商業級 EMS 輻射抗擾度測試系統
IEC/EN 61000-4-3 合規測試的黃金標準

精準、高效且高度自動化的一站式整合解決方案

在互聯世界中確保電子產品的電磁韌性

在當今高度互聯的數位時代，電子設備無處不在，從家用電器、醫療設備到工業控制系統，電磁環境的複雜度呈指數級上升，設備不僅要能控制自身的電磁干擾發射（EMI），更必須具備足夠的電磁耐受性（EMS, Electromagnetic Susceptibility），也就是抗擾度（Immunity），以確保在充滿射頻訊號的環境中仍能安全、穩定地運作，對於商業電子產品而言，符合 IEC/EN 61000-4-3 等輻射抗擾度標準，不僅是法規強制要求的市場准入條件（如 CE 標示），更是品牌品質與可靠性的保證。

然而建置一套符合標準的 EMS 輻射抗擾度測試系統面臨著多重技術挑戰，首先為了產生標準要求的均勻電磁場（Uniform Field Area, UFA），需要高線性度的功率放大器與寬頻天線的完美匹配；其次，測試過程中需要精確監控前向與反射功率，以確保施加在待測物（EUT）上的場強準確無誤；最後，隨著產品功能日益複雜，如何自動化執行冗長的頻率掃描並即時判斷 EUT 是否故障，成為提升實驗室產能的關鍵瓶頸。

R&S 商業級 EMS 輻射抗擾度整合測試平台，正是為了應對這些挑戰而生，這套系統以 R&S BBA150 寬頻放大器 與 R&S SMB100B 訊號產生器 為動力核心，透過 R&S OSP 開放式切換平台 進行靈活的路徑管理，並由 R&S ELEKTRA 測試軟體 進行全自動化控制，搭配專為 EMS 設計的 R&S HL046E 對數週期天線 與高精度 R&S NRPxxAN 功率感測器，這套系統提供了一個從 80 MHz 到 3 GHz（可擴充至 6 GHz）的完整測試環境，確保您的產品能通過最嚴苛的商業標準考驗。我們提供的不僅是儀器，而是從系統定義、整合到驗收的一站式整合服務。

湊型測試系統可透過單一天線執行 EMI 與 EMS 量測：R&S HL562E ULTRALOG 天線支援 30 MHz 至 6 GHz 的寬頻範圍，無需更換天線，大幅縮短量測時間並節省測試空間
 

六大核心組件的完美協奏

本解決方案的優勢在於系統層級的最佳匹配性與穩定性：

純淨的訊號源：R&S SMB100B 射頻與微波訊號產生器

EMS 測試的起點在於一個精確且純淨的訊號源，R&S SMB100B 是同級產品中的佼佼者，結合了極高的輸出功率與優異的訊號純度。
 

• 頻率範圍與擴充性：
  基礎頻率範圍從 8 kHz 開始，可依需求擴充至 1 GHz、3 GHz 或 6 GHz，完全覆蓋 IEC 61000-4-3 的測試需求。
• 極致的訊號純度：
  具備極低的單邊帶 (SSB) 相位雜訊，在 1 GHz (20 kHz 偏移) 時低於 –126 dBc (測量值)，這確保了測試訊號的精確性，避免雜訊干擾測試結果。
• 高輸出功率：
  提供非常高的輸出功率（測量值可達 +34 dBm），表示在訊號進入放大器之前就已具備足夠的電平，減少了對後端放大器增益的依賴，從而優化了系統整體的訊噪比。
• 閉迴路功率控制 (CLPC)：
  這是 EMS 測試的關鍵功能，SMB100B 能與 R&S NRP 功率感測器即時通訊，動態補償外部電纜或切換單元的損耗，確保輸入到放大器的訊號位準始終精準穩定，這對於維持穩定的測試場強至關重要。
• 使用者友善介面：
  配備 5 吋觸控螢幕，操作直觀，並支援自定義使用者選單，讓常用的 EMS 測試設定觸手可及。

