ГОСТ IEC 61000-4-20-2014 Электромагнитная совместимость. Часть 4-20. Методы испытаний и измерений. Испытание на помехоэмиссию и помехоустойчивость в ТЕМ-волноводах

     5.2 Общие требования при использовании ТЕМ-волноводов

5.2.1 Верификация ТЕМ-вида колебаний

ТЕМ-волноводы могут проявлять резонансы выше частоты среза, определяемой поперечным сечением и/или длиной волновода. На практике поле в ТЕМ-волноводе распространяется с ТЕМ-видом колебаний при выполнении определенных требований. Проверка ТЕМ-вида колебания применяется к волноводам, используемым либо для испытаний помехоэмиссии, либо для испытаний на помехоустойчивость. Поведение ТЕМ-вида колебаний должно контролироваться через регулярные промежутки времени (см. 5.2.3).

Примечание 1 - Как правило, производитель ТЕМ-волновода должен проверять и документировать поведение ТЕМ-вида колебаний в необходимом диапазоне частот и включать данные проверки в систему документации.

При проведении проверки однородной области, применяемой при проведении испытаний на помехоустойчивость (согласно 5.2.3), значения побочных (непреднамеренных) составляющих электрического поля должны быть как минимум на 6 дБ меньше, чем основная составляющая электрического поля, по меньшей мере в 75% проверочных точек поперечного сечения ТЕМ-волновода (перпендикулярного направлению распространения волны). Для этих 75% проверочных точек: основная составляющая электрического поля может иметь допустимое отклонение от (-0-+6) дБ до (-0-+10) дБ; уровень побочной составляющей электрического поля до -2 дБ от основной составляющей; данные отклонения допускаются для максимум 5% испытательных частот (по меньшей мере одной частоты), при условии, что данные отклонения и частоты указаны в протоколе испытаний. Частотный диапазон составляет от 30 МГц до высшей рабочей частоты ТЕМ-волновода. Первый шаг перестройки частоты не должен превышать 1% от основной частоты, затем 1% от предыдущего значения частоты в диапазоне частот от 80 до 1000 МГц, 5% ниже 80 МГц и выше 1000 МГц. Скорость перестройки частоты должна учитывать время отклика датчика поля.

Примечание 2 - ТЕМ-поле является основным, и резонансы обусловлены низким значением добротности, следовательно, они не могут быть узкополосными. Поэтому для проверки ТЕМ-вида колебаний допускается использование логарифмической шкалы частот.

Примечание 3 - При исследовании переходных процессов начальная частота должна быть 100 кГц.

Примечание 4 - Критерий 6 дБ, указанный в 5.2.1, определяет только основной ТЕМ-вид колебаний, а не однородность поля и является отдельным критерием. Это требование не следует путать с требованиями к однородности поля пункта 5.2.3. Дополнительная информация об однородности поля приведена в [17].

5.2.2 Испытательный объем и максимальные размеры испытуемого оборудования

Максимальные размеры ИО связаны с размерами "полезного испытательного объема" в ТЕМ-волноводе. Полезный испытательный объем ТЕМ-волновода определяется размерами, геометрией и пространственным распространением электромагнитных полей.

Полезный испытательный объем ТЕМ-волновода (см. рисунки А.6-А.9) зависит от "однородной области", описанной в 5.2.3. Направление распространения ТЕМ-вида колебаний (обычно вдоль оси ) перпендикулярно однородной области (поперечной плоскости, обычно -плоскость). В -плоскости все поперечное сечение полезного испытательного объема должно удовлетворять требованиям 5.2.3. Минимальное значение расстояния между ИО и каждым проводником или поглощающим материалом волновода (см. рисунки А.6-А.9) задается расстоянием между границей однородной области (см. 5.2.3) и границей проводника. Однако не должно равняться нулю, чтобы избежать возможного изменения рабочего состояния ИО сильной связью между ИО и границей проводника (рекомендовано: выбирать большим, чем ). Вдоль оси (в направлении распространения) полезный испытательный объем ограничен в пределах . Длина испытательного объема . Требования однородной области должны быть проверены для каждого значения в пределах . Можно предположить, что требования к ТЕМ-виду колебаний будут выполняться для при следующих условиях:

- если требования к ТЕМ-виду колебаний выполняются в положении и геометрия волновода аналогична одному из типов, показанных на рисунках А.6-А.9, с постоянным соотношением размеров к (типичная форма) для , или

- если требования к ТЕМ-виду колебаний выполняются в положениях и , и поперечное сечение волновода постоянно или постоянно сужается для и производные и являются непрерывно дифференцируемыми функциями для (нет изгибов или прерываний в геометрии границы проводника).

