YDT 2237-2011 超宽带(UWB)设备技术要求和测试方法

lCS33．040．50 M19 Y口 中华人民共和国通信行业 YD厂r2237-2011 超宽带(UWB)设备技术要求和测试方法 TechnicalrequirementsandtestingmethodforUltraWideBand (UWB)equipments 2011-06-Ol发布 2011-06-01实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 目次YD厂r2237-哩011前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅱ1范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l3术语和定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14缩略语⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26测试方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57电磁兼容性要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯78标志、标签、使用书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7附录A(规范性附录)测试场地的要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9????? www.bzfxw.com ???? YD厂r2237—哩011刖舌本标准的第5章、第6章参考了ITU-RSM．1754“超宽带发射测量技术”。本标准的附录A为规范性附录。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：国家无线电监测中心、工业和信息化部电信研究院本标准主要起草人：刘晓勇、李剑雄、宋起柱、阚润田、党梅梅、朱林、王俊峰、王文俭、陶洪波、林达宜、张莎、周吉阳。Ⅱ ????? www.bzfxw.com ???? 超宽带(UWB)设备技术要求和测试方法YD厂r2237-哩0111范围本标准规定了使用超宽带(uwB)技术的发射机、收发信机和接收机的技术要求和测试方法，包括等效全向辐射功率谱密度、带宽、杂散发射、电磁兼容性要求、标志、标签和等。本标准适用于超宽带(UWB)设备。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB5296．1消费品使用说明总则GB／T6113．104-2008无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1．4部分：无线电骚扰和抗扰度测量设备辅助设备辐射骚扰GB9254信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB／T14436工业产品保证文件总则3术语和定义下列术语和定义适用于本标准3．1超宽带技术UltraWidebandTechnology用于短距离无线电通信的技术，其中涉及在极大频率范围内分布的射频能量的有用生成和发射，此频率范围可能与分配给无线电通信业务的若干频带相重叠。使用超宽带技术的设备通过天线产生的有用辐射至少有500MHz的一10dB带宽。3．2超宽带发射UWBTransmission使用超宽带技术产生的辐射。3．3主设备Host未与无线设备相连时，能实现完整的用户功能的设备。该无线设备部分能够提供额外的功能，并且将主设备和无线设备部分相连以实现该功能。3．4组合设备CombinedEquipment非无线电设备和插入式无线设备的组合。如果没有无线设备，将不能实现完整的功能。3．5 ????? www.bzfxw.com ???? YD／T2237-2011插入式无线设备Plug-InRadioDevice通常与主设备、组合设备或者多制式的无线设备一起使用，或者内置到其中，3．6独立无线设备Stand—AloneRadioEquipment可作为通信设备使用，并且能够独立使用的无线设备。3-7一体化天线IntegralAntenna不需要外接转接器而与设备直接相连的天线，并且是设备整体的一个组成部分。3．8等效全向辐射功率EquivalentLsotropicallyRadiatedPower(EIRP)为无线电发射机供给天线的功率与在给定方向上天线绝对增益的乘积。