Приложение Е (справочное). Исходные данные для определения значений Ucispr, приведенных в таблице 1, бюджеты неопределенностей при измерениях излучаемых помех в полосе частот от 1 до 18 ГГц

Приложение Е
(справочное)

Исходные данные для определения значений U_cispr, приведенных в таблице 1, бюджеты неопределенностей при измерениях излучаемых помех в полосе частот от 1 до 18 ГГц

Е.1 Бюджет неопределенности при измерениях излучаемых помех от 1 до 18 ГГц

Измеряемую величину E рассчитывают следующим образом

.

(E.1)

Таблица E.1 - Измерения излучаемых помех в диапазоне частот от 1 до 6 ГГц в FAR (FSOATS) на расстоянии 3 м

Входная величина а)	Xi	Неопределенность xi		сiu(хi) b)
		дБ	Функция распределения вероятностей	дБ
Показание приемника А1)	Vr	0,1	k = 1	0,10
Затухание: антенна-приемник А2)	ac	0,3	k = 2	0,15
Коэффициент усиления предусилителя Е5)	Gp	0,2	k = 2	0,10
Коэффициент калибровки антенны Е1)	Fa	1,0	k = 2	0,50
Поправки приемника:
- Синусоидальное напряжение А3)		1,5	k = 2	0,75
- Нестабильность коэффициента усиления предусилителя Е5)		1,2	Прямоугольная	0,70
- Минимальный уровень шума А5)		+ 0,7/0,0	Прямоугольная	0,4
Рассогласование: антенна-предусилитель А7)		+ 1,3/-1,5	U-образная	1,00
Рассогласование: предусилитель-приемник А7)		+ 1,2/-1,4	U-образная	0,92
Поправки антенны:
- Интерполяция частоты коэффициента калибровки антенны А6)		0,3	Прямоугольная	0,17
- Разница в направленности Е2)		+ 3,0/-0,0	Прямоугольная	0,87
- Положение фазового центра Е3) при 3 м		0,3	Прямоугольная	0,17
- Кроссполяризация Е4)		0,9	Прямоугольная	0,52
Поправки площадки:
Неидеальность площадки Е6)		3,0	Треугольная	1,22
Влияние материала установочного стола Е7)		1,5	Прямоугольная	0,87
Разделительное расстояние Е8) при 3 м		0,3	Прямоугольная	0,17
Высота стола Е9)		0,0	k = 2	0,00
а) Сноски (например, А1)) соответствуют пронумерованным комментариям, приведенным в приложениях (см. А.2 и E.2). b) Все сi = 1 (см. А.1).

Следовательно, расширенная неопределенность U(E) = 2 u_с(Е) = 5,18 дБ.

Таблица Е.2 - Измерения излучаемых помех в диапазоне частот от 6 до 18 ГГц в FAR (FSOATS) на расстоянии 3 м

Входная величина а)	Xi	Неопределенность xi		сiu(хi) b)
		дБ	Функция распределения вероятностей	дБ
Показание приемника А1)	Vr	0,1	k = 1	0,10
Затухание: антенна-приемник А2)	ac	0,6	k = 2	0,30
Коэффициент усиления предусилителя Е5)	Gp	0,2	k = 2	0,10
Коэффициент калибровки антенны Е1)	Fa	1,0	k = 2	0,50
Поправки приемника:
- Синусоидальное напряжение А3)		1,5	k = 2	0,75
- Нестабильность коэффициента усиления предусилителя Е5)		1,2	Прямоугольная	0,70
- Минимальный уровень шума А5)		+ 1,0/0,0	Прямоугольная	0,58
Рассогласование: антенна-предусилитель А7)		+ 1,3/-1,5	U-образная	1,00
Рассогласование: предусилитель-приемник А7)		+ 1,2/-1,4	U-образная	0,92
Поправки антенны:
- Интерполяция частоты коэффициента калибровки антенны А6)		0,3	Прямоугольная	0,17
- Разница в направленности Е2)		+ 3,0/-0,0	Прямоугольная	0,87
- Положение фазового центра Е3) при 3 м		0,3	Прямоугольная	0,17
- Кроссполяризация Е4)		0,9	Прямоугольная	0,52
Поправки площадки:
Неидеальность площадки Е6)		3,0	Треугольная	1,22
Влияние материала установочного стола Е7)		2,0	Прямоугольная	1,15
Разделительное расстояние Е8) при 3 м		0,3	Прямоугольная	0,17
Высота стола Е9)		0,0	k = 2	0,00
а) Сноски (например, А1)) соответствуют пронумерованным комментариям, приведенным в приложениях (см. А.2 и E.2). b) Все сi = 1 (см. А.1).

