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引言
测量不确定度为“表征赋予被测量量值分散性的非负参数”[1]。它是指对测量结果的可信程度，着重于测量结果的分散性[2]。实际测试中，所出具的测试报告必须附有相对应的测试系统的不确定度值，而测量不确定度就是对测量结果误差的一种定量评定。
测量不确定度有两种表达方式：一是标准不确定度；二是扩展不确定度[3]。标准不确定度的评定有两种方式：A 类（白盒，统计计算所得）和B 类（黑盒，预估方式所得），而实际测量中往往给出测量结果的扩展不确 定度。
对于EMC 类测试，存在多个影响测量结果的量，一般来说不只局限于测量仪器或是测量设备的范畴，而是对测试设备、测量人员、测试方法、被测对象、场地、环境、程序、数据处理等要素的综合研究。
1 测量不确定度评定步骤
评定测量不确定度的一般步骤：① 出所有影响测量结果的量；② 确定输入量X 和被测量Y 之间的关系；
③ 建立满足测量不确定度评定的模型；④ 确定不确定度分量；⑤ 计算标准不确定度；⑥ 计算合成标准不确定度；⑦ 确定扩展不确定度；⑧ 提供测量不确定度报
告 [4]。由以上评定步骤，对EMC 辐射抗扰度测量不确定度评定分为四个阶段。
（1）画出测试系统框图，针对引起EMC 辐射抗扰度测试不确定度的因素，进行误差源的全面分析，从测试人员、设备、测试方法、测试环境、测试软件出影响因素。
（2）选择适合各影响分量指标特征的不确定度评定方法，根据各个不确定度来源，采用A 类评定或B 类评定方法求解出标准不确定度。
（3）计算合成标准不确定度。我们所提及的影响分量以及转化后的不确定度分量彼此关系独立，对于线性模型可表示为：
()()()222211n
n i i c i i i i u y c u x u y ====∑∑ （1）
式（1）中，u c (y )为合成标准不确定度，u i (y )为各分量的标准不确定度。
（4）计算扩展不确定度。扩展不确定度U p 等于包含因子k 乘以合成标准不确定度u c ：
U p =k ×u c （2）在统计学领域中，凡采用极限方法所得出的定理统称为极限定理[5]。简单的说，中心极限定理可以叙述为：如果一个随机变量是大量相互独立的随机变量之和，则该随机变量的分布可近似于正态分布。若不确定度分
摘要
辐射抗扰度测试是汽车EMC 测试中的重要项，在给出辐射场强测试结果的同时必须给出测量不确定度。对ISO 11451-2中的辐射抗扰度测试进行测量不确定度评定，分析了辐射场强的测量不确定度分量，梳理了测量不确定度评定方法，给出了合理的评定结果。最后，提出了几点建议，为实验时合理减小测量不确定度提供思路。关键词
不确定度评定；电磁兼容；辐射抗扰度Abstract
Radiation immunity testing is an important EMC test, the test results should be given including the measurement uncertainty. This paper assesses the measurement uncertainty of IS0 11451-2, analyzes the resource of uncertainty, confirms the method of evaluation and gives a reasonable evaluation result. At last, the paper gives several suggestions for lab in reasonable to minimize uncertainty while doing the tests.
