Приложение А (обязательное). Испытания на помехоэмиссию в ТЕМ-волноводах

Приложение А
(обязательное)

Испытания на помехоэмиссию в ТЕМ-волноводах

А.1 Обзор

Настоящий раздел описывает испытание на помехоэмиссию в ТЕМ-волноводах.

Результаты измерений, проведенные в ТЕМ-волноводах, можно сравнивать с нормами двумя способами:

- Нормы, приведенные для ТЕМ-волноводов.

Этот способ применяется для специфического вида оборудования (например, измерения поля от интегральных микросхем, военного оборудования, компонентов и модулей транспортных средств и т.д.), как описано в ссылках, приведенных в библиографии. В этом случае результаты испытаний в ТЕМ-волноводе непосредственно сравниваются с нормой или директивой, обычно разработанной специально для данного типа волновода. В других случаях нормы для ТЕМ-волновода могут быть получены из предельных значений, используемых в других испытательных средствах.

- Нормы, приведенные для открытой измерительной площадки.

Этот способ применяется для ИО, которое должно соответствовать уровню радиопомех, применяемому к напряженности поля, измеренного на открытой измерительной площадке. Алгоритм корреляции используется для пересчета уровня напряженности поля, измеренного в ТЕМ-волноводе, в уровень на открытой измерительной площадке.

В настоящем приложении подробно рассмотрен только второй способ. Измерение радиопомех с использованием ТЕМ-волноводов требует валидации, для того чтобы удостовериться в возможности использования ТЕМ-волновода для измерений. Для каждого вида ИО валидация должна происходить, как описано в разделе 5. В случае только относительного сравнения в рамках одной группы ИО корреляция к открытой измерительной площадке и другим видам измерительных площадок не требуется. В этом случае комитеты, разрабатывающие стандарты на продукцию, должны предоставлять специальные нормы для определения соответствия измеренных данных.

Алгоритм корреляции описан в пункте А.3. Алгоритм корреляции использует измерения напряжения ТЕМ-волновода для оценки эквивалентной напряженности поля на открытой измерительной площадке. Напряженность поля в свободном пространстве также может быть оценена. Эта напряженность поля вместе с результатами измерений, проведенными во время валидации для конкретного вида ИО, может быть сравнена с требованиями стандартов.

Примечание - Испытательные процедуры обычно требуют вращения ИО вокруг трех осей. В случае гипервращаемого ТЕМ-волновода (см. [6]) ТЕМ-волновод переориентирован таким образом, что его ортоось нормальна по отношению к поверхности Земли. Тогда ИО вращается на  120° вокруг его вертикальной оси (которая является ортоосью). Тогда ИО не нужно вращать вокруг его горизонтальной оси.

А.2 Испытательное оборудование

Испытательное оборудование должно соответствовать необходимым требованиям CISPR 16-1-1.

Примечание - Изотропный датчик поля можно рассматривать как антенну (см. CISPR 16-1-4, требования к антеннам). Процедура калибровки изотропного датчика поля и его спецификации описаны в [24].

А.3 Корреляция напряжений ТЕМ-волновода со значениями напряженности поля

А.3.1 Общие положения

Данная процедура предназначена устанавливать альтернативные открытой измерительной площадке (OATS) методы испытаний на помехоэмиссию. Результаты измерений в ТЕМ-волноводе пересчитываются в эквивалентные значения напряженности поля открытой измерительной площадки (OATS). В настоящем подпункте описывается алгоритм, основанный на предположении, что излучаемая мощность, полученная в результате измерения в ТЕМ-волноводе, будет излучаться диполем, расположенным над идеально проводящей пластиной заземления.

Установившаяся практика корреляции включает измерение расстояния между ИО и каждым проводником h _EUT и расстояния между проводниками h (или разделенными пластинами) в центре ИО (см. рисунки А.6b и А.7b). Напряжения, измеренные с расположенным ИО в ТЕМ-волноводе, генерируются помехоэмиссией ИО. После вращения (переустановки) ИО, в соответствии с требованиями установившейся практики корреляции, проводятся последующие измерения напряжения, пока все необходимые положения не будут проверены. Согласно установившейся практике корреляции затем эти измерения используются для имитации испытания на открытой измерительной площадке (OATS).

Примечание - Информацию о корреляции и корреляционных данных измерений помехоэмиссии можно найти в [5], [8], [17], [22], [34], [36], [40] и [41].

