使用頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭測(cè)量微波爐的電磁輻射泄漏

微波爐，家里有，單位有，餐館有……而且，很多人可能幾乎每天都用。不管是哪個(gè)廠家生產(chǎn)的民用微波爐產(chǎn)品，它的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中的磁控管是個(gè)關(guān)鍵部件，它靠高壓電源供電，根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定，它產(chǎn)生頻率范圍大概在2.45GHz左右的高頻電磁波，通過波導(dǎo)，向被加熱食物進(jìn)行照射。按業(yè)界的說法是，微波爐在這種頻率下，使食物中的水分子高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磨擦，從而產(chǎn)生高溫，達(dá)到把食物加熱的目的。

圖1：微波爐的典型結(jié)構(gòu)圖

由于微波爐內(nèi)部的磁控管工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)的電磁波，所以，微波爐的屏蔽很重要。它的后面，底面，頂面和兩個(gè)側(cè)面通常都是用金屬板包裹，正面是個(gè)關(guān)鍵，有個(gè)可開啟的密封門，門上有屏蔽網(wǎng)。如果包的很嚴(yán)實(shí)，屏蔽的很好，理論上使用這種產(chǎn)品就不用擔(dān)心它會(huì)對(duì)周邊產(chǎn)生磁輻射。有關(guān)微波爐的電磁輻射的爭(zhēng)論很多年前就已經(jīng)有了，網(wǎng)上搜搜，會(huì)看到有很多這方面的問和答。家用微波爐有電磁輻射，是真的嗎？確切地說應(yīng)該是：家用微波爐有電磁輻射的泄漏，是真的嗎？

曾經(jīng)使用頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭對(duì)一臺(tái)國(guó)內(nèi)某知名品牌的新型微波爐樣品進(jìn)行過泄漏測(cè)試，記得我對(duì)這個(gè)微波爐樣品的前后左右上下都測(cè)了個(gè)遍，尤其是對(duì)最受懷疑的可能最容易產(chǎn)生泄漏的前門的屏蔽網(wǎng)的位置，以及整個(gè)門框的接縫處，更是仔細(xì)地進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果出乎我們的意料：在微波爐工作時(shí)，都沒有測(cè)到較明顯的泄漏，看來這個(gè)樣品的屏蔽做得很到位！

為了測(cè)試這個(gè)微波爐樣品前門的設(shè)計(jì)以及鈑金工藝，安裝工藝對(duì)電磁輻射泄漏的影響，還用錘子在前門的門框上特意砸了一個(gè)小凹陷，來造成很小的機(jī)械形變。當(dāng)把近場(chǎng)探頭放在這個(gè)位置再測(cè)時(shí)，測(cè)到了很明顯的電磁泄漏！看來，微波爐的前門的設(shè)計(jì)以及安裝工藝都很重要啊！

那么我周邊的日常正在使用的微波爐的情況如何呢？懷著好奇的心情，如圖2所示，找來一臺(tái)RIGOL的DSA875頻譜分析儀，它的測(cè)量頻率范圍是9 kHz 到7.5GHz, 再加上一套型號(hào)是NFP-3的近場(chǎng)探頭，定性地測(cè)測(cè)看吧。

圖2：使用頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭測(cè)試泄漏

隨機(jī)搜羅到微波爐樣品1，這個(gè)產(chǎn)品看上去屬于功能比較簡(jiǎn)單的那種，微測(cè)一下吧！通過近場(chǎng)探頭對(duì)這個(gè)微波爐的正面以及門框四周都進(jìn)行了掃描，結(jié)果不容樂觀呀！發(fā)現(xiàn)它的前面板四周的泄漏都比較大，測(cè)量結(jié)果如圖3所示，最高峰的頻率是在2.458GHz，信號(hào)的頻率不穩(wěn)定，頻譜能量不集中，分布挺廣，主頻率兩側(cè)有不少雜散。

