CN102759666B - 一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，利用现有的印刷电路板近场磁场扫描测量设备和半波暗室测量装置，对一定数量的印刷电路板在宽频带范围内进行近场、远场的辐射场测量，基于这些测量数据，通过统计方法确定采集数据满足指数正态分布，然后建立一种近场磁场强度与远场电场强度之间的经验关系，即角度传递函数。利用该角度传递函数，将当前工业电磁兼容性的远场辐射限制标准转换成近场辐射限制标准，使得设计者在实时获得PCB近场电磁特性的同时，直接判断PCB的电磁兼容性，由此使得设计人员能够在获取近场电磁特性的同时实时判断PCB的辐射是否超出限制，为印刷电路板设计者缩短开发周期。

Description

一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法

技术领域

本发明涉及电磁兼容领域，具体来说，是一种在印刷电路板的近场快速判断印刷电路板是否超出远场辐射限制的方法。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的电子设备采用高速的印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）。然而，由于高速的印刷电路板工作在高频状态，其产生的瞬态脉冲包含有能够发射电磁干扰（EMI）的高频谐波。这些高频谐波不仅影响PCB的电磁兼容（EMC）性能，而且影响整个产品的成本。所以，电子设备的电磁兼容性是现代电子工程设计人员进行设计时必须考虑的。电磁兼容预测把产品的电磁兼容问题解决在产品定型之前，可以节约大量的时间和金钱。

目前，对设计者而言，印刷电路板的电磁兼容性除了凭借经验使其满足工业标准，最可靠的方法是通过直接测量印刷电路板的远场（即r＞2D²/λ，r为辐射源与观测点之间的距离，D为辐射源的尺寸，λ为电磁波波长）辐射特性进行判断。但这种直接有效的方法大大增加了设计费用并延长了设计周期。因此，利用近场（即）电磁扫描设备获取PCB的近场电磁场特性，通过数学方法判断PCB的电磁兼容性成为一种趋势。比如在印刷电路板上方近场内的某一辐射平面上将测量值作为等效面电流预估PCB的远场辐射强度，参考：

①、Peter Petre,Tapan K.Sarkar,“Planar Near-Field to Far-FieldTransformation using an Equivalent Magnetic Current Approach”,IEEETransactions on Antennas and Propagation,Vol-40,No.11,Nov1992,Pg 1348–1356；

②、Tapan Kumar Sarkar,ArdalanTaaghol,“Near-Field to Near/Far-FieldTransformation for Arbitrary Near-Field Geometry Utilizing an Equivalent ElectricCurrent and MoM”,IEEE trans.on Antennas and Propagation,Vol-47,No.3,March 1999,Pg566-573；

③、Y.Vives,C.Arcambal,A.Louis,F de Daran,P.Eudeline,B.Mazari,"Modeling Magnetic Radiations of Electronic Circuits using Near-field ScanningMethod",IEEE Trans.Electromagn.Comp.,Vol 49n°2,August 2007,pp391-400；

④、Paul-AndrˊeBarri`ere,Jean-Jacques Laurin,and Yves Goussard,“Mappingof Equivalent Currents on High-SpeedDigital Printed Circuit Boards BasedonNear-Field Measurements”,IEEE Trans.onElectromagnetic Compatibility,Vol.51,No.3,August2009,PP649~658；

⑤、Haixiao Weng,Daryl G.Beetner and Richard E.DuBroff,“Prediction ofRadiated Emissions Using Near-Field Measurements”,IEEE Trans.onElectromagnetic Compatibility,Vol.53,No.4,November2011,PP891~899。

但是上述这种等效面电流法不仅需要近场的幅度信息也需要近场的相位信息，相位信息的获得需要通过两个探针或是自由空间格林函数的半平面场，这使得计算量和工作量极大的增加，同时，要考虑近场扫描设备周围可能存在其他测量设备而引起的多次反射效应。