Следующий подпункт описывает алгоритм, основанный на трехпозиционном испытании. Для некоторого ИО могут применяться другие предложенные в [31] и [41] алгоритмы.

А.3.2 Алгоритмы корреляции

А.3.2.1 Общие положения

В подпунктах А.3.2.2 и А.3.2.3 изложены независимые подходы корреляции. В подпункте А.3.2.2 описывается основной подход установившейся практики корреляции для "мультипольной модели", и содержится набор испытаний волновода, определяющих эквивалентные мультипольные моменты. В подпункте А.3.2.3 описывается другая установившаяся практика корреляции, согласно которой проводятся три измерения напряжения. Последнюю процедуру часто упоминают как "метод полной излучаемой мощности".

А.3.2.2 Мультипольная модель

Любой источник излучения конечного размера может быть заменен эквивалентным разложением на мультиполи, которые дают такую же диаграмму направленности за пределами объема, охватывающего источник. Если источник является электрически малым (характерные размеры меньше 0,1 длины волны), то исходный мультипольный элемент разложения, фактически электрический и магнитный диполи, дает точное моделирование источника. Выше приведенное утверждение справедливо для произвольного источника. Если источник сам состоит только из электрических и магнитных подобных дипольных элементов, то ограничение размера по отношению к длине волны может быть ослаблено.

Основным подходом алгоритмов корреляции измерений между ТЕМ-волноводами и открытой измерительной площадкой (OATS) или свободным пространством является использование набора испытаний волновода с целью определения мультипольных моментов. Обычно используются три комплексных ортогональных дипольных момента, требующих шесть или более измерений. В основополагающем методе трех положений оценивается излучаемая мощность, но не отдельных мультипольных моментов. Как только излучаемая мощность оценена, излучаемые поля либо в свободном пространстве, либо над бесконечной пластиной заземления могут быть получены численно. Таким образом, можно имитировать различные источники-приемники конфигурации антенны в соответствии со стандартами на помехоэмиссию на открытой измерительной площадке (OATS).

Для двухпортовых волноводов измерения на обоих портах дают две амплитуды и относительную фазовую информацию (см. [14], [29], [30], [35] и [38]). Следовательно, два значения амплитуды и фаза мультипольных моментов могут быть определены и диаграмма направленности точно смоделируется, включая возможные нули из-за совпадения фаз. Для однопортовых ТЕМ-волноводов относительная фазовая информация отсутствует; таким образом, в данном случае возможно определение значений амплитуд мультипольных моментов (см. [36], [40] и [41]). Так как относительная фазовая информация неизвестна, то для однопортовых ТЕМ-волноводов установившаяся практика корреляции предполагает, что все мультипольные моменты излучают в фазе. Вышеперечисленное дает только верхнюю границу оценки (см. [10], [28] и [39]). Подробные диаграммы направленности не могут быть смоделированы. Верхняя граница оценки справедлива для сравнения с нормами стандартов. В [31] и [32] показано, что для ТЕМ-волноводов характерны кроссполярные связи. В этих документах показаны влияния на измерения помехоэмиссии.

А.3.2.3 Алгоритм корреляции однопортового ТЕМ-волновода

А.3.2.3.1 Общие положения

Алгоритм корреляции однопортового ТЕМ-волновода основан на трех измерениях, выполненных в ТЕМ-волноводе, из которых можно рассчитать полную излучаемую мощность ИО. Индивидуальные моменты диполя не определяются обособленно. Полная излучаемая мощность затем используется для моделирования максимального поля ИО над пластиной заземления на основе модели параллельных диполей (излучающих и принимающих диполей), передающих ту же полную мощность.

А.3.2.3.2 Измерения напряжения ТЕМ-волновода

Напряжения измеряются для трех положений ИО и определяются следующим образом. В трехкоординатной системе (х, у z) задается ТЕМ-камера. Стандартно выбирается - вдоль оси z - направление распространения, ось у параллельна электрической составляющей поля (вертикальная ось) и ось х параллельна магнитной составляющей поля. Центр ИО располагается в точке (х = 0, у, z), х = 0, находящейся в центре внутренней проводящей границы волновода. Локальная координатная система (, , ) присваивается ИО. Положение а ИО предполагает, что ось совмещена с х, ось совмещена с у ось совмещена с z, как показано на рисунке А.3. Положение b получается простой перестановкой осей ИО: оси на ось у, оси на ось z, оси на ось х. Это эквивалентно двум поворотам ИО на 90°. Положение с получают дальнейшим вращением ИО: оси на ось z, оси на ось х, оси на ось у. Обозначив три измерения напряжения - V _p1, V _p2, V _p3, можно показать (см. [31] и [41]), что полная излучаемая мощность Р ₀ ИО выражается следующим образом:

(А.1)

,

(А.2а)

где V _P выражено в В,

,

(А.2b)

где выражена в дБ (мкВ).

