HTR-PM無線通信系統(tǒng)電磁干擾測試方法研究

閆俊芳，李穎，龍振海，張海明，馬波

（中核能源科技有限公司，北京，100044）

0 引言

無線通信系統(tǒng)在核電廠的應(yīng)用是核電發(fā)展的趨勢。無線通信系統(tǒng)應(yīng)滿足現(xiàn)場設(shè)備電磁兼容性，尤其是可在設(shè)有敏感設(shè)備區(qū)域的鄰近使用。以確保該系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的所有區(qū)域安全、可靠地使用，不影響核電廠其他設(shè)備與系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前，行業(yè)內(nèi)對無線通信系統(tǒng)設(shè)備電磁干擾測試方法并沒有標(biāo)準(zhǔn)要求，因此研究無線通信系統(tǒng)在核電站內(nèi)電磁干擾測試方法具有重大意義。

HTR-PM無線通信系統(tǒng)無線局域網(wǎng)采用2.4G頻段的Wifi網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無線移動通信，具有無線射頻單元的設(shè)備包括室內(nèi)基站和語音手持終端。測試應(yīng)分為設(shè)備供貨前實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬測試及現(xiàn)場實(shí)際使用測試。

1 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬測試

（1）測試配置邊界包括受試設(shè)備殼體和2m暴露的互連線。受試設(shè)備無線手持終端前外殼的面為測試配置邊界，無線接入點(diǎn)測試配置邊界以受試設(shè)備（包括：無線接入點(diǎn)主機(jī)+天線）的受測天線邊緣作為配置邊界。對所有配置，天線應(yīng)距測試配置邊界的邊緣1m。

（2）LISN是電力系統(tǒng)中電磁兼容測試中的一項(xiàng)重要輔助設(shè)備。它可以隔離電波干擾，提供穩(wěn)定的測試阻抗，并起到濾波的作用。

（3）測試布置，確保EUT產(chǎn)生最大輻射發(fā)射的面朝向測量天線。對所有配置，天線應(yīng)距測試邊界的前緣1m。除1040mm拉桿天線外，天線應(yīng)高于地面接地平板1200mm。確保天線任何部分據(jù)屏蔽室的壁面不小于1m，距頂板不小于0.5m。

無線手持終端在實(shí)際應(yīng)用場景中需要連接到無線網(wǎng)絡(luò)中，此時需要無線接入點(diǎn)的支持，因此測試時需要將無線接入點(diǎn)部署在暗室內(nèi)，無線手持終端應(yīng)用場景主要包括兩種狀態(tài)：

待機(jī)狀態(tài)：無線手持終端連接無線網(wǎng)絡(luò)且號碼已經(jīng)注冊成功所處的狀態(tài)，此時終端可以做主叫、被叫。撥號過程也屬于此狀態(tài)。

通信狀態(tài)：無線手持終端與其他終端保持通信（語音通話）時所處的狀態(tài)，此時終端使用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)傳輸。

1.1 EMl輻射信號強(qiáng)度的計算

呈輻射狀的電磁干擾（EMI）信號會從輻射源傳播至某個接收單元。根本而言，這些信號的功率或者電壓強(qiáng)度在“觸及”敏感的電路時，取決于發(fā)送器的功率/天線增益以及輻射源和接收器之間的距離。

在進(jìn)行EMI評估時，會利用電場強(qiáng)度或者輻射功率密度參數(shù)。電場強(qiáng)度量化了輻射源干擾電壓的大小。這種窄帶或者寬帶EMI信號測量單位為伏每米（V/m）。轉(zhuǎn)換成dBμV/m：dBμV=20 log(V)+120μV。

1.2 測試結(jié)果

測試結(jié)果如表1所示。

表1 測試結(jié)果

2 現(xiàn)場實(shí)際使用測試

本測試選擇在儀控、電氣敏感設(shè)備安裝、調(diào)試期間，并且設(shè)備在線的情況下進(jìn)行。在儀控、電氣敏感設(shè)備附近使用無線通信業(yè)務(wù)，實(shí)時觀察儀控、電氣敏感設(shè)備的變化和反應(yīng)，查看無線設(shè)備在使用過程中，是否對儀控、電氣敏感等設(shè)備造成干擾。

2.1 測試原則

測試過程，無線通信設(shè)備的部署、測試點(diǎn)、測試方法、功率設(shè)置等需遵循如下原則：

（1）與實(shí)際應(yīng)用一致性原則

無線通信測試系統(tǒng)所測設(shè)備與將來部署設(shè)備的技術(shù)性能一致；無線通信測試系統(tǒng)是一套完整的系統(tǒng)，能夠提供全部的通信功能；無線基站、終端功率等參數(shù)設(shè)置為將來部署提供參考；核電廠內(nèi)電氣設(shè)備在線，與生產(chǎn)時狀態(tài)相同或相近；信號覆蓋范圍內(nèi)的測試點(diǎn)（或測試路線）的選擇符合生產(chǎn)時要求。

（2）極限測試原則

無線基站部署盡可能的接近電氣敏感設(shè)備；測試過程，無線終端盡可能接近電氣敏感設(shè)備；無線基站、無線手持終端最大功率測試。多種儀控、電氣敏感設(shè)備測試

（3）保證設(shè)備安全

儀控、電氣敏感設(shè)備有應(yīng)急預(yù)案；列出不允許測試的重要儀控設(shè)備及區(qū)域。

2.2 測試部署

由儀控、電氣專業(yè)明確受測設(shè)備房間，受測設(shè)備所在房間已有無線AP，則無需重新部署AP，若受測設(shè)備所在房間沒有無線AP，測試時需臨時部署，臨時部署AP通過臨時部署網(wǎng)線直連就近的接入交換機(jī)或者通過延長就近的AP網(wǎng)線至測試房間方式實(shí)現(xiàn)。

2.3 測試步驟

儀控、電氣人員確認(rèn)電氣敏感設(shè)備初始狀態(tài)；

在部署點(diǎn)部署無線通信測試設(shè)備；

通過網(wǎng)管調(diào)整無線基站的發(fā)射功率初始值為100mW（20dbm）；

無線基站開機(jī)；

無線終端開機(jī)；

在每個干擾測試點(diǎn)進(jìn)行如下操作：

無線終端進(jìn)行撥號；

無線終端振鈴；

無線終端接聽通話；

無線終端之間進(jìn)行通話；

無線終端掛斷通話；

無線基站關(guān)機(jī)；

所有無線通信測試設(shè)備關(guān)機(jī)。

2.4 測試結(jié)果

所測儀控、電氣敏感設(shè)備未顯示有異常。

3 結(jié)語

在核電廠中，無線通信的應(yīng)用已經(jīng)成為了一種必然的趨勢。而要讓無線通信發(fā)揮出應(yīng)有的作用，就必須要注重?zé)o線通信的兼容性以及干擾。為了更好的測試HTR-PM無線通信系統(tǒng)電磁干擾。文中在介紹了HTR-PM無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，從實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬測試以及現(xiàn)場實(shí)際使用測試這兩個方面分析了HTR-PM無線通信系電磁干擾。測試結(jié)果顯示所測儀控、電氣敏感設(shè)備未顯示有異常。為了更好的發(fā)揮出無線通信系統(tǒng)的作用，在后期我們還將繼續(xù)開展相關(guān)測試。