另外一种方法是从近场测量数据中推出等效电偶极子和等效磁偶极子，再利用辐射积分计算远场辐射强度，参考：

Ⅰ、Q.Chen,M.Hangai,K.Sawaya,“Estimation of Current Distribution byNear-Field Measurement”,in Proc.of the CEEM’2003,Asia Pacific Conferenceon Environmental Electromagnetics,Hangzhou,China,November2003,pp.482-485；

Ⅱ、J.Shi,M.A.Cracraft,J. Zhang,R.E.DuBroff,K.Slattery,M.Yamaguchi,“Using Near-Field Scanning to Predict Radiated Fields”,in Proc.IEEE Int.Symp.on EMC,Santa Clara,USA,vol.1,August 2004,pp.14-18。

但该方法需要大量时间推算出印刷电路板的辐射源阵列，并且目前只能用在简单的印刷电路板上，对一个复杂的印刷电路板而言，该方法是非常困难的。另外，越来越宽的辐射频率范围和越来越复杂的辐射模式也增加了预测远场辐射强度的困难度。因此，所提及的预测方法受到了计算量和宽频率应用的限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种在印刷电路板近场进行印刷电路板电磁兼容性判断的方法，使得设计者在实时获得PCB近场电磁特性的同时，直接判断PCB的电磁兼容性，由此使得设计人员能够在获取近场电磁特性的同时实时判断PCB的辐射是否超出限制，为印刷电路板设计者缩短开发周期。

本发明一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，通过下述步骤来完成：

步骤1：获取印刷电路板近场电磁特性数据

获取印刷电路板上i个扫描点在各个辐射电磁波频率f下的三个正交方向的磁场分量H_xi(f)、H_yi(f)和H_zi(f)，则印刷电路板上的i个扫描点在各个辐射电磁波频率f下的磁场辐射强度为：

$H\left(f\right)=\sqrt{{\left|H_{\mathrm{xi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{yi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{zi}}\left(f\right)\right|}^2}---\left(1\right)$

随后从印刷电路板上i个扫描点中找出在各个辐射电磁波频率f下的磁场辐射强度最大值，即为印刷电路板近场电磁特性数据测量值：

${\left|H\left(f\right)\right|}_{\mathrm{NF}}^{\max }=\max \left(\sqrt{{\left|H_{\mathrm{xi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{yi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{zi}}\left(f\right)\right|}^2}\right).---\left(2\right)$

步骤2：获取印刷电路板远场电磁特性数据

步骤3：建立印刷电路板宽频带近场电磁特性与远场电磁特性的关系；

将印刷电路板做为虚拟的磁偶极子天线，将磁偶极子天线的近场电磁特性数据可等价为磁偶极子天线的径向分量：

${\left|H\left(f\right)\right|}_{\mathrm{NF}}^{\max }\≈\frac{2k^2{a}^2{I}_0\cos {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{NF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{4r^{\′}}|-\frac{1}{j{\mathrm{kr}}^{\′}}+\frac{1}{{\left({\mathrm{kr}}^{\′}\right)}^2}|---\left(3\right)$

其中，r＇为磁偶极子天线与扫描点之间的距离；I₀为空间电流分布，为常量；k＝2π/λ为波数，λ为波长，a为等效磁偶极子天线的有效半径，j是单位虚数；θ_NF是磁偶极子天线的近场区域扫描点偏离位于磁偶极子天线处垂直于XY平面的轴的角度，|θ_NF(f)|^max为各个辐射电磁波频率f下磁偶极子天线的近场辐射值达到最大值时的角度值。

根据式（3）等效磁偶极子天线的远场电磁特性数据可表示为：

${\left|E\left(f\right)\right|}_{\mathrm{FF}}^{\max }\≈\frac{\mathrm{\η}{k}^2{a}^2{I}_0\sin {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{FF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{4r}\≈\frac{\mathrm{\η}}{2r}\frac{\frac{\sin {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{FF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{\cos {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{NF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}}{|-\frac{1}{j{\mathrm{kr}}^{\′2}}+\frac{1}{k^2{r}^{\′3}}|}{\left|H\left(f\right)\right|}_{\mathrm{NF}}^{\max }---\left(4\right)$