Максимальные размеры ИО связаны с размерами полезного испытательного объема. ИО должно быть не более чем по ширине и в длину (см. рисунки А.6-А.9).

Примечание 1 - Согласно стандартам серии ISO 11452 рекомендуемые размеры ИО должны составлять , и стандарт MIL-STD 462F рекомендует .

Максимальная высота ИО рекомендована до , где - расстояние между внутренней и внешней проводящими границами (расстояние между проводниками), проходящее через центр ИО и центр испытательного объема (например, между септом и полом ТЕМ-камеры). Для всех типов ТЕМ-волноводов ИО должно вписываться в полезный испытательный объем для всех позиций вращения.

Примечание 2 - Большинство стандартов ограничивают размер ИО до . Большинство производителей ТЕМ-камер ограничивают высоту ИО до . За исключением очень точной калибровки датчиками поля или сенсорами, высота ИО может превышать , но не должна выходить за пределы, рекомендуемые производителями. Высота ИО может быть больше , если производитель предоставляет информацию о неопределенности измерений для большего ИО. Дополнительная информация об эффектах загруженных волноводов приведена в [25].

5.2.3 Валидация полезного испытательного объема

5.2.3.1 Основные положения

Настоящий подраздел использует понятие "однородная область" гипотетической области, в которой отклонения величины поля пренебрежительно малы (см. [15]). Размеры ТЕМ-волновода определяют размеры однородной области (плоскости), если ИО не может быть полностью облучено в меньшей поверхности. Максимальные размеры ИО связаны с размером полезного испытательного объема (см. 5.2.2).

Примечание 1 - В основном точная форма и расположение однородной области не указано, но определяется с использованием методики настоящего стандарта.

Примечание 2 - Если не дается другого определения, однородная область должна быть расположена в вертикальной плоскости и ортогонально направлению распространения поля. Она должна быть одной плоскостью в лицевой области ИО.

Примечание 3 - Вертикальная плоскость предполагает, что направление распространения ТЕМ-вида колебаний происходит вблизи горизонтальной плоскости (вдоль оси ), получаем плоскую волну. Если ТЕМ-виды колебаний распространяются в другом направлении, то однородная плоскость может быть переориентирована соответствующим образом.

Использование линий передачи позволяет избежать искажений из-за отражений поля от земли, так же как и в полубезэховой камере; таким образом, однородные поля устанавливаются вблизи внутреннего и внешнего проводников (только в нормальном направлении).

В принципе однородная область может располагаться на любом расстоянии от входного порта; место расположения определяется особенностями геометрии волновода. Однородная область действует только для этого расстояния от входного порта, для которого она калибрована. Чтобы допустить вращение ИО, однородная область должна располагаться на большем расстоянии, чем самое большое конечное значение однородной области , установленное в 5.2.2.

Однородная область проверяется при отсутствии ИО в испытательном объеме, в частотном диапазоне и с шагом перестройки частоты, установленными 5.2.1, используя немодулированный сигнал.

В зависимости от размера однородной области ее валидация проводится по крайней мере в пяти измерительных точках (4 по углам и одна в центре). Расстояние между двумя контрольными точками должно быть меньше чем 50 см. Если расстояние между точками больше 50 см, тогда должна использоваться равномерно распределенная сетка измерительных точек. Это означает, что должно использоваться 9 точек.

5.2.3.2 Методика валидации однородности поля и ТЕМ-вида колебаний

Порядок проведения валидации известен как "валидация по постоянной подводимой мощности" и заключается в следующем: