隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)為增加連接能力，以及連接能力所支持的新功能和服務(wù)。這通常意味著向產(chǎn)品上添加一個(gè)或多個(gè)無(wú)線功能以提供無(wú)線連接解決方案。從燈到筆記本電腦，從暖通空調(diào)系統(tǒng)到家用電器，各類產(chǎn)品正在集成無(wú)線技術(shù)以在物聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)者之間相互通信。相應(yīng)地，除了電磁兼容性 (EMC) 問(wèn)題之外，現(xiàn)在更多的制造商必須關(guān)注無(wú)線電合規(guī)性。

EMC測(cè)試旨在防止產(chǎn)品之間以及產(chǎn)品與其運(yùn)行環(huán)境之間直接發(fā)生意外的電氣相互作用。電子產(chǎn)品在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)無(wú)意中產(chǎn)生電磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)各種無(wú)線電服務(wù)造成干擾。在某些情況下，它們會(huì)以意想不到的方式直接相互影響。

在這種情況下，EMC 測(cè)試有兩種形式：

1) 發(fā)射測(cè)試（emissions testing），測(cè)量產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，以確保它們保持在可接受的電平以下，以最大限度地減少干擾的可能性；和 

2) 抗擾度測(cè)試（immunity testing），將產(chǎn)品置于其預(yù)期環(huán)境的典型電氣干擾下，以確定產(chǎn)品是否會(huì)受到EMC干擾的顯著影響。將無(wú)線功能加入產(chǎn)品中為產(chǎn)品合規(guī)性和 EMC 測(cè)試增加了新的考量因素。

基本EMC考量

即使沒(méi)有集成無(wú)線功能，電子產(chǎn)品也需要滿足世界許多國(guó)家與地區(qū)的EMC要求。適用的要求因地理區(qū)域而異，但通常混合了發(fā)射和抗擾度要求。在美國(guó)，聯(lián)邦通信委員會(huì) (FCC) 要求大多數(shù)工作頻率高于 9 kHz 的電子設(shè)備滿足《聯(lián)邦法規(guī)》第47篇第15部分B部分的要求，其中包含對(duì)產(chǎn)品外殼和電源線的電磁輻射的限制。加拿大在其一系列干擾設(shè)備標(biāo)準(zhǔn) (ICES) 中對(duì)各種產(chǎn)品類型有類似的發(fā)射要求。

其他經(jīng)濟(jì)體，例如歐盟 (EU)，要求同時(shí)進(jìn)行發(fā)射測(cè)試和抗擾度測(cè)試。歐盟有許多不同的EMC合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。適用哪一種標(biāo)準(zhǔn)取決于產(chǎn)品類型，但通常包括抗浪涌、電源線干擾、輻射干擾、靜電放電 (ESD)、環(huán)境磁場(chǎng)，甚至產(chǎn)品在停電或斷電期間的性能。美國(guó)、加拿大、歐盟和其他經(jīng)濟(jì)體的醫(yī)療設(shè)備通常需要滿足 IEC 60601-1-2 中包含的EMC要求，其中包含類似于歐盟標(biāo)準(zhǔn)中的發(fā)射和抗擾度測(cè)試。

沒(méi)有無(wú)線功能的產(chǎn)品的發(fā)射測(cè)試通常在測(cè)試實(shí)驗(yàn)室需要大約一天時(shí)間，并且在測(cè)試期間需要一個(gè)或多個(gè)配置成正常工作的樣品。每次發(fā)射掃描可能需要幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)，并且產(chǎn)品需要在掃描運(yùn)行時(shí)正常工作，因此可能需要將產(chǎn)品配置為重復(fù)工作模式，這在日常使用中可能不會(huì)如此。應(yīng)提供所有必需的設(shè)備和電源，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室可能沒(méi)有合適的設(shè)備來(lái)運(yùn)行產(chǎn)品。提供清晰簡(jiǎn)明的操作說(shuō)明，而不是一本大手冊(cè)總是有幫助的。

每種操作模式的抗擾度測(cè)試通常需要2~4天，有些測(cè)試可以運(yùn)行數(shù)小時(shí)。與發(fā)射相同的設(shè)置注意事項(xiàng)，以及在抗擾度測(cè)試期間指定產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)的附加要求，以便實(shí)驗(yàn)室人員可以確定產(chǎn)品是否受到 EMC干擾的影響。

