ГОСТ Р 51048-97 Совместимость технических средств электромагнитная. Генераторы электромагнитного поля с ТЕМ-камерами. Технические требования и методы испытаний.

     ГОСТ Р 51048-97

Группа Э02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 Совместимость технических средств электромагнитная

 ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ С ТЕМ-КАМЕРАМИ

 Технические требования и методы испытаний

 Electromagnetic compatibility of technical equipment.

Generators of electromagnetic field with ТЕМ cells.

Technical requirements and test methods

ОКС 19.080*

ОКСТУ 0020

Дата введения 1998-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК ЭМС)

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 9 апреля 1997 г. N 128

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4 ПЕРЕИЗДАНИЕ, июль 2004 г.

      1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на генераторы электромагнитного поля (ГЭМП) с преобразователями, базирующимися на отрезках линий передачи (ТЕМ-камерами с поперечными волнами), предназначенные для испытаний технических средств (ТС) на устойчивость к воздействию электромагнитных гармонических и модулированных полей.

Стандарт устанавливает основные параметры, технические требования и методы испытаний ГЭМП.

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля

ГОСТ 8711-93 (МЭК 51-2-84) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам

ГОСТ 24375-80 Радиосвязь. Термины и определения

ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения

ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК 61000-4-3-95) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний

ПР 50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений*

      3 Определения

В настоящем стандарте применяют термины, установленные в ГОСТ 24375 и ГОСТ 30372.

      4 Технические требования

      4.1 Общие требования

4.1.1 ГЭМП должны соответствовать требованиям настоящего стандарта во всем диапазоне нормируемых параметров в рабочей полосе частот, указанной в технических условиях на ГЭМП конкретного типа.

4.1.2 В состав ГЭМП должны входить: генераторы переменного напряжения, согласующие и симметрирующие устройства, преобразователь напряжение - электромагнитное поле (далее в тексте - преобразователь), вольтметр переменного напряжения, нагрузка для поглощения высокочастотной мощности, радиочастотные тракты для соединения функциональных элементов. Допускается совмещение в одном устройстве нескольких функций и наличие дополнительных сервисных устройств.

4.1.3 Преобразователь должен состоять из одного или нескольких отрезков однородных линий передачи с постоянным характеристическим сопротивлением, в котором распространяется поперечная электромагнитная волна типа ТЕМ.

4.1.4 Линии передачи преобразователя могут быть открытыми, закрытыми, с симметричным и несимметричным возбуждением.

4.1.5 Конструктивное исполнение преобразователя должно обеспечивать доступ к испытуемому ТС, его функционирование и контроль параметров при испытаниях.

4.1.6 ГЭМП должен соответствовать требованиям техники безопасности по ГОСТ 12.1.006.

4.1.7 Рекомендуется выбирать следующие полосы рабочих частот ГЭМП: от 0,15 до 30 МГц, от 30 до 300 МГц, от 300 до 1000 МГц.

4.1.8 Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля, создаваемой ГЭМП, устанавливают в зависимости от требований к помехоустойчивости испытуемого ТС. Воспроизводимые значения напряженности выбирают из ряда: 1, 3, 10 В/м в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.3.

      4.2 Требования к генераторам электромагнитного поля

4.2.1. Рекомендуемая функциональная схема ГЭМП приведена на рисунке 1.

1 - генератор сигналов измерительный; 2 - соединительный тракт; 3 - вольтметр переменного напряжения;

4 - тройниковый переход из комплекта вольтметра; 5 - согласующие (симметрирующие) устройства;

6 - преобразователь напряжение - электромагнитное поле; 7 - нагрузка

Рисунок 1 - Функциональная схема ГЭМП

4.2.2 Генератор сигналов измерительный, обеспечивающий требование 4.1.8 в рабочем диапазоне частот.

4.2.3 Вольтметр переменного напряжения по ГОСТ 8711.

4.2.4 Тройниковый переход с волновым сопротивлением 50 Ом, коэффициент стоячей волны (КСВН) не более 1,2 в рабочем диапазоне частот из комплекта вольтметра.

