ГОСТ CISPR 16-1-4-2013 Совместимость технических средств электромагнитная. Требования к аппаратуре для измерения параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчивости и методы измерений. Часть 1-4. Аппаратура для измерения радиопомех и помехоустойчивости. Антенны и испытательные площадки для измерения излучаемых помех.
ГОСТ CISPR 16-1-4-2013
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Совместимость технических средств электромагнитная
ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТУРЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РАДИОПОМЕХ И ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Часть 1-4
АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОПОМЕХ И ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ. АНТЕННЫ И ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ ПЛОЩАДКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗЛУЧАЕМЫХ ПОМЕХ
Electromagnetic compatibility of technical equipment. Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods. Part 1-4. Radio disturbance and immunity measuring apparatus. Antennas and test sites for radiated disturbance measurements
МКС 33.100.10
33.100.20
Дата введения 2015-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Санкт-Петербургским филиалом "Ленинградское отделение Научно-исследовательского института радио" (Филиал ФГУП "НИИР-ЛОНИИР") и Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 "Электромагнитная совместимость технических средств" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 18 октября 2013 г. N 60-П)
|
|
|
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Армения | AM | Минэкономики Республики Армения |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Киргизия | KG | Кыргызстандарт |
Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
Россия | RU | Росстандарт |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
Узбекистан | UZ | Узстандарт |
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 октября 2013 г. N 1265-ст межгосударственный стандарт ГОСТ CISPR 16-1-4-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.
5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту CISPR 16-1-4:2012* "Технические требования к аппаратуре для измерения радиопомех и помехоустойчивости и методы измерений. Часть 1-4. Аппаратура для измерения радиопомех и помехоустойчивости. Антенны и испытательные площадки для измерения излучаемых помех" ("Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 1-4: Radio disturbance and immunity measuring apparatus - Antennas and test sites for radiated disturbance measurements", IDT).
Международный стандарт CISPR 16-1-4:2012 подготовлен Международным специальным комитетом по радиопомехам (CISPR), Подкомитетом А "Измерения радиопомех и статистические методы".
Настоящее издание 3.1 стандарта CISPR 16-1-4:2012 является сводной версией и включает в себя третье издание, опубликованное в 2010 г., его изменение 1 (2012 г.) и его поправку от декабря 2010 г.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2020 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
Введение
Настоящее издание включает следующее существенное техническое изменение по сравнению с предыдущим изданием: в него включены положения, касающиеся оценки установочного стола в полосе частот выше 1 ГГц.
В Изменении 1 (2012 г.) введен метод опорной испытательной площадки (RSM) и, кроме того, изменена структура раздела 5.
Издание имеет статус основополагающей публикации по ЭМС в соответствии с Руководством IEC 107 "Электромагнитная совместимость. Руководство по составлению публикаций по электромагнитной совместимости".
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает характеристики и качество функционирования устройств для измерения излучаемых индустриальных радиопомех (ИРП) в полосе частот от 9 кГц до 18 ГГц, а также технические требования к антеннам и испытательным площадкам.
Примечание - В соответствии с Руководством IEC 107 Публикация CISPR 16-4-1 является основополагающим стандартом для использования комитетами по продукции IEC. Как указано в Руководстве 107, комитеты по продукции ответственны за определение применимости стандарта в области ЭМС. CISPR и его подкомитеты готовы к сотрудничеству с техническими комитетами и комитетами по продукции в области оценки применимости такого стандарта для конкретных изделий.
Требования настоящего стандарта должны выполняться на всех частотах и для всех уровней излучаемых радиопомех в пределах диапазонов измерений CISPR, установленных для измерительных устройств.
Методы измерений представлены в серии публикаций CISPR 16-2. Дополнительная информация по радиопомехам приведена в CISPR 16-3. В CISPR 16-4 представлена информация, касающаяся неопределенности, статистики и моделирования норм.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).
CISPR 16-1-1, Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 1-1: Radio disturbance and immunity measuring apparatus - Measuring apparatus (Технические требования к аппаратуре для измерения помех и помехоустойчивости и методы измерения. Часть 1-1. Аппаратура для измерения радиопомех и помехоустойчивости. Измерительная аппаратура)
________________
CISPR 16-2-3, Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 2-3: Methods of measurement of disturbances and immunity - Radiated disturbance measurements (Технические требования к аппаратуре для измерения помех и помехоустойчивости и методы измерения. Часть 2-3. Методы измерения помех и помехоустойчивости. Измерение излучаемых помех)
________________
CISPR 16-4-2, Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods - Part 4-2: Uncertainties, statistics and limit modelling - Measure instrumentation uncertainty (Технические требования к аппаратуре для измерения радиопомех и помехоустойчивости и методы измерений. Часть 4-2. Неопределенности, статистика и моделирование норм. Инструментальная неопределенность измерений)
IEC 60050-161, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Chapter 161: Electromagnetic compatibility [Международный электротехнический словарь (МЭС). Глава 161. Электромагнитная совместимость]
IEC 61000-4-20, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-20: Testing and measurement techniques - Emission and immunity testing in transverse electromagnetic (TEM) waveguides (Электромагнитная совместимость. Часть 4-20. Методы испытаний и измерений. Испытания на излучение и помехоустойчивость в ТЕМ-волноводах)
3 Термины, определения и сокращения
В настоящем стандарте применены термины по CISPR 16-1-1, CISPR 16-1-5, IEC 60050-161, а также следующие термины с соответствующими определениями.
3.1 Термины и определения
3.1.1 антенна (antenna): Часть передающей или приемной системы, которая разработана для излучения или приема электромагнитных волн определенным образом.
Примечания
1 В контексте требований настоящего стандарта симметрирующее устройство является частью антенны.
2 Данный термин относится к разным устройствам, например проволочной антенне, резонансному диполю в свободном пространстве, гибридной антенне и рупорной антенне.
3.1.2 симметрирующее устройство (balun): Пассивная электрическая схема для перехода от симметричной линии передачи (или устройства) к несимметричной или наоборот.
3.1.3 испытательная площадка для калибровки антенн (calibration test site; CALTS): Открытая испытательная площадка с металлической пластиной заземления и строго определенной характеристикой затухания площадки при горизонтальной и вертикальной поляризации электрического поля Е.
Примечание 1 - CALTS используется для определения коэффициента калибровки антенны в свободном пространстве.
Примечание 2 - Для оценки характеристики площадки для испытаний оборудования на соответствие нормам необходимо сравнить результаты измерений затухания площадки CALTS с соответствующими результатами измерений затухания площадки для испытаний оборудования на соответствие нормам.
3.1.4 поглощающее устройство синфазного режима; CMAD (common mode absorbing device): Устройство, которое можно использовать на кабелях, исходящих из испытательного объема, при измерениях излучаемых помех, для уменьшения неопределенности оценки соответствия.
3.1.5 испытательная площадка для испытаний ТС на соответствие нормам ИРП; COMTS (compliance test site): Испытательная площадка, отвечающая условиям, при которых обеспечиваются правильность и повторяемость результатов измерений напряженности поля ИРП от испытуемого ТС для сравнения их с соответствующей установленной нормой.
3.1.6 кросс-поляризационная характеристика (cross-polar response): Мера подавления антенной поля с поперечной поляризацией при повороте антенны в линейно-поляризованном электромагнитном поле, которое однородно по фазе и амплитуде в апертуре испытуемой антенны.
3.1.7 полностью безэховая камера; FAR (fully anechoic room): Экранированное помещение, внутренние поверхности которого полностью покрыты высокочастотным материалом (ВЧ-поглотителем), поглощающим электромагнитную энергию в рабочей полосе частот.
3.1.8 резонансный диполь свободного пространства (free-space resonant dipole): Проволочная антенна, состоящая из двух прямых соосных проводников одинаковой длины, расположенных концами друг к другу и разделенных небольшим зазором. При этом длина каждого проводника приблизительно равна четверти длины волны, так что на этой частоте входное полное сопротивление проволочной антенны, измеренное на зазоре, будет активным, что соответствует характеристикам диполя, расположенного в свободном пространстве.
Примечание 1 - В контексте требований настоящего стандарта данная проволочная антенна, подсоединенная к симметрирующему устройству, также называется измерительной антенной.
Примечание 2 - Данная проволочная антенна также называется настроенным симметричным вибратором.
3.1.9 гибридная антенна (hybrid antenna): Стандартная антенна в виде логопериодической решетки с проволочными элементами (LPDA) с удлиненной несущей конструкцией на разомкнутом конце для включения одного широкополосного диполя (например, биконического или симметричного с треугольными плечами), так что симметрирующее устройство (конструкция) LPDA служит источником напряжения для широкополосного диполя.
Обычно на этом конце конструкции используют катушку синфазного режима для минимизации паразитных (несанкционированных) ВЧ токов на внешнем проводнике коаксиального кабеля, идущего в приемник.