各方向具有相同单位增益的理想全向天线，通常作为无线通信系统的参考天线。4缩略语下列缩略语适用于本标准。tPh'BUltraWideBand超宽带EIRPEqmvalemIsotropicaUyRadiatedPower等效全向辐射功率EUTEquipmentUnderTest被测设备OATSOpenAreaTestSite开阔测试场PPMPulsePositionModulation脉冲位置调制RBWResolutionBandWidth分辨率带宽VBWVedioBandWidth视频带宽RMSRootMeanSquare均方根5技术要求5．1工作方式使用超宽带技术的设备通常以极低的功率，在极大的频率范围内发射。5_2带宽本标准涉及到的超宽带设备的发射信号带宽为一10dB带宽，并应不小于500MHz。5．3等效全向辐射功率谱密度本条规定了被测设备的等效全向辐射功率谱密度。1中列出了允许的等效全向辐射功率谱密度值。等效全向辐射功率谱密度定义为单位带宽内的平均等效全向辐射功率。等效全向辐射功率谱密度应是设备在任何频率，任何辐射方向上的最大值。其最大值不能超过表l的值。表1等效全向辐射功率谱密度频率范围(GHz)限值(dBm／MHz)检波方式16以下一90l6～3．6—85有效值fRMS)36—6．0丑一7060—90--412 ????? www.bzfxw.com ???? 表1(续)YD厂r2237—201190—106--70有效值(RMS)106以上一85a42GHz．-4．8GHz频段，到2013年12月31日前，UVCB无线电发射设备的等效全向辐射功率谱限值可以为一41dBm／MHz。自2014年1月1日起，该频段的UWB设备应采用信号检测避让等干扰缓解技术，否则其等效全向辐射功率谱密度限值要求为．70dBm／MHz，该技术的有效性应得到国家无线电管理机构的认定5．4杂散发射工作频带外杂散发射应按照表2的分辨率带宽来测量。带外发射应满足表2中的指标。表2带外杂散发射要求设备状态485MHz～725Ⅻz30Ⅷz～1GHz1GHz～40GH276MHz一108Ⅷz内的其他频段(测试带宽1MHz)167Ⅷz～223姗z(测试带宽100kHz)470IvlHz～798MHz(测试带宽100kHz)工作一54dBm一36dBm一30dBm待机，接收--57dBm一57dBm一47dBm5．5其他无用发射UWB设备所发射的无线信号的功率可能会低于设备本身的数字或模拟电路的杂散发射。因此如果能够证明UWB设备的某个发射不符合5．1节所定义的发射信号，而且不是从UWB设备的发射天线中辐射出来的信号(如关掉设备的UWB部分的发射，或者断开UWB部分的发射天线)，那么应将此发射作为杂散发射，其发射限值应符合5．4节要求。5．6测试信号的选取测试时，所使用的信号应能够代表被测设备正常使用时的情况，并且能够产生最大的功率谱密度。被测设备应提供连续发射模式，如果不能提供，那么测试时的调制信号应满足：·发射的射频信号应使用同样的帧结构来发送随机信号；·信号发射的周期固定；·发射的序列能够精确重复。所有的测试项目应使用相同的测试信号。如果被测设备有不同的调制序列，那么应注明测试时所使用的调制序列。5．7测试场地57．1概述辐射测试中使用到的测试场地的详细要求见附录A。在LrWB设备发射电平低的情况下，宜在全电波或半电波暗室中进行测试。在全电波暗室测出的结果应与半电波暗室中测出的结果互相关联。这通常需要通过在半电波暗室或开阔测试场(OATS)中地网的效果来实现。对设备等效全向辐射功率(EIRP)的测量应与测试环境的类型无关。对于1000MHz以上的频率，因为地面反射不大，所以不需要传播修正因子。5．7．21000MHz以下的辐射测量程序当来自地网的反射无法消除时，应使用以下步骤：一分段检查UWB设备的发射，各段中的反射、增益和损耗的变化不应很大。一对于桌上型尺寸的设备，应将其置于高度为0．8m的非导电表面。3 ????? www.bzfxw.com ???? YD厂r2237"-2011一通过常规设备旋转和仰角调节达到最佳的发射接收效果。一进行测试。一应考虑地网的影响，同时应修正系统中的增益和损耗等因子。一通过对方位角和仰角的充分测量，确保记录下最大发射值。一对所要求的各频率重复上述步骤。5．7．31000MHz以上的辐射测量程序对于l000M}王z以上的频率，在半电波暗室内，该设备与接收天线之间的地面经过微波吸收器处理后消除了地网的影响。如果地面处理得当，则对高度为1—4m的搜索天线的扫描应显示出该设备安装位置高度附近的最大发射值。注意，在自由空间进行测量时，不要求将设备高度保持在0．8m。可以将设备置于能最大限度地减少地面反射的任何高度。