Поиск

Выбор измерительного расстояния для измерения эмиссии радиопомех



Эмиссия с метра. В области электромагнитной совместимости исторически сформировались два общепринятых метода измерений помехоэмиссии на расстоянии 1 метр от испытуемого объекта: MIL-STD-461 и RTCA/DO-160. Позднее появились и другие, например, СИСПР 25 для оборудования транспортных средств. Впервые выпущенный в 1968 году, MIL-STD-461 первоначально предписывал измерять помехи внутри экранированного помещения с голыми стенами, а только в последующих версиях в безэховых камерах. RTCA/DO-160 был впервые опубликован в 1975 году. Его 21 раздел «Излучение радиочастотной энергии» также определяет измерительное расстояние в 1 метр как наиболее вероятное между источником излучения и рецептором внутри самолета, резервуара или корабля. Стандарты СИСПР, за исключением СИСПР 25 (где, опять же, расстояние 1 метр является логичным для транспортного средства), избегают малых расстояний для того, чтобы избежать эффектов ближней зоны электромагнитного поля.

Измерительное расстояние 3 метра. Более распространены измерения с 3-х метров. Впервые они были использованы Федеральной комиссией по связи США (FCC) в 1979 году для измерений цифровых устройств класса B, так как компьютеры и другие подобные источники радиочастотной энергии будут ближе к потенциальному приемнику (ТВ, радио и т. д.), чем оборудование класса А (в 3 метрах для офисных помещений и квартир). Такие измерения проводят на открытых площадках или в полубезэховых камерах, хотя все чаще используются полностью безэховые камеры. Измерять радиопомехи от оборудования класса А на трехметровом расстоянии позволяют только некоторые из стандартов СИСПР.

Пять метров. Пятиметровая измерительная база - это «компромиссный» вариант между измерительными базами 3 и 10 метров, которая применяется в основном для испытаний по коммерческим (гражданским, бытовым) стандартам. Преимущества измерений с 5 метров - это возможность увеличить габариты испытываемых изделий, размещая их на большем поворотном столе, и простота получения требуемого затухания измерительной площадки по сравнению с 3 метрами.

Измерительное расстояние 10 метров. Многие технические специалисты в области ЭМС считают десятиметровое измерение расстояние идеальным вариантом. Оно учитывает и эффекты ближнего поля (1 длина волны 30 МГц) и методические требования и реальные типовые расстояния между источником помех и их приемником. 10-метровые измерительные комплексы, как правило, имеют большую повторяемость и сходимоть результатов. Сегодня такие комплексы, в основном, применяют для измерения радиопомех от оборудования класса А (промышленного) как на открытых площадках, так и в полубезэховых экранированных камерах. К тому же некоторые стандарты и отрасли, а также большинство азиатских лабораторий требуют соответствия нормам помех именно на 10 метровом измерительном расстоянии.


30-ти метровые измерения. Такое расстояние считают предпочтительным для для цифровых устройств класса А и крупногабаритного оборудования. В первой редакции правил FCC в США еще в 1979 году, основой которых был отчет 1977-го года CBEMA/ESC5/77/29 – "Пределы и методы измерения электромагнитных излучений от электронного оборудования обработки данных и офисного оборудования". Отчет CBEMA говорил, что 89% приемных антенн, находящихся в пределах 100 метров от мест установки подобного гражданского оборудования могут оказаться ближе в пределах до 30 метров. Поэтому CBEMA выбрана база в 30 метров для норм излучения от компьютеров класса А. К тому же, такое расстояние уже использовалось в то время некоторыми немецкими лабораториями и фигурировало в издаваемых статьях. К слову сказать, измерения на 30 метрах сильно затруднялись высоким фоном окружающей электромагнитной обстановки и увеличением высоты антенной мачты с привычных 4 - до 6 метров. Также много времени отнимали измерения затухания 30-метровой площадки. В конечном итоге, в начале 1980-х годов FCC изменила предпочтительное измерительное расстояние для цифровых устройств класса А на 10 метров, каким оно и оставалось последние 35 лет.

Альтернативные измерительные расстояния. ЭМС стандарты определяют и другие расстояния для измерения помехоэмиссии с изменением значений их норм, обратно пропорциональным этому расстоянию (в определенных пределах, ограниченных габаритами испытуемого объекта, апертурой антенны, измеряемой частотой и др.) Верна ли зависимость для реальных изделий и условий испытаний? Одна из работ Уильяма Э. Кори и Фрэнка С. Милстеда в 1969 году указывает, что неопределенность испытаний при приближении к испытуемому объекту и эффектах ближней зоны возрастет, по крайней мере до 10 дБ. Официально в области ЭМС правило ближней зоны λ/2π было принято в 1938 году, которое позволяло уменьшать измерительные расстояния, например, для частоты 30 МГц с 10 метров (длина волны) до 3м (1,5м). Между этими расстояниями различные международные источники показывают точность 6 дБ по затуханию напряженности поля ~ 1/r, однако, это утверждение дается только для "электрически малых диполей".

