Испытания на помехоустойчивость и помехоэмиссию с применением безэховых и полубезэховых экранированных камер

Испытания на помехоустойчивость и помехоэмиссию с применением безэховых и полубезэховых экранированных камер

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Казанский Национальный Исследовательский Технический

Университет им. А.Н. Туполева

Курсовая работа

по дисциплине «Методы и устройства испытаний ЭВС»

на тему: «Испытания на помехоустойчивость и помехоэмиссию с применением безэховых и полубезэховых экранированных камер»

Казань, 2015

Содержание

Введение <#"801707.files/image001.gif">

где U_п - пиковое значение напряжения.

Модуляция с непостоянной огибающей - модуляция, при которой амплитуда несущего сигнала незначительно изменяется в течение интервала времени, сравнимого с периодом несущего сигнала. Примерами являются амплитудная модуляция и TDMA.(множественный доступ с временным разделением) - вид передачи с временным разделением каналов, при которой несколько каналов передаются с использованием одного несущего сигнала определенной частоты. Каждый канал занимает установленный промежуток времени, в течение которого информация, при ее наличии в канале, передается с помощью высокочастотных импульсов. Если информация в канале отсутствует, импульсы не передаются, т.е. огибающая несущего сигнала не является постоянной. В течение длительности импульса амплитуда постоянна и высокочастотный несущий сигнал модулирован по частоте.

5. Степени жесткости испытаний

Степени жесткости испытаний, относящиеся к задачам общего характера

Номенклатура степеней жесткости испытаний приведена в таблице 1. Полоса частот составляет от 80 до 1000 МГц.

Таблица 1 - Степени жесткости испытаний

В таблице 1 регламентирована напряженность поля немодулированного сигнала. При испытаниях ТС указанный сигнал должен быть модулирован по амплитуде при глубине модуляции 80 % синусоидальным сигналом частотой 1 кГц для того, чтобы воспроизвести реальные условия воздействия помех (рисунок 1 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>). Методы испытаний детально изложены в разделе 8 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>.

Примечания

1 Техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на ТС конкретного вида, требования и методы испытаний, регламентированные настоящим стандартом и ГОСТ Р 51317.4.6, могут быть установлены для частот ниже и выше 80 МГц соответственно.

Техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на ТС конкретного вида, могут быть установлены альтернативные схемы модуляции. 3 Методы испытаний ТС на устойчивость к излучаемой электромагнитной энергии установлены также в ГОСТ Р 51317.4.6. Указанный стандарт охватывает частоты ниже 80 МГц. 4 Погрешность установки напряженности испытательного поля не должна превышать ±4 дБ.

Степени жесткости испытаний, относящиеся к устойчивости ТС в условиях помехоэмиссии от цифровых радиотелефонов

Номенклатура степеней жесткости испытаний приведена в таблице 2 для полос частот от 800 до 960 МГц и от 1,4 до 2 ГГц.

Таблица 2 - Полосы частот 800 - 960 МГц и 1,4 - 2 ГГц

В таблице 2 регламентирована напряженность поля немодулированного сигнала. При испытаниях ТС указанный сигнал должен быть модулирован по амплитуде при глубине модуляции 80 % синусоидальным сигналом частотой 1 кГц для того, чтобы воспроизвести реальные условия воздействия помех (рисунок 1 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>). Методы испытаний детально изложены в разделе 8 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>. Если ТС должно соответствовать только требованиям помехоустойчивости, установленным в определенной стране, полоса частот 1,4 - 2 ГГц, в которой проводятся испытания, может быть уменьшена и ограничена конкретными значениями полос частот, выделенных для цифровых радиотелефонов в указанной стране. В этом случае решение о проведении испытаний в полосе частот, превышающей выделенную полосу, должно быть отражено в протоколе испытаний. Технические комитеты, разрабатывающие стандарты на ТС конкретного вида, должны установить применяемые степени жесткости испытаний для каждой полосы частот. В полосах частот, указанных одновременно в таблицах 1 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm> и 2, испытания проводят при высшей из двух выбранных степеней жесткости испытаний.

6. Испытательное оборудование

Для испытаний ТС на устойчивость к радиочастотному полю рекомендуются следующие средства испытаний:

безэховая камера, размеры которой должны обеспечить достаточную область однородного поля применительно к испытуемым ТС (ИТС). Для подавления отражений в полубезэховых камерах могут быть применены дополнительные поглощающие материалы.