強勁且線性的動力：R&S BBA150 寬頻放大器

如果說訊號產生器是大腦，那麼功率放大器就是心臟，R&S BBA150 是專為 EMC 應用設計的固態寬頻放大器系列，以高功率密度和穩健性著稱。
 

• 模組化頻段覆蓋：系統可靈活配置不同的頻段模組：
• A 頻段 (9 kHz – 250 MHz)：
  適用於低頻傳導與輻射測試，功率可達 2500 W。
• BC 頻段 (80 MHz – 1 GHz)：
  這是商業輻射抗擾度測試的核心頻段，功率可從 70 W 配置到 3000 W。
• D 頻段 (690 MHz – 3.2 GHz) 與 E 頻段 (2.5 GHz – 6 GHz)：
  針對高頻通訊頻段的測試需求，提供高達 800 W (D 頻段) 與 400 W (E 頻段) 的功率選項。
• 100% 抗失配能力：
  在 EMC 暗室中，天線與放大器之間的阻抗匹配往往無法達到完美，導致反射功率回流，BBA150 能承受 100% 的失配，即使在全反射情況下（VSWR 無限大）也不會損壞，這大大降低了設備維護成本並提高了系統的耐用性。
• 支援多種調變：
  適用於振幅 (AM)、頻率 (FM)、相位 (PM)、脈衝 (Pulse) 及 OFDM 調變，完全滿足各類 EMC 標準對干擾訊號形式的要求。

智慧的系統樞紐：R&S OSP 開放式切換與控制平台

在複雜的測試系統中，頻繁手動更換電纜不僅效率低，還容易導致接線錯誤，R&S OSP 作為系統的神經中樞，解決了這個問題。
 

• 模組化設計：
  OSP 平台提供 2 HU (OSP220/230) 與 3 HU (OSP320) 的機箱選擇，可安裝多種射頻切換模組（最高支援 67 GHz）。
• EMS 專用模組：
  特別推薦使用 R&S OSP-B114 EMS 模組，它整合了互鎖 (Interlock) 功能與數位 I/O，能監控暗室門的狀態並在異常時切斷放大器，保障人員安全。
• 自動化路徑切換：
  OSP 負責管理訊號產生器、放大器、功率計與天線之間的 RF 路徑，它可以根據測試頻率自動切換不同的放大器模組或傳感器路徑，實現從 80 MHz 到 6 GHz 的無縫掃描。
• 觸控螢幕控制：
  OSP230 與 OSP320 (選配 B300M) 配備觸控螢幕，讓使用者能直觀地進行手動路徑切換與狀態監控。

精確的功率監控：R&S NRPxxAN 功率感測器

在 EMS 測試中，"輸入多少功率" 是決定場強的關鍵，R&S NRP 系列功率感測器提供了無與倫比的測量精度。
 

• LAN 介面連接：
  推薦使用 R&S NRPxxAN 系列（如 NRP18AN），具備 LAN 介面，這使得它可以輕鬆佈署在距離控制室較遠的測試區域或大型暗室內，透過乙太網路進行長距離數據傳輸，避免了 USB 線長限制帶來的困擾。
• 寬頻與高動態範圍：
  支援從 DC 到 18 GHz (NRP18AN) 甚至更高頻率，功率測量範圍從 -70 dBm 到 +23 dBm，確保在任何測試等級下都能獲得準確讀數。

均勻場域的保證：R&S HL046E 對數週期天線

天線是將電功率轉換為電磁場的關鍵，R&S HL046E 是一款專為 EMS 測量設計的高增益對數週期天線。

• 寬頻覆蓋：
  覆蓋 80 MHz 至 3 GHz 的頻率範圍，單支天線即可涵蓋大多數商業輻射抗擾度測試的核心頻段，減少了測試過程中更換天線的需求。
• 優化的輻射場型：
  其設計重點在於產生具有極佳旋轉對稱性的輻射場型，這對於在測試區域內建立符合 IEC 61000-4-3 要求的均勻場域（Uniform Field Area）至關重要。
• 環境適應性：
  操作溫度範圍為 +5 °C 至 +40 °C，符合 MIL-STD-810E 標準，確保在各種實驗室環境下的穩定性。

