JJF 2327-2025 9 kHz~30 MHz环天线校准规范

　　中华人民共和国国家计量技术规范

9 kHz~30 MHz 环天线校准规范

Calibration Specification for Loop Antennas from 9 kHz to 30 MHz

2025‑11‑05 发布2026‑05‑05 实施

国家市场监督管理总局发布

归口单位：全国无线电计量技术委员会

主要起草单位：中国计量科学研究院

广西壮族自治区计量检测研究院

参加起草单位：中国航天科工集团二院203 所

本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释

JJF 2327—2025

本规范主要起草人：

刘潇(中国计量科学研究院)

吴钒(中国计量科学研究院)

邹敏(广西壮族自治区计量检测研究院)

参加起草人：

洪力(中国计量科学研究院)

刘东霞(中国航天科工集团二院203 所)

赵兴(中国计量科学研究院)

JJF 2327—2025

目录

引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)

1 范围………………………………………………………………………………… ( 1 )

2 引用文件…………………………………………………………………………… ( 1 )

3 术语和计量单位…………………………………………………………………… ( 1 )

4 概述………………………………………………………………………………… ( 1 )

5 计量特性…………………………………………………………………………… ( 2 )

6 校准条件…………………………………………………………………………… ( 2 )

6.1 环境条件………………………………………………………………………… ( 2 )

6.2 测量标准及其他设备…………………………………………………………… ( 2 )

7 校准项目和校准方法……………………………………………………………… ( 3 )

7.1 校准项目………………………………………………………………………… ( 3 )

7.2 校准方法………………………………………………………………………… ( 3 )

8 校准结果表达……………………………………………………………………… ( 6 )

9 复校时间间隔……………………………………………………………………… ( 7 )

附录A 原始记录格式………………………………………………………………… ( 8 )

附录B 校准证书内页格式…………………………………………………………… ( 9 )

附录C 磁场天线系数校准不确定度评定示例(电流探头法) …………………… (10)

附录D 磁场天线系数校准不确定度评定示例(TEM 室法) …………………… (13)

Ⅰ

JJF 2327—2025

引言

JJF 1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》和JJF 1059. 1—2012 《测量不确定

度评定与表示》共同构成支撑本规范编制工作的基础性系列规范。

本规范为首次发布。

JJF 2327—2025

Ⅱ

JJF 2327—2025

1

9 kHz~30 MHz 环天线校准规范

1 范围

本规范适用于电磁兼容检测等领域中使用的9 kHz~30 MHz 频段环天线的校准。

2 引用文件

本规范引用了下列文件：

GB/T 6113. 104—2021 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1⁃4 部

分：无线电骚扰和抗扰度测量设备辐射骚扰测量用天线和试验场地

GB/T 6113. 106—2024 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1⁃6 部

分：无线电骚扰和抗扰度测量设备EMC 天线校准

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文

件，其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本规范。

3 术语和计量单位

3. 1 环天线loop antenna

在覆盖频段将空间磁场转变成导波中信号的转换装置，用于测量空间磁场强度。

3. 2 磁场天线系数magnetic field antenna factor

FaH

垂直于环天线所围区域的入射磁场分量的强度与天线所连规定负载上产生的电压

的比值。单位为dB(S/m) 或者dB(Ω-1m-1)。

4 概述

环天线的大小可以被边长60 cm 的正方形完全包围。环天线可以是电屏蔽的，也

可以非屏蔽的;根据是否带有放大器，环天线又分为有源环天线和无源环天线。

一个典型的环天线如图1 所示。

图1 典型的环天线外观示意图

JJF 2327—2025

2

5 计量特性

磁场天线系数：

有源环天线的磁场天线系数范围-50 dB(S/m)~10 dB(S/m);

无源环天线的磁场天线系数范围-50 dB(S/m)~50 dB(S/m)。

注：以上技术指标仅供参考，不作为符合性判定依据。

6 校准条件

6. 1 环境条件

6. 1. 1 环境温度：(23±5)℃。

6. 1. 2 相对湿度：≤80%。

6. 1. 3 电源要求：(220±22)V，(50±1)Hz。

6. 1. 4 周围无影响正常校准工作的电磁干扰和机械振动。

6. 2 测量标准及其他设备

6. 2. 1 信号发生器

频率范围：9 kHz~30 MHz;