Примечание - Альтернативные методы создания испытательных полей включают применение: ТЕМ-камер и симметричных полосковых линий; экранированных помещений, не покрытых поглощающим материалом; экранированных помещений, частично покрытых поглощающим материалом; открытых испытательных площадок.

Указанные устройства могут иметь ограничения в части размеров ТС, которые могут быть испытаны в однородном поле, полос частот или уровней радиопомех. Условия испытаний с применением альтернативных методов создания полей должны быть эквивалентны условиям испытаний в безэховых камерах;

помехоподавляющие фильтры, которые не должны вызывать резонансных явлений в соединительных линиях;

генератор(ы) радиочастотных сигналов, обеспечивающий перекрытие полосы частот, представляющей интерес, и амплитудную модуляцию сигнала синусоидальным напряжением частотой 1 кГц при глубине модуляции 80 %. Генератор(ы) должен иметь возможность перестройки частоты в автоматическом режиме со скоростью не более 1,5·10^-3декад/с. В случае применения радиочастотных синтезаторов должна быть обеспечена программируемая шаговая перестройка частоты с установлением частотно-зависимого шага перестройки и возможностью задержки на каждой частоте. Генератор(ы) должен иметь также возможность ручной перестройки частоты.

При необходимости для исключения воздействия гармоник радиочастотного сигнала на испытуемые радиоприемные устройства применяют фильтры низких частот.

Погрешность установки частоты модулирующего сигнала должна быть не более ±10 %, глубина модуляции - не более ±5 %. Нестабильность частоты генератора радиочастотных сигналов должна составлять не более 10^-5;

усилители мощности, предназначенные для усиления радиочастотного сигнала (немодулированного и модулированного) и обеспечения создания антенной испытательного поля необходимой напряженности. Уровень гармоник и искажений, вносимых усилителем мощности, должен быть ниже уровня несущей не менее чем на 15 дБ;

излучающие антенны: биконические, логопериодические или другие линейно поляризованные антенны, удовлетворяющие требованиям по полосе частот. Возможность применения антенн с круговой поляризацией рассматривается;

горизонтально и вертикально поляризованная или изотропная антенна для измерения напряженности поля, представляющая собой диполи общей длиной не более 0,1 м, усилитель и электронно-оптический преобразователь, обладающие достаточной устойчивостью к воздействию измеряемого поля, и волоконно-оптическая линия для связи с индикатором, установленным вне безэховой камеры;

оборудование для регистрации уровней мощности сигнала, необходимого для создания поля заданной напряженности и управления созданием указанного поля в процессе испытаний.

Особое внимание должно быть уделено обеспечению помехоустойчивости вспомогательного оборудования, применяемого при испытаниях.

Допускается использовать другие виды оборудования, обеспечивающие создание испытательного поля с параметрами, установленными настоящим стандартом.

Учитывая значительную напряженность генерируемого испытательного поля, испытания должны осуществляться в экранированном помещении, с тем чтобы исключить помехи радиосвязи. Кроме того, экранированное помещение позволяет исключить влияние испытательного поля на вспомогательное оборудование, учитывая, что большинство образцов оборудования для сбора, регистрации и отображения результатов измерений восприимчиво к внешнему полю, генерируемому в процессе испытаний. Должны быть приняты меры к фильтрации кондуктивных помех в соединительных кабелях, входящих в экранированное помещение и выходящих из экранированного помещения.

Предпочтительным средством испытаний является экранированное помещение, покрытое радиочастотным поглощающим материалом, имеющее размеры, позволяющие разместить ИТС и обеспечить соответствующее управление напряженностью испытательного поля. Целесообразно применять безэховые камеры или модифицированные полубезэховые камеры. В присоединенных дополнительных экранированных помещениях должно быть размещено оборудование, обеспечивающее генерирование высокочастотных сигналов, проведение измерений и контроль функционирования ИТС (рисунок 2 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>).

Безэховые камеры менее эффективны на низких частотах. В связи с этим особое внимание должно быть уделено обеспечению однородности испытательного поля на низких частотах.

Аттестация испытательного оборудования

Цель аттестации заключается в том, чтобы однородность поля, воздействующего на ИТС, была достаточна для обеспечения достоверности результатов испытаний. В процессе аттестации поле должно быть немодулированным, чтобы обеспечить правильные показания любой измерительной антенны.