其中，θ_FF为磁偶极子天线远场探测点偏离位于磁偶极子天线处垂直于XY平面的轴的角度，则|θ_FF(f)|^max为磁偶极子天线远场辐射强度达到最大值时的角度值；r为磁偶极子天线远场探测点与磁偶极子天线所在位置之间的直线距离，η为自由空间阻抗。

在式（4）中，角度θ_NF和θ_FF均是辐射电磁波频率f的函数，令参数A为角度传递函数：

$A\left(f\right)=\frac{\sin {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{FF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{\cos {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{NF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}---\left(5\right)$

将步骤1获得的印刷电路板的近场电磁特性数据与步骤2中获得的印刷电路板远场电磁特性数据带入式（4）中，便可得到扫描区域内在各电磁辐射频率下的角度传递函数值A。

步骤4：将工业标准中的远场的电磁辐射限制标准转换成近场的电磁辐射限制标准；

根据式（4）与式（5），将工业标准中的远场的电磁辐射限制标准转换成近场的电磁辐射限制标准：

${\left|H_{\mathrm{limits}}\right|}_{\mathrm{NF}}=\frac{2}{A\left(f\right)\mathrm{\ηr}}\·|-\frac{1}{j{\mathrm{kr}}^{\′2}}+\frac{1}{k^2{r}^{\′3}}|\·{\left|E_{\mathrm{limits}}\right|}_{\mathrm{FF}}---\left(6\right)$

其中，|E_limits|_FF表示远场区域的辐射限制标准。

步骤5：获得印刷电路板近场辐射限制标准；

对n个印刷电路板分别进行步骤1~步骤3，并将得到的n个印刷电路板载各个频率下的角度传递函数相加后取平均，带入步骤4的式（6）中，得到印刷电路板近场辐射限制标准|H_limits|_NF。

步骤6：判断印刷电路板是否超出辐射限制标准；

根据步骤5中得到的近场辐射限制标准，对印刷电路板是否超出辐射限制标准进行判断：若在印刷电路板某一辐射电磁波频率f下的近场电磁特性的测量值低于印刷电路板在相同频率下的近场辐射限制标准|H_limits|_NF，则表示该印刷电路板符合标准，反之，则不符合标准。

本发明的优点在于：

1、本发明印刷电路板远场辐射限制的判断方法，可利用印刷电路板的近场电磁辐射强度判断其远场辐射是否超出限制；

2、采用本发明印刷电路板远场辐射限制的判断方法，可使设计人员能够在获取近场电磁特性的同时实时、快速的判断印刷电路板的远场辐射是否超出限制，为PCB设计者缩短开发周期；

3、本发明印刷电路板远场辐射限制的判断方法，适用于不同近场、远场电磁特性测量设备。

附图说明

图1为本发明印刷电路板远场辐射限制的判断方法流程图；

图2为本发明印刷电路板远场辐射限制的判断方法中印刷电路板近场电磁特性数据测量方式示意图；

图3为第一印刷电路板的近场辐射强度最大值与近场电磁辐射限制标准对比图；

图4为第二印刷电路板的近场辐射强度最大值与近场电磁辐射限制标准对比图；

图5为第三印刷电路板的近场辐射强度最大值与近场电磁辐射限制标准对比图；

图6为第一印刷电路板的远场辐射强度最大值和远场电磁辐射限制标准对比图；

图7为第二印刷电路板的远场辐射强度最大值和远场电磁辐射限制标准对比图；

图8为第三印刷电路板的远场辐射强度最大值和远场电磁辐射限制标准对比图。

图中：

1-印刷电路板    2-电磁扫描仪    3-频谱分析仪    4-扫描点

201-定位系统    202-探针

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明印刷电路板1远场辐射限制的判断方法，如图1所示，通过下述步骤来完成：