4.2.5 Радиочастотный тракт - коаксиальный кабель 50 Ом длиной не более 1 м.

4.2.6 Преобразователь должен иметь рабочий объем, представляющий собой параллелепипед, в который вписывается испытуемое ТС. Рабочий объем должен располагаться в однородном поле, участке линии передачи, образующей преобразователь. В преобразователях с несимметричным возбуждением ТС располагается на электроде с нулевым потенциалом на диэлектрической подставке высотой не менее 0,1 м. Минимальное расстояние от поверхности, ограничивающей рабочий объем, до электрода, находящегося под потенциалом, должно быть не менее

минимального расстояния между электродами в месте расположения рабочего объема в преобразователе. В преобразователях с симметричным питанием рабочий объем располагается симметрично относительно электродов преобразователя. Расстояние от поверхности рабочего объема до электродов преобразователя должно быть не менее

минимального расстояния между электродами в месте расположения рабочего объема. Размеры рабочего объема и его расположение относительно электродов преобразователя должны быть приведены в технической документации на ГЭМП. Рекомендуемое расположение рабочего объема в преобразователе приведено на рисунке 2.

- преобразователь с несимметричным питанием: 1, 2 - электроды, образующие линию

(1 - электрод с нулевым потенциалом), 3 - рабочий объем, 4 - нагрузка; б - преобразователь

с симметричным питанием: 1, 2 - электроды, образующие линию, 3 - рабочий объем, 4 - нагрузка

Рисунок 2 - Расположение рабочего объема в преобразователе

4.2.7 Преобразователь характеризуется коэффициентом преобразования

(дБ относительно м), определяемым в рабочей полосе частот ГЭМП и вычисляемым по формуле

,                                                        (1)

где

- эффективное напряжение, измеренное высокочастотным вольтметром, входящим в состав ГЭМП, В;

- напряженность поперечной компоненты электрического поля волны, распространяющейся в преобразователе, измеренная в центре рабочего объема, В/м.

Значение коэффициента преобразования должно быть приведено в документации на ГЭМП. В случае, если коэффициент преобразования зависит от частоты, то его приводят в виде таблицы значений на частотах из рабочей полосы, включая крайние, и задают правила аппроксимации на любую частоту рабочего диапазона.

4.2.8 Основные параметры преобразователя, их значения и методы испытаний должны соответствовать приведенным в таблице 1.

Таблица 1

4.2.9 Согласованная нагрузка в рабочей полосе частот ГЭМП должна иметь входное сопротивление 50 Ом и КСВН 1,2. Для нагрузки с распределенными параметрами нормируется только максимальная мощность. Мощность, рассеиваемая нагрузкой,

в ваттах должна быть не менее вычисленной по формуле (2);

,                                                       (2)

где

- максимальное значение напряженности поля, создаваемого ГЭМП, В/м;

- коэффициент преобразования.

Примечание - Для нагрузок с распределенными параметрами, входящих конструктивно в преобразователи, нормируется только максимальная мощность.

      5 Методы испытаний

      5.1 Требования к средствам измерений

5.1.1 Для проведения испытаний ГЭМП необходима измерительная аппаратура с параметрами, указанными в таблице 2.

Таблица 2

Наименование измерительного прибора и его основные параметры	Значение параметра	Номер пункта методики испытаний
Измеритель комплексных коэффициентов передачи:		5.3.2
диапазон частоты, МГц	1-1250
погрешность измерения КСВН при 1,03 2, %	±2,4·
Измеритель полных сопротивлений:		5.3.2
диапазон частот, Гц	5-0,5·10
пределы измерения, Ом	1-10
погрешность измерения, %	±5
Измеритель импеданса и коэффициента передачи:		5.3.2
диапазон частот , МГц	0,5-110
пределы измерения модуля импеданса , кОм	10-100
погрешность измерений, %	±(4+ /30+ /25)
Измеритель напряженности электрического поля в составе:		5.3.2
вольтметр постоянного тока:
диапазон измерения, В, не менее	2·10 -2,0
входное сопротивление, МОм, не менее	100
класс точности	0,06/0,02
Дипольная антенна с детектором (ДАД):
диапазон частот, МГц	0,15-1000
вид поляризации	Линейная
диапазон измерений, В/м	0,7-10
коэффициент асимметрии, дБ, не более	0,3
погрешность измерения электрического поля в рабочем диапазоне частот, дБ	±1,0