输出电平：≥0 dBm;

频率最大允许误差：±1×10-5。

6. 2. 2 测试接收机(优选含内置跟踪源)

频率范围：9 kHz~30 MHz;

跟踪源输出电平：≥80 dBμV;

测量电平最大允许误差：±0. 5 dB。

6. 2. 3 网络分析仪

频率范围：9 kHz~30 MHz;

频率最大允许误差：±1×10-5;

最大输出电平：大于0 dBm。

6. 2. 4 横电磁波(TEM) 室

频率范围：9 kHz~30 MHz;

端口驻波：小于1. 2;

时域阻抗：49 Ω~51 Ω;

芯板与顶板(或底板) 的距离：大于或等于环天线直径的1. 5 倍。

6. 2. 5 功率放大器

频率范围：9 kHz~30 MHz;

谐波抑制：>20 dB。

6. 2. 6 大功率衰减器

频率范围：9 kHz~30 MHz;

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3

衰减值：20 dB~50 dB。

6. 2. 7 负载

频率范围：9 kHz~30 MHz;

标称值：50 Ω。

6. 2. 8 发射环天线

频率范围：9 kHz~30 MHz;

单匝，非屏蔽，无源。

6. 2. 9 电流探头

频率范围：9 kHz~30 MHz;

转移阻抗：0. 95 Ω~1 Ω。

7 校准项目和校准方法

7. 1 校准项目

磁场天线系数

7. 2 校准方法

7. 2. 1 外观及工作正常性检查

环天线的外观应完好，不应有影响电气性能的机械损伤，配套附件齐全。将结果

记录在A. 1 中。

7. 2. 2 磁场天线系数

磁场天线系数校准采用标准场法：电流探头法或TEM 室法，其中TEM 室法仅适

合测量电屏蔽的环天线。

7. 2. 2. 1 电流探头法

a) 距离发射环一定距离d 处产生的磁场强度H 可由公式(1) 计算。

H= 20 lg ( I1 )+ 20 lg (πr 2 )

1 + K (1,2) (1)

式中：

I1——发射环天线上的电流，A;

I1 =

Vref

| Z |

式中：

Vref——电流探头输出端电压，V;

| Z |——电流探头的转移阻抗，Ω。

K (1,2)= 20 lg

ì

í

î

ïïï

ïï

ïï

ü

ý

þ

ïï

ï ï

ïï

ïï

1 + β2 R20

(1,2)

2πR30

(1,2)

é

ë

ê

ê ê

êê

ù

û

ú

ú ú úú

1 + 15

8 ( r1 r2 )

R20

(1,2)

2

+ 315

64 ( r1 r2 )

R20

(1,2)

4

，dB(m-3)，

式中：

R0 (1,2)= d2+ r 2

1 + r 2

2 ，m，该式成立的条件为：

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4

βR0 ( ) 1,2 ≤ 1.0, r1 r2 R20

(1,2)≤ 1 16

式中：

β ——角波数，m-1;

r1和r2——发射和接收天线半径，m;

d ——收发天线中心距离，m。

b) 选取开阔的场地，按照图2 布置。待测天线作为接收，收发天线平行放置，中

心平行对准，在A. 2 中记录d、Z、r1和r2。

"( 3

( 3

*"

zD

yD

xD

D 0 D 0

-F44

D 0

d

Vref V

r

r

I

图2 电流探头法的布置图

c) 网络分析仪设置扫频测试频点，输出功率5 dBm，分辨率带宽10 Hz，校准后

开始测量。定义网络分析仪连接发射天线的端口为1 端口，连接接收天线的端口为2 端

口，连接电流探头端口为3 端口，那么若使用4 端口网络分析仪，可以将待测3 端口网

络同时测量散射参数S21 和S31;若使用2 端口网络分析仪，分两次分别测量S21 和S31，

其中测量S21 时，3 端口接匹配负载，测量S31 时，2 端口接匹配负载。在A. 2 中记录S21

和S31。

d) 根据公式(2) 计算待测环天线的磁场天线系数FaH。

FaH =

H

V = Ai (1,2)+ 20 lg (πr 2 )

1 + K (1,2)- 20 lg| Z | (2)

式中：

Ai (1,2)= 20 lg (Vref )

V = S31 - S21，dB;

r1 ——发射天线半径，m;

| Z |——电流探头的转移阻抗，Ω;