步骤1：获取印刷电路板1近场电磁特性数据；

印刷电路板1的近场电磁特性数据通过由电磁扫描仪2、频谱分析仪3组成的测量系统获得。其中，电磁扫描仪2由定位系统201与近场探针202构成，探针202安装在可上下、左右移动的定位系统201上。令印刷电路板1所在平面为直角坐标系下的XY平面，垂直于XY平面并指向印刷电路板1辐射区域的方向为Z方向；由于印刷电路板1本身很薄，因此将印刷电路板1作为二维目标，通过可定位系统201上下、左右移动，使探针202在平行于印刷电路板1上方的平面（扫描面）上进行扫描，扫描面的大小需涵盖整个印刷电路板1的有效辐射源，且扫描面距印刷电路板1所在水平面间的距离位于印刷电路板1辐射的近场区域内。理论上而言，印刷电路板1近场区域的能量属于交互能量，由于近场区域范围在一个波长以内，因此扫描面距印刷电路板1所在水平面间距设置为10mm。

根据频率选择范围，探针202步进步长为10mm，探测频率设为50MHz~500MHz范围内步进步长为50MHz；近场区域范围在500MHz~1000MHz范围内步进步长为100MHz；由此通过探针202可完全探测出印刷电路板1上i个扫描点4在各个辐射电磁波频率f下的三个正交方向（X方向、Y方向、Z方向）的磁场分量H_xi(f)、H_yi(f)和H_zi(f)，则印刷电路板1上的i个扫描点4在各个辐射电磁波频率f下的磁场辐射强度为：

$H\left(f\right)=\sqrt{{\left|H_{\mathrm{xi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{yi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{zi}}\left(f\right)\right|}^2}---\left(1\right)$

上述探针202在三个正交方向上探测得到的磁场分量数据通过频谱分析仪3转换成可读文件（ascii文件）存储至计算机中，随后从印刷电路板1上i个扫描点4中找出在各个辐射电磁波频率f下的磁场辐射强度最大值，即为印刷电路板1近场电磁特性数据：

${\left|H\left(f\right)\right|}_{\mathrm{NF}}^{\max }=\max \left(\sqrt{{\left|H_{\mathrm{xi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{yi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{zi}}\left(f\right)\right|}^2}\right)---\left(2\right)$

步骤2：获取印刷电路板1远场电磁特性数据；

印刷电路板1的远场电磁辐射特性数据可在吉赫横电磁室（Gigahertz TransverseElectro-Magnetic，GTEM）或半电波暗室中获得。本发明中在频率范围为30MHz–1GHz的半波暗室中获取印刷电路板1的远场电磁特性数据，具体为：将印刷电路板1放置在相对电磁波接收装置的有效范围处，则电磁波接收装置所处位置为印刷电路板1的远场探测点，测量印刷电路板1不同方位上的电磁辐射强度，每个方位上测量至少5次。从印刷电路板1的所有测量数据中选出各个辐射频率点上的最大辐射强度作为印刷电路板1的远场电磁特性数据，记为用于判断印刷电路板1电磁兼容性。

步骤3：建立印刷电路板1宽频带近场电磁特性与远场电磁特性的关系；

将印刷电路板1做为虚拟的磁偶极子天线（即虚拟源），由于磁偶极子天线在近场区域中的电磁场分布特性主要取决于虚拟源与扫描点4之间的距离r＇，且探针202的扫描面距印刷电路板1所在平面间距离非常近，则i个扫描点4在各个辐射电磁波频率f下磁偶极子天线磁场的径向分量较于其他两个方向分量占主要贡献，因此磁偶极子天线的近场电磁特性数据可等价为磁偶极子天线的径向分量：

${\left|H\left(f\right)\right|}_{\mathrm{NF}}^{\max }\≈\frac{2k^2{a}^2{I}_0\cos {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{NF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{4r^{\′}}|-\frac{1}{j{\mathrm{kr}}^{\′}}+\frac{1}{{\left({\mathrm{kr}}^{\′}\right)}^2}|---\left(3\right)$

其中，I₀为空间电流分布，为常量；k＝2π/λ为波数，λ为波长，a为等效磁偶极子天线的有效半径，j是单位虚数。θ_NF是磁偶极子天线的近场区域扫描点4偏离位于磁偶极子天线处垂直于XY平面的轴的角度，|θ_NF(f)|^max为各个辐射电磁波频率f下磁偶极子天线的近场辐射值达到最大值时的角度值。

