ЭМС антенны и ТЕМ или полосковые линии для импульсных воздействий, СШП

ЭМС антенны и ТЕМ или полосковые линии для импульсных воздействий, СШП ЭМИ


Как бы ни казались сложными проблемы с излучением низких частот электромагнитных полей, о которых мы рассказывали в одной из предыдущих статей, испытания на импульсные воздействия еще сложнее. Здесь придется излучать не только низкие частоты, но и весь остальной спектр импульса, да еще и в определенных фазах, чтобы импульс не развалился. И чем шире спектр частот импульса, тем сложнее.



Обычные ЭМС антенны не способны излучать импульсные поля в силу сильной зависимости их коэффициента от частоты. Импульсные излучатели и датчики должны иметь ровную амплитудно-частотную характеристику во всей полосе рабочих частот и фазо-частотную характеристику определенного вида. Для импульсного ЭМИ также могут применяться полосковые линии в силу равномерности их АЧХ при некоторых условиях, простоты и дешевезны их конструкций.

Осветим часть решений этих проблем для испытаний на электромагнитную совместимость по стандарту MIL-STD-461 RS105 (электромагнитный импульс ядерного взрыва (ЭМИ ЯВ)), параметры импульса приведены на первом рисунке. Для расширения частотного диапазона ТЕМ-ячеек многие применяют распределенную нагрузку на конце линии. Это связано как с неравномерным отражением от сосредоточенного сопротивления, так и поглощением и нагревом только нескольких первых резисторов. Такое "сеточное" или "паутиной" применение резисторов также упрощает задачу подавления резонансов в нагрузочном разъеме при использовании коаксиальной нагрузки. Компания Montena technology ярко демонстрирует это своими моделями полосковых излучателей.

Модель RL50-50 используется для испытаний ЭМИ печатных плат, небольших блоков с напряженностью импульсного поля до 50кВ/м. Используется совместно с генератором напряжения свыше 25кВ.

Спецификация установки:

Импеданс линии: 100 Ом;

Время нарастания импульса с генератора (10 – 90 %): (2.3 ± 0.5) нс;

Время спада на 100 Ом (50 – 50%): (23 ± 5) нс;

Входной разъем: HVM50K;

Габариты: 200 x 55 x 80 см;

Максимальная высота испытуемого изделия по MIL-STD461 / RS105: 17см;

Вес: 25 кг.

Излучатель жестко закреплен сплошном металлическом столе, который можно легко перемещать.


Установка побольше для имитации ЭМИ ЯВ (NEMP) с возможностью размещения под открытым небом в исследовательском институте Литл-Маунтин, лаборатории Boeing. Длина линии 36м, а высота 5,4м. Эта линия или полеобразующая система подключается к импульсному генератору 360кВ. Электромагнитный импульс полностью соответствует спецификациям параграфа RS105 MIL-STD-461E/F.


Один из самых больших имитаторов ЭМИ ЯВ (Nuclear Electromagnetic Pulse) производства Montena technology был построен в декабре 2016г. Эта установка достигает уже 140 метров в длину и 25м в высоту. Подвешенная к большой деревянной структуре и подключенная к генератору импульсов до 2МВ, установка позволяет проводить испытания на ЭМС тяжелых и габаритных систем. Конструкция была спроектирована и изготовлена фирмой Häring и способна выдерживать высокие нагрузки и сильные порывы ветра.



Габариты установки поражают, как и размеры испытуемых изделий, которые можно в них поместить. Хотя есть, несомненно, и еще более впечатляющие установки. Например, такие, как Atlas-I, построенный в 1980 году в Альбукерке, Нью-Мексико. Как видно на фото, в ней прекрасно размещается американский сверхдальний стратегический бомбардировщик-ракетоносец Б-52. Во всех этих системах электромагнитный импульс распространяется вдоль линии и поглощается в нагрузке. Большую проблему представляет процесс излучения широкополосных электромагнитных полей без направляющей установки в дальнюю зону поля для испытаний, условия которых максимально приближены к реальным. Для таких испытания используются высоковольтные импульсные антенны (IRA - Impulse-Radiating Antenna), похожие по внешнему виду на измерительные антенны зеркального типа для спутниковой связи. Модели таких антенн также разнообразны, как и модели спутниковых антенн, от тяжелых габаритных до миниатюрных и складных в зависимости от мощности излучения, применения и параметров электромагнитных импульсов.

В общих чертах принцип действия этих антенн заключается, как и у полосковых линий, в согласовании импеданса, формировании электромагнитной волны вдоль излучателя, а затем отражении и фокусировки волны рефлектором без ее поглощения в нагрузке. Трудности разработки таких антенн мы расскажем в будущем, в новостях ЭМС. Сейчас мы хотели бы рассмотреть уже готовые экземпляры, существующие на рынке швейцарского производства HIRA140 и 180. Отличия этих антенн в первой букве названия (HIRA - HALF IRA), которая обозначает использование в антенне принципа зеркальности. Внешне, да и по принципу действия HIRA180 является половинкой от СШП импульсных антенн.

Эта сверхширокополосная антенна для излучения высокоинтенсивных импульсов использует горизонтальную проводящую плоскость как электромагнитное зеркало для формирования диаграммы направленности, уменьшения габаритов конструкции и удобства монтирования. Луч узкой направленности формирует пластина и полупараболический отражатель в более широком диапазоне частот и с меньшими потерями, чем в полномасштабных излучателях типа IRA. При подключении к генератору импульсов до 30кВ, антенна на расстоянии 10 м позволяет получить электромагнитное поле до 15кВ/м с фронтом импульса 130пс. Типовая форма излучаемого импульса c указанием специфики процесса излучения и параметры антенны приведены ниже.


Полоса частот антенны: 100 МГц – 6 ГГц;

Диаметр отражателя: 1,8м;

максимальное входное напряжение: до 75кВ;

Входное сопротивление: 50 Ом с высоковольтным разъемом и линией согласования на 100 или 200 Ом.

Производителей и официальных представителей ищите в разделе "Оборудование".

Ждем ваши вопросы и предложения на почту mail@emctestlab.ru


Просмотров: 153
  • Instagram - черный круг
  • Twitter - ЭМСТЕСТЛАБ
  • Facebook Icon - Emctestlab profile
  • YouTube - Emctestlab LLC
  • Vkontakte - ЭМС группа
  • Google+ - Лаборатория ЭМС инноваций

Полное или частичное копирование материалов запрещено. При согласованном использовании материалов сайта необходима ссылка на ресурс.

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

© Компания Emctestlab llc 2017

ЭМСТЕСТЛАБ логотип