Vref——2 端口电压，V;

V ——3 端口电压，V;

S31 ——散射参数，dB;

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5

S21 ——散射参数，dB。

7. 2. 2. 2 TEM 室法

a) TEM 室中上半部分(或下半部分) 的中心位置为可计算的电场强度U/d，待

校准环天线接收到的磁场强度通过公式(3) 计算。

H =

U

dη (3)

式中：

H——磁场强度，A/m;

U——馈入TEM 室的电压，V;

d ——芯板距离顶板或者底板的高度，m;

η ——波阻抗，在自由空间中为120π，Ω。

b) 对于有源环天线，使用网络分析仪进行测量，布置如图3 所示，分为步骤1 和

步骤2。

BD

d

5&.

"( 3

44

图3 TEM 室法的布置图(有源环天线)

c) 网络分析仪设置扫频频点，输出功率0 dBm，分辨率带宽10 Hz，分别按照1

和2 进行连接，得到S21 ( 1 ) 和S21 ( 2 )，记录在A. 3 中，通过公式(4) 计算得到有源环

天线的磁场天线系数。

FaH=-[ S21 ( 2 )-S21 ( 1 )]- 20 lgd- 20 lgη (4)

式中：

S21 ( 2 )——按照2 连接得到的S21，dB;

S21 ( 1 )——按照1 连接得到的S21，dB;

d ——芯板距离顶板或者底板的高度，m;

η ——波阻抗，在自由空间中为120π，Ω。

d) 对于无源环天线，使用网络分析仪进行测量，布置如图4 所示。

5&.

"( 3

BD

(

=

44

(

d

图4 TEM 室法的布置图(无源环天线)

e) 网络分析仪设置扫频频点，输出功率0 dBm，分辨率带宽10 Hz，开启功率放

大器，预热半小时，并保证信号经过衰减器后返回给网络分析仪的信号在其耐受范围

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6

内， 分别按照1 和2 进行连接， 得到S21 ( 1 ) 和S21 ( 2 )， 记录在A. 3 中， 通过公式(5)

计算得到无源环天线的磁场天线系数。

FaH=-[ S21 ( 2 )-S21 ( 1 )-Aatt ]- 20 lgd- 20 lgη (5)

式中：

S21 ( 2 )——按照2 连接得到的S21，dB;

S21 ( 1 )——按照1 连接得到的S21，dB;

Aatt ——衰减器的衰减值，dB;

d ——芯板距离顶板或者底板的高度，m;

η ——波阻抗，在自由空间中为120π，Ω。

f) 若不使用网络分析仪，也可以考虑信号源和接收机方式，布置如图5 所示。

FBD

d

5&.

"( 3

#

"F

图5 采用信号源-接收机方式的TEM 室法布置图

g) 开启信号源，设置测量频率点，按照1 连接，通过将接收机连接TEM 室的输

出端口上得到U0;按照2 连接，通过接收机连接环天线输出得到U。根据公式(6) 计

算磁场天线系数。

FaH = -20 lg

U0

U - 20 lgd - 20 lgη (6)

式中：

U0——按照2 连接的输出电压，V;

U ——按照1 连接的输出电压，V;

d ——芯板距离顶板或者底板的高度，m;

η ——波阻抗，在自由空间中为120π，Ω。

h) 设置信号源到频率列表中的下一个频点，重复g)，直至完成所有频点。记录

在A. 4 中。

8 校准结果表达

环天线校准后，出具校准证书。校准证书应至少包含以下信息：

a) 标题：“校准证书”;

b) 实验室名称和地址;

c) 进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);

d) 证书的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

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7

e) 客户的名称和地址;

f) 被校对象的描述和明确标识;

g) 进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的

接收日期;

h) 如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明;

i) 校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;

j) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

k) 校准环境的描述;

l) 校准结果及其测量不确定度的说明;

m) 对校准规范的偏离的说明;

n) 校准证书签发人的签名、职务或等效标识;

o) 校准结果仅对被校对象有效的说明;

p) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

9 复校时间间隔

复校时间间隔由用户根据使用情况自行确定，推荐为1 年。

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8

附录A

原始记录格式

A. 1 外观及工作正常性检查

检查结果

A. 2 电流探头法计算磁场天线系数记录

频率

MHz

0.009

0.1

…

30

网络分析仪指示值

S21

dB

S31

dB

发射环半径

r1

m

接收环半径

r2

m

间距

d

m

电流探头

转移阻抗

Z

Ω

磁场天线系数

dB(S/m)