Keywords
uncertainty evaluation; EMC; radiation immunity
EMC 辐射抗扰度测量不确定度的评定方法
Uncertainty Evaluation of EMC Radiation Immunity Test
一汽-大众汽车有限公司 陈亚亮 刘芳 丁勇 路霞 于春喜
84SAFETY & EMC No.6 2020
量中一个或几个为占优势的分量，同时其他分量值都很小时，在保留较大分量前提下，小一个数量级的其他分量的影响可以忽略。
2 辐射抗扰度测量不确定度的计算
根据CNAS-GL07中对测量不确定度的评估要求[6]，对辐射抗扰度测试系统辐射场强的测量不确定度进行评定，该试验在一汽-大众电磁兼容实验中心10 m 暗室中进行，测量的频率范围为100 kHz~3 GHz。
根据ISO 11451-2 中车外辐射源的测量方法，辐射抗扰度测试系统试验布置[7]如图1所示，场强探头标
号21、22、23、25并垂直于暗室地面摆放，距暗室钢板地面高度分别为0.5 m、0.8 m、1 m 和1.2 m。发射天线发出干扰场强，场强探头将接收到的干扰信号通过线缆传输至控制室显示器，通过GPIB 连接至电脑进行数据处理。
辐射抗扰度测试的合成不确定度，涉及到测量布置、测试人员、连接线缆、场强探头、试验场地以及其他因素。表1罗列了影响辐射抗扰度测试系统的测量不确定度分量的来源。
由于重复性的试验操作而引起的标准不确定度，采用统计分析的方法进行测量不确定度分量的（A 类） 评定。
针对某车型进行重复性测试，为了使每次测试结果分别独立，保持操作人员不变，且每次测试完毕，场强探头和试验车型恢复至原始状态，关闭电源，拆除全部电缆。
以测试频点f =50 MHz 为例，辐射场强的观测值 x i
如表2所示。
表1
不确定度分量来源
表2 辐射场强x
的观测值
图1 辐射抗扰度测试布置示意图
2.1 标准不确定度的计算
辐射场强观测值的结果算术平均值：
()10
11100.05 dB(mV/m)10
i i x
x ===∑
（3）
1）标准不确定度
：
1
0.02 dB(mV/m)u
= （4）由设备和其他系统因素产生的标准不确定度可以
采用B 类评定方式。
2）场强探头（含面板显示）误差引起的标准不确定度：场强探头21、22、23、25最大误差值∆≤1.36 dB [8]， 视为矩形分布
：
汽车辐射3
0.78 dB(mV/m)u = （5）3）线缆（含端口匹配）引起的标准不确定度：由
于场强探头和显示面板为光纤连接，显示面板与电脑连
接为GPIB 连接，预估误差∆不超过0.20 dB ：
4
0.12 dB(mV/m)u = （6） 4）探头布置位置引起的标准不确定度：正常情况 下，场强探头布置位置为实验转台中心位置，探头位置距离误差定义为0.05 m，即发射天线距离场强探头在4.45~4.55 m 之间。由于场强与距离成反比，按照辐射场强测量结果，平均测试场强最大误差∆=0.21 dB，视为矩形分布：
5
0.12 dB(mV/m)u = （7）5）环境引起的标准不确定度：实验室内温度控制在（23±5）℃，湿度控制在20%~60%，背景噪声很小，忽略不计。
6）场地引起的标准不确定度：归一化衰减NSA 最大误差值±4 dB [9]，视为三角分布：
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1.63 dB(mV/m)u =
（8）辐射抗扰测试系统中，各个不确定度分量以及有效值见表3。
表3 辐射抗扰测试系统中，各个不确定度分量以及有效值
2.2 扩展不确定度的计算
计算辐射抗扰测试合成不确定度：c
1.82 dB(mV/m)u =
（9）95%时，包含因子k =2，计算辐射
抗扰度测试系统扩展不确定度：
U p =k ×u c =3.64 dB(mV/m) （10）被测车辆在f =50 MHz 时，辐射场强有效值为100.05 dBmV/m，扩展不确定度为3.64 dB (mV/m ) 。