對(duì)于某些抗擾度測(cè)試，例如輻射和傳導(dǎo)射頻抗擾度，在一個(gè)頻率范圍內(nèi)逐步對(duì)產(chǎn)品施加干擾時(shí)，必須觀察完整的產(chǎn)品操作周期，同時(shí)每個(gè)頻率施加干擾3秒時(shí)間。如果產(chǎn)品操作周期長(zhǎng)于3秒，則必須將其修改為3秒或更短以進(jìn)行測(cè)試，或者必須延長(zhǎng)測(cè)試停留時(shí)間。由于浪涌和ESD等一些抗擾度測(cè)試可能具有破壞性，因此可能需要多個(gè)樣本。對(duì)于發(fā)射和抗擾度測(cè)試，可能需要特殊軟件來(lái)滿足這些配置要求。

無(wú)線電特定監(jiān)管問(wèn)題

除了典型的EMC問(wèn)題之外，無(wú)線電法規(guī)合規(guī)性也帶來(lái)了一系列挑戰(zhàn)。在美國(guó)和加拿大等許多地區(qū)，具備無(wú)線功能的產(chǎn)品需要認(rèn)證和特殊標(biāo)簽，與通常的供應(yīng)商符合性聲明（Declaration of Conformity）相比，這增加了批準(zhǔn)過(guò)程的成本和時(shí)間。在歐盟，必須滿足無(wú)線電設(shè)備指令 (RED) 的要求，而不是EMC指令中的要求。對(duì)于在歐盟限制使用的某些無(wú)線技術(shù)，獲得CE標(biāo)志可能不僅僅涉及發(fā)布符合性聲明，甚至可能需要公告機(jī)構(gòu)（Notified Body）審查產(chǎn)品的技術(shù)合規(guī)性文件。 

由于頻率分配因國(guó)家/地區(qū)而異，因此某種無(wú)線技術(shù)可以在一個(gè)國(guó)家/地區(qū)合法運(yùn)行，而在另一個(gè)國(guó)家/地區(qū)則不合法。這可能導(dǎo)致同一無(wú)線技術(shù)的多個(gè)版本或包含不同無(wú)線技術(shù)的多個(gè)產(chǎn)品版本。

此外，與監(jiān)管審批無(wú)關(guān)，Wi-Fi、藍(lán)牙等某些無(wú)線設(shè)備還需要相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)的注冊(cè)和批準(zhǔn)才能合法使用Wi-Fi、藍(lán)牙或其他已商標(biāo)注冊(cè)的行業(yè)標(biāo)識(shí)。與監(jiān)管審批流程的不同之處在于，這些行業(yè)標(biāo)識(shí)的認(rèn)證關(guān)注的是采用同類型無(wú)線技術(shù)的設(shè)備的互操作性，而不是滿足監(jiān)管要求，以便消費(fèi)者知道當(dāng)他們購(gòu)買(mǎi)它時(shí)，它將可與其他同類型無(wú)線設(shè)備一起工作。

將無(wú)線功能添加到設(shè)備中時(shí)，測(cè)試要求也會(huì)增加。射頻暴露是一個(gè)問(wèn)題，可能需要進(jìn)行測(cè)試或計(jì)算以表明符合暴露限制。在距離人體 20 厘米范圍內(nèi)使用的設(shè)備可能還需要特定吸收率 (SAR) 射頻暴露測(cè)試，其中帶有場(chǎng)探頭的機(jī)械臂會(huì)在典型使用距離處繪制電場(chǎng)強(qiáng)度圖，以證明產(chǎn)品在使用時(shí)不會(huì)將過(guò)多的能量耦合到身體。

與非無(wú)線電設(shè)備相比，集成無(wú)線功能的設(shè)備還需要滿足擴(kuò)展的發(fā)射測(cè)試要求，通常需要在工作頻段和更寬的頻率范圍內(nèi)測(cè)試多個(gè)通道，通常擴(kuò)展到無(wú)線工作頻率的10次諧波。具有多種信號(hào)調(diào)制類型和數(shù)據(jù)速率的無(wú)線技術(shù)（如 Wi-Fi）必須在所有操作模式下都符合要求，因此測(cè)試周期可以持續(xù)一兩天到幾周不等，具體取決于無(wú)線技術(shù)的類型和實(shí)現(xiàn)。

更改工作信道、輸出功率、調(diào)制方式、數(shù)據(jù)速率以及在測(cè)試期間需要更改的任何其他參數(shù)幾乎總是需要特殊的軟件。有一些例外，例如歐盟針對(duì)Wi-Fi的標(biāo)準(zhǔn) ETSI EN 300 328，它指定在正常工作模式下進(jìn)行測(cè)試。但在大多數(shù)情況下，有必要同時(shí)提供正常工作模式和測(cè)試模式，以允許改變所提到的參數(shù)，包括打開(kāi)和關(guān)閉、在藍(lán)牙等跳頻無(wú)線技術(shù)上跳頻，以及提供連續(xù)或幾乎連續(xù)的傳輸模式以支持一些測(cè)試，即使該無(wú)線技術(shù)通常不以這種方式運(yùn)行。