A. 3 TEM 室法计算磁场天线系数记录(网络分析仪方式)

频率

MHz

0.009

0.1

…

30

网络分析仪指示值

S21 ( 1 )

dB

S21 ( 2 )

dB

TEM 室半高

d

m

衰减器衰减值

Aatt

dB

磁场天线系数

dB(S/m)

A. 4 TEM 室法计算磁场天线系数记录(信号源-频谱仪方式)

频率

MHz

0.009

0.1

…

30

接收机指示值U0/U

dB

磁场天线系数

dB(S/m)

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9

附录B

校准证书内页格式

B. 1 磁场天线系数

频率

MHz

0.009

0.01

…

30

磁场天线系数

dB (S/m)

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10

附录C

磁场天线系数校准不确定度评定示例(电流探头法)

C. 1 测量模型及合成标准不确定度计算公式

C. 1. 1 测量模型

电流探头法校准的磁场天线系数为

FaH = Ai ( 1,2 )+ 20 lg ( πr1

2 )+K ( 1,2 )-20 lg| Z | (C.1)

C. 1. 2 合成标准不确定度计算公式

合成标准不确定度为

u2c

= c21

u [ ] Ai ( 1,2 ) + c22

u ( r1 )+ c23

u [ ] K ( 1,2 ) + c24

u ( 20 lg | | Z )+c25

u ( δcoup ) (C.2)

其中灵敏系数ci 为

c1 = ∂FaH

∂Ai ( 1,2 )

=1

c2 = ∂FaH

∂r1

= 40

r1 ln 10(m-1)

c3 = ∂FaH

∂K ( 1,2 )

=1

c4 = ∂FaH

∂( 20 lg| Z | )

=-1

c5 = ∂FaH

∂δcoup

=1

coup为环境影响。

C. 1. 3 标准不确定度分量的评定

C. 1. 3. 1 场地插入损耗测量的不确定度分量

场地插入损耗测量引入的不确定度取决于网络分析仪接收机线性、发射天线失配、

接收天线失配、同轴电缆的泄露、电缆弯折、信噪比等。考虑到

Ai ( 2,1 )= S31 - S21 (C.3)

网络分析仪同时测量S31 和S21，因此S31 和S21 的测量结果相关。在评定其测量不确

定时，认为两者之间的相关系数γ=1。根据测量电平值，确定网络分析仪测量散射参

数的不确定度。以30 MHz 为例，场地插入损耗测量引入的不确定度如表C. 1 所示。

表C. 1 场地插入损耗测量引入的不确定度

最大偏差/dB

0.4665

分布

正态

包含因子(k)

2

灵敏系数

1

标准不确定度/dB

0.23

C. 1. 3. 2 发射环半径r1引入的不确定度分量

若发射环天线的半径为5 cm，游标卡尺进行10 次重复测量，使用其平均值，那么

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11

由发射环天线半径r1引入的不确定度见表C. 2。

表C. 2 发射环天线半径引入的不确定度

r1变化/m

0.000 5

分布

均匀

包含因子(k)

3

灵敏系数

347

标准不确定度/dB

0.10

C. 1. 3. 3 格林公式引入的不确定度分量

发射环天线和待测接收环天线的尺寸、收发天线之间的距离以及环与x 轴、y 轴和

z 轴的夹角等都会影响K(1，2) 的计算结果，用于K(1，2) 的不确定度评定所使用的

部分参数如图C. 1 所示。

( 3 ( 3

zD

zD

xD

xD

yD

yD

r

r

d

d

i j

l

图C. 1 用于评定K(1，2) 不确定度的部分参数图

基于格林公式很难直接评定K(1，2) 引入的不确定度，因此采用NEC(Numeri⁃

cal Electronagnetics Code，数值电磁学代码) 建模方法评定。使用NEC 为电流探头法

环天线校准建立相应模型，改变图C. 1 中的参数。根据模型输出的系统输入阻抗和负

载上电流计算出两环天线之间的场地插入损耗。若接收环天线的半径为15 cm，收发

天线距离0. 4 m，K(1，2) 引入的测量不确定度见表C. 3。

表C. 3 K(1，2) 引入的不确定度

K(1，2) 最大偏差

0.36

分布

正态

包含因子(k)