圖3：樣品1的電磁輻射泄漏的頻譜分布范圍

隨機(jī)搜羅到微波爐樣品2，這個(gè)產(chǎn)品有很多按鍵控制，微測(cè)一下吧！通過近場(chǎng)探頭對(duì)這個(gè)微波爐的正面以及門框四周同樣地進(jìn)行了掃描，結(jié)果更不容樂觀呀！發(fā)現(xiàn)它的前面板的四周的泄漏比前一個(gè)更大些，測(cè)量結(jié)果如圖4所示，最高峰的頻率是在2.453GHz，信號(hào)的頻率不穩(wěn)定，頻譜能量不集中，分布更廣，主頻率兩側(cè)有更多的雜散。要知道，WLAN也工作在這個(gè)頻段，如果頻譜擴(kuò)散得很寬，能量又很強(qiáng)，不知對(duì)周圍的WLAN是否會(huì)構(gòu)成影響。

圖4：樣品2的泄漏的頻譜分布范圍

樣品3，微測(cè)結(jié)果如圖5所示，最高峰的頻率是在2.433GHz，雜散的分布范圍也很寬，峰值從2.17GHz到2.75GHz都有。

圖5：樣品3的泄漏的頻譜的分布范圍

樣品4，微測(cè)結(jié)果如圖6中粉色軌跡所示，最高峰的頻率是在2.47GHz，雜散的分布范圍和幅度比樣品3的黃色軌跡明顯要小，能量主要集中在2.47GHz的主峰上。

圖6：樣品4的泄漏的頻譜的范圍

當(dāng)然，還可以通過頻譜儀的通道功率測(cè)量功能，對(duì)一定頻段內(nèi)的信號(hào)的功率進(jìn)行積分，得出一定帶寬內(nèi)的電磁輻射的功率值，如圖7所示。

圖7：電磁輻射的功率測(cè)量

以上只是我出于好奇，對(duì)幾個(gè)微波爐樣品進(jìn)行電磁輻射泄漏的近場(chǎng)測(cè)試的結(jié)果，僅供參考而已。泄漏的電磁輻射的強(qiáng)度與微波爐的“火力”設(shè)置直接相關(guān)。不光是在靠近微波爐的位置對(duì)這幾個(gè)樣品進(jìn)行了測(cè)試，我還在距離微波爐正前方大概1米遠(yuǎn)的地方進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)有的微波爐泄漏的功率也不小，總之，我自己得出的結(jié)論是：在使用微波爐的時(shí)候，我要躲遠(yuǎn)點(diǎn)兒呀！

這次使用頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭進(jìn)行微波爐的輻射泄漏測(cè)量的好處是：不只是可以得出一個(gè)值，還可以很清楚地看到微波爐產(chǎn)生的微波信號(hào)的頻譜的分布，主頻率的偏差等情況，從而能夠更好地判斷磁控管以及波導(dǎo)設(shè)計(jì)的好壞。還可以定位泄漏的位置，以便發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)和鈑金工藝，安裝工藝的問題。

這幾個(gè)被測(cè)樣品都是已經(jīng)使用了若干年的老產(chǎn)品，泄漏都比較明顯。測(cè)完之后，心里有點(diǎn)兒不踏實(shí)了，不知現(xiàn)在在售的新的微波爐情況如何，想買個(gè)屏蔽“嚴(yán)實(shí)的”，哪個(gè)嚴(yán)實(shí)呢？親自去蘇寧看過，發(fā)現(xiàn)在售的微波爐價(jià)格大都在1000元左右，專門查看了門和門框的做工，發(fā)現(xiàn)工藝和材料普遍比較細(xì)致，這些產(chǎn)品對(duì)屏蔽工藝有了很大的改進(jìn)？?jī)r(jià)格高的就會(huì)好？或者還是得帶著頻譜儀和近場(chǎng)探頭到超市去實(shí)測(cè)一下再選型了？