ГОСТ IEC 61000-4-3-2016 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-3. Методы испытаний и измерений. Испытание на устойчивость к излучаемому радиочастотному электромагнитному полю

     6.2 Калибровка поля

Цель калибровки заключается в том, чтобы однородность испытательного электромагнитного поля, воздействующего на ИО, была достаточной для обеспечения достоверности результатов испытаний.

IEC 61000-4-3 основывается на использовании концепции плоскости однородного поля (UFA) (см. рисунок 3), которая представляет собой гипотетическую вертикальную плоскость поля, в которой изменения напряженности испытательного электромагнитного поля находятся в заданных пределах. При обычной процедуре калибровки поля демонстрируется способность испытательной установки и испытательного оборудования генерировать такое поле. Одновременно получают совокупность значений параметров испытательного оборудования, позволяющих провести испытания оборудования на помехоустойчивость. Калибровку считают действительной для ИО всех видов, стороны которых, подвергаемые воздействию испытательного поля (включая соединительные кабели), могут быть полностью покрыты плоскостью однородного поля.

Калибровку поля проводят в отсутствие ИО (см. рисунок 3). При калибровке определяют зависимость между напряженностью поля в пределах плоскости однородного поля и мощностью сигнала, подаваемого на излучающую антенну. В процессе испытаний значение мощности сигнала, который должен быть подан на излучающую антенну на каждой частоте испытаний, рассчитывают с использованием этой зависимости и значений напряженности поля, соответствующих установленному испытательному уровню. Калибровка поля действительна при условии идентичности параметров испытательной установки при калибровке поля и проведении испытаний. Поэтому значения параметров испытательной установки (относящихся к излучающей антенне, усилителю, дополнительным поглощающим материалам, кабелям) должны быть зафиксированы. Важно зафиксировать точные положения излучающих антенн и кабелей (насколько это практически возможно). При проведении испытаний антенны и кабели должны быть размещены так же, как и при калибровке поля. Незначительные их смещения оказывают существенное влияние на испытательное поле.

Установлено, что полную калибровку испытательного поля следует проводить один раз в год, а также при каждом внесении изменений в конфигурацию безэховой камеры (перемещении радиопоглощающего материала, изменении состава оборудования и т.д.). Перед каждой группой испытаний необходимо проводить проверку калибровки испытательного поля (см. раздел 8).

Излучающую антенну размещают на таком расстоянии от ИО, чтобы калибруемая плоскость однородного поля находилась в главном лепестке диаграммы направленности антенны. Датчик поля должен быть расположен на расстоянии не менее 1 м от излучающей антенны. Предпочтительное расстояние между излучающей антенной и плоскостью однородного поля должно быть 3 м. Это расстояние отсчитывают от центра биконической антенны, конца логопериодической антенны и плоскости раскрыва рупорной или волноводной антенны. Расстояние между излучающей антенной и плоскостью однородного поля должно быть указано в отчете об испытаниях и в протоколе калибровки.

Размеры плоскости однородного поля с ее нижним краем, установленным на высоте 0,8 м над полом, должны быть по меньшей мере 1,5x1,5 м, за исключением случаев, когда ИО и соединительные кабели могут быть полностью "освещены" при использовании плоскости однородного поля меньших размеров. Минимальные размеры плоскости однородного поля должны быть 0,5x0,5 м.

Лицевая сторона ИО, подвергаемого воздействию испытательного поля, должна совпадать с плоскостью однородного поля (см. рисунки 5 и 6).

Для установления жесткости испытаний ИО и соединительных кабелей, которые должны быть испытаны при близости к полу (опорной пластине заземления), напряженность поля должна быть дополнительно зафиксирована на высоте 0,4 м. Полученные данные документируют в протоколе калибровки, но не учитывают при оценке пригодности испытательной установки и в базе данных калибровки.

Из-за отражений от пола в полубезэховой камере трудно установить плоскость однородного поля вблизи опорной пластины заземления. Для решения этой проблемы размещают на пластине заземления дополнительный радиопоглощающий материал (см. рисунок 2).

