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CISPR 25:辐射发射为什么要用4个天线?

作者:

立讯检测集团

来源:

发布时间:

2026-04-30

在汽车电子辐射发射(RE)测试现场,客户会有这样一个疑问:

“现在科技这么发达,手机天线都能做得那么小,为什么 CISPR 25 标准要求要用4种天线? 一个宽带天线不能覆盖全频段吗?而且还有两个校准标准,这不是增加工作量吗?”

今天我们就来拆解这背后的物理逻辑与行业苦衷。

 

一、 为什么不能“一把梭”?

 

虽然理论上可以做出覆盖 0.15MHz到 6GHz的超宽带天线,但在实际测试中,它无法满足 CISPR 25 对“精准度”近乎偏执的要求。

 

1. 物理极限:天线尺寸 vs 波长的“宿命”

天线本质上是一种电磁共振驻波结构,其辐射效率核心取决于天线等效物理长度与工作电磁波波长 λ 的比值(电长度)。只有天线电长度满足特定谐振比例时,阻抗谐振、辐射电阻最大,效率最高;当天线尺寸远小于波长时,辐射效率会随尺寸 / 波长比值的平方快速衰减。

 

低频端(0.15MHz):波长高达 2000 米

高频端(6GHz):波长仅为 5 厘米

测低频需要天线“电气上足够长”(如单极天线),测高频需要尺寸小且方向性强。试图用一个天线兼顾两者,很难做到。

 

2. 匹配难题:50 Ω 的执着

CISPR 25明确要求:天线系统必须具有额定 50 Ω 的输出阻抗。

单极天线:天然不是 50 Ω,必须配合复杂的匹配单元。

双锥/对数/喇叭:分别在各自频段内能做到良好的 50 Ω 匹配。

如果强行合成一个天线,会导致某些频段 VSWR(电压驻波比) 极高,信号反射严重,测试误差直接爆表。

 

3. 灵敏度(天线系数)的考量

天线系数(AF)决定了系统能看多弱的信号。宽带天线的 AF 在全频段内会像心电图一样剧烈波动,导致系统底噪过高,极易漏掉汽车电子产品中那些微弱但致命的窄带干扰信号。

 

二、 天线的分工

 

为了确保数据的可重复性,标准规定了这四个频段的最佳搭档:

 

三、 为什么校准标准还有区分?

 

细心的同学会发现:单极天线用 CISPR 16-1-6,而其他天线用 SAE ARP 958.1。这背后隐藏着“远场”与“近场”的考量。

 

1. 测量区域的“远近”之分

这是最核心的原因。

 

SAE ARP 958.1:

专门为“1 米法”(近距离测试)设计。在汽车 EMC 测试中,天线离产品只有 1 米,此时处于“非理想场区”。ARP 958 提供的增益修正更符合这种近距离的物理特性。

 

CISPR 16-1-6:

国际电工委员会的标准,更倾向于传统的“远场”标定。

 

2. 单极天线的特殊地位

1m 垂直单极天线属于非标准 50 Ω 结构,它的性能极度依赖接地平面。

CISPR 16-1-6 专门针对这种单极天线提供了“等效电容法”等复杂的标定流程,以确保全球实验室测出的低频数据具有可比性。

 

四、 总结:对抗“不确定性”

 

EMC 测试不是“测到就行”,而是要“测得准、测得一致”。

CISPR 25 之所以规定这 4 种天线和 2 套校准标准,本质上是为了对抗测量的不确定性。每换一次天线,都是为了确保:

阻抗匹配 始终处于最佳状态;

天线因子 足够稳定;

辐射特性 符合物理规律。

 

一句话总结:

在 EMC 的世界里,精准永远比方便重要。