Следовательно, расширенная неопределенность U(E) = 2 u_с(Е) = 5,48 дБ.

Е.2 Обоснование оценок входных величин, относящихся к методу измерения излучаемых помех в полосе частот от 1 до 18 ГГц

^Е1) Значение коэффициента калибровки антенны в свободном пространстве F_a, а также расширенную неопределенность и коэффициент охвата можно узнать из отчета о калибровке.

^Е2) Направленность приемной антенны определяет величину w (см. уравнение (9) CISPR 16-2-3), которую используют для определения необходимости сканирования по высоте. Значение w рассчитывают при условии справедливости критерия дальнего поля. При близких измерительных расстояниях измерения выполняются в зоне Френеля, а не в дальнем поле. Реальное значение w как меры зоны охвата приемной антенны отличается от значения, полученного из уравнения в CISPR 16-2-3.

Влияние свойств приемной антенны на значение неопределенности также определяется частотой, размерами ТС и измерительным расстоянием. Результирующее значение неопределенности не ясно.

На более высоких частотах некоторые приемные антенны имеют не один главный лепесток, а множество лепестков. Это может стать причиной дополнительных инструментальных неопределенностей, которые здесь не рассматриваются.

Значение поправки равно + 1 и имеет равномерное распределение вероятностей, половина ширины которого равна 1,5 дБ при условии, что хотя бы один из размеров ТС больше значения w, полученного из диаграммы излучения антенны.

Примечание 1 - При измерениях излучаемых помех в FAR на частотах свыше 1 ГГц номинальное измерительное расстояние равно 3 м (см. CISPR 16-2-3). При использовании альтернативного измерительного расстояния, например 1 м, необходимо выполнять преобразование результатов измерения помех, полученных для расстояния 1 м, к результатам, относящимся к номинальному измерительному расстоянию 3 м.

На практике такие преобразования часто выполняют при допущении, что излучение от ТС на определенном измерительном расстоянии можно пересчитать для другого расстояния с помощью уравнения для свободного пространства (20 дБ/декада или характеристика 1/r). Точность преобразования в значительной степени зависит от типа ТС, измерительного расстояния и частоты.

Измерения на частотах свыше 1 ГГц выполняются в зоне Френеля, и упрощенное правило преобразования для свободного пространства 20 дБ на декаду не применяется. Тем не менее в CISPR 16-2-3 рекомендуется использовать правило преобразования для свободного пространства. Это может вызвать существенные неопределенности, обусловленные приведением к измерительному расстоянию, которые необходимо рассматривать подробно и внимательно.

^Е3) Изменение местоположения фазового центра с частотой для антенны LPDA или двойного гребенчатого волноводного рупора вызывает отклонение от требуемого разделительного расстояния. Считается, что расстояние от антенны до ТС измеряют от средней точки антенны, что означает, что поправка равна нулю.

Для этих антенн значение поправки равно нулю с равномерным распределением вероятностей, имеющим половинную ширину, оцениваемую путем рассмотрения влияния погрешности в разделительном расстоянии  0,1 м, и при условии, что напряженность поля обратно пропорциональна этому расстоянию.

^Е4) Кроссполяризационная характеристика двойного гребенчатого волноводного рупора считается пренебрежимо малой. Значение поправки для кроссполяризационной характеристики антенны LPDA равно нулю с равномерным распределением вероятностей, имеющим половинную ширину 0,9 дБ, что соответствует значению допуска на такую характеристику минус 20 дБ, указанному в CISPR 16-1-4.