2

灵敏系数

1

标准不确定度/dB

0.18

C. 1. 3. 4 电流探头转移阻抗校准引入的不确定度

电流探头转移阻抗的不确定度来自电流探头校准证书，引入的不确定度如表C. 4

所示。

表C. 4 转移阻抗校准引入的不确定度

转移阻抗校准不确定度/dB

0.17

分布

正态

包含因子(k)

1

灵敏系数

-1

标准不确定度/dB

-0.17

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12

C. 1. 3. 5 环境耦合引入的不确定度

理想的测试环境是自由空间，然而实际校准可能会在空旷场地或者开阔试验场上

方一定高度进行。离地面越高，影响越小，尤其对于10 MHz~30 MHz 频段，高度的

影响不可忽视。假定1. 3 m 高度，环境影响量约为0. 2 dB，若同样条件，升高到2. 5 m

高度，环境影响将降低至少一半。

表C. 5 地面耦合引入的不确定度

地面耦合不确定度/dB

0.2

分布

均匀

包含因子(k)

3

灵敏系数

1

标准不确定度/dB

0.12

C. 1. 3. 6 连接重复性

将系统断开后重新连接，测量10 次，计算得到实验标准差s =

Σi

= 1

n ( xi- ) -x 2

n - 1 =

0. 24 dB(30 MHz)，见表C. 6。

表C. 6 连接重复性

标准不确定度/dB

0.24

分布

正态

包含因子(k) 灵敏系数

1

标准不确定度/dB

0.24

C. 1. 4 合成标准不确定度计算

电流探头法环天线合成标准不确定度汇总表见表C. 7。其中影响量较大的分量为

场地插入损耗，格林公式和测量重复性，其均为正态分布，而且大小比较接近，合成

标准不确定度接近正态分布，环境耦合为均匀分布，因此这些分量的合成标准不确定

度接近正态分布，各分量不相关。

表C. 7 30 MHz 磁场天线系数的不确定度分量汇总表(电流探头法)

不确定度来源

或输入量

场地插入损耗

A(i 2，1)

发射天线半径r1

K(1，2)

电流探头转移阻抗Z

环境耦合

连接重复性

合成标准不确定度

最大允许误差MPE

或不确定度U/dB

0.466 5

0.000 5

0.36

0.17

0.2

0.24

分布

正态

均匀

正态

正态

均匀

正态

包含因子

(k)

2

3

2

1

3

灵敏系数ci

1

347

1

-1

1

1

输出量的标准

不确定度/dB

0.23

0.10

0.18

-0.17

0.12

0.24

0.44

C. 1. 5 扩展不确定度

取k=2，扩展不确定度为：

U=kuc=0. 88 dB(k=2)。

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13

附录D

磁场天线系数校准不确定度评定示例(TEM 室法)

D. 1 测量模型及合成标准不确定度计算公式

D. 1. 1 测量模型

按照式(D. 1) 和式(D. 2) 分别考虑有源/无源环天线的磁场天线系数

FaH=-[S21(2)-S21(1)]-20lgd-20lgη (D.1)

FaH=-[S21(2)-S21(1)-Aatt]-20lgd-20lgη (D.2)

式中：

S21(2)——按照2 连接得到的S21，dB;

S21(1)——按照1 连接得到的S21，dB;

Aatt ——衰减器的衰减值，dB;

d ——芯板距离顶板或者底板的高度，m;

η ——波阻抗，在自由空间中为120π，Ω。

磁场天线系数FaH的表达式为：

FaH=-[S21(2)-S21(1)-Aatt]-D-Z (D.3)

和FaH=-[S21(2)-S21(1)]-D-Z (D.4)

式中：S21=S21(2)-S21(1)，dB;D=20lgd，dB(m);Z=20lgη，dB(Ω)。

D. 1. 2 合成标准不确定度计算公式

对于无源环天线：

u2c

( FaH )= c21

u2 ( S21 )+ c22

u2 ( Aatt )+ c23u2 ( D )+ c24

u2 ( Z )

+c25

u2 ( δHu )+ c26

u2 ( δHi )+ c27

u2 ( δHp )

+c28

u2 ( δH1 )+ c29

u2 ( δHs )+ c21

0 u2 ( δHr )

