自由空間損耗，指的是電磁波在空氣中傳播時候的能量損耗，電磁波在穿透任何介質的時候都會有損耗。手機、無線遙控器、無線路由器、藍牙、物聯網等採用擴頻和其他寬頻調製技術的無線設備，會在載波頻率之外很寬的頻率範圍內產生帶外發射和雜散發射，這些發射會對其他無線電設備產生干擾。
基本介紹
- 中文名：自由空間損耗
- 外文名：Free space loss
- 釋義：電磁波在空氣中傳播中的能量損耗
- 學科：電子工程
- 領域：電子技術
- 單位：Km
簡介,直接法測量原理,空間損耗補償值測試步驟,有效輻射功率測量值的驗證結果,總結,
簡介
手機、無線遙控器、無線路由器、藍牙、物聯網等採用擴頻和其他寬頻調製技術的無線設備，會在載波頻率之外很寬的頻率範圍內產生帶外發射和雜散發射，這些發射會對其他無線電設備產生干擾。為此需要制定相關標準來限制無線通訊產品的工作主頻和帶外雜散發射量。標準中規定雜散發射需要測量天線連線埠以及機殼外圍兩種情況。機殼外圍的輻射功率測量通常採用替代法和直接法測量，直接法測量時，機殼外圍的輻射功率可以由測量接收天線輸出端的功率值並補償預校準好的系統的自由空間損耗來直接得到。因此校準的自由空間損耗是否準確直接影響到雜散發射的測量結果。
直接法測量原理
由於整個試驗系統較為複雜，要實現自動化測試，一般配備專用的測試軟體進行系統集成。採用直接法進行輻射雜散測試時，需要在測試前對試驗系統的各個測試單元單獨進行校準（自由空間損耗LA、濾波器+前置放大器的損耗LT、電纜損耗LC等），或對這些測量設施整體進行校準。將校準的各個參數補償到測試軟體當中，從而實現自動一體化測量。
空間損耗補償值測試步驟
自由空間損耗的補償值可以通過場地衰減測量而得到，假設發射天線與接收天線距離3m，收發天線增益Gt、Gr已知，使用接收機或頻譜儀，射頻信號源搭配測試軟體實現對自由空間損耗補償值的校準測量，具體步驟如下：
a）將發射天線端的電纜與接收天線端的電纜取下後直連，軟體控制信號源輸出，按照一定的頻率步進對整個連線通路進行衰減測量，得到整個通道的衰減值A。
b）將電纜分別接到發射天線連線埠以及接收天線連線埠上，並設定天線極化方向為垂直方向，信號源發射同等幅值大小的信號，按照相同的頻率步進對整個場地的衰減進行測量，得到衰減值B。
c）運用軟體對整個頻段的所有數據進行運算，首先得到場地衰減值SA即(B-A)，然後將結果再加上已知的發射天線增益Gt 及接收天線增益Gr得到自由空間損耗補償值LA 即(B-A+Gt+Gr)；
d）設定天線極化方向為水平方向，重複b）與c）的步驟。
有效輻射功率測量值的驗證結果
雜散有效輻射功率直接法測量結果的驗證方法是：首先，將各個系統單元的損耗參數在軟體中補償並進行場地布置；接著EUT由發射天線代替，將發射天線與外部信號源連線，設定信號源發射功率P；然後使用軟體控制接收天線直接測量發射天線產生的有效輻射功率P2；再通過已知的發射天線增益以及信號源與發射天線之間的線纜損耗LC，計算發射天線實際產生的有效輻射功率P1=P- LC+Gt；最後比較P1與P2值的偏差，直接法測量結果與實際發射功率最大相差1.89dB，結果偏差與CISPR 16-4-2:2011定義的高頻輻射騷擾測量不確定度Ucispr=5.5dB相比要小很多，測量結果非常接近實際發射功率值。
總結
通過自由空間損耗補償進行1GHz以上輻射雜散測量（直接法）具有很好的套用前景，該方法省時省力，在考慮了暗室環境、儀器設備、場地布置等影響因數的基礎上，實現了高效、精準的測量，該方法正被越來越多的實驗室廣泛採納。