3.1.11 антенна с малой неопределенностью (low uncertainty antenna): Жесткая биконическая или LPDA антенна хорошего качества, воспроизводимость коэффициента калибровки которой выше ±0,5 дБ, используемая для измерения напряженности поля Е в определенной точке пространства.
Примечание - Описание антенны приведено в А.2.3.
3.1.12 испытательная площадка квазисвободного пространства (quasi-free-space test site): Площадка для измерений излучаемых помех или для калибровки антенн, обеспечивающая условия свободного пространства. Для обеспечения критерия приемки площадки, который применим к рассматриваемой процедуре измерения излучаемых помех или процедуре калибровки антенн, нежелательные отражения от окружающих объектов должны быть сведены к минимуму.
3.1.14 параметры рассеяния (S-параметры) [scattering parameters (S-parameters)]: Набор из четырех параметров, используемый для описания свойств двухпортовой схемы, внесенной в линию передачи.
3.1.15 полубезэховая камера; SAC (semi-anechoic chamber): Экранированное помещение, в котором все поверхности, за исключением пола покрыты материалом, поглощающим ВЧ-энергию (ВЧ-поглотителем), который поглощает эту энергию в рассматриваемой полосе частот.
3.1.16 метод калибровки "КЗ-ХХ-нагрузка-насквозь" или "насквозь-ХХ-КЗ-согласование" [short-open-load-through (SOLT) or through-open-short-match (TOSM) calibration method]: Метод калибровки векторного схемного анализатора с использованием трех стандартов полного сопротивления: короткое замыкание, холостой ход и согласованный режим и одного стандарта передачи - насквозь.
Поскольку метод SOLT широко используется, обычно имеется необходимый для калибровки комплект элементов с характеристическим полным сопротивлением 50 Ом. Полная двухпортовая модель погрешностей включает в себя шесть элементов погрешности для каждого из прямых и обратных направлений (при двенадцати отдельных элементах погрешности), что требует для проведения калибровки двенадцать эталонных измерений.
3.1.17 затухание площадки (site attenuation): Затухание между двумя определенными точками на испытательной площадке, определяемое в результате двух измерений как значение вносимых потерь, когда непосредственное электрическое соединение между выходом генератора и входом измерителя ИРП заменяется подключением передающей антенны к выходу генератора и приемной антенны - ко входу измерителя ИРП.
3.1.18 вносимые потери площадки (site insertion loss): Потери между парой антенн, находящихся в определенных позициях на испытательной площадке, когда непосредственное электрическое соединение между выходом генератора и входом приемника заменяют передающей и приемной антеннами, установленными в определенных точках.
3.1.19 рабочий объем (test volume): Объем в полностью безэховой камере, в котором размещается испытуемое ТС.
Примечание - В данном объеме выполняются требования к испытательной площадке квазисвободного пространства. Поверхности, ограничивающие данный объем, обычно находятся на расстоянии 0,5 м или более от поглощающего материала полностью безэховой камеры.
3.1.20 калибровка "насквозь-отражение-линия" [through-reflect-line (TRL) calibration]: Метод калибровки векторного схемного анализатора с использованием трех стандартов полного сопротивления: "насквозь", "отражение" и "линия" для внутренней и внешней калибровки такого анализатора. Для такой калибровки требуется четыре опорных измерения.
Примечание 2 - Обычно коэффициент калибровки антенны определяют для падающей плоской волны в направлении, соответствующем максимальному коэффициенту усиления антенны и в заданной точке антенны.
3.1.25 опорная точка антенны (antenna reference point): Середина антенны, от которой измеряется расстояние до ИТС или второй антенны.
Примечание - Опорная точка антенны определяется изготовителем, использующим маркер на антенной решетке на логопериодических диполях, или калибровочной лабораторией.
3.1.26 идеальная открытая испытательная площадка (ideal open-area test site): Открытая испытательная площадка имеющая идеально плоскую пластину заземления с идеальной проводимостью без отражающих объектов, за исключением пластины заземления.
3.1.27 опорная испытательная площадка (reference test site): Открытая испытательная площадка с металлической пластиной заземления с четко установленными характеристиками при горизонтальной и вертикальной поляризации электрического поля.
3.2 Сокращения
|
|
EUT | - испытуемое техническое средство (ИТС); |
FSOATS | - OATS со свободным пространством; |
LAS | - система рамочных антенн; |
LLA | - большая рамочная антенна; |
LPDA | - антенная решетка на логопериодических диполях; |
NSA | - нормализованное затухание площадки; |
OATS | - открытая испытательная площадка; |
RSM | - метод опорной измерительной площадки; |
SA | - затухание площадки; |
| - коэффициент стоячей волны площадки по напряжению; |
VSWR | - коэффициент стоячей волны по напряжению (  ). |
4 Антенны для измерения излучаемых помех
4.1 Общие положения
Для измерения напряженности поля следует использовать антенны тех же типов, которые используют для измерения излучаемых помех, прошедшие калибровку. При этом необходимо учитывать их диаграммы направленности и влияние окружающей среды.
Антенна и схема ее подключения к измерителю ИРП не должны существенным образом влиять на общие характеристики измерителя ИРП. Если антенна подсоединяется к измерителю ИРП, измерительная система должна соответствовать требованиям по ширине полосы, установленным в CISPR 16-1-1 для конкретной области частот.
Антенна должна иметь линейную поляризацию. Она должна быть ориентирована так, чтобы можно было измерить соответствующую поляризацию поля ИРП. Может потребоваться регулировка высоты центра антенны над землей или относительно ВЧ-поглощающего материала в полностью безэховой камере в соответствии с применяемым методом испытаний.
Примечание - Дополнительную информацию о параметрах широкополосных антенн см. в приложении А.
4.2 Физический параметр при измерениях излучаемых помех
Физическим параметром при измерении излучаемых ИРП на соответствие нормам является напряженность поля Е, В/м, измеренная в заданной точке пространства относительно позиции ТС. То есть при измерениях в полосе частот от 30 до 1000 МГц на открытой испытательной площадке или в полубезэховой камере измеряемым значением будет максимальное значение напряженности поля как при горизонтальной, так и при вертикальной поляризации. При этом высоту установки антенны изменяют в пределах от 1 до 4 м, при расстоянии 10 м по горизонтали от ТС, а ТС вращают под всеми углами в азимутальной плоскости.
4.3 Полоса частот от 9 до 150 кГц
4.3.1 Общие положения
Опыт показал, что в данной полосе частот именно магнитная составляющая поля является основной причиной наблюдаемых эффектов воздействия ИРП.
4.3.2 Магнитная антенна
Для измерений магнитной составляющей излучения может быть использована электрически экранированная рамочная антенна в виде квадрата со сторонами, равными 60 см, либо соответствующая ферритовая антенна.
Единицей измерения напряженности магнитного поля является мкА/м. В логарифмических единицах Н измеряется в дБ (мкА/м) или в 20 lg измеренного уровня напряженности поля. Соответствующая норма на излучение должна выражаться в тех же единицах.
Значение Н вычисляют по формулам
Н=Е/377, (1)
где Н обычно выражена в мкА/м и Е - в мкВ/м;
при измерениях в дБ значение Н=Е-51,5, (2)
где Н обычно выражена в дБ (1 мкА/м) и Е - в дБ (1 мкВ/м).
Полное сопротивление Z=377 Ом [или 20 lg Z=51,5 дБ (Ом)], используемое в приведенных выше преобразованиях, представляет собой постоянную величину, получающуюся из калибровки установки для измерения напряженности поля, регистрирующей магнитное поле в мкВ/м [или дБ (мкВ/м)].
4.3.3 Экранирование рамочной антенны
При недостаточном экранировании рамочная антенна может давать отклик на электрическую составляющую поля Е. Наличие такого отклика определяют, вращая антенну в однородном поле так, чтобы плоскость рамки оставалась параллельной вектору поля Е.
Значение напряжения на выходе антенны в случае, когда плоскость рамки параллельна вектору магнитного поля, должно быть по крайней мере на 20 дБ ниже значения напряжения на выходе антенны в случае, когда плоскость рамки перпендикулярна вектору магнитного поля.
4.4 Полоса частот от 150 кГц до 30 МГц
4.4.1 Электрическая антенна
Для измерения электрической составляющей напряженности поля ИРП допускается использование как симметричных, так и несимметричных антенн. Если используется несимметричная (штыревая) антенна, то будет измеряться только значение при вертикальной поляризации электрического поля. В протоколе испытаний вместе с результатами измерений должен быть указан тип используемой антенны.
Информацию, относящуюся к расчету характеристик функционирования однополюсной (штыревой) антенны и параметрам схемы согласования, см. в приложении B.
Единицей измерения напряженности электрического поля является мкВ/м или, в логарифмических единицах, - дБ (1 мкВ/м).
Нормы излучаемых ИРП должны быть выражены в этих единицах.
4.4.2 Магнитная антенна
Для измерений магнитной составляющей излучения должна использоваться электрически экранированная рамочная антенна в соответствии с 4.3.2.