对于EMC 类测试，需对多个测试频段进行不确定度计算，这样测试系统会得到多个测量不确定度，不建议使用A 类不确定度评定方法。可按照文献[10]给出的测试系统重复性引起的不确定度经验值u A =0.5 dB 作为A 类标准不确定度，灵敏系数c A =1[11]。
故计算电磁兼容辐射抗扰度测试系统合成不确 定度：c
1.88 dB(mV/m)u = （11）与公式（10）同等条件下，扩展不确定度：
U p =k ×u c =3.76 dB(mV/m) （12）
3 评定要点及建议
3.1 评定要点
出所有不确定度来源，特别是占据优势的不确定度分量。在进行测量不确定度评定时，需要关注各个不确定度分量间的相关性，由于相关系数的实验测量麻烦，同时还需要耗费大量的时间来增加不确定度评定的成本，所以尽可能的避免输入量之间的相关性以避免其复杂计算[11]。按照参考文献[12]给出的评定规范可简化系统不确定度的评定（即灵敏系数c A =1，扩展不确定度的包含因子k =2）。3.2 建议
1）测试设备的选取
由于描述测量仪器的特性的主要参数是示值误差和最大允许误差，因此尽可能使用准确度等级高、示值误差小的测试设备完成测试。
2）试验前进行设备或者系统校准[13]。
在EMC 测试前，应对测试系统或设备进行校准。比如，用接收机按照标准中要求的扫频带宽及步径对每个频点进行扫描，检查记录的数据是否在规定的范围之内，测试所使用的暗室归一化衰减NSA 最大误差值是否在规定范围内，测量设备是否在校准日期范围内，测试环境是否在规定的温湿度范围内等。
3）规范操作，避免不必要的分量引入[14]。在EMC 测试中，应严格按照测试标准规定的方法进行测试，包括接收天线和探头的布置位置，接地布置，接地阻抗的控制以及测试线缆、DUT 线缆的布置，线缆和天线端口的连接导通性，接收机的相关参数设置等，避免因为误操作导致测试结果的不正确。
4）数据处理。
测试完成后，需要对所测得的数据进行校核和检验，比如，接收机使用不同扫频带宽可能对于同一频点测得的数值有所不同，在数据处理过程中，要尽可能的甄别所测数据的准确性。
4 结语
本文从测试人员、测量设备、测试方法、场地环境、测试软件五个方面进行分析，列出可能的不确定分量，采用全面分析、简化计算的方法进行评定，给出了EMC 辐射抗扰度测试的测量不确定度，总结
了评定要点和几点建议。另外，除EMC 辐射抗扰度测试外，汽车EMC 静电放电测试和辐射发射测试的测量不确定度也是后续重点的研究方向。
（下转第90页）
标准差由无干扰时的0.19 m增加至0.84 m，标准差增加至无干扰时的4.4倍。
2）在B条件下的5G信号干扰下，目标距离测量标准差由无干扰时的0.19 m增加至0.35 m，标准差增加至无干扰时的1.84倍。
说明在C条件下的的5G信号对机动车目标影响 更大。
● 对于距离20 m RCS为0 dBsm的行人目标
1）24.35 GHz的5G信号，目标距离测量标准差由无干扰时的0.11 m增加至1.11 m，标准差增加至无干扰时的10.1倍。
2）24.85 GHz的5G信号干扰下，目标距离测量标准差由无干扰时的0.11 m增加至0.77 m，标准差增加至无干扰时的7倍。
说明在C条件下的5G信号对行人目标影响更大。
综上所述，B条件下的5G通信对距离测量精度有一定的影响，C条件下的5G通信对毫米波雷达距离测量精度影响更大。
4 结语
在工信部无线电管理局的支持下，本文对24 GHz 车载毫米波雷达与5G毫米波频段间的频率共存性问题进行了定量分析与测试，通过我们搭建的测试平台，验证了最高工作频率为24.25 GHz的车载毫米波雷达与最低工作频率为24.25 GHz的5G毫米波频段间存在一定的相互影响，本项研究所获得的数据，将为此保护性频段的设置及我国5G频谱规划提供理论支持。随着智能网联汽车的发展，有限的频谱资源将变得更加拥挤，V2X通信、WiFi通信以及其他新的无线通信技术之间也将面临更多的频率共存性问题，还需要进一步的深入研究。
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编辑：余琼 E-mail:***************
（上接第85页）
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