在產(chǎn)品中添加無(wú)線功能時(shí)，EMC抗擾度測(cè)試也會(huì)發(fā)生變化。除了在測(cè)試期間觀察基本產(chǎn)品功能外，歐盟無(wú)線電EMC標(biāo)準(zhǔn)還要求在EMC干擾期間監(jiān)測(cè)無(wú)線鏈路的質(zhì)量。在許多情況下，會(huì)在無(wú)線電空閑時(shí)執(zhí)行測(cè)試，以查看EMC干擾是否會(huì)導(dǎo)致其意外發(fā)射。這給制造商帶來(lái)了獨(dú)特的挑戰(zhàn)，他們通常必須提供定制的測(cè)試軟件解決方案，以在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間建立和維持連續(xù)或重復(fù)的射頻鏈路，并且還允許在測(cè)試期間監(jiān)控該鏈路的質(zhì)量。通常，需要為各種預(yù)期的測(cè)試場(chǎng)景專門(mén)設(shè)計(jì)此類軟件。

無(wú)線電EMC測(cè)試需要大量準(zhǔn)備，以確定所需的測(cè)試模式并在制造商到達(dá)實(shí)驗(yàn)室時(shí)提供可以支持測(cè)試的軟件。否則，由于在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試期間解決問(wèn)題，項(xiàng)目將遇到延遲。對(duì)于包含無(wú)線功能的醫(yī)療設(shè)備尤其如此。在無(wú)線支持醫(yī)療設(shè)備的基本性能的情況下，美國(guó)食品和藥物管理局 (FDA) 法規(guī)通常要求按照 ANSI C63.27 進(jìn)行無(wú)線共存測(cè)試，以確定由于附近的無(wú)線技術(shù)造成無(wú)線鏈路惡化而導(dǎo)致的對(duì)患者安全的潛在影響。FDA還希望在危害分析和風(fēng)險(xiǎn)管理文件中提供證實(shí)無(wú)線電工作評(píng)估的證據(jù)。在這種情況下，EMC測(cè)試期間的無(wú)線電性能也與醫(yī)療設(shè)備相關(guān)。

無(wú)線電EMC測(cè)試至少需要一個(gè)樣品，但可以提供盡可能多的樣品以涵蓋所有必要的測(cè)試模式并更換測(cè)試期間損壞的任何樣品。不必對(duì)同一樣品進(jìn)行所有測(cè)試。

無(wú)線模塊

將無(wú)線技術(shù)集成到產(chǎn)品中所帶來(lái)的一些挑戰(zhàn)可以通過(guò)使用預(yù)先批準(zhǔn)的無(wú)線模塊來(lái)緩解。美國(guó)和加拿大的法規(guī)允許對(duì)帶有內(nèi)置天線的無(wú)線電路板進(jìn)行認(rèn)證，這些電路板可以集成到帶有適當(dāng)標(biāo)簽和用戶說(shuō)明的主機(jī)產(chǎn)品中，并且無(wú)需執(zhí)行額外的認(rèn)證，只要模塊認(rèn)證中記錄的任何使用限制受到遵守。只有帶有天線的完整無(wú)線電實(shí)現(xiàn)可以是模塊，并且參考設(shè)計(jì)不允許用于認(rèn)證。

在歐盟，技術(shù)上來(lái)說(shuō)預(yù)先批準(zhǔn)的無(wú)線模塊不存在；然而，一些無(wú)線制造商預(yù)先測(cè)試了模塊化配置，以證明無(wú)線功能在放置在主機(jī)產(chǎn)品中時(shí)可能能夠符合要求。在查看無(wú)線模塊的符合性聲明時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，因?yàn)橛捎谀K的開(kāi)放板性質(zhì)（例如ESD），并非所有要求都經(jīng)過(guò)了測(cè)試。 

然而，使用預(yù)先批準(zhǔn)的模塊并不能解決所有的合規(guī)性問(wèn)題。在歐盟和北美，將無(wú)線模塊集成到其產(chǎn)品中的制造商仍然負(fù)責(zé)確保已安裝模塊的主機(jī)設(shè)備的合規(guī)性。因此，在聲明符合性之前，重要的是評(píng)估已安裝模塊的主機(jī)產(chǎn)品的合規(guī)性。根據(jù)模塊的性質(zhì)及其預(yù)期用途，在不滿足模塊的認(rèn)證限制情況下，可能需要額外認(rèn)證才能在美國(guó)和加拿大合法分銷（例如修改天線或在人體20cm范圍內(nèi)使用）。