根据式（3）等效磁偶极子天线的远场电磁特性数据可表示为：

${\left|E\left(f\right)\right|}_{\mathrm{FF}}^{\max }\≈\frac{\mathrm{\η}{k}^2{a}^2{I}_0\sin {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{FF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{4r}\≈\frac{\mathrm{\η}}{2r}\frac{\frac{\sin {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{FF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{\cos {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{NF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}}{|-\frac{1}{j{\mathrm{kr}}^{\′2}}+\frac{1}{k^2{r}^{\′3}}|}{\left|H\left(f\right)\right|}_{\mathrm{NF}}^{\max }---\left(4\right)$

其中，θ_FF为磁偶极子天线远场探测点偏离位于磁偶极子天线处垂直于XY平面的轴的角度，则为磁偶极子天线远场辐射强度达到最大值时的角度值；r为磁偶极子天线远场探测点与磁偶极子天线所在位置之间的直线距离，η为自由空间阻抗。

在式（4）中，角度θ_NF和θ_FF均是辐射电磁波频率f的函数，考虑到印刷电路板1的复杂性，引入参数A作为角度传递函数：

$A\left(f\right)=\frac{\sin {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{FF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{\cos {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{NF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}---\left(5\right)$

将步骤1获得的印刷电路板1的近场电磁特性数据测量值与步骤2中获得的印刷电路板1远场电磁特性数据带入式（3）中，便可得到扫描区域内在各电磁辐射频率下的角度传递函数值A。

步骤4：将工业标准中的远场的电磁辐射限制标准转换成近场的电磁辐射限制标准；

由于步骤3中建立了一种近场的磁场幅度和远场的电场幅度的经验关系，表示当已知远场的电场幅度时也可获得近场的最大磁场幅度，由此，根据式（4）与式（5）即可将工业标准中的远场的电磁辐射限制标准转换成近场的电磁辐射限制标准：

${\left|H_{\mathrm{limits}}\right|}_{\mathrm{NF}}=\frac{2}{A\left(f\right)\mathrm{\ηr}}\·|-\frac{1}{j{\mathrm{kr}}^{\′2}}+\frac{1}{k^2{r}^{\′3}}|\·{\left|E_{\mathrm{limits}}\right|}_{\mathrm{FF}}---\left(6\right)$

其中，|E_limits|_FF表示远场区域的辐射限制标准。

步骤5：获得印刷电路板1近场辐射限制标准；

对n个印刷电路板1分别进行步骤1~步骤3，并将得到的n（n≥14）个印刷电路板1载各个频率下的角度传递函数相加后取平均，带入式（6）中，得到印刷电路板1近场辐射限制标准|H_limits|_NF。

步骤6：判断印刷电路板1是否超出辐射限制标准；

根据步骤4中得到的近场辐射限制标准，对印刷电路板1是否超出辐射限制标准进行判断：如果在印刷电路板1某一辐射电磁波频率f下的近场电磁特性的测量值低于印刷电路板1在相同频率下的近场辐射限制标准|H_limits|_NF，则表示该印刷电路板1符合设计标准，反之，设计不符合要求。对于一块新的印刷电路板来说，各个辐射频率下角度传递函数有90%概率落在置信区间上下边界间。从电磁兼容设计角度出发，置信区间上边界表明了印刷电路板可能的辐射最大值，同时也代表了最糟的情况；如果置信区间上边界低于或非常接近控制边界，表示该块印刷电路板有很高的可能性是符合设计标准的。

通过本发明方法可直接利用最方便、最快捷的印刷电路板原始的近场测量值进行判断，从而对印刷电路板是否符合FCC B类限制（FCC Part 15 B）的设计要求进行判断。图3~图5分别给出了第一印刷电路板、第二印刷电路板、第三印刷电路板在不同频率点上利用近场最辐射强度最大值与近场电磁辐射限制标准进行比对的结果。同时给出了置信区间为90%的近场限制上、下边界。探针频率由30MHz~1000MHz，根据步骤4中式（6）得到的转换后的近场电磁辐射限制标准是与辐射频率、扫描平面的高度和角度传递函数有关，整体趋势随着频率的升高而下降。