и

V _p1, V _p2, V _p3 - измеренные напряжения в трех положениях ИО;

S - корень из суммы квадратов измеренных напряжений, В;

- волновое число, ;

- сопротивление свободного пространства, Ом;

Z _c - характеристическое полное сопротивление ТЕМ-волновода, Ом (обычно 50 Ом);

- коэффициент поля ТЕМ-вида: нормированная у-компонента электрического поля в месте расположения ИО (для выражения (А.1): (х = 0, у, z), .

Примечание - Для некоторых ИО необходимо испытывать три ортогональные положения в каждой из четырех стартовых ориентации ИО (стартовые ориентации а1, а2, а3 и а4 на рисунке А.4) в общей сложности в 12 утвержденных положениях. Максимальное измеренное напряжение и напряжения, измеренные в двух соответствующих ортогональных положениях, используются тогда в обычном методе трех положений [21].

А.3.2.3.3 Определение коэффициента поля

А.3.2.3.3.1 Общие положения

Алгоритм, описанный в настоящем подпункте, требует определения основной у-компоненты электрического поля ТЕМ-вида. Колебания поля высшего порядка напрямую не связаны с подводимым к порту волновода напряжением. Коэффициент поля ТЕМ-вида - нормированная у-компонента электрического поля ТЕМ-вида в месте расположения ИО. Определение коэффициента поля возможно осуществить двумя методами, которые описаны дальше.

Коэффициент поля для специфического вида и размера ТЕМ-волновода должен предоставляться производителем.

А.3.2.3.3.2 Экспериментальный метод

Коэффициент поля может быть определен экспериментально через измерение у-компоненты электрического поля Е _у, выраженной в В/м (для пустой камеры) в месте расположения центра ИО (х, y, z) и известной подводимой мощности P _i, выраженной в Вт.

.

(A.3)

А.3.2.3.3.3 Аналитический метод

Для ТЕМ-камеры с прямоугольным сечением, как показано в [41], нормированную у-компоненту поля ТЕМ-вида возможно аппроксимировать согласно уравнению:

,

(A.4)

где , m = 1, 3, 5, ..., , ;

a - ширина камеры (см. рисунки А.6 - А.9) в z, м;

h - высота внутренней проводящей границы в z, м;

g - ширина зазора в z, м;

(х, y, z) - местоположение центра ИО, м;

J ₀ - функция Бесселя нулевого порядка, безразмерная величина.

Только некоторые члены этого ряда необходимо сохранить для хорошей аппроксимации . Фактор поля, рассчитанный для различной геометрии, приведен в [28].

А.3.2.4 Корреляция на открытой измерительной площадке (OATS)

Помехоэмиссия ИО над пластиной заземления моделируется с учетом того, что полная излучаемая мощность, оцененная в результате испытаний ТЕМ-волновода, такая же, как и излучаемая диполем (заменяющим ИО).

Уравнения для полей, излучаемых диполем, хорошо известны, и пластина заземления учитывается для введенного воображаемого диполя. Поля рассчитываются выше эквивалентной высоты перемещения приемной антенны, как требует метод открытой измерительной площадки (OATS). Максимальный сигнал от двух поляризаций дает максимально возможную напряженность поля. Используя коэффициент геометрии g _max, определяемый высотой перемещения приемной антенны, можно получить оценку для максимального поля E _max на открытой измерительной площадке:

;

(А.5)

,

(А.6)

где S - определяется выражением (А.2), В;

- волновое число, ;

- сопротивление свободного пространства, Ом;

Z _c - характеристическое полное сопротивление, Ом;

- коэффициент поля ТЕМ-вида, .

и

(А.7)

где g _max выражена в ,

со следующими параметрами, показанными на рисунке А.5:

- расстояние от ИО до приемной антенны, м;

- расстояние от проекции ИО до приемной антенны, м;

S - расстояние от приемной антенны до ИО, согласно требованиям стандартов, м. Обычно это 30 м, 10 м или 3 м;

h _g - высота ИО над пластиной заземления, м;

R _H - высота приемной антенны над пластиной заземления, м. Обычно этот параметр изменяется в диапазоне 1-4 м.

