p736_10m法半电波暗室是电气医疗设备辐射骚扰测量场地的最优选择_百

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2024年7月12日发(作者：)

10m法半电波暗室是电气医疗设备辐射骚扰测量场地的最优选择

王培连、陈嘉晔、殷磊、冯丹茜、符吉林

【摘要】本文根据电气医疗设备的特点，对电气医疗器械电磁兼容测试中辐射骚扰测量场地的选择进行了介绍，

对选择10法半电波暗室的必要性进行了阐述。

【关键词】10米法 电波暗室 医疗设备 辐射骚扰测试

【Abstract】this article introduces selection of radiated emission test site for medical equipment

according to the characteristic of medical equipment,and explain the necessity of

choosing 10m anechoice chamber.

【Key word】 10m,anechoice chamber,medical equipment,radiated emission test

引言

医疗设备产品种类众多，有47个大门类，6000多个品种，12000多种规格。学科跨度大，差异明显，

仅仅有源医疗设备就集核物理、激光、超声、电子学、光学等众多先进技术于一体，产品从重量只有几克的食

道探测器，到重量超过百吨的质子刀，X光机，CT等。正是由于医疗设备的多样性才对我们EMC测试场地提

出了与一般电气产品不同的要求。

电磁兼容测试中，辐射骚扰测试场地主要有开阔试验场（OATS）和电波暗室。由于开阔实

验场远离市区，使用不方便，或者建在市区，因背景噪声过而大影响测试，故试验室一般使用

半电波暗室进行辐射骚扰的测试，美国FCC，日本VCCI，IEC，CISPR，中国GB等标准都规

定了使用半电波暗室进行辐射骚扰测量的方法。半电波暗室按尺寸大小分，一般有3m法、5m

法、10m法三个规格，由于电波暗室造价昂贵，EMC测试一般采用3m法或10m法半电波暗室。

医疗设备也是如此，但是由于医疗设备的多样性和大型性，更由于很多专业的电气医疗设备使

用高频射频能量进行治疗，对我们选择EMC辐射骚扰测试场地提出了与一般电气产品不同的

要求，通常10m法电波暗室是电气医疗设备辐射骚扰测量场地的最优选择。

一、标准要求

医用电气设备的EMC标准为YY0505-2005《医用电气设备 第1-2部分：安全通用要求 并列标

准： 电磁兼容 要求和试验》，对应的国际标准为IEC 60601-1-2。其中，36.201.1条，产品的

分类引用GB4824-2004（CISPR11）《工业、科学和医疗射频设备电磁骚扰特性 限值和测量方法》

的要求。标准GB4824-2004规定工业、科学和医疗射频设备应在10m和30m的场地进行辐射骚扰的

测量，并且规定了1组设备可在试验场10m和30m之间的距离测量上的限值， 2组B类设备可10m

[1]

距离测量上的限值和2组A类设备可30m距离测量上的限值

。GB4824同时说明，如果受场地尺寸

等限制只能在更近距离上进行测量，则更近测量距离（小于10m）的场地只适合较小尺寸的被测

设备。

医用电气设备大多都属于A类设备，尤其是大型医用电气设备，其辐射测量根据标准要求应

在10m法及更大的试验场进行。个别体积较小的医用电气设备可以在3m法试验场进行，但是对3m

法试验场的试验结果存在争议的情况下，应以10m法或更大的试验场的结果为准。

注：非家用和不直接接到住宅低压供电网设施中使用的设备为A类设备。家用设备和直接连接到住宅低压供电网

设施中使用的设备为B类设备。1组设备为发挥其自身功能的需要而有意产生和（或）使用传导耦合射频能量的

所有工科医设备。2组设备是指及为材料处理、电火花腐蚀等功能的需要而有意产生和（或）使用电磁辐射射频

[2]