(D.5)

式中： 灵敏系数c1=-1， c2=1， c3=-1， c4=-1， c5=1， c6=1， c7=1， c8=1，

c9=1,c10=1。

δHu为TEM 室磁场均匀性引入的修正因子，估计值为0;δHi为环天线放入引起场

畸变引入的修正因子，估计值为0;δHp为环天线定位误差引入的修正因子，估计值为

0;δH1 为系统线性修正因子，估计值为0;δHs 为系统稳定性修正因子，估计值为0;

δHr为测量重复性修正因子，估计值为0。

对于有源环天线，第2 项和Aatt有关项为零。对于上述10 项不确定度分量，对于两

个系统来说，因电平不同和系统差异，第1 项S21 不确定度和第9 项系统稳定性需针对

有源和无源环天线分别评定。

D. 1. 3 标准不确定度分量的评定

D. 1. 3. 1 S21的不确定度

a) u[S21(1)]

根据图2 中的步骤1 中测量得到的S21(1) 电平值随频率的变化查网络分析仪手册，

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14

得到该项不确定度分量， 表D. 1 中给出4 个典型频点的测量不确定度示例。其中

300 kHz 以下数据为根据300 kHz 数据的估计值。

表D. 1 S21 (1) 的测量不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

不确定度/dB(k=2)

0.19

0.19

0.19

0.19

b) u[S21(2)]

根据图2 中的步骤2 中测量得到的S21(2) 电平值随频率的变化查网络分析仪手册，

得到该项不确定度分量。考虑到常见的待测环天线直径在60 cm 以内，最小直径可以

达到10 cm。对于无源环天线和有源环天线，电平值随频率曲线范围不同，考虑网络

分析仪测量最小的电平值出现在：10 cm 直径无源单匝环天线在9 kHz 频点，此时不确

定度最大。而无源环天线网络分析仪测量得到的电平值在全频段较平滑，在-20 dB 左

右。针对有源和无源环天线的测量电平值，分别评估该项不确定度分量，如表D. 2 和

表D. 3 所示。

表D. 2 无源环天线S2(1 2)的测量不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

不确定度/dB(k=2)

0.55

0.23

0.23

0.19

表D. 3 有源环天线S2(1 2)的测量不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

不确定度/dB(k=2)

0.21

0.21

0.19

0.19

由S21=S21 (2)-S21 (1)， 考虑使用同一个网络分析仪测量， 因此S21 (1) 和S21 (2)

存在相关性，取相关系数为1，则S21的不确定度见表D. 4 和表D. 5。

JJF 2327—2025

15

表D. 4 无源环天线S21的测量不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

不确定度/dB(k=2)

0.74

0.42

0.42

0.38

表D. 5 有源环天线S21的测量不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

不确定度/dB(k=2)

0.40

0.40

0.38

0.38

D. 1. 3. 2 衰减器的衰减值Aatt引入的不确定度

衰减器的衰减值采用另一台网络分析仪测量得到，测量不确定度值见表D. 6。

表D. 6 衰减器的衰减值Aatt引入的不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

分散区间半宽/

dB

0.23

0.23

0.23

0.23

概率分布

正态

正态

正态

正态

包含因子

(k)

2

2

2

2

灵敏系数

1

1

1

1

影响量的

标准不确定度/dB

0.115

0.115

0.115

0.115

D. 1. 3. 3 芯板高度引入的不确定度u(D)

采用手持式激光测距仪测量TEM 室下半部分高度，重复测量10 次，测量平均值

为0. 904 5 m，考虑到激光测距仪综合测距的不确定度为0. 3 mm(k=2)，因此芯板高

度测量的标准不确定度u(D) 为0. 001 dB。

D. 1. 3. 4 波阻抗引入的不确定度u(Z)

波阻抗决定了TEM 室中电场到磁场的转换，在自由空间中波阻抗为120π。然而

实际的TEM 室的波阻抗随着频率下降逐渐偏离该数值，频率越低，偏离越大。通常

认为在150 kHz 以上波阻抗非常接近120π。频率范围在150 kHz~1 MHz 之间的天线系

数曲线是线性的，可以用一条直线拟合，拟合的曲线在9 kHz~150 kHz 与测量值比较，

可以得到9 kHz~150 kHz 的波阻抗与120π 的偏离值，见图D. 1 和图D. 2。得到最大偏

差如表D. 7 所示。

JJF 2327—2025

16

M( .)[

( 32 UE#U4 NUU

"F 3

3

图D. 1 用直线拟合天线系统

M( .)[

5&. "K ?+ . E#

图D. 2 测量值和拟合值的偏差

表D. 7 波阻抗η 引入的不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

分散区间半宽/

dB

0.23

0.01

0.02

0

概率分布

均匀

均匀

均匀

均匀

包含因子

(k)