Измерение напряженности поля в плоскости однородного поля проводят в точках измерительной сетки, разнесенных друг от друга на расстояние 0,5 м (см. рисунок 4, представляющий собой пример плоскости однородного поля размерами 1,5x1,5 м). Испытательное поле считают однородным, если на каждой частоте измерений его напряженность, измеряемая в плоскости однородного поля для 75% поверхности (например, в 12 точках измерения из 16 для плоскости однородного поля размерами 1,5x1,5 м), находится в пределах от 0 до плюс 6 дБ от заданного значения. Для минимальных размеров плоскости однородного поля 0,5x0,5 м отклонения измеренной напряженности поля в четырех точках калибровочной сетки от заданного значения должны быть в указанных выше пределах.

Примечание 1 - Для различных частот в пределах указанных отклонений могут находиться результаты измерений, полученные в различных точках измерительной сетки.

Отклонение от 0 до плюс 6 дБ установлено с тем, чтобы напряженность поля не была ниже номинальной с приемлемой вероятностью. Значение 6 дБ выбрано как минимально достижимое для практически применяемых средств испытаний.

На частотах испытаний менее 1 ГГц допускают отклонение более плюс 6 дБ, но не более плюс 10 дБ для 3% частот, проверяемых при испытаниях (отклонение менее 0 дБ не допускается). При этом значения отклонений должны быть отражены в отчете об испытаниях. В случае расхождений результатов испытаний, полученных при различных отклонениях напряженности поля, преимущество имеют результаты испытаний, полученные при отклонениях от 0 до плюс 6 дБ.

В случае если лицевая сторона ИО, подвергаемая воздействию поля, имеет размеры более 1,5x1,5 м и метод применения плоскости однородного поля достаточных размеров (предпочтительный метод облучения) не может быть применен, ИО облучают в серии испытаний с применением метода частичного облучения.

Для применения метода частичного облучения:

- калибровку испытательного поля допускается проводить при различных положениях излучающей антенны, с тем чтобы обеспечить покрытие всей лицевой поверхности ИО плоскостью однородного поля в серии испытаний. Испытания ИО в этом случае следует проводить при последовательном расположении антенны в каждом из этих положений;

- ИО допускается перемещать при испытаниях так, чтобы каждая часть его лицевой поверхности находилась в пределах плоскости однородного поля во время, как минимум, одного из испытаний.

Примечание 2 - При размещении антенны в каждом из выбранных положений должна быть проведена полная калибровка испытательного поля.

Концепции полного и частичного облучения, а также их применимость и способы применения показаны в таблице 2.

Таблица 2 - Требования к плоскости однородного поля для применения методов полного облучения, частичного облучения и независимых окон

Если в полосе частот свыше 1 ГГц требования настоящего подраздела могут быть выполнены только на частотах не выше конкретной частоты, например если ширина диаграммы направленности излучающей антенны недостаточна для облучения всей поверхности ИО, то для более высоких частот применяют метод независимых окон по приложению H.

Калибровку поля в безэховых и полубезэховых камерах, как правило, проводят с помощью измерительной установки, представленной на рисунке 7. Калибровку всегда следует проводить при немодулированной несущей для горизонтальной и вертикальной поляризаций испытательного поля в соответствии со значением шага изменения частоты, указанным ниже. Значение напряженности поля при калибровке должно быть по крайней мере в 1,8 раза больше значения напряженности поля, которое будет воздействовать на оборудование при проведении испытаний, чтобы обеспечить прохождение через усилители модулированного сигнала в отсутствие насыщения.

Если обозначить напряженность поля при калибровке E, то напряженность испытательного поля E не должна превышать E/1,8.

Примечание - Могут быть использованы другие методы предотвращения насыщения.

Ниже приведены два разных метода калибровки испытательного поля. В качестве примера рассматривается измерительная сетка, состоящая из 16 точек измерения (размеры плоскости однородного поля 1,5x1,5 м). При правильном применении оба метода обеспечивают одинаковую однородность испытательного поля.