高度定向的接收天线能够帮助降低地网反射的影响。该测量结果的记录无需对地面反射进行修正。对于桌上型(尺寸)设备，可使用以下步骤：一将该设备放置于适当高度的不导电表面。一搜索天线和该设备之间的地面，应使用与被测频率范围相对应的微波吸收材料进行处理。一改变搜索天线的高度，以验证地面反射已被降至最低。可能需要调整该设备的高度使来自地面的反射降至最低。搜索天线的主瓣不应接收到地面反射。在整个测量过程中，搜索天线的高度应保持不变。一进行测量。一增益和损耗中的因素。地网的影响已经通过在反射路径上添加吸收材料而消除。一通过对方位角和仰角的充分测量，确保记录下最大发射值。对所要求的各频率重复上述步骤。5．8被测设备的方向LnNBEUT的方向应根据测量系统而定，以确保能够接收到最大辐射信号。使用不导电转台或其它定位系统来系统性地搜索能在测量系统中提供最大响应的方向，可使方向确定工作变得更加容易。无论如何确定方向，都应考虑足够数量的辐射半径，以确定测量系统捕获最大响应时的辐射半径。5．9测量距离通常的测试距离为3米。在保证远场条件的前提下，可能需要使用放大器和戚缩短接收天线到I『、ⅣB设备为一米或更小的间隔下测量IP,．VB发射。修正后的测试距离应记录在报告中。5．10测量天线测量天线通常对特定频率范围进行了优化。在测量完整的UWB发射频谱时，需要几个测量天线，每个天线都针对一个明确频率范围进行了优化。5．11测试环境5．11．1常规温度和湿度环境测试时，常规温度条件为+15。c～+35℃，相对湿度条件为20％～75％。当测试时环境温度达不到上述要求时，应在测试报告中记录当时的实际温度。试验时，实际的温度和相对湿度应记录在报告中。5．112常规电源要求5．112．1市电电压4 ????? www.bzfxw.com ???? YD／T2237’-2011连接到市电的设备的常规测试电压应是常规市电电压。常规电压应是设备设诗时所声明的电压，或者是所声明的系列电压之一。测试电源的交流电压的频率抖动应该不超过2％。5．11．2．2车用铅酸蓄电池当被测设备使用由交流发电机充电的标准车用铅酸蓄电池给无线电设备供电时，常规测试电压应为电池常规电压(比如6V、12V等等)的1．1倍。5．11．2．3其它电源当使用其它电源或电池时，常规测试电压应遵照制造商的声明，并且记录于报告中。6测试方法6．1概述如果发射机的功率可调，那么测试应在厂商所声明的最大发射功率下进行。如果被测设备支持接收应答功能，测试时应屏蔽此功能。如果被测设备支持自动关断功能，测试时应屏蔽此功能。62等效全向辐射功率谱密度62．1概述6．2条适用于带有发射天线的无线设备。如果被测设备的输出功率可调，那么所有的测试应在最大功率电平条件下进行。如果采用传导方法测试，应通过修正发射天线来得NEnRP。辐射测试的方法应符合57中的要求。6．2．2测试程序频谱分析仪设置如下：一将频谱分析仪的RBW设置为1MHz。一至少将视频带宽(VBW)设置为1MHz(最好使用3MHz的VBW)。一设置频率跨度，以便在便于检查的频段范围内(例如600MHz)检查频谱。一将检波器设为r．m．s．。一设置扫描时间，使每点的扫描时间不超过lms。r．m．s．平均功率频谱密度是在1MHzRBW的lms积分时间段内检测到的最大积分功率。对各频段，应根据测试场地(见5．7节)中的描述，对观测到的最大信号幅度进行调整，以消除测量值中的所有测量系统影响和／或环境信号因素。然后，将得出的数值与适用的限值进行比较。如果被测设备带有发射功率控制功能，那么应在最低功率配置下，重新进行测试。6．2．3限值被测设备的最大等效全向辐射功率谱密度应不超过表1规定的电平值。6．3—10dB带宽6，3．1概述本条规定了一10dB带宽的测试方法。6．3节适用于带有发射天线的无线设备。如果被测设备的输出功率可调，那么所有的测试应在最大功率电平条件下进行。如果采用辐射测试的方法，应符合57节中的要求。 ????? www.bzfxw.com ???? YD厂r2237—哩0116．3．2测试程序频谱分析仪设置如下：一将频谱分析仪的RBW设置为1MHz。一至少将视频带宽(VBW)设置为1MHz(最好使用3MHz的VBW)。一将检波方式设为r．m．S．。一设置扫描时间，使每点的扫描时间不超过lms。一设置最大值保持模式设置合适的频谱分析仪的中心频率和显示宽度，找到虽大峰值频率，记为厂M。找到峰值功率下降10dB的频率，被分别定义为厂H和五。对于最低频率边，阮，将从低于m的频率发射开始搜索，且根据检测，该发射的峰值功率要大大低于厂M功率10dB以下，并不断向f’M逼近，直至峰值功率小于甜功率10dB为止。这一频段的频率被记录下来。这一程序将在最高频率边界南中重复，搜索将始于高于厂M的频率，且根据检测，该峰值功率大大低于厂M功率10dB以下。这一频段的频率被记录下来。两个被记录下来的频率分别代表UWB发射的最高边界向和最低边界庀，且一10dB带宽乩10被定义为知—丘。如果被测设备支持多种带宽模式，那么应在每种模式下进行以上测试步骤。6．3．3限值所有的测量结果应不小于500Ml王z。6．4杂散发射6．4．1概述6．4条规定了杂散发射的测试方法。测试环境参考5．7节。6．4．2测试程序1GHz频段以上的辐射杂散测试应在全电波暗室中进行。低于1GHz的辐射杂散测试应符合5．7中推荐的方法。测试的频率范围应覆盖30MHz-．40GHz。测试仅在以下条件下进行：·如果设备的功率可调，那么设备应工作在最大功率模式下。·测试频率按照表2设置。进行窄带辐射测试时，频谱仪应按照以下设置：·分辨率带宽：100kHz；·视频带宽：300kHz；·检波方式：峰值检波；·显示跨度：100MHz；·扫描时问：ls。如果测量到的电平值超过了比限值低6dB之内发射，那么应将分辨率带宽改为30kHz，并相应调整显示跨度，如果电平值的变化不超过2dB，即为窄带发射，应记录测量值。6 ????? www.bzfxw.com ???? 如果变化超过了2dB，那么此发射为宽带发射，应测量并记录电平值。将设备的工作状态设为待机／接收模式，重复本测试。对于接收设备，只进行待机／接收模式的测试。6．43限值所有的测量结果都应满足表2中的指标。6．5不确定度要求按照本标准进行测试的项目，测试不确定度不应超过表3的要求。表3测量不确定度要求YD厂r2237—2011参数不确定度频率1x105辐射功率6dB传导功率4dB温度1。C相对湿度5％电压3％在低于36GHz和高于106GHz频段的辐射功率测试中，测试不确定度有可能无法达到表3的要求。由于此频段的限值要求较低，允许测试不确定度超出表3的要求，但是不应大于限僵与测试值的差值。所使用的不确定度应记录在报告中。7电磁兼容性要求独立无线设备的电磁兼容性要求应符合GB9254中的要求。含有插入式无线设备的主设备或组合设备的电磁兼容性要求应符合主设备或组合设备的电磁兼容性要求。8标志、标签、使用说明书8．1编写要求标志、标签、使用说明书的起草和表述应符合GB52961中的规定。82标志应在适当的显著位置有清晰的铭牌标志，标志上应标明制造厂的名称、型号、生产序号、工作频率及核准代码等。如果设备体积过小，那么应在用户手册中体现上述信息。83标签产品合格证的编写应符合GB／T14436的规定。8．4使用说明书使用说明书应符合GB52961的规定。以下信息应包含在用户手册中。·禁止在航空器使用超宽带(UWB)设备。·在《中华人民共和国无线电频率划分规定》的脚注“CHNl2”中列出的射电天文台址周围lkm范围内禁止使用超宽带(uwB)无线电发射设备。·超宽带(UWB)无线电发射设备使用时，不得对其它无线电业务的电台产生无线电干扰，也不得对其它无线电业务的电台提出干扰保护要求。 ????? www.bzfxw.com ???? YD厂r2237-2011 A．1测试场地总体要求 附录A (规范性附录) 测试场地的要求 测试场地可选择开阔测试场、全电波暗室或半电波暗室。所选择测试场，应经过水平和垂直极化的 场地衰减特性的校准测试。 A．2开阔测试场 所选择开阔测试场应满足GB／T6113．104．2008中附录D、附录E的要求。 A．3半电波暗室 半电波暗室的要求应满足GB9254中附录A的要求。 A．4全电波暗室 全电波暗室中被测设备的空间内(含电缆)的任一点与测量天线之间的空间损耗(包括垂直极化和 水平极化)实测值和理论值之差应在±4dB之内。同时，测量天线在所测频段内的3dB波束宽度能够覆盖 被测设备(含电缆)。 全电波暗室中测量天线、被测设备和其替代用天线的测量布置同开阔测试场相似。测试距离至少为 3m，且不小于2．5倍的被测物最大尺寸。考虑到超宽带发射信号的功率谱密度很低，为了提高测试灵敏 度，可能需要将测试距离缩短为一米或者更低。实际使用的测试距离应记录在测试报告中。 测量天线的物理尺寸不能超过测试距离的20％，测量天线应适合水平和垂直极化波的接收，测量天 线应在一定架高要求范围内调整。测量天线、替代天线的增益精度在±ldB以内。杂散发射e．i．rP．测量框 图见图A．1。 8 E田j⋯ 厂]1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一 测量天线 A．1杂散发射a．i．rP．测量框图 参考文献 【1】Ⅱu-RSM．1754Measurementtechniquesofultra-widebandtransmissions YD厂r2237．-20” 9