以浸入在特定的試驗(yàn)電磁場中，在均勻性非常好的電場中可以很好地完成試驗(yàn)過程，測試結(jié)果具有很好地復(fù)現(xiàn)性。

吉赫芝橫電磁中心處的電場強(qiáng)度為：

式中，E： 電磁場強(qiáng)度的垂直分量 

Po： 饋至赫芝橫電磁波室的射頻功率 

Rc： 吉赫芝橫電磁波室的特性阻抗 

d： 芯板與上下板之間的垂直距離 

從式中可見較小的赫芝橫電磁波室的芯板與上、下底板間的尺寸，可獲得較大的場強(qiáng)值。 

關(guān)于GTEM小室性能的測試，沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)實(shí)踐，可采取如下方法：

1) 駐波比測試

電壓駐波比VSWR是用來衡量無線信號(hào)通過功率源、傳輸線、*終進(jìn)入負(fù)載(例如，功率放大器輸出通過傳輸線，*終到達(dá)天線)的有效傳輸功率。對(duì)于一個(gè)理想系統(tǒng)，傳輸能量為99%，這需要源阻抗、傳輸線及其它連接器的特征阻抗、負(fù)載阻抗之間**匹配。但實(shí)際系統(tǒng)中，由于阻抗失配將會(huì)導(dǎo)致部分功率向信號(hào)源方向反射(如同一個(gè)回波)。反射引起相互干擾，沿著傳輸線在不同時(shí)間、距離產(chǎn)生電壓波峰、波谷。

VSWR用于度量電壓的變化，是傳輸線上*高電壓與*低電壓之比。由于理想系統(tǒng)中電壓保持不變，所以，對(duì)應(yīng)的VSWR是1:1。產(chǎn)生反射時(shí)，電壓發(fā)生變化，VSWR就會(huì)增大 ，VSWR = |V(max)|/|V(min)|，其中，V(max)是傳輸線上信號(hào)電壓*大值，V(min)是傳輸線上信號(hào)電壓*小值。

也可以利用阻抗計(jì)算：VSWR = (1+Γ)/(1-Γ)，其中，Γ是靠近負(fù)載端的電壓反射系數(shù)，由負(fù)載阻抗(ZL)和源阻抗(Zo)確定：Γ = (ZL-Zo)/(ZL+Zo)

如果負(fù)載與傳輸線匹配，Γ = 0，VSWR = 1:1

駐波比決定了GTEM小室進(jìn)行EMC測試的頻帶寬度，同時(shí)決定了儀器設(shè)備的性能，駐波比小則產(chǎn)生場強(qiáng)所需的功率小，反之則大。電壓駐波比的測量是指在輸入端口參考面，對(duì)GTEM小室的阻抗匹配和電波反射狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定。當(dāng)輸入信號(hào)時(shí)，其匹配性能的好壞將直接影響信號(hào)源有功功率的輸入。一般用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(如HP8510、HP8720等)，其典型值小于1.5。

2) 場均勻性測量

場均勻性反映了傳輸室內(nèi)可用測試空間的大小。測試時(shí)，在小室內(nèi)部主測試空間的垂直截面上均勻選取20個(gè)場強(qiáng)點(diǎn)，剔除其中偏差較大的4個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，若保留點(diǎn)的場強(qiáng)在±3dB容差之內(nèi),即：

*大容差＝20lg[數(shù)據(jù)*大值(V/m)/數(shù)據(jù)*小值(V/m)]< 6dB，則認(rèn)為選取的區(qū)域內(nèi)75％的場強(qiáng)幅值之差小于6dB，滿足測試要求。

3) 屏蔽效能測試

屏蔽效能是關(guān)系測試人員身體健康，影響與外界設(shè)備的電磁兼容性的指標(biāo)。影響GTEM小室屏蔽效能的主要因素有：屏蔽門的結(jié)構(gòu)、箱體的搭接方式和電源線、信號(hào)線轉(zhuǎn)接板。同樣，GTEM小室的屏蔽度測量，亦沒有標(biāo)準(zhǔn)可依。實(shí)際運(yùn)用中，設(shè)測試區(qū)域中心場強(qiáng)為E0，GTEM小室外1m等高處實(shí)測場強(qiáng)為E，則屏蔽度為：SE=20lg(E0/E)。采取電磁兼容抑制措施的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般都能滿足40dB的屏效要求。

4) 時(shí)域的阻抗特性測試

GTEM小室作為一個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)部的阻抗分布及匹配狀態(tài)只有通過時(shí)域阻抗測試才能給出正確的分析與評(píng)定。GTEM小室的時(shí)域阻抗特性標(biāo)準(zhǔn)通常要求在放置EUT的矩形傳輸段處的特性阻抗在50Ω±5Ω范圍之內(nèi)。

橫坐標(biāo)為距離，縱坐標(biāo)為駐波比，通過駐波比轉(zhuǎn)換就能得到小室對(duì)應(yīng)某處的時(shí)域特性阻抗。

從圖中可以看出，在坐標(biāo)軸分別為3cm、98cm處，由于這兩個(gè)位置正好位于小室接頭處和芯板與電阻面陣的搭接處曲線起伏相對(duì)比較大。在我們關(guān)心的主測試段，駐波比為1.002~1.05，對(duì)應(yīng)時(shí)域阻抗在47.5Ω~52.5Ω之間。

用GTEM小室構(gòu)成的輻射敏感度（抗擾度）測試系統(tǒng)如圖十所示，主要由信號(hào)源、功率放大器、場強(qiáng)監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)及軟件和GTEM小室組成。

GTEM小室主要技術(shù)參數(shù)： 

頻率范圍： DC～18GHz

輸入阻抗： 50Ω±5Ω（典型值：50Ω±2Ω） 

電壓駐波比： ≤1.75（典型值：≤1.5） 

*大輸入功率： 1000W

電場強(qiáng)度范圍： 0.01～200V/m（根據(jù)輸入功率大小） 

同軸接頭： L16（N型） 

*大外型尺寸： 長5m×寬2.7m×高2.2m（可根據(jù)用戶需求定制）

均勻域尺寸： 30cm×30cm

主要設(shè)備： 

GTEM小室： 吉赫芝橫電磁波室。它接收放大器的輸出信號(hào)后形成所需的電場。場強(qiáng)的大小可由場強(qiáng)探頭測得。

信號(hào)源： 是帶有GPIB接口的信號(hào)源。它同樣可進(jìn)行脫機(jī)或聯(lián)機(jī)操作。聯(lián)機(jī)時(shí)，可受計(jì)算機(jī)控制，進(jìn)行相應(yīng)操作。

功率放大器： 對(duì)信號(hào)源的小信號(hào)進(jìn)行功率放大，并送至GTEM小室內(nèi)形成所需的場強(qiáng)。

場強(qiáng)探頭： 測量GTEM小室內(nèi)的電場強(qiáng)度，并將場強(qiáng)信號(hào)的電平值通過專用線纜送至場強(qiáng)監(jiān)視儀進(jìn)行處理。 

抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)：必須具有足夠的抗輻射能力以確保測試期間可以清楚地觀察到被試品的運(yùn)行狀態(tài)。

主控計(jì)算機(jī)： 配備標(biāo)準(zhǔn)的GPIP接口卡，通過專用IEEE－488電纜與場強(qiáng)儀連接。采用主控計(jì)算機(jī)并配置必要的系統(tǒng)軟件，可完成對(duì)場強(qiáng)監(jiān)視儀與信號(hào)源的同步控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)測試系統(tǒng)的自動(dòng)化操作。