5.1.2 Серийные средства измерений, входящие в состав ГЭМП, испытывают в соответствии с разделом "Проведение поверки", изложенным в технической документации. Перечень рекомендуемых средств измерений, применяемых при испытаниях ГЭМП, приведен в приложении А.

5.1.3 Перед проведением испытаний ГЭМП серийные средства измерений должны быть поверены, нестандартные средства измерений - аттестованы в соответствии с ПР 50.2.009.

      5.2 Подготовка к испытаниям

5.2.1 Метод отбора образцов для испытаний должен быть указан в технических условиях на ГЭМП конкретных типов.

5.2.2 Перед испытанием ГЭМП должны быть подготовлены к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

5.2.3 Проверку параметров ГЭМП рекомендуется проводить на отдельных частотах из ряда: 0,03; 0,1; 0,3; 1,0; 3,0; 10; 30; 100; 300; 1000 МГц и на крайних точках рабочей полосы частот.

      5.3 Проведение испытаний

5.3.1 Соответствие техническим требованиям, приведенным в 4.2.1-4.2.7 и 4.2.9, проверяют по технической документации на ГЭМП.

5.3.2 Отклонение входного сопротивления от номинального и КСВН преобразователя с согласующим (симметричными) устройствами проверяют на входном разъеме согласующего устройства, подключенного с помощью кабеля длиной не более 1 м, как указано на рисунке 3, на частотах в соответствии с 5.2.3. Допускается измерять КСВН в полосе рабочих частот. Измерения должны проводиться в условиях, исключающих влияние окружающей обстановки на результат измерения в пределах погрешности измерения. Конкретные требования зависят от вида преобразователя и должны содержаться в документации на ГЭМП.

1 - измеритель импеданса (измеритель КСВН); 2 - кабель длиной 1 м, волновое сопротивление 50 Ом;

3 - согласующие (симметрирующие) устройства; 4 - преобразователь; 5 - нагрузка

Рисунок 3 - Схема измерения входного сопротивления преобразователя с согласующими устройствами

5.3.3 Для определения погрешности коэффициента преобразования ГЭМП ДАД располагают в рабочем объеме преобразователя так, чтобы плоскость, проходящая через вибраторы антенны и ее держатель, была перпендикулярна направлению распространения волны в преобразователе, а центр антенны совпадал с центром рабочего объема с точностью ±5 мм. На одной из частот в соответствии с 5.2.3 создают поле в преобразователе. С помощью измерительного генератора из состава ГЭМП устанавливают значение напряженности электрического поля 10 В/м по показанию измерителя напряженности электрического поля (ИНП) с ДАД и отсчитывают значение переменного напряжения по вольтметру ГЭМП. Далее определяют фактическое значение коэффициента преобразования ГЭМП

в децибелах по формуле

,                                                         (3)

где

- показание вольтметра ГЭМП, соответствующее напряженности 10 В/м по показанию ИНП с ДАД, В.

Погрешность коэффициента преобразования ГЭМП

в децибелах вычисляют по формуле

,                                                          (4)

где

,

- соответственно паспортное и фактическое значения коэффициента преобразования ГЭМП, дБ.

Указанные операции проводят на каждой из частот рабочего диапазона ГЭМП, выбранных в соответствии с 5.2.3.

5.3.4 Для проверки неравномерности коэффициента преобразования в полосе частот используют результаты, полученные в соответствии с 5.3.3. Неравномерность поля

в децибелах вычисляют по формуле

,                                                (5)

где

и

- соответственно минимальное и максимальное фактические значения коэффициента преобразователя ГЭМП в полосе рабочих частот, дБ.