^Е5) Калиброванные предварительные усилители либо используют на входе измерительного приемника, либо встраивают в сам измерительный приемник. Любые отклонения в коэффициенте усиления внешних усилителей не учитываются в процессе калибровки приемника. Считается, что значения коэффициента усиления предусилителя G_p, а также расширенную неопределенность и коэффициент охвата можно получить из отчета по калибровке.

Любые отклонения в коэффициенте усиления (нестабильность из-за температурных изменений и старения) от калиброванной частотной характеристики необходимо учитывать в качестве дополнительных неопределенностей, особенно при использовании внешних предусилителей. Значение поправки для коэффициента усиления равно нулю при равномерном распределении вероятностей с половинной шириной полосы 1,2 дБ.

^Е6) Измеренный коэффициент стоячей волны по напряжению S_VSWR на площадке обеспечивает индикацию возможного влияния несовершенства площадки на измерение помех. Допуск для S_VSWR в соответствии с CISPR 16-1-4 составляет 6 дБ.

Для получения инструментальной неопределенности измерения (MIU), связанной с FAR, которая аттестована по методу измерения S_VSWR, указанному в CISPR 16-1-4, предлагаются два метода.

Метод 1. Площадка, которая соответствует допуску для S_VSWR 6 дБ, не будет создавать погрешностей в измерениях помех 6 дБ. Полезное сравнение S_VSWR и отклонения от стандартных потерь при передаче для площадки 3 м приведено в [6]. В этом издании максимум S_VSWR 6 дБ строго соответствует максимальному отклонению от "идеальных" потерь при передаче 4 дБ. При условии, что потери передачи имеют нормальное распределение вероятностей, и учитывая, что значение 4 дБ не превышается во всей полосе частот, это значение 4 дБ принимают как соответствующую расширенную неопределенность с коэффициентом охвата k = 3 (соответствует высокому уровню достоверности), т.е. стандартная неопределенность равна 1,33 дБ. Значение поправки равно нулю при нормальном распределении вероятностей с половинной шириной полосы 4 дБ и коэффициентом охвата k = 3.

Метод 2. Измеренное значение S_VSWR делят на 2 для получения отклонения , обусловленного несовершенством площадки. При условии, что S_VSWR - это максимум из 15 (или 20) сравниваемых результатов измерений, можно считать, что распределение вероятностей будет треугольным. При S_VSWR, равном 6 дБ, треугольное распределение вероятностей дает стандартную неопределенность 1,22. Значение поправки при этом равно нулю.

Примечание 2 - Если при использовании метода 1 измеренное значение S_VSWR менее 6 дБ, значение поправки можно взять равным нулю при стандартном распределении вероятностей с половинной шириной 4(S_VSWR/6) и коэффициенте охвата k = 3. Если при использовании метода 2 измеренное значение S_VSWR менее 6 дБ, значение поправки можно взять равным нулю. Измеренное значение S_VSWR делится на 2 для получения . Используя треугольное распределение вероятностей, получаем результирующую неопределенность c_iu(x_i) = S_VSWR/2.

^Е7) В CISPR 16-1-4 приведен метод оценки влияния материала установочного стола на частоте выше 1 ГГц. Для этого влияния допуск не указан. В полосе частот от 1 до 6 ГГц значение поправки равно нулю с равномерным распределением вероятностей, имеющим половинную ширину  1,5 дБ. На частотах свыше 6 ГГц значение поправки равно нулю с равномерным распределением вероятностей, имеющим половинную ширину  2,0 дБ. Для напольного оборудования этот вклад неопределенности не учитывают, т.к. высота установочного стола ниже поглотителей между измерительной антенной и ТС.

^Е8) Погрешность определения разделительного расстояния обусловлена погрешностями при определении периметра ТС и измерительного расстояния.

Значение поправки для погрешности разделения равно нулю с равномерным распределением вероятностей, имеющим половинную ширину, оцениваемую при допущении, что максимальная погрешность разнесения составляет  0,1 м и что напряженность поля обратно пропорциональна разнесению выше этого запаса на расстояние.

^Е9) Измерения напряженности поля на частотах свыше 1 ГГц проводят в условиях квазисвободного пространства. Номинальную высоту стола не указывают. Поэтому невозможно привести неопределенность из-за влияния изменения высоты стола.