Примечание 1 - Максимальная напряженность электрического поля свободного пространства в дальней зоне на расстоянии r определяется следующим образом: , где D _max - максимальная направленность антенны. Из уравнения (А.5) следует, что установленный D _max принят равным 3 и учитывает проекцию антенны и расстояние r через коэффициент геометрии g _max. Значение 3 является верхним пределом для небольшой антенны и следует из наличия электрического и магнитного диполей, ориентированных и синхронизированных по фазе, для получения максимальной направленности. Для одного электрического или одного магнитного диполя D _max = 1,5. Это более вероятно для непреднамеренного источника излучения, так как один источник должен быть доминирующим. Поэтому, выражение (А.5) определяет "наихудший случай".

Как правило, D задается как принятое значение либо значение известной теоретической или значение измеренной направленности ИО. Алгоритм корреляции однопортового ТЕМ-волновода всегда предполагает "наихудший случай", основанный на а) полной излучаемой мощности в отличие от значения, измеренного на открытой измерительной площадке (OATS) или конуса, и б) подразумевается "наихудший случай" направленности. Для сравнения с другими методами измерения эмиссии полной излучаемой мощности, например реверберационными камерами, значения направленности могут приниматься равными D = 1,5 или D = 1,7. Для целей настоящего стандарта было решено использовать "наихудший случай" направленности малого ИО D = 3.

Примечание 2 - Это соотношение справедливо для небольшого ИО, установленного в 5.2. Более подробное руководство для корреляции и методов испытаний большого по размеру ИО включено в настоящий стандарт (см. А.5.1.2).

Примечание 3 - Для классов продукции, имеющих приблизительно один размер (форм-фактор) и функциональное назначение, полное сравнение измерений ТЕМ-волновода и открытой измерительной площадки (OATS) проводят с помощью типичного представителя продукции из этого класса. Это сравнение подразумевает, что для других представителей из этого видового класса продукции будет достаточно только провести испытания ТЕМ-волновода.

Примечание 4 - Другой вид корреляции к свободному пространству. Для случая со свободным пространством или эквивалентным ему полностью безэховой камеры, отражения от плоскости заземления [величины с индексом 2 в выражении (А.7)] исключаются.

С другой стороны, E _max может быть выражена в дБ (мкВ/м):

.

(А.8)

Коэффициент рассчитывается каждый раз или интерполируется из ранее рассчитанных справочных таблиц для стандартной геометрии.

E _max также может быть выражена как функция измеренных напряжений. Подставив Р ₀ из выражения (А.1) и S из выражения (А.2) в выражение (А.5) и выразив полученное в дБ(мкВ/м) получим:

.

(А.9)

А.4 Поправочные коэффициенты для испытания помехоэмиссии

А.4.1 Эталонные источники помехоэмиссии

Поправочные коэффициенты могут быть определены с помощью эталонных источников помехоэмиссии с хорошо описанными характеристиками эмиссии для измерений на открытой измерительной площадке. Эталонные источники выбираются в зависимости от типа ИО, которое будет испытываться в ТЕМ-волноводе. Для представления общих испытаний на ЭМС рекомендуется пять типов эталонных источников (они представляют вариации настольного оборудования, как определено в CISPR 22).

a) генератор гребенчатого спектра с электропитанием от батарей и широкополосной антенной, который является примером небольшого ИО. Наибольший размер генератора гребенчатого спектра должен быть меньше 0,1h, где h - расстояние между проводниками ТЕМ-камеры. Если генераторов гребенчатого спектра, которые удовлетворяли бы требованиям к размеру, нет в продаже, допускается использование генераторов до 0,35 h. В этом случае размер, тип используемого генератора гребенчатого спектра и постоянный допустимый размер (0,1 h) отражаются в протоколе испытаний и специально выделяются. Корпус ИО должен быть меньше длины волны на самой высокой частоте измерения (см. 6.2);

b) генератор гребенчатого спектра с электропитанием от батарей с присоединенным проводом, который является примером большого ИО без выходных кабелей (см. 6.3). Присоединенный провод должен располагаться на краю, но оставаться в границах испытательного объема.

c) генератор гребенчатого спектра с электропитанием от батарей с присоединенным выходным кабелем, который является примером большого ИО с выходными кабелями. Присоединенный провод должен проходить через ферритовые клещи;

d) 480-миллиметровый корпус со встроенным генератором гребенчатого спектра, имеющий по крайней мере два выходных кабеля, представляет собой большое ИО с выходными кабелями;

е) такой же как и в пунктах а) - d) генератор со встроенным источником широкополосного шума.