3

3

3

3

灵敏系数

-1

-1

-1

-1

影响量的

标准不确定度/dB

0.133

0.006

0.012

0

D. 1. 3. 5 由TEM 室内测试区域内磁场均匀性引入的不确定度分量u(δHu)

待测环天线放置的方式为： 环所在平面与TEM 室内横电磁波的传播方向垂直，

环的中心为TEM 室下半部分的中心重合。采用一个直径为6 cm 的小环测量直径为60 cm、

50 cm、30 cm、10 cm 的常用环天线覆盖区域内的不同位置的磁场， 见图D. 3， 与

TEM 室中电场均匀性测量类似。将这些位置的磁场取平均值并和中心位置点磁场比

较，得到由场均匀性引入的不确定度分量结果，如表D. 8 所示。由场均匀性测量结果

可以得知，环天线覆盖区域内的磁场的平均值接近TEM 室中心测试位置点的磁场值。

JJF 2327—2025

17

)

f DN

f DN

f DN

f DN

图D. 3 场均匀性测量位置点

表D. 8 磁场均匀性引入的不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

分散区间半宽/

dB

0.44

0.13

0.12

0.08

概率分布

均匀

均匀

均匀

均匀

包含因子

(k)

3

3

3

3

灵敏系数

1

1

1

1

影响量的

标准不确定度/dB

0.25

0.08

0.07

0.05

D. 1. 3. 6 由于待测环天线放入TEM 室引起场畸变引入的不确定度分量u(δHi )

通过没有放入和放入待测环天线情况下S21(1) 的变化来评估环天线的放入对

TEM 室的原有场引起的变化，见表D. 9。

表D. 9 环天线放入TEM 室引起场畸变引入的不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

分散区间半宽/

dB

0.05

0.06

0.06

0.1

概率分布

均匀

均匀

均匀

均匀

包含因子

(k)

3

3

3

3

灵敏系数

1

1

1

1

影响量的

标准不确定度/dB

0.029

0.035

0.035

0.058

D. 1. 3. 7 环天线定位引入的不确定度u(δHp)

将环天线放置位置在上下、左右±2 cm 范围变化，测量得到由环天线定位不准引

入的不确定度分量见表D. 10。

表D. 10 环天线定位引入的不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

分散区间半宽/

dB

0.16

0.15

0.15

0.17

概率分布

均匀

均匀

均匀

均匀

包含因子

(k)

3

3

3

3

灵敏系数

1

1

1

1

影响量的

标准不确定度/dB

0.092

0.087

0.087

0.098

JJF 2327—2025

18

D. 1. 3. 8 系统线性引入的不确定度u(δH1)

通过S21(2) 在不同的信号电平下的响应来评估系统的线性。考虑网络分析仪端口

1 输出电平在-20 dBm~0 dBm 之间变化，在表D. 11 中记录S21(2) 变化。

表D. 11 系统线性引入的不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

分散区间半宽/

dB

0.4

0.04

0.01

0.01

概率分布

均匀

均匀

均匀

均匀

包含因子

(k)

3

3

3

3

灵敏系数

1

1

1

1

影响量的

标准不确定度/dB

0.231

0.023

0.006

0.006

D. 1. 3. 9 系统稳定性引入的不确定度u(δHs)

无源环天线测量系统的稳定性主要取决于功率放大器输出的稳定性，使用20 min

S21(1) 的漂移来评估该项不确定度分量，见表D. 12;有源环天线测量系统的稳定性取

决于网络分析仪输出的稳定性，20 min S21(1) 的漂移远小于0. 01 dB。

表D. 12 无源环天线系统稳定性引入的不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

分散区间半宽/

dB

0.13

0.15

0.15

0.16

概率分布

均匀

均匀

均匀

均匀

包含因子

(k)