Примечание - Настроенные электрически симметричные рамочные антенны можно использовать для проведения измерений значений напряженности магнитного поля вплоть до минус 51,5 дБ (1 мкА/м) с использованием квазипикового детектирования в полосе частот от 1,6 до 30 МГц, то есть ниже чем при использовании ненастроенных электрически экранированных рамочных антенн, когда уровень шума приблизительно на 25 дБ выше.
4.4.3 Характеристика симметричности/кросс-поляризационная характеристика антенн
Если используют симметричную антенну электрического поля Е, она должна соответствовать требованию, приведенному в 4.5.4. Если используют симметричную антенну магнитного поля Н, она должна соответствовать требованию, приведенному в 4.3.3.
4.5 Полоса частот от 30 до 1000 МГц
4.5.1 Общие положения
В данной полосе частот измеряют напряженность электрического поля, (антенны магнитного поля не используют). Антенна, предназначенная для измерения электрического поля, должна быть аналогом диполя.
В эту категорию входят:
a) настраиваемые дипольные антенны, пары элементов которых являются по форме либо прямыми штырями, либо коническими элементами;
b) дипольные решетки, например логопериодические антенны в виде дипольных решеток (LPDA), состоящие из нескольких комплектов (сдвинутых относительно друг друга в шахматном порядке) прямых штыревых элементов;
c) гибридные антенны.
4.5.2 Антенна с малой неопределенностью для использования при обнаружении несоответствия норме для поля Е
Чтобы иметь малую неопределенность измерения, рекомендуется измерять значение напряженности поля Е типовой биконической антенной или антенной LPDA, а не гибридными антеннами. Типовые биконические антенны и антенны LPDA указаны в приложении А; используемые антенны должны пройти процедуру градуировки.
Примечание 1 - Можно уменьшить значение неопределенности, если в полосе частот от 30 до 250 МГц использовать биконические антенны, а в полосе частот от 250 МГц до 1 ГГц - антенны LPDA. В качестве альтернативы можно выбрать граничную частоту 200 МГц, но в этом случае из-за изменений фазового центра антенны LPDA неопределенности будут больше, и их надо включать в заявляемый бюджет неопределенности при измерении излучаемых ИРП.
Примечание 2 - Неопределенность измерения излучаемых ИРП зависит от многих воздействующих факторов, например от качества площадки, неопределенности градуировочного коэффициента антенны, типа антенны и погрешности измерения приемника. Смысл выделения антенн с малой неопределенностью состоит в том, чтобы ограничить другие воздействия антенны на неопределенность измерения, например влияние взаимосвязи с пластиной заземления, изменение диаграммы направленности при сканировании высоты и изменении позиции фазового центра. Проверка влияния этих факторов заключается в сравнении показаний двух антенн на выбранной граничной частоте; антенны должны показывать одну и ту же напряженность поля Е с точностью ±1 дБ.
4.5.3 Характеристики антенн
Так как в полосе частот от 300 до 1000 МГц простая дипольная антенна имеет низкую чувствительность, целесообразно использовать более сложные типы антенн. Такие антенны должны удовлетворять следующим требованиям.
a) Антенна должна иметь линейную поляризацию; оценку линейной поляризации проводят по процедуре испытания на кросс-поляризацию (см. 4.5.5).
b) Симметрирующие устройства симметричных антенн (настраиваемые диполи и биконические антенны) должны проходить валидацию, используя процедуру испытания на симметричность (см. 4.5.4). Эта процедура применима также к гибридным антеннам на частотах ниже 200 МГц.
c) Предполагается использование испытательной площадки с металлической пластиной заземления. Уровень сигнала на выходе антенны будет уменьшаться, если прямой и отраженный лучи (или один из них) от источника ИРП к антенне не попадают на максимум главного лепестка диаграммы направленности антенны. Пик обычно находится в направлении пеленга (визирования антенны)
|
 |
Примечание - Значения символов определены в уравнении (4).
Условия, обеспечивающие значение этой составляющей неопределенности не более +1 дБ, приведены:
- для площадки с измерительным расстоянием 10 м - в перечислении 1);
- для площадки с измерительным расстоянием 3 м - в перечислении 2);
- альтернативный вариант (основанный на коэффициенте усиления антенны, для того чтобы "обойти" трудные условия, касающиеся диаграммы направленности), - в перечислении 3).
Измерения излучаемых ИРП, как правило, проводят как при горизонтальной, так и при вертикальной поляризации. Если измерения проводят только при одной поляризации, то следует использовать антенны с достаточно узкими диаграммами направленности (например, для случая измерений при горизонтальной поляризации проверяют диаграмму направленности антенны в горизонтальной плоскости).
1) При OATS или SAC при измерительном расстоянии 10 м - если антенна установлена таким образом, что ее ось (направление максимума диаграммы направленности) параллельна пластине заземления, то уровень диаграммы направленности в направлении прямого луча несущественно отличается от уровня максимума диаграммы направленности.
При измерении излучаемых ИРП составляющая неопределенности, обусловленная направленностью антенны, будет не более +1 дБ, если уровень диаграммы направленности в направлении отраженного луча отличается от уровня максимума диаграммы направленности не более чем на 2 дБ.
d - расстояние по горизонтали между фазовым центром измерительной антенны и испытуемым ТС.
Если не используют наклон антенны вниз, уменьшающий соответствующие неопределенности, то уменьшение принимаемого сигнала рассчитывают из диаграмм излучения и прилагают в качестве поправок или неопределенностей, обусловленных направленностью. Примерные значения неопределенностей приведены в CISPR 16-4-2.
Примечание 2 - Уменьшение уровня сигнала на выходе антенны, обусловленное формой диаграммы направленности, является систематической погрешностью, а следовательно, может быть скорректировано. Такая корректировка (если известны диаграммы направленности на каждой частоте и при каждой поляризации) позволяет уменьшить неопределенность измерения напряженности поля излучаемых ИРП.
3) Для антенн с широкой диаграммой направленности (используемых при измерении напряженности поля ИРП), например биконических и гибридных антенн, ширина диаграммы направленности обратно пропорциональна направленности. Вместо критериев по перечислениям 1) и 2) можно использовать альтернативный критерий: определение коэффициента усиления/направленного действия антенны и сопоставление результатов с допуском на составляющую неопределенности, обусловленную направленностью, в бюджете неопределенности при измерении ИРП.
Исходные значения для вычисления неопределенностей для случая антенн с самой узкой диаграммой направленности в рабочей полосе частот приведены в CISPR 16-4-2. Максимально допустимый коэффициент направленного действия биконических антенн относительно изотропной антенны составляет 2 дБ, а для антенн LPDA и гибридных антенн - 9 дБ.
Для антенн LPDA V-типа, у которых ширина диаграммы направленности в плоскости Н выровнена с шириной диаграммы направленности в плоскости Е, максимально допустимый коэффициент усиления/направленного действия относительно изотропной антенны также составляет 9 дБ.
d) Обратные потери антенны с подключенным антенным кабелем должны быть не менее 10 дБ. При необходимости для выполнения этого требования можно использовать согласующий аттенюатор как часть кабеля антенны.
e) Для обеспечения требования, приведенного в 4.1, должен быть указан градуировочный коэффициент.
4.5.4 Симметрия антенны
4.5.4.1 Общие положения
На поверхности кабеля, подсоединенного к приемной антенне (антенного кабеля), в процессе измерения ИРП могут возникать общие несимметричные токи. Эти общие несимметричные токи создают электромагнитные поля, которые могут восприниматься антенной и оказывать влияние на результаты измерения излучаемых ИРП.
Наибольшее влияние при наведении общих несимметричных токов в антенном кабеле оказывают:
a) электрическое поле, создаваемое испытуемым ТС, если поле имеет составляющую, параллельную антенному кабелю.
b) преобразование симметричного (полезного) сигнала антенны в общий несимметричный сигнал из-за несовершенства симметрирующего устройства приемной антенны.
Как правило, логопериодические дипольные антенные решетки не требуют проверки преобразования симметричного сигнала в общий несимметричный сигнал в симметрирующем устройстве. С другой стороны, симметрирующие устройства дипольных, биконических и гибридных (совмещенных) биконическо-логопериодических антенн должны быть проверены.