Для примеров, в пунктах а) - d), генератор гребенчатого спектра должен создавать спектральные линии через каждые 10 МГц или меньше во всем требуемом диапазоне частот. Для примера, приведенного в пункте е), широкополосный источник должен охватывать весь требуемый диапазон частот.

Выходной спектр должен быть стабильным, с колебаниями меньше 1 дБ в течение всего испытания.

Примечание - Если наибольший размер источника меньше 0,1h, то можно предположить, что источник вносит минимальные искажения в однородность поля ТЕМ-вида.

Для производителей специфических типов и размеров ТЕМ-волноводов рекомендуется, чтобы измерения помехоэмиссии были выполнены с помощью образцов ИО в четырех или более ТЕМ-волноводах одного типа и размера и четырех или более различных открытых измерительных площадках (OATS). Полученные результаты справедливы для всех ТЕМ-волноводов одного и того же типа и размера. Идентичное расположение ИО, функция детектора приемника, время задержки и полоса пропускания должны использоваться для всего диапазона частот каждой измерительной площадки. Алгоритм корреляции по трем положениям должен применяться для преобразования измеренных напряжений ТЕМ-волновода в напряженность поля на открытой измерительной площадке (OATS).

А.4.2 Расположение небольшого ИО

Испытания выполняются с использованием определенной последовательности на образце небольшого ИО в ТЕМ-волноводе. ИО располагают в центре испытательного объема (например, на испытательной платформе) и вращают минимум в трех ортогональных положениях вокруг ортооси (см. рисунок А.2). В некоторых случаях необходимо использовать куб из непроводящего материала с вложенным внутрь и прикрепленным ИО или использовать манипулятор, что поможет с вращением ИО.

А.4.3 Расчет поправочного коэффициента для небольшого ИО

Для небольшого ИО статистический поправочный коэффициент улучшает соотношение напряженностей полей между открытой измерительной площадкой (OATS) и алгоритмом корреляции ТЕМ-волновода по трем положениям.

Примечание 1 - Измерение помехоэмиссии в ТЕМ-волноводах основано на методе полной излучаемой мощности. Таким образом, рассматриваются все возможные положения. При сравнении данных открытой измерительной площадки (OATS) с измерениями ТЕМ-волновода оператор должен выбрать положение ИО на открытой измерительной площадке с максимальной помехоэмиссией.

Поправочный коэффициент рассчитывается, исходя из различия среднего и стандартного отклонений обеих напряженностей поля коррелированного ТЕМ-волновода и измеренной на открытой измерительной площадке на каждой частоте. Дополнительный поправочный коэффициент диаграммы направленности также призван улучшить согласование между измерениями на открытой измерительной площадке (OATS) и в ТЕМ-волноводе для малого ИО. Поправочный коэффициент c _f на каждой частоте f рассчитывается, используя выражение

,

(А.10)

где - усредненная разность между напряженностями поля ТЕМ-волновода и открытой измерительной площадки, ;

d _s,f - разность стандартных отклонений результатов измерений нескольких ТЕМ-волноводов и открытой измерительной площадки [выражение (А.12)], ;

t - неопределенность диаграммы направленности [выражение (А.18)], .

Примечание 2 - Даже небольшое ИО может не иметь всенаправленную диаграмму направленности. Эта разность должна учитываться коэффициентом t в выражении (А.10). Измерения на различных открытых измерительных площадках (OATS) и различных ТЕМ-волноводах могут также привести к различиям. Это учитывается коэффициентом d _s,f в выражении (А.10). Обычно значения t и d _s,f порядка 1 дБ.

Разница средних значений напряженностей поля на каждой частоте выражается

,

(А.11)

где g _i,f - напряженность электрического поля ТЕМ-волновода, коррелированная с напряженностью свободного пространства, ;

i = 1...n, где n - номер измерения в ТЕМ-волноводе;

o _k,f - напряженность электрического поля открытой измерительной площадки (OATS), ;

k = 1...m, где m - номер измерения на открытой измерительной площадке;

f - частота, Гц;

g _i,f - соотнесенная напряженность поля для i = 1...n измерений одного или более ТЕМ-волноводов определенного типа и размера;

o _k,f - k = 1...m результатов измерений одной или более различных открытых измерительных площадок.