5.3.5 Для проверки ослабления продольной компоненты электрического поля относительно поперечной устанавливают ДАД в центре рабочего объема в соответствии с 5.3.3. Вращая ДАД вокруг оси держателя на угол 90° относительно первоначального положения, устанавливают вибраторы ДАД параллельно направлению распространения волны в преобразователе, сохраняя значение напряжения на вольтметре ГЭМП, равное

в соответствии с 5.3.3. Фиксируют показания вольтметра постоянного тока ИНП

. Возвращают датчик в исходное положение поворотом на 90°. Уменьшая напряжение измерительного генератора до уровня, при котором показание ИНП будет равно

, фиксируют показания вольтметра переменного тока ГЭМП

. Ослабление продольной компоненты электрического поля относительно поперечной

в децибелах вычисляют по формуле

,                                                       (6)

где

- показание вольтметра ГЭМП, соответствующее значению поперечной компоненты электрического поля 10 В/м;

- показание вольтметра ГЭМП, соответствующее показанию ИНП, равному

, В.

Указанные операции проводят на каждой из частот рабочего диапазона ГЭМП, выбранных в соответствии с 5.2.3.

5.3.6 Для проверки максимальной неоднородности поперечной компоненты электрического поля в рабочем объеме относительно значения в его центре устанавливают ДАД в центре рабочего объема, как указано в 5.3.3. Фиксируют показание вольтметра ГЭМП при значении напряженности электрического поля 10 В/м, измеренного с помощью ИНП. Далее ДАД помещают в вершины параллелепипеда, образующего рабочий объем в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны в преобразователе в соответствии с рисунком 4, и устанавливают показание ИНП, равное 10 В/м, фиксируя показания вольтметра ГЭМП

, где

1, 2, ..., 8.

1, 2 - электроды преобразователя; 3 - рабочий объем; 4 - ДАД в центре рабочего объема; 5 - ДАД в одной

из вершин параллелепипеда, ограничивающего рабочий объем; 0 - центр рабочего объема;

- вектор напряженности электрического поля в системе координат XYZ; ось Z направлена

от плоскости чертежа и совпадает с направлением распространения волны

Рисунок 4 - Расположение измерительной антенны в рабочем объеме преобразователя (поперечное сечение)

Неоднородность поперечной компоненты электрического поля в

-ой вершине относительно значения в центре

в децибелах вычисляют по формуле

,                                                   (7)

где

- показание вольтметра ГЭМП при установке ДАД в

-ую вершину параллелепипеда, В;

- показание вольтметра ГЭМП при установке антенны в центре рабочего объема, В.

Из восьми значений

определяют максимальное (по модулю) значение

, которое определяет максимальную неоднородность поперечной компоненты электрического поля на частоте измерения. Указанные операции проводят на каждой из частот рабочего диапазона ГЭМП в соответствии с 5.2.3. Максимальную неоднородность в рабочей полосе частот определяют как наибольшее из значений

.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(рекомендуемое)

Перечень средств измерений, применяемых при испытаниях ГЭМП

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(рекомендуемое)

Дипольная антенна с детектором

 

,

- вибраторы диполя;

VD

- диод;

ЛРР

- двухпроводная развязывающая резистивная

линия (100

250 мм) с сопротивлениями

и

;

- фильтр;

ВПТ

- милливольтметр

постоянного тока с входным сопротивлением более 100 МОм

Рисунок Б.1 - Электрическая схема дипольной антенны с детектором

на полупроводниковом диоде 16

1 - крышка;

 2 - вибраторы диполя в виде неудаленных участков фольги на пластине 3;

3 - пластина из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм;

4 - трубка из стеклотекстолита; 5 - разъем; 6 - резистивная развязывающая линия;

7 - полупроводниковый диод

Рисунок Б.2 - Конструкция дипольной антенны с детектором на полупроводниковом диоде