EN 300 328 中 Wi-Fi / 蓝牙设备整机辐射功率测试的“替代法”
EN 300 328 中 Wi-Fi / 蓝牙设备整机射频功率的替代法测试方法介绍在对无线设备进行 EN 300 328 合规性测试时，最大发射功率（EIRP）是关键参数之一。对于使用内置天线或无法直接访问射频输出端口的整机产品（如 Wi-Fi 路由器、蓝牙耳机、智能硬件等），常规的导入式（conducted）测试不可行，此时可采用“替代法”（Substitution Method）进行辐射功率测试。一、替代法原理替代法是一种通过比较的方法间接测量设备的辐射功率。其基本原理如下：
[*]首先，在电波暗室中测量被测设备（EUT）在某一频点发射时，在接收天线处产生的最大场强值；
[*]然后，使用一个参考发射源替换掉 EUT，发射相同频率的信号；
[*]调节参考源的输出功率，直到接收天线处接收到的信号强度与 EUT 相同；
[*]最后，根据参考源的已知发射功率、天线增益和电缆损耗，反推出 EUT 的等效辐射功率（EIRP）。
5) The radiated power is equal to the power supplied by the signal generator, plus the gain of the substitution antenna, minus the cable loss. 这种方法广泛用于无法进行端口测量的无线设备，特别适用于 Wi-Fi（802.11 系列）、蓝牙（BT）、Zigbee 等频段跳变或调制方式复杂的产品。
二、测试步骤
EUT 测量阶段
[*]将设备置于电波暗室转台中心，固定其发射信道和模式；
[*]设置接收天线的极化方向（水平或垂直）；
[*]旋转设备，找到最大辐射方向；
[*]记录该方向的最大场强值（通常单位为 dBμV/m）。
参考源替代测量阶段
[*]移除 EUT，安装参考发射系统（通常为信号源 + 标准增益天线）；
[*]该系统应位于与 EUT 相同的位置、同样的极化方向；
[*]在相同频率上发射，并缓慢调节输出功率；
[*]当接收端读数与 EUT 发射时相等时，记录此时的输出功率；
[*]利用公式计算出 EUT 的 EIRP。
三、EIRP 计算方式EIRP 的计算公式如下：
EIRP（dBm） = 参考源输出功率（dBm） + 天线增益（dBi） − 电缆损耗（dB）
这个值即为被测设备在该频率点上的等效辐射功率。C.4 Substitution measurement 5) The radiated power is equal to the power supplied by the signal generator, plus the gain of the substitution antenna, minus the cable loss.
✅ 各项解释如下：
项目意义说明
参考源输出功率（dBm）信号源本身的输出功率通常由信号源设定或通过功率计精确测量
天线增益（dBi）参考发射天线的增益相对于理想全向天线的方向性增益
电缆损耗（dB）信号源到天线之间的电缆损耗包括所有连接线缆、适配器等的插入损耗
📘 这个公式在替代法中的用途：在替代法中，你调节信号源输出功率，使得接收天线接收到的场强值与原本 EUT 发射时相同。此时你记录下信号源的输出功率，用上述公式换算出：参考系统在该测试配置下达到等效场强所需的 EIRP这个 EIRP 被认为就是 EUT 在该频点、方向和极化下的等效发射功率。
四、优点与适用范围替代法具有以下优点：
[*]无需打开设备或访问天线端口，保护设备结构完整；
[*]适合密封结构、不可拆卸天线等产品；
[*]可适用于跳频、扩频等复杂调制方式的无线设备；
[*]在 EN 300 328 中，特别适用于第 5.4.2 节关于最大 EIRP 的评估。
五、注意事项
[*]替代测试应在电波暗室或低反射环境中进行，避免背景干扰；
[*]参考源系统（信号源、天线、线缆）应经过充分校准；
[*]设备姿态与极化方向需保持一致，以确保测试准确；
[*]测量频率应覆盖 EUT 所用的所有主要发射信道；
[*]对跳频设备，建议锁定频点或通过频谱保持器件捕捉最大发射点。
EN 300 328 中替代法测量整机射频功率的方法
替代法（Substitution Method）测试流程与要素对照表
项目类别内容说明
适用场景- 封闭式或不可拆卸天线设备
- 无法进行端口导入测试的整机
- Wi-Fi（802.11）、BT、Zigbee 等跳频/扩频设备
测试目的测量设备在指定频率/通道上的 最大等效辐射功率（EIRP）
参考标准EN 300 328 V2.2.2 - 第 5.4.2 节：最大 EIRP 要求 \C.4 Substitution measurement
测试环境电波暗室（全/半暗室），3 米或 10 米测距线，低反射背景
关键设备- 被测设备（EUT）
- 信号接收系统（频谱仪 + 接收天线）
- 校准参考发射源（信号源 + 标准增益天线）