Примечание 3 - Величины g _i,f и o _k,f логарифмически нормально распределены, и, следовательно, выражение (А.11) может быть выражено в логарифмическом масштабе.

Разность стандартных отклонений измерений нескольких ТЕМ-волноводов и открытых измерительных площадок выражается

,

(А.12)

здесь s _TEM,f - стандартное отклонение множества значений ТЕМ-волновода, выражается

,

(А.13)

и s _OATS,f - стандартное отклонение измеренных значений от одной или нескольких открытых измерительных площадок (OATS), выражается

,

(А.14)

В этих выражениях стандартных отклонений среднее значение уровней каждого ТЕМ-волновода и открытой измерительной площадки выражается для ТЕМ-волновода:

,

(А.15)

для открытой измерительной площадки:

.

(A.16)

Примечание 4 - Если ТЕМ-волновод является уникальным (n = 1), например построенный для научного использования в единственной лаборатории, то S _TEM,f = 0 для определения поправочного коэффициента специфического волновода. Таким образом, эти результаты не могут быть использованы для проверки любого другого ТЕМ-волновода, даже одного и того же типа и размера.

Для каждого конкретного волновода неопределенность диаграммы направленности t получают из серии измерений корреляции по трем положениям, проведенных для восьми исходных положений, например, 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° и 315°. Например, для исходного положения на рисунке А.4.а1 (хх' уу' zz') ИО поворачивается на эти углы вокруг оси у. Для каждой исходной позиции трехпозиционный метод корреляции используется, чтобы получить в сумме серию из восьми соотнесенных напряженностей поля, обозначаемых как (8 x 3 = 24 измерения напряжения). является средним значением напряженности поля, в частности = ( + )/2, ... = ( + )/2. Максимальная напряженность поля, получается как самая высокая напряженность поля для каждой пары значений сдвинутых на 90°. В частности,  = max(, ), ...  = max(, ). Стандартное отклонение коэффициента рассчитывается с использованием следующего выражения:

,

(A.17)

где I - номер исходного положения (восемь в приведенном выше примере).

Конечная неопределенность диаграммы направленности t получается как среднее из стандартных отклонений, или

.

(A.18)

Примечание 5 - Альтернативным методом определения t (неопределенности диаграммы направленности) может быть шестипозиционный метод [27] или двенадцатипозиционный метод ("улучшенный трехпозиционный") [37]. Важным аспектом является то, что полная излучаемая мощность ИО должна быть захвачена. Сравнительные данные приведены в [20] и [21].

А.5 Методы измерения помехоэмиссии в ТЕМ-волноводах

А.5.1 Типы испытуемого оборудования

А.5.1.1 Небольшое испытуемое оборудование

Небольшое ИО должно испытываться с помощью двух исходных положений в ТЕМ-волноводе. Первое исходное положение выбирается произвольно, в то время как второе исходное положение вращается относительно первого, как показано на рисунке А.4. Для каждого исходного положения применяется алгоритм корреляции по трем положениям. Например, при трехпозиционном методе А.3.2.3.2 необходимо испытывать три положения. Этот метод реализуется исходным положением а1 и а3 или а2 и а4, как отражено на рисунке А.4 (в общей сложности 2 x 3 = 6 положений). Самая высокая коррелированная напряженность из двух измеренных значений должна документироваться на каждой частоте.

Примечание - Диапазон частот определяется требуемыми нормами или целью измерения, для небольшого ИО обычно составляет 30 МГц - 1 ГГц. Пригодный для эксплуатации частотный диапазон определяется проверкой ТЕМ основного типа колебания (см. 5.2.1, 5.3.2).

А.5.1.2 Большое испытуемое оборудование

Метод А.5.1.1 может применяться к большому ИО. Тем не менее предположение о диполе в алгоритме корреляции может не являться правильным для больших ИО.

Следующая информация приводится в качестве руководства.