Поправочные коэффициенты. Требования к измерительным площадкам предъявляются такие, что они не должны влиять на результаты измерений. Площадки практически должны быть эквивалентны свободному пространству с затуханием электромагнитной волны на ней пропорционально 1/r. Однако, наличие проводящей заземляющей плоскости вызывает отражение сигналов в различных фазах, которые конструктивно или деструктивно мешают измерениям, осложняя ситуацию зависимостью от высоты приемной антенны над плоскостью заземления и частоты. Эти факты просто не могут адекватно коррелировать с требованием свободного пространства, поэтому в экстраполяции должны использоваться поправочные коэффициенты. Имеется ввиду калибровка площадки с ее коэффициентами. Полубезэховые камеры обычно оформляют как испытательное оборудование и аттестуют, поэтому логично было бы видеть поправочные коэффициенты в протоколах их аттестации. Подобная практика в зарубежных лабораториях применяется давно, еще с 1987 году Digital Equipment Corporation опубликовывала результаты отклонений измерительной площадки при изменении расстояния от 10 до 3м от свободного пространства. Результаты характеризовались как неглубокие V-образные с провалы от теоретическое прямой 1/r до 7дБ на частотах от 30 до 100 МГц, всего на 4дБ от 100 до 300 МГц и снова до 7 дБ от 300 до 1000 МГц. Введение коэффициентов такого рода будут иметь очевидные плюсы:

- их контроль позволит следить за состоянием безэховой камеры или площадки и вовремя принимать корректирующие действия или ремонтные работы;

- с легкостью будут объясняться расхождение между измерениями на разных площадках или результаты сравнительных межлабораторных испытаний;

- облегчит работу производителей безэховых камер и инженеров-испытателей, кто их эксплуатирует, так как характеристики "как у свободного пространства" являются предельными и тяжело осуществимыми и в большинстве случаев неадекватными. Измерительная площадка так же, как, например, антенна или кабельное соединение участвует в измерениях и должна иметь свой "фактор". Имеются многочисленные данные со всего мира, которые показывают общие тенденции отклонений при измерениях одних и тех же источников с различных расстояний: для вертикальной поляризации приемной антенны в диапазоне 30-200 МГц от 4 до 9 дБ, от 9 до 14 дБ для горизонтальной поляризации. В диапазоне 200-1000 МГц спад вертикальных сигналов колебался от 3 до 11 дБ, а горизонтальных - от 8 до 13дБ.


Предложение по использованию поправочных коэффициентов (не равных общепринятым 10 дБ), которые должны будут учитываться приемником и добавляться к нормам эмиссии при использовании разных расстояний в мире звучат постоянно. Вот и мы на проекте Emctestlab призываем технические комитеты провести компетентные (повторим, не экспертные, а компетентные) исследования и документально оформить данные призывы на государственном уровне. В качестве оценок зарубежными специалистами предлагалось использовать следующие поправочные коэффициенты (вместо этого де-факто +10 дБ на каждое трехкратное уменьшение расстояния):

+6 дБ в полосе частот 30 - 100 МГц;

+3 дБ в полосе частот 100 - 300 МГц;

+6 дБ в полосе 300 - 600 МГц;

+7 дБ в полосе 600 - 900 МГц;

+8 дБ в полосе 900 - 1000 МГц.

Так, например, на частоте 120 МГц норма помехоэмиссии 40дБмкВ/м для оборудования класса А и 10-метрового расстояния, приведенная к расстоянию 3-метровой полубезэховой камеры, составила бы не 50 дБмкВ/м, а всего 40+3=43. (см. таблицу A.2 СИСПР 32). Также к этому результату должен прибавляться коэффициент самой камеры, например, 5дБ (занижение результатов в этой камере) для этой же частоты. Тогда результат измерений выглядел бы так: 16дБмкВ[U] + 24дБ/м[AF] + 5дБ[FA] = 45дБ[Е] > 43 дБмкВ/м нормы. Набор поправочных коэффициентов должен учитывать поляризацию антенны и стать еще более консервативным, современные.

Следите за изменениями в мире ЭМС вместе с нами.

Emctestlab с удовольствием опубликует и Вашу работу совершенно бесплатно, пишите нам с пометкой в "Новости ЭМС".

#DO160 #Безэховаякамера #MILSTD461

Просмотров: 196

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.

© Emctestlab llc, Москва, 2017

  • Instagram -Emctestlab
  • Twitter - ЭМСТЕСТЛАБ
  • Facebook Icon - Emctestlab profile
  • YouTube - Emctestlab LLC
  • Vkontakte - ЭМС группа
  • Google+ - Лаборатория ЭМС инноваций
  • Tlegram канал ЭМСТЕСТЛАБ
ЭМСТЕСТЛАБ логотип