在歐盟，支持符合性聲明的主機(jī)產(chǎn)品技術(shù)文檔應(yīng)包括主機(jī)中無(wú)線模塊合規(guī)性支持的文檔。這意味著要么需要從無(wú)線模塊制造商處獲得它，要么可能需要從頭開(kāi)始構(gòu)建一整套包括測(cè)試報(bào)告在內(nèi)的合規(guī)性文檔。

即使在可以獲得文檔的情況下，無(wú)線模塊本身的測(cè)試也可能不能代表其在主機(jī)產(chǎn)品中的性能。因此，RED規(guī)定的不合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要確定合規(guī)文件中是否存在需要填補(bǔ)的空白。例如，在主機(jī)中工作可能會(huì)降低天線性能。而且，盡管在這種情況下滿足輸出功率要求可能更容易，但天線性能可能會(huì)降級(jí)到接收機(jī)不再滿足適用要求。

在其他情況下，主機(jī)電路和無(wú)線部分電路之間的交互可能會(huì)導(dǎo)致意外的互調(diào)產(chǎn)物，或者可以給信號(hào)提供了諧振天線（在兩個(gè)設(shè)備整合之前沒(méi)有的）。由于這些原因，F(xiàn)CC敦促無(wú)線模塊的最終集成商考慮在主機(jī)產(chǎn)品中進(jìn)行一定數(shù)量的無(wú)線測(cè)試。類似的測(cè)試也可能有助于縮小歐盟符合性聲明技術(shù)文檔中的差距。至少，必須測(cè)試主機(jī)是否與安裝的無(wú)線不兼容。提前預(yù)測(cè)這些需求有助于更有效地管理產(chǎn)品部署計(jì)劃，從而避免因從模塊制造商處采購(gòu)測(cè)試軟件而造成不必要的延遲。

由于其他原因，預(yù)先批準(zhǔn)的無(wú)線模塊有時(shí)需要進(jìn)行測(cè)試。它們可能在美國(guó)和加拿大、日本或韓國(guó)獲得預(yù)先批準(zhǔn)，但在其他地區(qū)則沒(méi)有。每個(gè)地區(qū)可能對(duì)認(rèn)證有不同的限制。一些國(guó)家/地區(qū)需要在國(guó)內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，或者沒(méi)有模塊化批準(zhǔn)流程，因此需要在該國(guó)家/地區(qū)銷售之前對(duì)每個(gè)主機(jī)中的每個(gè)無(wú)線功能進(jìn)行測(cè)試。

在其他情況下，可以利用FCC認(rèn)證和測(cè)試或歐盟測(cè)試報(bào)告和符合性聲明。但可能仍需要當(dāng)?shù)卮怼⒄J(rèn)證費(fèi)或文書(shū)工作來(lái)批準(zhǔn)無(wú)線功能。甚至規(guī)劃標(biāo)簽也可以呈現(xiàn)新的維度，因?yàn)榇蠖鄶?shù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)都要求在過(guò)去可能沒(méi)有出現(xiàn)在產(chǎn)品標(biāo)簽上的無(wú)線標(biāo)記或ID號(hào)。

結(jié)論

利用具有EMC和無(wú)線測(cè)試和知識(shí)的專家，可以更輕松地開(kāi)發(fā)任何互聯(lián)設(shè)備。獨(dú)立的第三方測(cè)試團(tuán)隊(duì)可以充當(dāng)?shù)诙p眼睛，幫助確保產(chǎn)品的安全性和性能。此外，第三方團(tuán)隊(duì)通常擁有熟悉該領(lǐng)域，熟悉法規(guī)要求，并且有經(jīng)驗(yàn)可以幫助對(duì)制造商進(jìn)行有關(guān)要求的教育，間接幫助產(chǎn)品的測(cè)試和開(kāi)發(fā)。

互聯(lián)產(chǎn)品為多個(gè)行業(yè)提供了令人興奮的新機(jī)遇。必須理解、考慮和實(shí)施這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)帶來(lái)的新考量，不僅是為了必要的法規(guī)目的，而是為了確保提供滿足客戶需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。當(dāng)涉及到產(chǎn)品（和品牌）的成功時(shí)，這可以使一切變得不同。