4.5.4.2 Проверка преобразования симметричного сигнала в общий несимметричный сигнал (DM/CM) в симметрирующем устройстве
a) испытуемую приемную антенну с вертикальной поляризацией устанавливают так, чтобы ее центр находился на высоте 1,5 м над пластиной заземления. Антенный кабель выводят горизонтально на (1,5±0,1) м за последний приемный элемент антенны, а затем опускают его вертикально до пластины заземления, подводят к измерителю ИРП и подключают;
b) передающую антенну с вертикальной поляризацией размещают на расстоянии 10 м (по горизонтали от центра испытуемой антенны) и устанавливают ее на высоте, при которой конец вибратора антенны находится на расстоянии 0,1 м от пластины заземления. Если на испытательной площадке обеспечивается измерительное расстояние 3 м, то необходимо провести проверку преобразования симметричного сигнала в общий несимметричный сигнал в симметрирующем устройстве, используя расстояние 3 м (если проверка преобразования уже была проведена при расстоянии 10 м и показала изменение менее ±0,5 дБ, то в проведении отдельного измерения при расстоянии 3 м нет необходимости);
c) передающую антенну соединяют с источником сигнала, например со следящим генератором; установив выходной уровень генератора таким, чтобы во всей рассматриваемой полосе частот отношение сигнал/шум превышало 10 дБ (к шумам относят внешние помехи и собственные шумы измерителя ИРП);
e) испытуемую приемную антенну поворачивают на 180°, не меняя положения антенного кабеля и не вводя каких-либо изменений в размещение передающей антенны;
Примечание 1 - Если критерий преобразования симметричного сигнала в общий несимметричный сигнал в симметрирующем устройстве по перечислению g) не выполняется, то уровень общих несимметричных токов может быть уменьшен за счет установки ферритовых колец на антенный кабель. Ферритовые кольца также могут быть использованы для проверки влияния на антенный кабель электрического поля, создаваемого испытуемым ТС [см. 4.5.4.1, перечисление а)]. Целесообразно повторить измерения по перечислениям а)-g) при установке на антенный кабель четырех ферритовых колец на расстоянии 20 см друг от друга. Если при использовании этих колец требования к преобразованию симметричного сигнала в общий несимметричный сигнал в симметрирующем устройстве будут обеспечены, то ферритовые кольца следует применять при проведении измерений излучаемых ИРП. Кроме того, уменьшить наводку на антенный кабель возможно путем его удлинения на несколько метров по оси симметрии антенны, прежде чем опустить его к пластине заземления.
Примечание 2 - Если испытуемая приемная антенна установлена в полностью безэховой камере FAR, возможно проведение проверки преобразования симметричного сигнала в общий несимметричный сигнал (DM/CM) в FAR. При этом приемная антенна должна располагаться в месте выполнения измерений, а передающая антенна - в центре рабочего объема FAR. Камера должна соответствовать критерию валидации камеры ±4 дБ.
Примечание 3 - Испытательная площадка с пластиной заземления или FAR должны соответствовать требованиям, предъявляемым к валидации площадки.
Примечание 4 - При измерениях излучаемых ИРП при вертикальной поляризации расстояние по горизонтали 1,5 м, на протяжении которого антенный кабель идет горизонтально за центром антенны, должно рассматриваться как минимальное.
Примечание 5 - Эффект наводки общих несимметричных токов в большой степени обусловлен взаимодействием антенны и части антенного кабеля, проходящего параллельно элементам антенны. Существует и значительно меньшее воздействие, которое зависит от неоднородности поля, воздействующего на антенну при стандартных условиях измерений на открытых измерительных площадках (OATS) или в полностью безэховой камере (FAR).
Примечание 6 - У симметрирующих устройств, имеющих разъем для подключения кабеля измерителя ИРП сбоку (90° по направлению к траверсе антенны), следует использовать прямоугольный разъем для минимизации сдвига кабеля.
4.5.5 Кросс-поляризационная характеристика антенны
При размещении антенны в плоскополяризованном электромагнитном поле напряжение на нагрузке при ортогональной поляризации антенны и поля должно быть не менее чем на 20 дБ ниже напряжения на нагрузке при совпадении поляризации поля и антенны.
Требование к кросс-поляризационной характеристике антенны следует применять к логопериодическим дипольным антенным решеткам (LPDA), две половины каждого диполя которых расположены друг за другом. Следует учитывать, что большинство испытаний с применением таких антенн проводят на частотах свыше 200 МГц, а данное требование относится также к измерениям во всей полосе частот от 30 до 1000 МГц. Однако для дипольных и биконических антенн данное требование не является обязательным, поскольку в силу симметрии их конструкции коэффициент ослабления поперечной поляризации у них более 20 дБ, причем данное значение является неотъемлемой характеристикой таких антенн. Эти антенны, а также рупорные антенны должны иметь коэффициент ослабления поперечной поляризации более 20 дБ, что должно быть подтверждено типовым испытанием, проводимым изготовителем антенн.
Для обеспечения условий квазисвободного пространства следует использовать полностью безэховую камеру высокого качества или штативы для установки антенн на открытом полигоне, обеспечивающие установку антенн на достаточной высоте над землей. Для минимизации отражений от земли следует применять измерительные антенны с вертикальной поляризацией. Испытуемая антенна должна облучаться плоской волной. Разнесение между центром испытуемой антенны и антенной источника сигнала должно быть более одной длины волны.
Примечание - Для обеспечения облучения испытуемой антенны плоской волной необходимо использовать испытательную площадку хорошего качества. Выделение кросс-поляризации при плоской волне можно доказать с помощью передачи между парой рупорных антенн или волноводов с открытым концом и путем проверки того, что комбинация погрешности площадки и собственной кросс-поляризационной характеристики одной рупорной антенны обеспечивает подавление горизонтальной составляющей более чем на 30 дБ. Если погрешности площадки очень малы и характеристики рупорных антенн идентичны, кросс-поляризационная характеристика одного рупора будет приблизительно на 6 дБ ниже суммарного кросс-поляризационного взаимодействия пары рупоров.
Если мешающий сигнал на 20 дБ ниже уровня полезного сигнала, максимальное значение погрешности измерения полезного сигнала будет равно ±0,9 дБ. Максимальная погрешность возникает, если сигнал с поперечной поляризацией находится в фазе с сигналом с совпадающей (продольной) поляризацией. Если отклик при приеме логопериодической дипольной антенной решеткой сигнала с поперечной поляризацией менее 20 дБ по сравнению с откликом при приеме сигнала с продольной поляризацией, оператор должен рассчитать неопределенность измерений и привести ее значение в протоколе испытаний вместе с результатом измерения. Например, если для антенны отклик на сигнал с поперечной поляризацией равен минус 14 дБ относительно полезного сигнала с продольной поляризацией (уровень полезного сигнала 0 дБ), то максимальная неопределенность измерений будет иметь значение от минус 1,9 до плюс 1,6 дБ.
Для получения границ интервала неопределенности измерений необходимо сначала преобразовать в относительные значения напряжения путем деления сигналов с уровнем 0 и минус 14 дБ на 20 и вычислить антилогарифм. Затем необходимо сложить меньший сигнал с большим, провести логарифмирование и полученный результат умножить на 20. В результате получится значение положительной погрешности измерения в децибелах. Затем необходимо повторить эти вычисления при вычитании меньшего сигнала из большего, в результате получится значение отрицательной погрешности измерения в децибелах. При расчете стандартной неопределенности измерений используют большее значение при U-образной функции распределения вероятностей.
При вычислении значения неопределенности измерений излучаемых ИРП следует иметь в виду, что если уровень сигнала, измеренного при одной поляризации, превышает на 6 дБ или более уровень сигнала, измеренного при ортогональной поляризации, то логопериодическая дипольная антенная решетка, отклик которой на сигнал с поперечной поляризацией равен минус 14 дБ относительно отклика при приеме сигнала с продольной поляризацией, должна считаться отвечающей требованиям 20 дБ.
Если разность между уровнями сигналов при вертикальной и горизонтальной поляризациях менее 6 дБ, то при использовании логопериодической дипольной антенной решетки, отклик которой при приеме сигнала с поперечной поляризацией составляет минус 14 дБ относительно отклика при приеме сигнала с продольной поляризацией, следует рассчитать дополнительную неопределенность измерений, если сумма значений этой разницы и кросс-поляризации менее 20 дБ.
4.6 Полоса частот от 1 до 18 ГГц
Измерения излучаемых помех на частотах выше 1 ГГц должны проводиться с использованием линейно-поляризованных антенн. К ним относятся антенны LPDA, двойные гребенчатые волноводные рупоры и рупоры со стандартным усилением. Ширина главного лепестка диаграммы направленности любой используемой антенны должна быть достаточно большой для охвата испытуемого ТС при его размещении на требуемом измерительном расстоянии или должны быть предусмотрены меры для перемещения испытуемого ТС, с тем чтобы обнаружить направление или источник излучаемых им помех. Ширину главного лепестка определяют на уровне минус 3 дБ от максимального значения, а информация, дающая возможность определения этого параметра, должна быть указана в технических документах на конкретную антенну. Размеры рупорных антенн должны быть достаточно малы, чтобы измерительное расстояние d, м, было равно или превышало минимальное расстояние:
где D - наибольший размер апертуры антенны, м;
4.7 Специальная расстановка антенн - система рамочных антенн
В полосе частот от 9 кГц до 30 МГц влияние магнитной составляющей поля ИРП, излучаемого одиночным испытуемым ТС, может быть определено с помощью специальной системы рамочных антенн (LAS). При использовании системы рамочных антенн магнитные составляющие поля ИРП измеряют в единицах силы тока, наводимого магнитным полем во взаимно перпендикулярных больших рамочных антеннах LAS. Применение системы рамочных антенн позволяет проводить измерения в помещении.