При испытании на соответствие требованиям стандартов в ТЕМ-волноводе большого ИО был предложен следующий метод (более подробная информация изложена в [2]).

a) три независимых испытания конкретного типа ИО должны быть проведены на определенной соответствующей открытой измерительной площадке (OATS) и в определенном ТЕМ-волноводе.

b) средняя разница измеренных значений между ТЕМ-волноводом и открытой измерительной площадкой рассчитывается для каждой частоты по формуле А.11 с n = m = 3.

c) среднее значение и стандартное отклонение, в зависимости от частоты, рассчитанных разностей во втором шаге, для минимум 10 частот должны удовлетворять критерию: среднее отклонение должно быть более 0 дБ и меньше либо равно 3 дБ и стандартное отклонение разностей - меньше либо равно 4 дБ.

d) добавление средней разности к измерениям, полученным с применением ТЕМ-волновода, не должно производиться, когда проводится сравнение с требуемой нормой. Если условие третьего шага выполняется, то вид ИО считается соответствующим норме.

А.5.2 Расположение испытуемого оборудования

Следующая информация приводится в качестве руководства.

ИО располагается в центре полезного испытательного объема (см. 5.2.2) на манипуляторе (см. 3.1.21 и рисунки А.1, А.2b и А.2с) или на испытательной платформе (3.1.16).

ИО без каких-либо кабелей должно закрепляться в центре вращающегося манипулятора. Использование манипулятора позволяет вращать ИО вокруг своего электрического центра (который можно считать идентичным геометрическому центру ИО).

Для ИО с кабелем(ями) применяется следующее расположение кабелей. Длинные кабели связываются в пучки согласно CISPR 16-2-3:2006 (пункт 7.2.5.2). Соединительный кабель(и) должны располагаться перпендикулярно каждому положению ИО. Для получения воспроизводимых результатов измерения относительное положение кабеля(ей) и ИО не должно изменяться в течение трех положений алгоритма корреляции. Если кабель(и) слишком длинный, то соединительный кабель(и) может связываться в пучки согласно пункту CISPR 16-2-3:2006 (пункт 7.2.5.2).

Выходной кабель(и) располагается перпендикулярно границе полезного испытательного объема для каждого положения ИО. Затем кабель направляется вдоль границы полезного испытательного объема к углу ортоугла на нижний край испытательного объема (см. рисунок А.1). Используя положение, приведенное на рисунке А.2b, выходной кабель(и) должен вращаться вдоль ортооси. Положение кабеля должно быть закреплено, например, непроводящими зажимами. Выходной кабель(и) должен прокладываться от нижнего угла ортоугла испытательного объема к поглощающим клещам, расположенным на пластине заземления волновода. В случае нескольких кабелей они должны располагаться друг от друга на расстоянии 100 мм. На пластине заземления волновода конец каждого кабеля обжимается отдельными поглощающими клещами или пристегивающимися ферритами (см. [1]). Вносимое затухание клещей (или пристегивающихся ферритов) должно быть больше чем 15 дБ для диапазона частот 30-1000 МГц. Соединительный кабель не должен касаться внутреннего или внешнего проводника ТЕМ-волновода и должен быть размещен внутри поглощающих клещей или застегивающихся ферритов. Длина кабеля до места расположения клещей должна составлять 1,3 м. Если кабель короче 1,3 м, то весь кабель размещается до места расположения клещей. Если длина кабеля больше 1,3 м, то по крайней мере 1,3 м кабеля должно размещаться до места расположения клещей (см. рисунок А.1). Выходные кабели прокладываются от поглощающих клещей к разъемам на полу или стенке и соединяются с соответствующим оборудованием за пределами ТЕМ-волновода.

А.6 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен включать корректированные E и некоррелированные E _max результаты измерений напряженности поля, как определено в соответствии с

,

(А.19а)

с E _max, В/м, из формулы (А.5) и c _f, В/м, из формулы (А.10), или

,

(А.19b)

с , дБ (мкВ/м), из формулы (А.8) и c _f, дБ (мкВ/м), из формулы (А.10).

Рисунок А.1а - Вид сбоку

Рисунок А.1b - Вид сверху

Длина соединительного кабеля между корпусом ИО и нагрузкой должна быть приблизительно 1,3 м.

Рисунок А.1 - Прокладка выходного кабеля к углу ортоугла и ниже границы испытательного объема

Рисунок А.2а - Ортоось и ортоугол

Рисунок A.2b - Вид сбоку (пояснение пунктов 3.1.21 и А.5.2)

Рисунок А.2с - Вид сверху (пояснение пунктов 3.1.21 и А.5.2)

Примечание - По аналогии с установкой на рисунке А.1 настоящий манипулятор позволяет получить три ортогональных положения с помощью трех 120° поворотов вокруг ортооси.

