В испытаниях на устойчивость к электромагнитным полям (радиочастотным), первенство по популярности, пожалуй, занимают следующие стандарты ЭМС:
ГОСТ 30804.4.3 (IEC 61000-4-3), бывший ГОСТ Р 51317.4.3;
RTCA/DO-160, он же в переводе КТ-160
MIL-STD-461 и
его маленькая часть для авиации отечественного производства ГОСТ РВ 6601-001.
Во всех этих стандартах (или их разделах) электромагнитные волны воздействуют на испытуемый объект, но при различных условиях. В чем разница и чем это грозит? Проведем сравнительный анализ этих документов с точки зрения устойчивости или восприимчивости к электромагнитному излучению.
АЧХ воздействий или степени жесткости. Вопросы модуляции сейчас мы рассматривать не будем. Уровни излучений определяются исходя из области применения этих стандартов. ГОСТ 30804.4.3 распространяется на электротехнические, электронные и радиоэлектронные изделия и оборудование, которое эксплуатируют в условиях воздействия на них электромагнитных излучений (а это большинство в наше время). Эти электромагнитные излучения часто создаются стационарными радио- и телевизионными передатчиками, радиопередатчиками подвижных объектов, портативными приемопередатчиками, применяемыми персоналом, эксплуатирующим ТС, и службами безопасности, а также различными промышленными, научными, медицинскими и бытовыми источниками излучений (далее - источники излучений общего применения). Кроме электромагнитной энергии, генерируемой намеренно, на ТС также воздействуют паразитные излучения, создаваемые такими источниками, как сварочное оборудование, тиристорные регуляторы, люминесцентные источники света, переключатели, коммутирующие индуктивные нагрузки и т.д. ГОСТ 30804.4.3 устанавливает требования и методы испытаний технических средств (ТС) на устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Уровни воздействий должны устанавливаться в стандартах на продукцию исходя из специфики применения ТС конкретного вида, характерной электромагнитной обстановки в местах эксплуатации, плотности монтажа и т.д.
То есть ГОСТ 30804.4.3 устанавливает требования к устойчивости от излучений источников общего применения до 6ГГц. Степени жесткости испытаний от 1 до 10В/м установлены в таблице 1 данного стандарта:
MIL-STD-461 в разделе RS103 устанавливает следующие требования:
Здесь видим разнообразные требования армии, ВВС, ВМС, других министерств обороны и промышленности. Рассмотрим только требования для авиации (AIRCRAFT), где напряженности поля принимают значения 20, 60 или 200В/м в зависимости от того, где располагается оборудование: внутри или вне фюзеляжа, являются ли они критичными для безопасности, а также от применения самого летательного аппарата. Сравним их с требованиями отечественного стандарта для авиационного бортового оборудования ГОСТ РВ 6601-001:
Видим практически полную идентичность, за исключением некоторых уровней, к которым, видимо наши военные чиновники приложили руку, а также тот факт, что стандарт США превосходит наш по частотам свыше 18ГГц.
Далее RTCA/DO-160 и КТ-160 - стандарты также для авиационного оборудования, но уже гражданского назначения.
Здесь более узкая полоса частот - от 100 МГц до 18 ГГц, но более разнообразная градация категорий в зависимости от типа летательного аппарата и типа условий эксплуатации.
Отличие МЭК от остальных рассматриваемых стандартов, в том, что только в нем есть четкие определения и классификация портов, в том числе и порта корпуса. И испытаниям подлежат именно они. Поэтому в ГОСТ Р 51317.4.3 испытаниям подлежит только корпус (пор корпуса) изделия, а кабели испытывают на соответствие другим стандартам, подсоединив ИТС к устройствам связи-развязки. В MIL-std-461, ГОСТ РВ 6601, ДО-160 испытаниям подлежать и корпуса оборудования и подходящие к ним кабели (не менее 2м). Есть еще принципиальная разница в размещении и калибровке радиочастотного поля в МЭК и ГОСТ РВ, их вы можете прочитать в статье "Разные подходы ГОСТ Р и ГОСТ РВ" в архиве.
Методика испытаний. МЭК 61000-4-3 четко устанавливает проводить испытания в дальней зоне поля, т.е. в той области, где плотность потока энергии излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния от антенны, и мощность воздействующих радиопередатчиков можно вычислить по формуле E=7*√P/d. Для дипольной антенны это соответствует расстоянию более λ/2π, где λ - длина волны излучения. А для сложных антенн и габаритных испытуемых изделий, расстояние выбирают из условия d ≥ 2(D^2)/λ, где D — наибольший линейныйq размер испытуемого ТС либо антенны, определяющий минимальную апертуру облучения испытуемого ТС, что применимо для случаев, когда D >> λ. ГОСТ РВ и ДО (MIL и DO) устанавливают расстояние от излучающей антенны 1м. Это говорит о принципиальной разнице в оценках уровней излучений. Дальняя зона и большие расстояния, а также специальные условия испытания, такие как калибровка поля до размещения объекта и однородность поля, применяются тогда, когда известны расстояния, принципы передачи воздействий и мощности источников. Измерение же излучения непосредственно возле испытуемого объекта и указанное расстояние в 1м говорит о том, что параметры источника воздействий или неважны (когда речь идет о совместимости тех.средств системы между собой) или неизвестны (электромагнитное оружие, природные аномалии).
Далее в МЭК много времени уделяется объяснениям существенной разницы при измерении радиочастотных полей изотропным датчиком поля и направленной приемной антенной.
Создать поле при показаниях изотропного датчика в 10В/м гораздо проще, чем для показаний 10В/м на анализаторе спектра при использовании приемной антенны. Это обусловлено следующими факторами:
Неидеальностью испытательной площадки и наличием отражения;
Направленными свойствами датчика и антенны;
Селективностью измерителя при использовании антенны;
Способом детектирования в датчике поля;
Наличием гармонических составляющих сигнала и линейностью усилителя мощности;
Размерами и расположением датчика и антенны.
Разница в мощности усилителя или источника помех при этом может изменяться в сотни раз.
Альтернативные методики. ГОСТ Р 51317.4.3 допускает только одну методику испытаний с нескольками способами облучения - это испытания с использованием излучающих антенн. МЭК также допускает использование GTEM камер. ГОСТ РВ 6601-001 в качестве альтернативных методик устанавливает использование различного рода ТЕМ (полосковых линий) и реверберационных камер, равно как и MIL-STD-461 и RTCA/DO.
Требования к площадке при излучении. Однородность поля, достигаемую путем выбора испытательного оборудования и модификацией ПБЭК, требует только МЭК 61000-4-3. ГОСТ РВ 6601 и КТ-160 требуют только более или менее тихой в электрическом смысле зоны испытаний и уменьшения отражений, выставляя минимальные требования к радиопоглощающим материалам.
На наш взгляд эти требования должны периодически проверяться и подтверждаться как при прямом падении волны на абсорбер, так и при падении под углом 45°. Поглотители также имеют свойства линейности и ограничения динамического диапазона вследствие нагрева при сильном излучении. Некоторые виды материалов расчитаны только на 200-600 В/м. Эти моменты испытательные лаборатории, как правило, никак не учитывают при испытаниях на ЭМС.
Надеемся Вам было интересно, Emctestlab