摘要：分析了發射天線3dB波瓣寬度在輻射敏感度試驗中的影響，若忽視波瓣寬度的影響，不能有效考核試驗對象。基於發射天線3dB波瓣寬度在輻射敏感度測試中的重要性，CNAS-CL01-A008:2018對RS103項目中發射天線3dB波瓣寬度提出了計量需求。
國家軍用標準GJB151B-2013《軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求與測量》RS103(10kHz～40GHz電場輻射敏感度)針對200MHz以上的測試，標準進行了說明，測試中可能需要較多的天線位置數，如圖1所示。按如下確定天線位置數（N）：
1) 對200MHz～1GHz，應以足夠數量的位置放置天線，以使每個EUT分機殼體的整個寬度和靠近EUT端接的350mm的電纜和電線在天線3dB波束寬度以內；
2) 對1GHz以上，應以足夠數量的位置放置天線，以使每個EUT分體殼體的整個寬度和靠近EUT端接的70mm的電纜和電線在天線3dB波束寬度以內。
圖1 多天線布置（頻率＞200MHz）
GJB8848-2016《系統電磁環境效應試驗方法》中對發射天線的輻射覆蓋範圍也做了規定：發射天線波束覆蓋範圍來選取照射位置，確保場強變化在3dB以內，以保證被測系統各部位均被充分照射。
天線3dB波瓣寬度（也稱3dB波束寬度）指的是在天線最大輻射方向兩側，輻射功率下降3dB的兩個方向的夾角，如圖2所示。
圖2 3dB波瓣寬度
功率相差3dB，其場強也是相差3dB，以上兩個標準的描述是一樣的效果。分析如下：
場強和功率的公式：
對數公式：
20lgE=10lgP+10lg(30G)-20lgr
對於零度角的功率P1和E1：
20lgE1=10lgP1+10lg(30G)-20lgr
對於3dB波束寬度角度處的功率P2和E2：
20lgE2=10lgP2+10lg(30G)-20lgr
由3dB波束寬度的定義可知：10lgP1-10lgP2=3dB，那麼可得20lgE1-20lgE2=3dB，即功率相差3dB，其場強也是相差3dB。
圖3所示喇叭天線的3dB波瓣寬度如圖4所示，有些頻點的波瓣寬度很小，不到10度，該天線的1米遠處3dB波瓣寬度的覆蓋寬度如表1所示，15GHz頻率點，1米遠處3dB波瓣寬度的覆蓋寬度只有0.127米，如果忽視3dB波瓣寬度，只進行一個位置的測試，那麼EUT在15GHz頻率點的考核就嚴重缺失。對1GHz以上，標準規定應以足夠數量的位置放置天線，以使每個EUT分體殼體的整個寬度和靠近EUT端接的70mm的電纜和電線在天線3dB波束寬度以內。那麼以一個0.5米寬的EUT為例，則對於圖3所示的喇叭天線15GHz頻率點處需要移動的天線位置處N：N=(0.5+0.07)/0.127=4.49，取整後N等於5，即在實際的測試中天線需要移動5次。表2是一些典型發射天線平均波瓣寬度，從表可知，平均波瓣寬度在15°～27.5°，也都不大。另外一個容易被忽視的問題是在水平方向上（這裡不是指天線的水平極化）移動天線位置的同時，也需要在垂直方向上（這裡不是指天線的垂直極化）按上述的計算方法計算垂直方向上的天線輻射位置數，尤其是對於機櫃等高度比較高的被測對象。
圖3 雙脊喇叭天線
圖4 雙脊喇叭天線3dB波瓣寬度
表1 發射天線覆蓋寬度
表2 典型發射天線波瓣寬度
表3為GJB1389A典型頻段外部射頻電磁環境限值，有些頻段要求場強特別大，例如2.7GHz～3.6GHz頻段，要求峰值場強達到27460V/m。受功率放大器、微波器件等的限制，對於特大場強的測試需求，通常的做法是在低頻段通過偶極子天線陣及反射板、高頻段通過空間合成及相位調製等技術手段來實現特大的場強，該方法是通過犧牲輻射面積實現能量的聚焦而實現，這樣其有效的輻射面積往往不大。一個案例中計算的3dB場強測試範圍如表4所示，3dB場強的覆蓋範圍很小，只有知道了3dB場強的覆蓋範圍，具體的測試中才能有效考核試驗對象。
表3 GJB1389A典型頻段外部射頻電磁環境限值
表4 3dB場強測試範圍
基於發射天線3dB波瓣寬度在輻射敏感度測試中的重要性，CNAS-CL01-A008:2018 《檢測和校準實驗室能力認可準則在電磁兼容檢測領域的應用說明》對RS103項目中發射天線3dB波瓣寬度提出了計量需求，如表5所示 。
表5 CNAS-CL01-A008:2018發射天線3dB波瓣寬度的計量要求