Рисунок А.2 - Основное положение ортооси вращающего устройства или манипулятора

Примечание - Эти три положения ортогональных осей вращения соответствуют положениям а1, b1 и с1 на рисунке А.4. Координаты осей х, у, z без штриха - координаты ТЕМ-волновода, а координаты осей х', у', z' - координаты ИО.

Рисунок А.3 - Три ортогональные оси вращения положений для измерения помехоэмиссии

Примечание 1 - В данном примере х, у, z обозначают координатные оси ТЕМ-волновода, х', у', z' - координатные оси ИО, поле поляризовано оси у, направление распространения - вдоль оси z. Виртуальный (или геометрический или фазовый) центр ИО должен оставаться в одном и том же положении по отношению к проводникам ТЕМ-волновода.

Примечание 2 - Стороны ИО, определяемые положением а1 с х' = х, у' = у, z' = z: левая сторона (L) = правая сторона (R) = плоскость yz = плоскость y'z'; задняя сторона (В) = лицевая сторона (F) = плоскость ху = плоскость х'у'; верхняя сторона (Т) = нижняя сторона (U) = плоскость xz = плоскость х'z'. Направление распространения - вдоль оси z. Таким образом, фронт волны в положении а1 приходит к задней стороне. Каждое положение ИО можно описать двумя буквами: первая буква указывает на сторону ИО, обращенную к полу ТЕМ-волновода, вторая буква указывает на сторону, обращенную к фронту волны (направлению распространения волны).

Рисунок А.4 - Двенадцать положений и оси координации для типичного испытуемого оборудования. Лист 1

Примечание 3 - Каждый ряд из этих положений/матрицы (например, а3, b3, с3) показывает три ортогональных положения, которые могут быть использованы для трехпозиционного алгоритма корреляции. Кроме того, в испытаниях на помехоустойчивость необходимо минимум восемь положений. Например, два из четырех положений а1, а2, а3, а4 и b1, с2, b3, с4. В случае, когда необходимы все 12 положений для испытаний на помехоустойчивость, добавляются положения с1, b2, с3, b4, где с3 и b4, как правило, соответствуют повороту оси z на 180°. В этом случае для положения с3 координаты xy'y(- z')z(- x') становятся x(- y')yz'z(- x'), и b4 с xx'y(- z')zy' становятся x(- x')yz'zy'.

Рисунок А.4 Лист 2

Примечание - Ось z горизонтальна пластине заземления и совпадает с направлением распространения. Это соответствует координатной системе ТЕМ-волновода, где ось z параллельна проводнику и совпадает с направлением распространения.

Рисунок А.5 - Геометрия открытой измерительной площадки (OATS)

Рисунок А.6а - Вид сбоку

Рисунок А.6b - Поперечное сечение камеры

Примечание - h _ИО - минимальное расстояние между ИО и каждым проводником или поглощающим материалом.

Рисунок А.6 - Двухпортовая ТЕМ-камера (с симметричным внутренним проводником)

Рисунок А.7а - Вид сбоку

Рисунок А.7b - Поперечное сечение камеры

Примечание - h _ИО - минимальное расстояние между ИО и каждым проводником или поглощающим материалом.

Рисунок А.7 - Однопортовая ТЕМ-камера (с асимметричным внутренним проводником)

Рисунок А.8а - Вид сбоку (однопортовый волновод)

Примечание - Трехполосковый волновод с центральным проводником получают с использованием геометрии, показанной на рисунке (А.6а), и теорией зеркальных изображений.

Рисунок А.8b - Вид сбоку [такой волновод в основном схож с двухпортовым (однопортовым) волноводом, но некоторые типы имеют распределенную нагрузку на выходном порте (вместо выходного порта)]

Рисунок А.8с - Поперечное сечение волновода

Примечание - h _ИО - минимальное расстояние между ИО и каждым проводником или поглощающим материалом.

Рисунок А.8 - Полосковые линии (с двумя проводящими полосками)

Рисунок А.9а - Вид сбоку

Рисунок А.9b - Поперечное сечение волновода

Примечание - Вся конфигурация ТЕМ-волновода помещается в полностью безэховую камеру. Для симметрии по целевым соображениям максимальную полезную высоту ИО ограничивают от 0,33h до 0,6h (см. 5.2.2).

Рисунок А.9 - Полосковая линия (с четырьмя проводящими полосками, сбалансированное питание)