随着物联网时代的到来，产品开发的重点转为增加连接能力，以及连接能力所支持的新功能和服务。这通常意味着向产品上添加一个或多个无线功能以提供无线连接解决方案。从灯到笔记本电脑，从暖通空调系统到家用电器，各类产品正在集成无线技术以在物联网和消费者之间相互通信。相应地，除了电磁兼容性 (EMC) 问题之外，现在更多的制造商必须关注无线电合规性。

EMC测试旨在防止产品之间以及产品与其运行环境之间直接发生意外的电气相互作用。电子产品在正常运行时会无意中产生电磁场，会对各种无线电服务造成干扰。在某些情况下，它们会以意想不到的方式直接相互影响。

在这种情况下，EMC 测试有两种形式：

1) 发射测试（emissions testing），测量产品产生的电磁场，以确保它们保持在可接受的电平以下，以最大限度地减少干扰的可能性；和 

2) 抗扰度测试（immunity testing），将产品置于其预期环境的典型电气干扰下，以确定产品是否会受到EMC干扰的显著影响。将无线功能加入产品中为产品合规性和 EMC 测试增加了新的考量因素。

基本EMC考量

即使没有集成无线功能，电子产品也需要满足世界许多国家与地区的EMC要求。适用的要求因地理区域而异，但通常混合了发射和抗扰度要求。在美国，联邦通信委员会 (FCC) 要求大多数工作频率高于 9 kHz 的电子设备满足《联邦法规》第47篇第15部分B部分的要求，其中包含对产品外壳和电源线的电磁辐射的限制。加拿大在其一系列干扰设备标准 (ICES) 中对各种产品类型有类似的发射要求。

其他经济体，例如欧盟 (EU)，要求同时进行发射测试和抗扰度测试。欧盟有许多不同的EMC合规标准。适用哪一种标准取决于产品类型，但通常包括抗浪涌、电源线干扰、辐射干扰、静电放电 (ESD)、环境磁场，甚至产品在停电或断电期间的性能。美国、加拿大、欧盟和其他经济体的医疗设备通常需要满足 IEC 60601-1-2 中包含的EMC要求，其中包含类似于欧盟标准中的发射和抗扰度测试。

没有无线功能的产品的发射测试通常在测试实验室需要大约一天时间，并且在测试期间需要一个或多个配置成正常工作的样品。每次发射扫描可能需要几分钟到几个小时，并且产品需要在扫描运行时正常工作，因此可能需要将产品配置为重复工作模式，这在日常使用中可能不会如此。应提供所有必需的设备和电源，因为实验室可能没有合适的设备来运行产品。提供清晰简明的操作说明，而不是一本大手册总是有帮助的。

每种操作模式的抗扰度测试通常需要2~4天，有些测试可以运行数小时。与发射相同的设置注意事项，以及在抗扰度测试期间指定产品性能标准的附加要求，以便实验室人员可以确定产品是否受到 EMC干扰的影响。

对于某些抗扰度测试，例如辐射和传导射频抗扰度，在一个频率范围内逐步对产品施加干扰时，必须观察完整的产品操作周期，同时每个频率施加干扰3秒时间。如果产品操作周期长于3秒，则必须将其修改为3秒或更短以进行测试，或者必须延长测试停留时间。由于浪涌和ESD等一些抗扰度测试可能具有破坏性，因此可能需要多个样本。对于发射和抗扰度测试，可能需要特殊软件来满足这些配置要求。

无线电特定监管问题

除了典型的EMC问题之外，无线电法规合规性也带来了一系列挑战。在美国和加拿大等许多地区，具备无线功能的产品需要认证和特殊标签，与通常的供应商符合性声明（Declaration of Conformity）相比，这增加了批准过程的成本和时间。在欧盟，必须满足无线电设备指令 (RED) 的要求，而不是EMC指令中的要求。对于在欧盟限制使用的某些无线技术，获得CE标志可能不仅仅涉及发布符合性声明，甚至可能需要公告机构（Notified Body）审查产品的技术合规性文件。 

由于频率分配因国家/地区而异，因此某种无线技术可以在一个国家/地区合法运行，而在另一个国家/地区则不合法。这可能导致同一无线技术的多个版本或包含不同无线技术的多个产品版本。

此外，与监管审批无关，Wi-Fi、蓝牙等某些无线设备还需要相关行业协会的注册和批准才能合法使用Wi-Fi、蓝牙或其他已商标注册的行业标识。与监管审批流程的不同之处在于，这些行业标识的认证关注的是采用同类型无线技术的设备的互操作性，而不是满足监管要求，以便消费者知道当他们购买它时，它将可与其他同类型无线设备一起工作。

将无线功能添加到设备中时，测试要求也会增加。射频暴露是一个问题，可能需要进行测试或计算以表明符合暴露限制。在距离人体 20 厘米范围内使用的设备可能还需要特定吸收率 (SAR) 射频暴露测试，其中带有场探头的机械臂会在典型使用距离处绘制电场强度图，以证明产品在使用时不会将过多的能量耦合到身体。

与非无线电设备相比，集成无线功能的设备还需要满足扩展的发射测试要求，通常需要在工作频段和更宽的频率范围内测试多个通道，通常扩展到无线工作频率的10次谐波。具有多种信号调制类型和数据速率的无线技术（如 Wi-Fi）必须在所有操作模式下都符合要求，因此测试周期可以持续一两天到几周不等，具体取决于无线技术的类型和实现。