能量的所有工科医设备

。

二、性能指标的要求

一）防止近场效应的需要

骚扰通过辐射方式传播实质是电磁能量以场的形式向四周空间传播。场分为远场和近场。其

主要区别如下：1、远场的波阻抗为377Ω，测量磁场和电场的场强的测量可以方便地进行转换，

但近场的波阻抗每个地方都不一样，磁场和电场需要分开测量，测量计算相当麻烦。2、在远场

可近似认为投射到天线上的电磁波是平面电磁波，磁场、电场和传播方向三者互相垂直，三个

面的场强都一样，比较容易分析和测试，但在近场，三者无法互相确定，各个方向都存在分量。

3

3、辐射测试的实质是远场测试，近场场强和距离1/r

有很大的关系，位置微小的变化便会引起

很大的测量误差，测量的重复性差，无法保证测试的一致性。所以实际测试中我们要防止近场

效应的出现，标准GB4824-2004中7.2.3条款辐射测量（30MHz～1GHz）就提及“在3m距离测量大

试品要注意频率接近30MHz时近场效应的影响”，说明3m法暗室在低频时候的误差比较大，主要

因为30MHz电磁波的波长是10m，在3m法暗室中基本上可以满足测试距离≥λ/2π划分近场和远

场的要求，就是说距离大于1.6m满足远场条件时候，这样测试出来的结果有3dB的误差，如果不

满足就会产生比较严重的近场效应，误差更大。而10m暗室，是以测试距离≥λ的条件划分近场

和远场，而且10m刚好满足d=λ的条件，测试结果误差为0.5dB。大型医用电气设备多以系统的

形式的存在，连接的附件多，体积大、占地面积大，例如：一台体积较大的医疗设备产品或系

统，在3m法的半电波暗室内进行辐射测试时，会无法保证被测设备到天线的测试距离为3m（即

会小于3m），且被测设备因为转台的转动而使到暗室壁的距离也无法达到测试的要求，事实上，

只要长度超过1m的被测设备，测试结果就可能因测试距离的变化以及近场效应的存在，带来较

大的不确定性。特别是对一些比较大的X线机等大型设备和系统，在3m半电波暗室测试已经是不

可行或不现实的了，只能选择10m半电波暗室或更大的暗室作为测试场地。

二）静区尺寸的限制

静区是暗室考核暗室性能的最重要指标之一。暗室静区是指电波暗室室内受反射干扰最弱

的区域,也是放置被测设备和接收天线(发射天线)的最佳位置。暗室静区范围的大小与暗室的形

状、大小、结构、工作频率、所用吸波材料的电性能、静区所要求的静区静度、静区的形状等

有关。目前，国内外对静区大小还没有一个成熟的方案，但可以依据电磁场的几何绕射理论、

反射理论推导出暗室内不同频率下静区静度与材料性质和材料形状的关系,并依此反推一定静

区静度要求下的静区范围。

一般而言3m法电波暗室最大只能设计2m（2m直径，2m高）测试静区，更大的测试静区就必

须要有更大的暗室才能实现。测试静区是要包住整个被测试件的，所以在2m直径的圆柱内，最

大只能切1.5m长或宽的长方体出来，因此大于1.5m的被测试件，在3m法电波暗室中不能进行测

试。再大尺寸的设备就必须在更大的电波暗室中进行

三）静区静度的需要

暗室静区静度，指静区内某一点的反射信号强度与直射信号强度的比值,又称静区反射电

平。通常以对数的形式表示:

Γ(dB)=

20lg（E

R

/E

D

） 或

Γ(dB)=

10lg（P

R

/P

D

）

其中：

Γ(dB) 静区静度；

E

R

静区内某一点的反射信号场强；

E

D

静区内某一点的直射信号场强；

P

R

静区内某一点的反射信号接收功率；

P

D

静区内某一点的直射信号接收功率

暗室静区静度决定了电波暗室性能的好坏，它跟很多因素有关，其中一个因素为：路径损

耗。半电波暗室直接发射测试见图1

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