測試流程的指揮官：R&S ELEKTRA EMC 測試軟體

硬體效能的發揮依賴於強大的軟體，R&S ELEKTRA 是現代化實驗室的操作系統，專為控制完整的 EMC 系統而設計。
 

• 直觀的使用者介面：
  採用現代化的一頁式設計 (All-on-one-page)，使用者無需在多個視窗間切換即可存取所有設定，具備關鍵字搜尋與儀表板 (Dashboard) 功能，大幅提升操作效率。
• 標準導向的工作流：
  內建大量符合 IEC/EN 61000-4-3 等常見標準的預定義測試模板 (Test Templates)，從系統校正（均勻場域 UFA 校正）到最終的 EUT 測試，軟體引導用戶完成每一步驟。
• 自動化與報告：
  軟體自動控制所有儀器，執行頻率掃描，監控功率位準，並在測試結束後自動生成包含圖表與通過/失敗判定的專業報告。
• EUT 監控整合：
  ELEKTRA 可與 R&S AdVISE 視覺檢查系統連動，實現對 EUT 螢幕或指示燈狀態的自動化監控，真正實現無人值守測試。

解決方案應用：專注於商業標準的合規性

本解決方案專為滿足商業電子產品的輻射抗擾度測試需求而設計，廣泛應用於以下領域：

• IEC/EN 61000-4-3 標準合規測試：
  這是本系統的核心應用，系統能夠在 80 MHz 至 6 GHz（取決於配置）的頻率範圍內，產生 10 V/m 或更高的場強（加上 80% AM 調變），並確保 1.5m x 1.5m 均勻場域的場強誤差在 0 到 +6 dB 範圍內。
• 消費電子產品測試：
  適用於家電、IT 設備、多媒體設備等，驗證其在無線電波（如手機、Wi-Fi、廣播訊號）干擾下的抗擾度。
• 工業與醫療設備測試：
  針對工業環境或醫療設備（IEC 60601-1-2）中更強的電磁干擾，系統可透過升級放大器功率來支援更高的測試等級（如 30 V/m）。

推薦方案：典型商業 EMS 測試系統配置

基於 R&S 的產品組合，我們推薦以下認證實驗室的配置：

此配置構成了一個標準的 R&S TS9982 基礎系統架構，專門針對商業標準進行了優化。

產業應用與客製化矩陣

雖然本方案以商業標準為核心，但 R&S 的模組化設計允許系統根據不同產業需求進行靈活擴充：

其他解決方案

為了構建一個無懈可擊的 EMC 實驗室，除了上述核心輻射抗擾度系統外，奧創系統還提供以下互補解決方案：

• 傳導抗擾度測試 (IEC 61000-4-6)：
  使用同一套軟體 (ELEKTRA) 和訊號源 (SMB100B)，只需增加 R&S BBA150-A 系列 (9kHz-250MHz) 低頻放大器模組與耦合去耦合網路 (CDN)，即可擴充支援傳導抗擾度測試。
• 視覺監控自動化：
  R&S AdVISE 軟體可透過攝影機自動監控待測物的螢幕變化、燈號閃爍或指針移動，在 EMS 測試過程中自動判斷 EUT 是否故障，消除人工監控的疲勞與誤差。
• 全方位 EMI 測試：
  結合 R&S ESR 或 R&S ESW 接收機與 R&S HL562E ULTRALOG 天線（30 MHz - 6 GHz），可在同一個暗室內完成 EMI 輻射發射測試，實現設備利用率最大化。