更改工作信道、输出功率、调制方式、数据速率以及在测试期间需要更改的任何其他参数几乎总是需要特殊的软件。有一些例外，例如欧盟针对Wi-Fi的标准 ETSI EN 300 328，它指定在正常工作模式下进行测试。但在大多数情况下，有必要同时提供正常工作模式和测试模式，以允许改变所提到的参数，包括打开和关闭、在蓝牙等跳频无线技术上跳频，以及提供连续或几乎连续的传输模式以支持一些测试，即使该无线技术通常不以这种方式运行。

在产品中添加无线功能时，EMC抗扰度测试也会发生变化。除了在测试期间观察基本产品功能外，欧盟无线电EMC标准还要求在EMC干扰期间监测无线链路的质量。在许多情况下，会在无线电空闲时执行测试，以查看EMC干扰是否会导致其意外发射。这给制造商带来了独特的挑战，他们通常必须提供定制的测试软件解决方案，以在发射机和接收机之间建立和维持连续或重复的射频链路，并且还允许在测试期间监控该链路的质量。通常，需要为各种预期的测试场景专门设计此类软件。

无线电EMC测试需要大量准备，以确定所需的测试模式并在制造商到达实验室时提供可以支持测试的软件。否则，由于在实验室测试期间解决问题，项目将遇到延迟。对于包含无线功能的医疗设备尤其如此。在无线支持医疗设备的基本性能的情况下，美国食品和药物管理局 (FDA) 法规通常要求按照 ANSI C63.27 进行无线共存测试，以确定由于附近的无线技术造成无线链路恶化而导致的对患者安全的潜在影响。FDA还希望在危害分析和风险管理文件中提供证实无线电工作评估的证据。在这种情况下，EMC测试期间的无线电性能也与医疗设备相关。

无线电EMC测试至少需要一个样品，但可以提供尽可能多的样品以涵盖所有必要的测试模式并更换测试期间损坏的任何样品。不必对同一样品进行所有测试。

无线模块

将无线技术集成到产品中所带来的一些挑战可以通过使用预先批准的无线模块来缓解。美国和加拿大的法规允许对带有内置天线的无线电路板进行认证，这些电路板可以集成到带有适当标签和用户说明的主机产品中，并且无需执行额外的认证，只要模块认证中记录的任何使用限制受到遵守。只有带有天线的完整无线电实现可以是模块，并且参考设计不允许用于认证。

在欧盟，技术上来说预先批准的无线模块不存在；然而，一些无线制造商预先测试了模块化配置，以证明无线功能在放置在主机产品中时可能能够符合要求。在查看无线模块的符合性声明时应小心谨慎，因为由于模块的开放板性质（例如ESD），并非所有要求都经过了测试。 

然而，使用预先批准的模块并不能解决所有的合规性问题。在欧盟和北美，将无线模块集成到其产品中的制造商仍然负责确保已安装模块的主机设备的合规性。因此，在声明符合性之前，重要的是评估已安装模块的主机产品的合规性。根据模块的性质及其预期用途，在不满足模块的认证限制情况下，可能需要额外认证才能在美国和加拿大合法分销（例如修改天线或在人体20cm范围内使用）。

在欧盟，支持符合性声明的主机产品技术文档应包括主机中无线模块合规性支持的文档。这意味着要么需要从无线模块制造商处获得它，要么可能需要从头开始构建一整套包括测试报告在内的合规性文档。

即使在可以获得文档的情况下，无线模块本身的测试也可能不能代表其在主机产品中的性能。因此，RED规定的不合规风险评估需要确定合规文件中是否存在需要填补的空白。例如，在主机中工作可能会降低天线性能。而且，尽管在这种情况下满足输出功率要求可能更容易，但天线性能可能会降级到接收机不再满足适用要求。

在其他情况下，主机电路和无线部分电路之间的交互可能会导致意外的互调产物，或者可以给信号提供了谐振天线（在两个设备整合之前没有的）。由于这些原因，FCC敦促无线模块的最终集成商考虑在主机产品中进行一定数量的无线测试。类似的测试也可能有助于缩小欧盟符合性声明技术文档中的差距。至少，必须测试主机是否与安装的无线不兼容。提前预测这些需求有助于更有效地管理产品部署计划，从而避免因从模块制造商处采购测试软件而造成不必要的延迟。

由于其他原因，预先批准的无线模块有时需要进行测试。它们可能在美国和加拿大、日本或韩国获得预先批准，但在其他地区则没有。每个地区可能对认证有不同的限制。一些国家/地区需要在国内进行测试，或者没有模块化批准流程，因此需要在该国家/地区销售之前对每个主机中的每个无线功能进行测试。

在其他情况下，可以利用FCC认证和测试或欧盟测试报告和符合性声明。但可能仍需要当地代表、认证费或文书工作来批准无线功能。甚至规划标签也可以呈现新的维度，因为大多数监管机构都要求在过去可能没有出现在产品标签上的无线标记或ID号。

结论

利用具有EMC和无线测试和知识的专家，可以更轻松地开发任何互联设备。独立的第三方测试团队可以充当第二双眼睛，帮助确保产品的安全性和性能。此外，第三方团队通常拥有熟悉该领域，熟悉法规要求，并且有经验可以帮助对制造商进行有关要求的教育，间接帮助产品的测试和开发。

互联产品为多个行业提供了令人兴奋的新机遇。必须理解、考虑和实施这项开创性技术带来的新考量，不仅是为了必要的法规目的，而是为了确保提供满足客户需求的优质产品。当涉及到产品（和品牌）的成功时，这可以使一切变得不同。