使用频谱分析仪和近场探头测量微波炉的电磁辐射泄漏

2016-07-21 11:20:36来源: mwrf
微波炉,家里有,单位有,餐馆有……而且,很多人可能几乎每天都用。不管是哪个厂家生产的民用微波炉产品,它的典型结构如图1所示,其中的磁控管是个关键部件,它靠高压电源供电,根据国际电工委员会规定,它产生频率范围大概在2.45GHz左右的高频电磁波,通过波导,向被加热食物进行照射。按业界的说法是,微波炉在这种频率下,使食物中的水分子高速运动产生磨擦,从而产生高温,达到把食物加热的目的。

图1:微波炉的典型结构图

由于微波炉内部的磁控管工作时会产生比较强的电磁波,所以,微波炉的屏蔽很重要。它的后面,底面,顶面和两个侧面通常都是用金属板包裹,正面是个关键,有个可开启的密封门,门上有屏蔽网。如果包的很严实,屏蔽的很好,理论上使用这种产品就不用担心它会对周边产生磁辐射。有关微波炉的电磁辐射的争论很多年前就已经有了,网上搜搜,会看到有很多这方面的问和答。家用微波炉有电磁辐射,是真的吗?确切地说应该是:家用微波炉有电磁辐射的泄漏,是真的吗?

曾经使用频谱分析仪近场探头对一台国内某知名品牌的新型微波炉样品进行过泄漏测试,记得我对这个微波炉样品的前后左右上下都测了个遍,尤其是对最受怀疑的可能最容易产生泄漏的前门的屏蔽网的位置,以及整个门框的接缝处,更是仔细地进行了测试,测试结果出乎我们的意料:在微波炉工作时,都没有测到较明显的泄漏,看来这个样品的屏蔽做得很到位!

为了测试这个微波炉样品前门的设计以及钣金工艺,安装工艺对电磁辐射泄漏的影响,还用锤子在前门的门框上特意砸了一个小凹陷,来造成很小的机械形变。当把近场探头放在这个位置再测时,测到了很明显的电磁泄漏!看来,微波炉的前门的设计以及安装工艺都很重要啊!

那么我周边的日常正在使用的微波炉的情况如何呢?怀着好奇的心情,如图2所示,找来一台RIGOL的DSA875频谱分析仪,它的测量频率范围是9 kHz 到7.5GHz, 再加上一套型号是NFP-3的近场探头,定性地测测看吧。

图2:使用频谱分析仪和近场探头测试泄漏

随机搜罗到微波炉样品1,这个产品看上去属于功能比较简单的那种,微测一下吧!通过近场探头对这个微波炉的正面以及门框四周都进行了扫描,结果不容乐观呀!发现它的前面板四周的泄漏都比较大,测量结果如图3所示,最高峰的频率是在2.458GHz,信号的频率不稳定,频谱能量不集中,分布挺广,主频率两侧有不少杂散。

图3:样品1的电磁辐射泄漏的频谱分布范围

随机搜罗到微波炉样品2,这个产品有很多按键控制,微测一下吧!通过近场探头对这个微波炉的正面以及门框四周同样地进行了扫描,结果更不容乐观呀!发现它的前面板的四周的泄漏比前一个更大些,测量结果如图4所示,最高峰的频率是在2.453GHz,信号的频率不稳定,频谱能量不集中,分布更广,主频率两侧有更多的杂散。要知道,WLAN也工作在这个频段,如果频谱扩散得很宽,能量又很强,不知对周围的WLAN是否会构成影响。

图4:样品2的泄漏的频谱分布范围

样品3,微测结果如图5所示,最高峰的频率是在2.433GHz,杂散的分布范围也很宽,峰值从2.17GHz到2.75GHz都有。

图5:样品3的泄漏的频谱的分布范围

样品4,微测结果如图6中粉色轨迹所示,最高峰的频率是在2.47GHz,杂散的分布范围和幅度比样品3的黄色轨迹明显要小,能量主要集中在2.47GHz的主峰上。

图6:样品4的泄漏的频谱的范围

当然,还可以通过频谱仪的通道功率测量功能,对一定频段内的信号的功率进行积分,得出一定带宽内的电磁辐射的功率值,如图7所示。

图7:电磁辐射的功率测量

以上只是我出于好奇,对几个微波炉样品进行电磁辐射泄漏的近场测试的结果,仅供参考而已。泄漏的电磁辐射的强度与微波炉的“火力”设置直接相关。不光是在靠近微波炉的位置对这几个样品进行了测试,我还在距离微波炉正前方大概1米远的地方进行了测试,发现有的微波炉泄漏的功率也不小,总之,我自己得出的结论是:在使用微波炉的时候,我要躲远点儿呀!

这次使用频谱分析仪和近场探头进行微波炉的辐射泄漏测量的好处是:不只是可以得出一个值,还可以很清楚地看到微波炉产生的微波信号的频谱的分布,主频率的偏差等情况,从而能够更好地判断磁控管以及波导设计的好坏。还可以定位泄漏的位置,以便发现设计和钣金工艺,安装工艺的问题。

这几个被测样品都是已经使用了若干年的老产品,泄漏都比较明显。测完之后,心里有点儿不踏实了,不知现在在售的新的微波炉情况如何,想买个屏蔽“严实的”,哪个严实呢?亲自去苏宁看过,发现在售的微波炉价格大都在1000元左右,专门查看了门和门框的做工,发现工艺和材料普遍比较细致,这些产品对屏蔽工艺有了很大的改进?价格高的就会好?或者还是得带着频谱仪和近场探头到超市去实测一下再选型了?

关键字:频谱分析仪  近场探头  电磁辐射泄漏

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016072116290.html
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