Система рамочных антенн LAS состоит из трех круговых, взаимно перпендикулярных больших рамочных антенн (LLA) диаметром 2 м, установленных на неметаллической подставке. Полное описание системы рамочных антенн приведено в приложении C.
Испытуемое ТС устанавливают в центре системы рамочных антенн. Максимальные размеры испытуемого ТС должны быть такими, чтобы расстояния между границами ТС и LLA были не менее 0,2 м. Кабели, подключаемые к испытуемому ТС, должны быть собраны вместе и выходить из объема рамки в одном октанте камеры на расстоянии не менее 0,4 м от любой рамочной антенны. Методические указания по прокладке сигнальных кабелей см. в приложении C.
Наличие трех взаимно перпендикулярных больших рамочных антенн (LLA) позволяет проводить измерения излучаемого поля для всех видов поляризации с необходимой точностью и без вращения испытуемого ТС или изменения ориентации рамочных антенн.
Каждая из трех рамочных антенн должна пройти процедуру валидации в соответствии с требованиями, изложенными в приложении C.
5 Испытательные площадки для измерения напряженности поля радиопомех в полосе частот от 30 до 1000 МГц
5.1 Общие положения
При проведении измерений напряженности поля ИРП от испытуемых ТС необходимы условия окружающей обстановки, обеспечивающие правильность и повторяемость результатов измерений. Для ТС, испытания которых могут быть проведены только на месте их эксплуатации, необходимо использовать другие условия (см. подробности измерений на месте проведения испытаний в CISPR 16-2-3).
5.2 Открытая испытательная площадка (OATS)
5.2.1 Общие положения
Открытые испытательные площадки (OATS) представляют собой зоны, характеризуемые как гладкая просматриваемая территория, с наличием пластины заземления. Рекомендуется использовать металлическую пластину заземления в целях соответствия требованиям валидации настоящего стандарта. Такие испытательные площадки должны быть свободны от зданий, электрических линий, ограждений, деревьев и т.п. и свободны от подземных кабелей, трубопроводов и т.п. за исключением тех, которые необходимы для питания и работы испытуемого оборудования. Сведения о конкретных конструкциях открытых испытательных площадок для испытаний на электромагнитные поля в полосе частот от 30 МГц до 1 ГГц см. в приложении D. Процедуры валидации открытых испытательных площадок приведены в 5.4.4 и 5.4.5. Критерий приемлемости рассматривается в приложении F.
5.2.2 Укрытия для защиты от атмосферных воздействий
Если испытательная площадка используется в течение всего года, она должна иметь защиту от негативных атмосферных воздействий. Конструкция защитного сооружения может обеспечивать защиту либо всей площадки, включая испытуемое ТС и измерительную антенну, либо только испытуемого ТС. Используемые материалы должны быть прозрачными для радиочастотного излучения, чтобы не вызывать нежелательных отражений и затухания излучаемого поля испытуемого ТС.
Защитное сооружение должно иметь форму, позволяющую легко удалять снег, лед или воду.
Примечание - Более подробную информацию см. в приложении D.
5.2.3 Зона, свободная от препятствий
Для открытых измерительных площадок при измерении напряженности поля требуется зона вокруг испытуемого ТС и измерительной антенны, свободная от препятствий. Эта зона должна быть свободна от крупных объектов, отражающих электромагнитные поля, и должна быть достаточно большой, чтобы такие объекты вне свободной зоны оказывали минимальное воздействие на поля, измеряемые с помощью антенны. Для определения адекватности зоны, свободной от препятствий, необходимо провести испытания в целях валидации открытой испытательной площадки.
Так как параметры поля, отраженного от объекта, зависят от многих факторов (размера объекта, расстояния и ориентации относительно испытуемого ТС, удельной электропроводности и диэлектрической проницаемости объекта, частоты и т.п.), то определять приемлемую свободную зону, необходимую и достаточную для всех применений, очень сложно.
Размеры и контур зоны, свободной от препятствий, зависят от измерительного расстояния и от того, нужно ли поворачивать испытуемое ТС.
|
 |
Рисунок 2 - Свободная от препятствий зона испытательной площадки с поворотным столом (см. 5.2.3)
Для данного эллипса трасса мешающего луча, отраженного от любого объекта на периметре, равна удвоенной длине трассы прямого луча между фокусами. Если на поворотную платформу устанавливается испытуемое ТС больших размеров, то зона, свободная от препятствий, должна быть расширена.
Если площадка не оснащена поворотной платформой, то есть испытуемое ТС является стационарным, то рекомендуемая зона, свободная от препятствий, представляет собой круг такого диаметра, чтобы радиальное расстояние от контура испытуемого ТС до границы зоны было равно измерительному расстоянию, умноженному на 1,5 (см. рисунок 3). В этом случае антенну перемещают вокруг испытуемого ТС с сохранением измерительного расстояния.
Поверхность площадки в пределах свободной зоны должна быть плоской. Допустимы небольшие скаты для обеспечения необходимого дренажа. Гладкость металлической пластины заземления (если используется) регламентируется в D.2 приложения D. Измерительная аппаратура и операторы, проводящие измерения, должны быть расположены вне зоны, свободной от препятствий.
|
 |
Рисунок 3 - Зона, свободная от препятствий, со стационарным испытуемым ТС (см. 5.2.3)
5.2.4 Внешние радиочастотные электромагнитные поля на испытательной площадке
Уровни внешних радиочастотных электромагнитных полей на открытой испытательной площадке должны быть достаточно низкими в сравнении с уровнями измеряемых излучаемых ИРП. Качество площадки в этом отношении целесообразно оценивать применительно к четырем категориям, приведенным ниже в порядке уменьшения практической пригодности площадки:
a) внешние излучения имеют уровни не менее чем на 6 дБ ниже уровней измеряемых ИРП;
b) уровни некоторых внешних излучений отличаются от уровней измеряемых ИРП менее чем на 6 дБ;
c) уровни некоторых внешних излучений превышают уровни измеряемых ИРП либо периодически (например, в случае, если достаточно продолжительные перерывы радиопередач позволяют провести измерения на испытательной площадке), либо длительное время, но лишь на ограниченных идентифицируемых частотах;
d) внешние излучения имеют уровни, превышающие уровни измеряемых ИРП в большей части полосы частот измерений, и действуют длительное время.
При выборе испытательной площадки следует обратить внимание на обеспечение точности измерений при существующей электромагнитной обстановке и степень подготовленности имеющегося персонала.
Примечание - Для обеспечения качественных измерений рекомендуется, чтобы измеренный уровень внешних излучений был на 20 дБ ниже уровня излучений ИРП.
5.2.5 Пластина заземления
Пластина заземления может быть расположена на уровне земли или поднята над землей с использованием платформы подходящих размеров или крыши здания. Предпочтительной является металлическая пластина заземления, однако стандарты, распространяющиеся на ТС определенных видов и применений могут содержать рекомендации использовать другие типы площадок. Пригодность металлической пластины заземления будет зависеть от того, соответствует ли испытательная площадка требованиям к валидации площадки в соответствии с 5.4. Если металлический материал не используется, необходимо с особой осторожностью отнестись к выбору испытательной площадки, с тем чтобы ее отражающие свойства не менялись в зависимости от времени, погодных условий или из-за находящихся в земле металлических предметов, таких, например, как трубы, кабели и т.д., или из-за неоднородности почвы. Такие испытательные площадки обычно имеют характеристики затухания, отличные от затухания площадок с металлической пластиной заземления.
5.3 Пригодность альтернативных испытательных площадках
5.3.1 Альтернативные испытательные площадки с пластиной заземления
Существует большое число различных испытательных площадок, созданных для измерений излучаемых помех. Большинство из них защищены от воздействия атмосферных явлений и нежелательного влияния окружающей среды. В полубезэховой камере (SAC) все стены и потолок облицованы поглощающим материалом. Пол покрыт металлической пластиной заземления для имитации открытой испытательной площадки. Полубезэховая камера изолирует принимающую антенну от внешних воздействий высокочастотных полей и позволяет проводить испытания ИТС независимо от погодных условий.
Вне зависимости от материала, применяемого на испытательной площадке, существует вероятность того, что результаты измерения параметров валидации, проведенные в одном месте, как указано в 5.4.5, не будут адекватно подтверждать пригодность указанной альтернативной испытательной площадки.
Для оценки пригодности альтернативной испытательной площадки рекомендуется использовать процедуру по 5.4.6, основанную на проведении множественных измерений параметров валидации применительно к объему, занимаемому испытуемым ТС. Эти измерения относительно валидации должны находиться в пределах допускаемой погрешности ±4 дБ, для того чтобы испытательную площадку можно было считать пригодной в качестве эквивалентной открытой измерительной площадке.