测试步骤
[*]启动 EUT，设置为持续发射，记录在接收天线处的最大场强（单位：dBμV/m）；
[*]移除 EUT，换上参考源，发射相同频率信号；
[*]调节参考源输出功率，使接收天线处读数与 EUT 相同；
[*]记录参考源功率，并根据已知增益和线损计算 EIRP。
EIRP 计算EIRP（dBm） = 参考源输出功率 + 参考天线增益 − 电缆损耗
极化要求EUT 与参考源测试时，天线极化方向必须一致（水平/垂直）
姿态要求EUT 与参考源应放置在 相同位置、相同高度、相同朝向
频率要求每个主要工作频点/通道都应分别测试（如 Wi-Fi: CH1、CH6、CH11）
跳频处理建议若设备为跳频系统（如蓝牙），建议固定频点测试或使用保持发射命令
结果单位最终结果为 dBm（可转为 mW：P = 10^(EIRP/10)）
常见问题- 环境噪声干扰大 → 使用暗室屏蔽；
- 天线极化不一致 → 导致测量偏差；
- 未使用校准源 → 测量不准；
- 忽略电缆损耗 → 误差扩大
优点总结- 不需拆解设备；
- 测试灵活，可对任意天线结构设备评估；
- 符合认证测试需求；
- 对于集成模组整机尤为实用
替代法 factor 生成步骤（Substitution Factor 校准流程）
步骤操作内容说明
1准备测试环境在电波暗室或半电波暗室中布置接收天线（与后续正式测量保持一致：距离、极化、高度等）
2连接参考发射系统使用已知输出功率的信号源（如频率源/矢量信号发生器）连接到标准增益天线（如喇叭天线）
3设定频率点选择所需的测试频率点（如 2400 MHz、2440 MHz、2480 MHz），逐个频点进行
4设定发射功率设定参考源输出功率为已知值，例如 +10 dBm（或 10 mW）
5测量接收场强在接收天线端使用频谱仪或 EMI 接收机记录每个频率点的接收电平（单位为 dBμV/m）
6记录电缆损耗测量或记录信号源到天线之间电缆的实际损耗值（dB）
7计算因子对每个频率点，根据以下公式计算 factor（换算因子）：
Factor（dB） = 已知 EIRP（dBm） − 实测场强值（dBμV/m） + 107
说明：107 是单位转换常数，来自 dBμV/m → dBm/m² 换算关系
8建立频率因子表将不同频率点的 factor 列成一张表，用于后续测试中将 EUT 的场强反推为 EIRP
示例假设你在 2440 MHz 使用 +10 dBm（即 10 mW）输出，测得场强为 114 dBμV/m，电缆损耗为 1.5 dB，天线增益为 6 dBi（这些可包含在计算中或独立记录），则：Factor = 10 − 114 + 107 = 3 dB
这个 3 dB 的因子以后用于换算：
当你测得某 EUT 在相同频点上辐射场强为 117 dBμV/m，则其 EIRP 约为：EIRP = 117 + Factor − 107 = 117 + 3 − 107 = 13 dBm
补充说明
[*]建议每隔 5 或 10 MHz 建一个频率因子表格（特别是 Wi-Fi、BT 工作带宽较宽的情况）；
[*]factor 也可以理解为频率点的辐射换算曲线；
[*]若测试布置稳定，此校准表可重复使用，前提是环境不变（包括天线位置、高度、极化等）；
[*]factor 可在 Excel 中制作图表曲线用于插值查找；
[*]该方法也符合 ETSI 和 RED 指南对替代法应用的推荐。
ETSI EN 300 328 V2.2.2 (2019-07) 标准下载
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EIRP（dBm） = 参考源输出功率（dBm） + 天线增益（dBi） − 电缆损耗（dB）是正确的，并且这是进行 替代法（Substitution Method） 中最常用的计算公式之一。
✅ 各项解释如下：
项目意义说明
参考源输出功率（dBm）信号源本身的输出功率通常由信号源设定或通过功率计精确测量
天线增益（dBi）参考发射天线的增益相对于理想全向天线的方向性增益
电缆损耗（dB）信号源到天线之间的电缆损耗包括所有连接线缆、适配器等的插入损耗
📘 这个公式在替代法中的用途：在替代法中，你调节信号源输出功率，使得接收天线接收到的场强值与原本 EUT 发射时相同。此时你记录下信号源的输出功率，用上述公式换算出：
参考系统在该测试配置下达到等效场强所需的 EIRP这个 EIRP 被认为就是 EUT 在该频点、方向和极化下的等效发射功率。
⚠️ 注意事项
[*]单位统一：所有数值必须以对数单位（dB 系列）输入（即 dBm、dBi、dB）。
[*]方向性：这是测某一方向的 EIRP，如需“最大 EIRP”，应对多方向（或 360°）扫描并取最大值。
[*]环境一致性：此公式要求测试期间参考源与 EUT 姿态、天线极化等条件一致。
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