3

3

3

3

灵敏系数

1

1

1

1

影响量的

标准不确定度/dB

0.075

0.087

0.087

0.092

表D. 13 有源环天线系统稳定性引入的不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

分散区间半宽/

dB

0.01

0.01

0.01

0.01

概率分布

均匀

均匀

均匀

均匀

包含因子

(k)

3

3

3

3

灵敏系数

1

1

1

1

影响量的

标准不确定度/dB

0.006

0.006

0.006

0.006

D. 1. 3. 10 测量重复性

将系统断开后重新连接， 测量10 次， 计算得到实验标准差s =

Σi

= 1

n ( xi- xˉ) 2

n - 1 =

0. 05 dB(30 MHz)，见表D. 14。这里采用有源环天线作为待测对象，因为无源环天线

在频段低端的测量重复性较差，这是由于网络分析仪噪声电平的影响，而这部分在第

JJF 2327—2025

19

一项网络分析仪不确定度考虑了，因此在重复性这部分仅考虑系统10 次重复连接后的

结果。

表D. 14 测量重复性不确定度

频率

9 kHz

150 kHz

1 MHz

30 MHz

分散区间半宽/

dB

0.02

0.03

0.03

0.05

概率分布

正态

正态

正态

正态

包含因子

(k)

1

1

1

1

灵敏系数

1

1

1

1

影响量的

标准不确定度/dB

0.02

0.03

0.03

0.05

D. 1. 4 合成标准不确定度

无源环天线合成标准不确定度汇总表见表D. 15。有源环天线合成标准不确定度汇

总见表D. 16。在TEM 室法环天线校准系统中，有源环天线比无源环天线的不确定度

小，低频段比高频段不确定度大。影响较大的分量为网络分析仪测量不确定度、TEM

室中的场均匀性、环天线定位和系统线性，它们为均匀分布，而且大小比较接近，这

几项的合成标准不确定度接近正态分布，其余分量多为正态分布，除了个别较小的分

量外，量值差别不大，这些分量的合成标准不确定度接近正态分布，因此合成标准不

确定度接近正态分布，各分量不相关。

表D. 15 9 kHz 无源环天线磁场天线系数的不确定度分量汇总表(TEM 室法)

不确定度来源或输入量xi

网络分析仪测量S21

衰减器衰减值Aatt

TEM 室芯板高度D

TEM 室波阻抗Z

TEM 室场均匀性δHu

环天线放入引起变化δHi

环天线定位δHp

系统线性δH1

系统稳定性δHs

测量重复性δHr

合成标准不确定度uc

最大允许误差

MPE 或不确定

度U/dB

0.74

0.23

0.001

0.23

0.44

0.05

0.16

0.4

0.13

0.02

概率

分布

正态

正态

正态

均匀

均匀

均匀

均匀

均匀

均匀

正态

包含因子

(k)

2

2

3

3

3

3

3

3

灵敏

系数ci

-1

1

-1

-1

1

1

1

1

1

1

影响量u(xi)

的标准不确定

度/dB

0.37

0.115

0.001

0.133

0.25

0.029

0.092

0.231

0.075

0.02

0.55

JJF 2327—2025

20

表D. 16 30 MHz 有源环天线磁场天线系数的不确定度分量汇总表(TEM 室法)

不确定度来源或输入量xi

网络分析仪测量S21

TEM 室芯板高度D

TEM 室波阻抗Z

TEM 室场均匀性δHu

环天线放入引起变化δHi

环天线定位δHp

系统线性δH1

系统稳定性δHs

测量重复性δHr

合成标准不确定度uc

最大允许误差

MPE 或不确

定度U/dB

0.38

0.001

0

0.08

0.1

0.17

0.01

0.01

0.05

概率

分布

正态

正态

均匀

均匀

均匀

均匀

均匀

均匀

正态

包含因子

k

2

3

3

3

3

3

3

灵敏

系数ci

-1

-1

-1

1

1

1

1

1

1

影响量u(xi)

的标准不确定

度/dB

0.19

0.001

0

0.05

0.058

0.098

0.006

0.006

0.05

0.23

D. 1. 5 扩展不确定度

取k=2，扩展不确定度为：

U=kuc=1. 1 dB(k=2)，9 kHz 无源环天线;

U=kuc=0. 46 dB(k=2)，30 MHz 有源环天线。