Примечание - Полубезэховые камеры отвечают требованиям, предъявляемым к качеству испытательных площадок, указанным в 5.2.4.
5.3.2 Испытательные площадки без пластины заземления (FAR)
Для измерений излучаемых ИРП может быть использовано экранированное помещение, полностью покрытое поглощающим материалом [полностью безэховая камера (FAR)].
Нормы излучаемых ИРП при использовании FAR должны быть установлены в соответствующих стандартах в области ЭМС (общих стандартах, стандартах на группы ТС или ТС конкретного типа). Соответствие требованиям (нормам) по защите радиослужб при измерениях в FAR должно устанавливаться так же, как при измерениях на открытой испытательной площадке OATS.
FAR предназначена для моделирования свободного пространства, с тем чтобы на приемную измерительную антенну приходил только прямой луч от передающей антенны или от испытуемого ТС. Все непрямые и отраженные лучи должны минимизироваться за счет применения на всех стенах, потолке и полу FAR соответствующего высокочастотного поглощающего материала. Как и SAC, полностью безэховая комната изолирует приемную антенну от внешних ВЧ-помех и позволяет проводить испытания ТС независимо от погодных условий.
5.4 Валидация испытательной площадки
5.4.1 Общие положения
В настоящем стандарте установлены три метода валидации испытательной площадки:
- метод нормализованного затухания испытательной площадки (NSA) с настроенными диполями;
- метод нормализованного затухания испытательной площадки с широкополосными антеннами;
- метод опорной испытательной площадки (RSM) с широкополосными антеннами.
Валидация испытательных площадок с пластиной заземления (то есть OATS и SAC) приведена в 5.4.2 и 5.4.3, подробные процедуры для RSM установлены в 5.4.4, для метода NSA - в 5.4.5.
Для валидации SAC и OATS с укрытием от атмосферных воздействий требуется проведение дополнительных измерений, как указано в 5.4.6.
В таблице 7 приведены методы валидации, применяемые для указанных видов испытательных площадок. Как видно из таблицы, для каждого вида испытательных площадок применяют два или три метода валидации. В настоящем стандарте приведенные методы считаются эквивалентными, соответствие критерию валидации может быть подтверждено с помощью только одного метода. Кроме того, ни один из этих методов не считается опорным методом.
Таблица 7* - Методы валидации испытательных площадок OATS, на основе OATS, SAC и FAR
|
|
|
|
Вид испытательной площадки | Применение метода валидации испытательной площадки | ||
| Настроенные диполи NSA | Широкополосные антенны NSA | Широкополосные антенны RSM |
OATS | Да | Да | Да |
OATS с укрытием от атмосферных воздействий | Нет | Да | Да |
SAC | Нет | Да | Да |
FAR | Нет | Да | Да |
5.4.2 Обзор принципов валидации испытательной площадки
Валидацию испытательной площадки проводят с использованием двух одинаково поляризованных антенн. Валидацию проводят отдельно для горизонтальной и вертикальной поляризаций.
Затухание испытательной площадки получают из разницы:
При превышении критерия ±4 дБ испытательная площадка должна быть исследована согласно 5.4.5.3.
Примечание - Обоснование критерия пригодности испытательной площадки 4 дБ приведено в приложении F.
Отклонения измеренного значения затухания площадки не должны использоваться для корректировки измеренного значения напряженности поля испытуемого ТС. Процедуру по 5.4 следует применять только для валидации испытательных площадок.
5.4.3 Принципы и значения метода измерения NSA для OATS и SAC
Примечание 1 - Значения нормализованного затухания площадки (NSA) для частот, отличных от приведенных в таблицах 8, 9 и 10, можно получить с помощью линейной интерполяции табличных значений.
Примечание 2 - Измерительное расстояние d между решетками логопериодических пар дипольных антенн измеряется от проекции на плоскость земли средней точки траверсы каждой антенны.
Примечание 3 - Измерительное расстояние d между биконическими антеннами измеряют от центра оси на точке питания антенны.
|
|
|
|
|
Поляризация d , (МГц) | Горизонтальная 3 м  2 м от 1 до 4 м | Горизонтальная 10 м 2 м от 1 до 4 м | Горизонтальная 30 м 2 м от 1 до 4 м | Горизонтальная 30 м 2 м от 2 до 6 м |
| , дБ (м  ) | |||
30 | 11,0 | 24,1 | 41,7 | 38,4 |
35 | 8,8 | 21,6 | 39,1 | 35,8 |
40 | 7,0 | 19,4 | 36,8 | 33,5 |
45 | 5,5 | 17,5 | 34,7 | 31,5 |
50 | 4,2 | 15,9 | 32,9 | 29,7 |
60 | 2,2 | 13,1 | 29,8 | 26,7 |
70 | 0,6 | 10,9 | 27,2 | 24,1 |
80 | -0,7 | 9,2 | 24,9 | 21,9 |
90 | -1,8 | 7,8 | 23,0 | 20,1 |
100 | -2,8 | 6,7 | 21,2 | 18,4 |
120 | -4,4 | 5,0 | 18,2 | 15,7 |
140 | -5,8 | 3,5 | 15,8 | 13,6 |
160 | -6,7 | 2,3 | 13,8 | 11,9 |
180 | -7,2 | 1,2 | 12,0 | 10,6 |
200 | -8,4 | 0,3 | 10,6 | 9,7 |
250 | -10,6 | -1,7 | 7,8 | 7,7 |
300 | -12,3 | -3,3 | 6,1 | 6,1 |
400 | -14,9 | -5,8 | 3,5 | 3,5 |
500 | -16,7 | -7,6 | 1,6 | 1,6 |
600 | -18,3 | -9,3 | 0 | 0 |
700 | -19,7 | -10,6 | -1,4 | -1,3 |
800 | -20,8 | -11,8 | -2,5 | -2,4 |
900 | -21,8 | -12,9 | -3,5 | -3,5 |
1000 | -22,7 | -13,8 | -4,5 | -4,4 |
d - расстояние по горизонтали между проекциями передающей и принимающей антеннами на пластине заземления;
- высота центра передающей антенны над пластиной заземления - диапазон высот центра принимающей антенны над пластиной заземления в метрах. Максимальный сигнал, полученный при сканировании высоты, используется для результатов NSA: - частота; - NSA | ||||
Коэффициенты коррекции взаимного импеданса (см. таблицу 11) для горизонтально-поляризованных настраиваемых полуволновых диполей, находящихся друг от друга на расстоянии 3 м, следует использовать в уравнении (26). | ||||
|
|
|
|
|
|
|
, (МГц) | d =3 м =2,75 м | d =10 м =2,75 м | d =30 м =2,75 м | |||
| (м) | (дБ) | (м) | (дБ) | (м) | (дБ) |
30 | 2,75-4 | 12,4 | 2,75-4 | 18,8 | 2,75-6 | 26,3 |
35 | 2,39-4 | 11,3 | 2,39-4 | 17,4 | 2,39-6 | 24,9 |
40 | 2,13-4 | 10,4 | 2,13-4 | 16,2 | 2,13-6 | 23,8 |
45 | 1,92-4 | 9,5 | 1,92-4 | 15,1 | 2-6 | 22,8 |
50 | 1,75-4 | 8,4 | 1,75-4 | 14,2 | 2-6 | 21,9 |
60 | 1,50-4 | 6,3 | 1,50-4 | 12,6 | 2-6 | 20,4 |
70 | 1,32-4 | 4,4 | 1,32-4 | 11,3 | 2-6 | 19,1 |
80 | 1,19-4 | 2,8 | 1,19-4 | 10,2 | 2-6 | 18,0 |
90 | 1,08-4 | 1,5 | 1,08-4 | 9,2 | 2-6 | 17,1 |
100 | 1-4 | 0,6 | 1-4 | 8,4 | 2-6 | 16,3 |
120 | 1-4 | -0,7 | 1-4 | 7,5 | 2-6 | 15,0 |
140 | 1-4 | -1,5 | 1-4 | 5,5 | 2-6 | 14,1 |
160 | 1-4 | -3,1 | 1-4 | 3,9 | 2-6 | 13,3 |
180 | 1-4 | -4,5 | 1-4 | 2,7 | 2-6 | 12,8 |
200 | 1-4 | -5,4 | 1-4 | 1,6 | 2-6 | 12,5 |
250 | 1-4 | -7,0 | 1-4 | -0,6 | 2-6 | 8,6 |
300 | 1-4 | -8,9 | 1-4 | -2,3 | 2-6 | 6,5 |
400 | 1-4 | -11,4 | 1-4 | -4,9 | 2-6 | 3,8 |