根据步骤6中的判断标准，由图3~图5中可看出，第一印刷电路板符合设计要求，在要求的频率范围内均没有超出设计要求；第二印刷电路板在某些频率点上是超出了设计标准；而第三印刷电路板则完全不符合要求。

为了验证本发明方法的可行性，图6~图8给出了这三块印刷电路板测量得到的远场辐射强度最大值以及远场电磁辐射限制标准。从图6~图8中可以看出，第一印刷电路板的辐射强度最大值没有超出远场电磁辐射限制标准，说明第一印刷电路板是符合设计要求的。第二印刷电路板在某些频率上超出了设计标准，第三印刷电路板则完全超出。与用近场标准判断的结果相比，二者完全一致，说明近场判断标准的可行性。

Claims (8)

1.一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，其特征在于：通过下述步骤来完成：

步骤1：获取印刷电路板近场电磁特性数据

获取印刷电路板上i个扫描点在各个辐射电磁波频率f下的三个正交方向的磁场分量H_xi(f)、H_yi(f)和H_zi(f)，则印刷电路板上的i个扫描点在各个辐射电磁波频率f下的磁场辐射强度为：

$H\left(f\right)=\sqrt{{\left|H_{\mathrm{xi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{yi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{zi}}\left(f\right)\right|}^2}---\left(1\right)$

随后从印刷电路板上i个扫描点中找出在各个辐射电磁波频率f下的磁场辐射强度最大值，即为印刷电路板近场电磁特性数据测量值：

${\left|H\left(f\right)\right|}_{\mathrm{NF}}^{\max }=\max \left(\sqrt{{\left|H_{\mathrm{xi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{yi}}\left(f\right)\right|}^2+{\left|H_{\mathrm{zi}}\left(f\right)\right|}^2}\right)---\left(2\right)$

步骤2：获取印刷电路板远场电磁特性数据

步骤3：建立印刷电路板宽频带近场电磁特性与远场电磁特性的关系；

将印刷电路板做为虚拟的磁偶极子天线，将磁偶极子天线的近场电磁特性数据等价为磁偶极子天线的径向分量：

${\left|H\left(f\right)\right|}_{\mathrm{NF}}^{\max }\≈\frac{{2k}^2{a}^2{I}_0\cos {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{NF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{4r^{\′}}|-\frac{1}{\mathrm{jk}{r}^{\′}}+\frac{1}{{\left(k{r}^{\′}\right)}^2}---\left(3\right)$

其中，r′为磁偶极子天线与扫描点之间的距离；I₀为空间电流分布，为常量；k＝2π/λ为波数，λ为波长，a为磁偶极子天线的有效半径，j是单位虚数；θ_NF是磁偶极子天线的近场区域扫描点偏离位于磁偶极子天线处垂直于XY平面的轴的角度，|θ_NF(f)|^max为各个辐射电磁波频率f下磁偶极子天线的近场辐射值达到最大值时的角度值；

根据式(3)磁偶极子天线的远场电磁特性数据表示为：

${\left|E\left(f\right)\right|}_{\mathrm{FF}}^{\max }\≈\frac{{\mathrm{\ηk}}^2{a}^2{I}_0\sin {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{FF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{4r}\≈\frac{\mathrm{\η}}{2r}\frac{\frac{\sin {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{FF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{\cos {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{NF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}}{|-\frac{1}{\mathrm{jk}{r}^{\′2}}+\frac{1}{k^2{r}^{\′3}}}{\left|H\left(f\right)\right|}_{\mathrm{NF}}^{\max }---\left(4\right)$

其中，θ_FF为磁偶极子天线远场探测点偏离位于磁偶极子天线处垂直于XY平面的轴的角度，则|θ_FF(f)|^max为磁偶极子天线远场辐射强度达到最大值时的角度值；r为磁偶极子天线远场探测点与磁偶极子天线所在位置之间的直线距离，η为自由空间阻抗；