Настоящий стандарт основывается на применении концепции «плоскости однородного поля» (рисунки 3 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>, <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>), которая представляет собой гипотетическую вертикальную плоскость, в которой отклонения напряженности испытательного поля от установленного значения находятся в заданных пределах. Указанная плоскость однородного поля должна иметь размеры 1,5×1,5 м, за исключением случаев, когда ИТС и соединительные кабели могут быть полностью «освещены» при использовании плоскости однородного поля меньших размеров; размеры плоскости однородного поля не должны быть меньше, чем 0,5×0,5 м (при этом измерительная сетка состоит из четырех точек).

На рабочем месте для испытаний лицевая сторона ИТС, подвергаемого воздействию испытательного поля, должна совпадать с плоскостью однородного поля (рисунки 5 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm> и <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>).

Учитывая невозможность создания однородного испытательного поля в непосредственной близости к пластине заземления, нижний край плоскости однородного поля должен находиться на высоте не менее 0,8 м над пластиной заземления. По возможности, ИТС размещают на этой высоте.

Для установления жесткости испытаний в случае, если ИТС и соединительные кабели размещены не на высоте 0,8 м, а в непосредственной близости к пластине заземления, а также в случае, если стороны ИТС превышают 1,5×1,5 м, напряженность испытательного поля должна быть дополнительно зафиксирована в четырех точках плоскости однородного поля: на высоте 0,4 м над пластиной заземления и в точках, совпадающих с максимальными высотой и поперечными размерами ИТС. Результаты дополнительных измерений указывают в протоколе испытаний.

Аттестацию испытательного поля осуществляют в отсутствии ИТС. Элементы рабочего места для испытаний, включая размещение и ориентирование излучающей антенны, установку дополнительного радиопоглощающего материала (при его использовании) и т.д., должны быть зафиксированы. Указанные сведения используют при проверке напряженности испытательного поля, которую проводят перед каждой группой испытаний (см. раздел 8 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>).

Аттестацию испытательного оборудования проводят один раз в год, а также при каждом внесении изменений в конфигурацию безэховой камеры (перемещении радиопоглощающего материала, изменении состава оборудования и т.д.).

Излучающую антенну размещают на таком расстоянии от ИТС, чтобы аттестуемая плоскость однородного поля размерами 1,5×1,5 м находилась в главном лепестке диаграммы направленности антенны. В случае, если лицевая сторона ИТС, подвергаемая воздействию испытательного поля, имеет размеры, превышающие 1,5×1,5 м, аттестацию проводят при различных положениях излучающей антенны с тем, чтобы обеспечить покрытие всей лицевой поверхности ИТС плоскостью однородного поля в серии испытаний.

Антенна для измерения напряженности поля должна быть расположена на расстоянии не менее 1 м от излучающей антенны. Предпочтительное расстояние между излучающей антенной и ИТС составляет 3 м. Это расстояние отсчитывают от центра биконической антенны или от конца логопериодической антенны. Расстояние между излучающей антенной и плоскостью однородного поля должно быть указано в протоколе испытаний. В случае расхождений результатов испытаний, полученных при различных расстояниях между излучающей антенной и ИТС, преимущество имеют результаты испытаний, полученные при расстоянии 3 м.

Поле считают однородным, если его напряженность, измеряемая в плоскости однородного поля, для 75 % поверхности (т.е. в 12 точках из 16 точек измерения) находится в пределах от 0 до 6 дБ от заданной величины. Для минимальных размеров плоскости однородного поля, составляющих 0,5×0,5 м, отклонения измеренной напряженности поля в четырех точках калибровочной сетки от заданной величины должны быть в указанных выше пределах.

7. Рабочее место для испытаний

ТС испытывают в конфигурации, максимально близкой к используемой в условиях эксплуатации. Кабели, подключаемые к ТС, должны быть проложены в соответствии с технической документацией на ТС. Испытания проводят при установке ТС в штатных корпусах, с заглушками и откидными панелями в закрытом состоянии, если иные требования не установлены в стандартах на ТС конкретного вида. Если ТС предназначено для установки на приборной панели, в стойке или в шкафу, его размещение при испытаниях должно быть таким же.

Испытания могут быть проведены при наличии пластины заземления и без нее.

Если необходимы средства для крепления испытуемого образца, то их изготавливают из неметаллических и непроводящих материалов. Заземление корпусов оборудования должно быть выполнено в соответствии с требованиями изготовителя ТС. Относительное расположение напольных и настольных частей ТС должно быть сохранено при испытаниях.

Схемы типовых рабочих мест для испытаний ТС приведены на рисунках 5 <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm> и <http://uralstroyinfo.ru/import_ntl/catalog/Data1/37/37851/index.htm>.