500 | 1-4 | -13,4 | 1-4 | -6,9 | 2-6 | 1,8 |
600 | 1-4 | -14,9 | 1-4 | -8,4 | 2-6 | 0,2 |
700 | 1-4 | -16,3 | 1-4 | -9,7 | 2-6 | -1,0 |
800 | 1-4 | -17,4 | 1-4 | -10,9 | 2-6 | -2,4 |
900 | 1-4 | -18,5 | 1-4 | -12,0 | 2-6 | -3,3 |
1000 | 1-4 | -19,4 | 1-4 | -13,0 | 2-6 | -4,2 |
Коэффициенты коррекции взаимного импеданса (см. таблицу 11) для вертикально-поляризованных настраиваемых полуволновых диполей, находящихся друг от друга на расстоянии 3 м, следует использовать в уравнении (26). | ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поляризация | Горизонтальная | Вертикальная | |||||||||||
d | м | 3 | 3 | 10 | 10 | 30 | 30 | 3 | 3 | 10 | 10 | 30 | 30 |
| м | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1,5 | 1 | 1,5 | 1 | 1,5 |
 | м | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
 | м | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
, (МГц) | , дБ (м ) | ||||||||||||
30 | 15,8 | 11,0 | 29,8 | 24,1 | 47,8 | 41,7 | 8,2 | 9,3 | 16,7 | 16,9 | 26,0 | 26,0 | |
35 | 13,4 | 8,8 | 27,1 | 21,6 | 45,1 | 39,1 | 6,9 | 8,0 | 15,4 | 15,6 | 24,7 | 24,7 | |
40 | 11,3 | 7,0 | 24,9 | 19,4 | 42,8 | 36,8 | 5,8 | 7,0 | 14,2 | 14,4 | 23,5 | 23,5 | |
45 | 9,4 | 5,5 | 22,9 | 17,5 | 40,8 | 34,7 | 4,9 | 6,1 | 13,2 | 13,4 | 22,5 | 22,5 | |
50 | 7,8 | 4,2 | 21,1 | 15,9 | 38,9 | 32,9 | 4,0 | 5,4 | 12,3 | 12,5 | 21,6 | 21,6 | |
60 | 5,0 | 2,2 | 18,0 | 13,1 | 35,8 | 29,8 | 2,6 | 4,1 | 10,7 | 11,0 | 20 | 20 | |
70 | 2,8 | 0,6 | 15,5 | 10,9 | 33,1 | 27,2 | 1,5 | 3,2 | 9,4 | 9,7 | 18,7 | 18,7 | |
80 | 0,9 | -0,7 | 13,3 | 9,2 | 30,8 | 24,9 | 0,6 | 2,6 | 8,3 | 8,6 | 17,5 | 17,5 | |
90 | -0,7 | -1,8 | 11,4 | 7,8 | 28,8 | 23,0 | -0,1 | 2,1 | 7,3 | 7,6 | 16,5 | 16,5 | |
100 | -2,0 | -2,8 | 9,7 | 6,7 | 27 | 21,2 | -0,7 | 1,9 | 6,4 | 6,8 | 15,6 | 15,6 | |
120 | -4,2 | -4,4 | 7,0 | 5,0 | 23,9 | 18,2 | -1,5 | 1,3 | 4,9 | 5,4 | 14,0 | 14,0 | |
140 | -6,0 | -5,8 | 4,8 | 3,5 | 21,2 | 15,8 | -1,8 | -1,5 | 3,7 | 4,3 | 12,7 | 12,7 | |
160 | -7,4 | -6,7 | 3,1 | 2,3 | 19 | 13,8 | -1,7 | -3,7 | 2,6 | 34 | 11,5 | 11,6 | |
180 | -8,6 | -7,2 | 1,7 | 1,2 | 17 | 12,0 | -1,3 | -5,3 | 1,8 | 2,7 | 10,5 | 10,6 | |
200 | -9,6 | -8,4 | 0,6 | 0,3 | 15,3 | 10,6 | -3,6 | - 6,7 | 1,0 | 2,1 | 9,6 | 9,7 | |
250 | -11,7 | -10,6 | -1,6 | -1,7 | 11,6 | 7,8 | -7,7 | -9,1 | -0,5 | 0,3 | 7,7 | 7,9 | |
300 | -12,8 | -12,3 | -3,3 | -3,3 | 8,8 | 6,1 | -10,5 | -10,9 | -1,5 | -1,9 | 6,2 | 6,5 | |
400 | -14,5 | -14,9 | -5,9 | -5,8 | 4,6 | 3,5 | -14,0 | -12,6 | -4,1 | -5,0 | 3,9 | 4,3 | |
500 | -17,3 | -16,7 | -7,9 | -7,6 | 1,8 | 1,6 | -16,4 | -15,1 | -6,7 | -7,2 | 2,1 | 2,8 | |
600 | -19,1 | -18,3 | -9,5 | -9,3 | 0,0 | 0,0 | -16,3 | -16,9 | -8,7 | -9,0 | 0,8 | 1,8 | |
700 | -20,6 | -19,7 | -10,8 | -10,6 | -1,3 | -1,4 | -18,4 | -18,4 | -10,2 | -10,4 | -0,3 | -0,9 | |
800 | -21,3 | -20,8 | -12,0 | -11,8 | -2,5 | -2,5 | -20,0 | -19,3 | -11,5 | -11,6 | -1,1 | -2,3 | |
900 | -22,5 | -21,8 | -12,8 | -12,9 | -3,5 | -3,5 | -21,3 | -20,4 | -12,6 | -12,7 | -1,7 | -3,4 | |
1000 | -23,5 | -22,7 | -13,8 | -13,8 | -4,4 | -4,5 | -22,4 | -21,4 | -13,6 | -13,6 | -3,5 | -4,3 | |
Эти данные относятся к антеннам, которые имеют просвет относительно пластины заземления не менее 25 см, когда центр антенн находится на расстоянии 1 м над заземляющей пластиной при вертикальной поляризации. Остальные данные получают через линейную интерполяцию. | |||||||||||||
|
 |
________________
* Для измерительного расстояния 30 м.
Рисунок 29 - Конфигурация оборудования для измерения затухания площадки при горизонтальной поляризации
|
 |
________________
* Для измерительного расстояния 30 м.
Рисунок 30 - Конфигурация оборудования для измерения затухания площадки при вертикальной поляризации с использованием настраиваемых диполей
Таблица 11 - Поправочные коэффициенты взаимной связи для испытания NSA при использовании резонансных настраиваемых диполей, разнесенных на 3 м
|
|
|
- суммарный поправочный коэффициент в децибелах | ||
 (МГц) | Горизонтальная поляризация d =3 м =2 м =1-4 м | Вертикальная поляризация d =3 м =2,75 м =(см. таблицу 8) |
30 | 3,1 | 2,9 |
35 | 4,0 | 2,6 |
40 | 4,1 | 2,1 |
45 | 3,3 | 1,6 |
50 | 2,8 | 1,5 |
60 | 1,0 | 2,0 |
70 | -0,4 | 1,5 |
80 | -1,0 | 0,9 |
90 | -1,0 | 0,7 |
100 | -1,2 | 0,1 |
120 | -0,4 | -0,2 |
125 | -0,2 | -0,2 |
140 | -0,1 | 0,2 |
150 | -0,9 | 0,4 |
160 | -1,5 | 0,5 |
175 | -1,8 | -0,2 |
180 | -1,0 | -0,4 |
Примечание 1 - Значения для резонансных диполей были рассчитаны с помощью метода моментов и числового электромагнитного кода (NEC) или компьютерной системы MININEC [3], [4], [9].
Примечание 2 - Эти поправочные коэффициенты не полностью описывают коэффициенты калибровки антенн, измеренные над пластиной заземления, например, при высоте 3 или 4 м, так как на нижних частотах эти коэффициенты калибровки антенн отличаются от коэффициентов калибровки антенн в свободном пространстве. Однако эти значения приемлемы для выявления аномалий площадки.
Примечание 3 - Пользователь должен помнить, что некоторые полуволновые диполи или антенны с необычными симметрирующими устройствами могут иметь характеристики, отличные от характеристик антенны, указанных в разделе 5.4.5.4.
| ||
При использовании соответствующих методов критерии валидации удовлетворяются:
- на частотах, приведенных в таблице 8, если используются настраиваемые дипольные антенны;
- на частотах в необходимой полосе частот, если используются широкополосные антенны (метод частотной развертки NSA, см. 5.4.5.2).
Примечание 4 - Причина различий в таблицах 8, 9 и 10 заключается в том, что для широкополосной антенны и настроенного полуволнового диполя выбраны различные геометрические параметры, прежде всего вследствие пространственных ограничений, связанных с применением диполя.
Точные градуировочные коэффициенты антенн необходимы при измерениях NSA. Требуются линейно поляризованные антенны. Градуировочные коэффициенты антенн, сообщаемые изготовителем антенн, допускается использовать для определения потерь, вносимых симметрирующим устройством, в числе потерь, обусловленных другими факторами. Если применяются отдельные симметрирующие устройства или любые кабельные системы, их влияние должно быть учтено. Формула расчета градуировочных коэффициентов при использовании настраиваемых полуволновых диполей приведена в 5.4.5.4.
a) правильность процедуры измерений;
b) точность измерения градуировочных коэффициентов антенн;
c) отклонение значения напряжения источника сигнала или точность измерений и установки входного аттенюатора приемника или анализатора спектра;
d) показания измерительных устройств.