在式(4)中，角度θ_NF和θ_FF均是辐射电磁波频率f的函数，令参数A为角度传递函数：

$A\left(f\right)=\frac{\sin {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{FF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}{\cos {\left|{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{NF}}\left(f\right)\right|}^{\max }}---\left(5\right)$

将步骤1获得的印刷电路板的近场电磁特性数据与步骤2中获得的印刷电路板远场电磁特性数据带入式(4)中，便得到扫描区域内在各电磁辐射频率下的角度传递函数值A；

步骤4：将工业标准中的远场的电磁辐射限制标准转换成近场的电磁辐射限制标准；

根据式(4)与式(5)，将工业标准中的远场的电磁辐射限制标准转换成近场的电磁辐射限制标准：

${\left|H_{\mathrm{limits}}\right|}_{\mathrm{NF}}=\frac{2}{A\left(f\right)\mathrm{\ηr}}\·|-\frac{1}{\mathrm{jk}{r}^{\′2}}+\frac{1}{k^2{r}^{\′3}}|\·{\left|E_{\mathrm{limits}}\right|}_{\mathrm{FF}}---\left(6\right)$

其中，|E_limits|_FF表示远场区域的辐射限制标准；

步骤5：获得印刷电路板近场辐射限制标准；

对n个印刷电路板分别进行步骤1～步骤3，并将得到的n个印刷电路板在各个频率下的角度传递函数相加后取平均，带入步骤4的式(6)中，得到印刷电路板近场辐射限制标准|H_limits|_NF；

步骤6：判断印刷电路板是否超出辐射限制标准；

根据步骤5中得到的近场辐射限制标准，对印刷电路板是否超出辐射限制标准进行判断：若印刷电路板在某一辐射电磁波频率f下的近场电磁特性的测量值低于印刷电路板在相同频率下的近场辐射限制标准|H_limits|_NF，则表示该印刷电路板符合标准，反之，则不符合标准。

2.如权利要求1所述一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，其特征在于：所述步骤1中通过由电磁扫描仪与频谱分析仪组成的测量系统获取印刷电路板上i个扫描点在各个辐射电磁波频率f下的三个正交方向的磁场分量H_xi(f)、H_yi(f)和H_zi(f)；其中，电磁扫描仪由定位系统与近场探针构成，探针安装在定位系统上；令印刷电路板所在平面为直角坐标系下的XY平面，垂直于XY平面并指向印刷电路板辐射区域的方向为Z方向；将印刷电路板作为二维目标，通过定位系统上下、左右移动，使探针在平行于印刷电路板上方的平面上进行扫描。

3.如权利要求2所述一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，其特征在于：

探针步进步长为10mm，探测频率为50MHz～500MHz时，步进步长为50MHz；近场区域范围在500MHz～1000MHz范围内步进步长为100MHz。

4.如权利要求2所述一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，其特征在于：所述印刷电路板上方,平行于印刷电路板的平面作为扫描面；通过探针在扫描面上进行扫描,实现印刷电路板上i个扫描点在各个辐射电磁波频率f下的三个正交方向的磁场分量探测；

扫描面的大小涵盖整个印刷电路板的有效辐射源，且扫描面距印刷电路板所在水平面间的距离位于印刷电路板辐射的近场区域内。

5.如权利要求4所述一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，其特征在于：所述扫描面距印刷电路板所在水平面间距离为10mm。

6.如权利要求1所述一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，其特征在于：步骤2中印刷电路板的远场电磁特性数据在吉赫横电磁室或半电波暗室中获得。

7.如权利要求6所述一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，其特征在于：步骤2中印刷电路板的远场电磁特性数据在频率范围为30MHz–1GHz的半电波暗室中获取，具体为：将印刷电路板放置在相对电磁波接收装置的有效范围处，则电磁波接收装置所处位置为印刷电路板的远场探测点，测量印刷电路板不同方位上的电磁辐射强度，每个方位上测量至少5次；从印刷电路板的所有测量数据中选出各个辐射频率点上的最大辐射强度作为印刷电路板的远场电磁特性数据。

8.如权利要求1所述一种印刷电路板远场辐射限制的判断方法，其特征在于：所述步骤5中n≥14。