医疗器械EMC辐射发射测试

一、定义

辐射发射：辐射发射主要测试设备正常运行时自身对外界辐射干扰的硬度。 被测设备按照客户端典型安装要求布置，线材材质必须符合尺寸书规定的粗细和型号； 不仅除36.201.1a规定的设备外，其他设备和系统均应按照GB4824（工业、科学和医疗（ISM）射频设备威胁特性限值和检测方法）进行分组、分类和测试。

2. 面积

辐射发射包括 9kHz 至 18GHz 的频率

2.19KHz—30MHz

检测该频段的磁场H。 当EUT较小时，将其放置在大型磁环天线（LLA）中以检测恐吓磁场的感应电压； 当EUT较大时，采用远天线法，以单小环磁场硬度检测指定距离处的恐吓

2.230MHz—18GHz

检测该频段的电场E：

1GHz以下，即30MHz-1GHz，所需设备场地大致如下：场地选择在宽阔场地或半电波暗室，模拟半自由空间，0.8m高的木桌，360°度旋转转盘，检测距离3、10m并有相应的极限 天线高度可在1至4m之间调节，测试天线的垂直极化和水平极化。 宽带天线、同轴电缆和骚扰检测器构成50Ω匹配传输系统。 天线的阻抗、同轴电缆的阻抗和干扰检测器的输入阻抗应相等。 阻抗不匹配会引起反射，产生串扰，影响读数的准确性。 为了确定恐吓检测器的特性，使用准峰值或峰值检测。

1GHz以上，即1GHz-18GHz，所需设备场地大致如下。 在全电波暗室中，模拟自由空间，接收天线设置与EUT同一高度，转台仍需旋转360度，测试距离3m，采用小口径定向天线。 必须测试水平和垂直状态。 垂直放置时，天线最高端距地面应小于25cm，以免影响天线性能。 频谱分析仪设置为最大保持模式和对数dB显示方式。 测试结果采用电场测量，标出硬度的峰值或平均值（非准峰值），采用1MHz的帧率带宽和视频带宽进行峰值检测，仍采用1MHz的帧率带宽对于平均检测，但视频带宽要大大降低到10Hz，相当于增加了一个低通混频器。

3、设备分组及分类

3.1 设备分组

第 1 组：所有有意形成和/或使用传导耦合射频能量以执行其自身功能的商业医疗设备。

第 2 组：出于材料处理目的而有意产生和/或使用电磁辐射射频能量的所有商业医疗设备。

大多数类型的设备和系统仅出于其内部功能需要而产生或使用射频能量，因此属于第一组，例如心电图和心磁图设备和系统、脑电图和脑磁图设备和系统等，以及一些其他预期的设备和系统以非射频电​​磁方式向患者传输能量的设备也属于第1组设备，例如医学影像设备和系统——X射线诊断系统、CT系统、超声诊断系统等； 医疗设备及系统——超声诊断及治疗系统、注射泵、呼吸机等； 只有少数系统和设备将射频能量施加到物质（患者）上，属于两类设备，常见的包括磁共振成像系统、透热设备、热疗设备和高频放射治疗系统等。

3.2 设备分类

A类：非家用且不直接连接到住宅低压供电网络的设施中使用的设备。

B类：家庭使用的设备和直接连接到住宅低压供电网络的设施。

4.RE概念介绍

4.1 广阔的空间

宽阔的视野中至少在椭圆内应没有任何可能反射电磁波的物体。 EUT和天线放置在椭圆的两个焦点处，威胁探测器放置在椭圆外。 测试台天线塔应为非金属； 地面应铺有金属板或金属网，板或网的连接处不应有电气中断。 孔和槽的半径大于0.1λ，λ为要测试的最高频率。对于1GHz频率，孔和槽的半径应大于30mm； 宽阔场地的环境噪声应尽可能小，至少比标准规定的EUT威胁限值低6dB。

4.2 电磁波的传播和抑制

EUT发射的电磁波会在每个金属表面多次发射和反射，因此测试天线接收到的场强是直达波和反射波的矢量和，因此天线或EUT的位置略有变化，测试结果也会有所不同。 因此，在RE测试中，必须不断改变天线的高度、天线的极化方向、转盘的角度，才能检查设备辐射的最大点。

屏蔽室相当于一个圆形波导谐振腔，谐振频率有多种。 如果被测辐射源的频率恰好等于屏蔽室的固有谐振频率，就会引起谐振，振幅加强，带来很大的损害。 检测偏差，在屏蔽室中测量EMI时，偏差往往可能高达20dB-30dB。

金属板发射的原因是金属板的波阻抗（几乎为0）远小于空气的波阻抗（约377欧姆）。 当电磁波从空气入射到金属板时，由于阻抗不匹配而被反射。

吸波材料一般采用泡沫楔形介电材料，并在碳胶中渗入碳，使尖端的波阻抗与空气波阻抗相等，然后逐渐减小。 吸波材料夹在空气和金属板之间，逐渐转变波阻抗，从而减少反射。 由于碳的渗透，吸波材料可以将进入内部的电磁波以热量的形式消散。 尖壁厚度越长、频率越高，吸波性能越好。 一般来说，厚度为I的尖锐楔形材料能吸收的最低频率波长为I/4。

为了缩短楔块的宽度，节省空间，同时保持其低频吸波性能，常在楔块旁边放置铁氧体瓦片，制成组合吸波材料。 目前30MHz至1000MHz的电波暗室已可充分利用。 铁氧体瓦用作吸波材料，不需要任何泡沫材料。 1000MHz以上，仍然需要组合吸波材料。

注：电磁波在自由空间和空气中传播没有能量损失，因此空气可以视为无损介质，对电磁波是透明的。 当电磁波入射到两种不同介质的界面时，会形成反射波和投射波，它们的硬度是由两种不同介质的波阻抗决定的。 工程塑料、橡胶、玻璃、云母等绝缘材料的波阻抗与空气接近。 电磁波通过空气时几乎没有反射，也没有损耗。 然而，速度变慢，波长变短，而频率保持不变。

5.测试步骤

将天线和接收器放置在距EUT（被测设备）墙壁3m处，调整天线中心至距地面2m的高度； 首先关闭被测设备，测试环境噪声水平； 打开被测设备并调整接线方式（包括天线高度、天线极化方向和转盘角度），选择最大辐射点； 对被测设备执行不同的功能以找到最大辐射模式； 旋转天线，分别测试水平和垂直辐射威胁； 测试设备为中央联通天线，选择尽可能多的测试点进行测试； 选择最高的辐射水平作为测试结果； 测试可在宽视场和半电波暗室中进行； 关闭设备