Если ошибки по перечислениям а)-d) не выявлены, то испытательную площадку следует признать непригодной для проведения измерений, и необходимы детальные исследования возможных причин. Возможные ошибки, которые могут появиться при измерениях нормализованного затухания площадки, приведены в приложении F.
В связи с тем что измерения при вертикальной поляризации антенн, как правило, требуют большей точности, необходимо отметить, что исследования аномалий площадки следует проводить преимущественно по результатам более чувствительных измерений, чем при измерениях при горизонтальной поляризации.
Необходимо проверить следующее:
1) соответствие размеров и конструкции пластины заземления установленным требованиям;
2) наличие препятствий по периметру испытательной площадки, которые могут вызвать нежелательное рассеяние электромагнитных волн;
3) характеристики укрытия от влияния атмосферных явлений;
4) неоднородность пластины заземления по окружности поворотного стола, когда поверхность поворотного стола выполнена из проводящего материала и находится на той же высоте, что и пластина заземления;
5) толщину диэлектрических покрытий пластины заземления;
6) наличие технологических отверстий для лестниц в пластине заземления, ведущих в подземные помещения контроля.
5.4.4 Метод опорной испытательной площадки для OATS и SAC
5.4.4.1 Общие положения
- расстояние, на котором проводят испытание, - 3 или 10 м.
Примечание 1 - Хотя метод опорной испытательной площадки можно применять на расстоянии 30 м, это практически нецелесообразно из-за ограниченного числа таких площадок;
- высота передающей антенны при горизонтальной поляризации 1 или 2 м, при вертикальной поляризации 1 или 1,5 м;
- диапазон сканирования высоты антенны - 1-4 м.
Основное различие между методами RSM и NSA заключается в расчете отклонений SA, используя уравнение:
Для OATS или SAC, имеющих защиту от погодных условий, требуются четыре комплекта данных, то есть высота двух антенн с двумя поляризациями, как указано в таблице 12.
|
|
|
|
|
Частота, МГц | Затухание опорной площадки с парой антенн , дБ, при поляризации | |||
| горизонтальной | вертикальной | ||
30 | =1 м | =2 м | =1 м | =1,5 м |
31 | .... | .... | .... | .... |
32 | .... | .... | .... | .... |
.... | .... | .... | .... | .... |
При использовании анализатора сети или приемника с пошаговым приращением частоты для выполнения измерения RSM используют размер шага по частоте по таблице 13.
Примечание 3 - RSM - это метод частотной развертки. В таблице 13 установлен максимальный размер шага.
Примечание 4 - При использовании приемника с непрерывной настройкой или анализатора спектра для измерения RSM определение размера шага по частоте по таблице 13 не применяют.
Таблица 13 - Размер шага по частоте RSM
|
|
Полоса частот, МГц | Максимальный шаг по частоте, МГц |
30-100 | 1 |
100-500 | 5 |
500-1000 | 10 |
Частоты для измерения RSM должны быть идентичны частотам при калибровке опорного значения SA для пары антенн.
5.4.4.2 Антенны, которые не разрешено использовать для измерений RSM
В целях настоящего стандарта гибридные антенны не используют для измерений при валидации площадки RSM.
Примечание 1 - При валидации особых площадок SAC с использованием биконических и гибридных антенн получают очень большие отклонения в результатах. Основная причина таких отклонений заключается в различных расстояниях между фазовыми центрами антенн, например 10 м для биконических антенн и приблизительно 11,2 м для гибридных антенн. Чтобы избежать таких моментов воспроизводимости, не используют гибридных антенн.
Примечание 2 - Гибридные антенны обычно не используют для валидации испытательной площадки из-за больших неопределенностей при размещении таких обычно больших и объемных антенн, особенно это относится к испытательным площадкам 3 м, когда общая длина двух гибридных антенн может составлять почти 3 м.
5.4.4.3 Определение затухания опорной испытательной площадки (REFTS) с парой антенн
Для расстояния 3 м измерения проводят на оси, проходящей между позициями передающей и принимающей антенн, как это делалось для валидации REFTS по CISPR 16-1-5 (см. рисунок 31).
|
 |
TX - передающая антенна; RX - приемная антенна
Рисунок 31 - Размещение испытательных точек для измерительного расстояния 3 м
b) размещение передающей антенны в горизонтальной поляризации на высоте 1 м;
c) размещение приемной антенны в той же поляризации на расстоянии d;
f) повторение шагов b)-е) для передающей антенны высотой 2 м с горизонтальной поляризацией, затем для передающей антенны высотой 1 и 1,5 м с вертикальной поляризацией.
5.4.4.4 Определение затухания опорной испытательной площадки с парой антенн, используя метод усреднения для больших OATS
Для уменьшения таких эффектов SA измеряют в нескольких позициях пары антенн и вычисляют среднее значение. Среднее значение делает SA идеальной площадкой.
Примечание 1 - Такой же метод приведен в формуле (28).
OATS должна отвечать следующим требованиям:
- минимальный размер пластины заземления должен быть 30х20 м;
- отклонение от плоскости должно быть менее ±10 мм;
- без защитного слоя (диэлектрик) на металлической пластине заземления.
а) определение парных испытательных точек OATS по схеме на рисунке 32. Все девять точек для каждой антенны должны быть размещены на пластине заземления. Если на OATS есть укрытие от атмосферных явлений, минимальное расстояние между любой испытательной точкой и укрытием должно быть больше 3 м. Измерения внутри укрытия не проводят.
Примечание 2 - Рекомендуется поместить локальную решетку (систему координат) под ненулевым углом относительно (прямых) граней пластины заземления, как и некоторый ненулевой угол относительно сварного шва. Пример такого размещения приведен на рисунке 33.
Использование менее пяти испытательных позиций (18 точек) разрешается при следующих условиях:
1) если соответствие было продемонстрировано в прошлом:
- одну позицию (центральную) для биконических антенн в горизонтальной поляризации;
- три позиции (центральную, плюс две другие позиции) для биконических антенн в вертикальной поляризации;
- одну позицию (центральную) для логопериодических антенн в обеих поляризациях;
2) если соответствие может быть продемонстрировано с меньшим количеством точек:
- если критерий соответствия удовлетворяется с использованием менее девяти точек, разрешается использовать такое число точек.
b) Число выбранных испытательных позиций от 1 до N (N - меньше или равно девяти);
c) помещение антенны в позицию 1;
e) повторение шага d) для всех позиций;
Другой причиной общего сдвига могут стать отражения от кабеля антенны. Для уменьшения такого влияния кабель необходимо разместить горизонтально на расстоянии не менее 2 м от антенны, перед тем как прокладывать его на земле. Для уменьшения поверхностных токов необходимо использовать в кабелях ферриты поглощающих клещей. Этот фактор также должен быть включен в расчеты неопределенности.
|
Размеры в метрах
|
 |
d - расстояние между проекциями опорных точек двух антенн
Рисунок 32 - Размещение парных испытательных точек для всех испытательных расстояний
|
Размеры в метрах
|
 |
Рисунок 33 - Пример выбора парных испытательных точек для измерительного расстояния 10 м
|
 |
Рисунок 34 - Пример анализа влияния мачты антенны на AAPR
5.4.5 Валидация OATS методом NSA
5.4.5.1 Метод дискретной частоты
5.4.5.1.1 Измерительная установка
Если при измерениях нормализованного затухания площадки используют настраиваемые диполи, то их настраивают на каждую частоту, включая частоты от 30 до 80 МГц.
5.4.5.1.2 Процедура измерения
Порядок проведения измерений:
1) устанавливают выходной уровень генератора сигналов таким, чтобы уровень измеряемого напряжения был значительно выше уровня внешних помех собственных шумов измерителя или анализатора спектра;
4) отсоединяют кабели от передающей и приемной антенн. Соединяют кабели напрямую через адаптер;
6) вводят в уравнение (26) значения шагов (3) и (5) на каждой частоте и для каждой поляризации;
7) вводят в уравнении (26) коэффициенты калибровки приемной и передающей антенн на частоте измерения;
12) повторяют измерения по перечислениям 1)-11) для следующей комбинации частоты и поляризации.
Примечание - Для обоих методов измерения нормализованного затухания площадки рассогласование полного сопротивления на выходе источника сигнала или на входе измерителя ИРП или анализатора спектра может привести к отражениям, которые могут вызвать ошибки. Рассогласования можно избежать путем использования согласующих аттенюаторов по 10 дБ на выходных концах кабелей передающей или приемной антенн. Эти аттенюаторы должны оставаться в кабелях все время измерений нормализованного затухания площадки.
5.4.5.2 Метод сканирования частоты
5.4.5.2.1 Измерительная установка
5.4.5.2.2 Процедура измерения
Полная версия документа доступна с 20.00 до 24.00 по московскому времени.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.