Диссертация (Методология моделирования сертификационных испытаний радиоэлектронных средств по эмиссии излучаемых радиопомех), страница 10

Пластина заземления должна соответствовать приведеннымвыше требованиям для всех углов поворота, т.е. в этом случае она будет иметь формукруга с диаметром не менее D = 2R + 0,5, где R — измерительное расстояние, м.В ходе измерений особые требования предъявляются к настройкам и конфигурацииИО, поскольку она оказывает существенное влияние на уровень помехоэмиссии.

При этомиспользуется понятие типовой конфигурации [38], которую определяет разработчикоборудования,атакжеобщепринятыеправила.Кфакторам,определяющимконфигурацию оборудования, относят:— выбор портов, используемых для подключения вспомогательного оборудования;— расположение отдельных элементов ИО в случае, если он состоит из несколькихблоков. При этом необходимо экспериментально определить, при каком размещениинаблюдается максимальный уровень помехоэмиссии;— длина, расположение и тип подключения всех кабелей ИО;— возможность установки дополнительных модулей;— режимы функционирования ИО;— возможностьиспользованияимитатороввместовспомогательногооборудования;— метод заземления ИО.При проведении испытаний должна быть обеспечена типовая конфигурацияоборудования, а те параметры (например, режим функционирования), которые могутварьироваться, должны соответствовать максимальной помехоэмиссии.

Их определениеможет быть затруднительно и связано с существенными временными затратами.При выполнении измерений особое внимание уделяют максимизации уровняпомех. Именно по этой причине ИО устанавливают на поворотном столе, а антеннуперемещают по вертикали в интервале высот от 1 до 4 м над уровнем пластинызаземления. Поскольку этот процесс, в особенности при наличии многих частот, накоторых уровень помех близок к норме, может быть очень трудоемким, то его стремятся41автоматизировать. Это позволяет также устранить возможные ошибки, связанные сдействиями оператора.Впротоколпроведенияизмеренийвносятмаксимальноеустановленноеизмерениями значение напряженности электрической составляющей электромагнитногополя для данной частоты при варьировании угла поворота ИО, высоты подъема антенны иполяризации, выбранной по максимальному уровню излучения.Из изложенного следует, что особую роль при выполнении сертификационныхиспытаний по эмиссии излучаемых радиопомех играет соблюдение нормированныхусловий их выполнения.

Использование открытых площадок имеет серьезный недостаток,который заключается в необходимости дифференциации помех, обусловленных ЭМО вместе измерений, и формируемых самим РЭС. В случае виртуальной сертификации этапроблеманивелируетсясамойметодологиейеёосуществления.Дляимитациисобственных шумов и электромагнитного фона, принимаемого измерительной антенной,возможна подача на вход модели измерительного приемника, рассмотренной в главе 2,дополнительных аддитивных сигналов.Следует также отметить, что электромагнитное поле в месте пространственногоразмещения антенны складывается по принципу суперпозиции прямых и отраженных отпластины заземления волн.

Поэтому важно, чтобы измерительная антенна в направленииОИ имела диаграмму направленности, близкую к изотропной. Поскольку это требованиезатруднительно, то пространственная избирательность антенны практически всегдаприводит к небольшой, но не предсказуемой погрешности. Виртуальная сертификацияпозволяет устранить эту погрешность.Более подробный анализ процедуры сертификационных испытаний по уровнюизлучаемых радиопомех выполнен в работах [44, 45], в которых на концептуальномуровне была поставлена задача виртуальной сертификации.Анализ требований к оборудованию для измерения уровня излучаемыхрадиопомех. Измерительный тракт состоит в самом простом случае из антенны, кабеля иизмерительного приемника.

При измерении параметров поля могут использоватьсяантенны, работающие по электрической или магнитной составляющей. Кроме того, длячастот свыше 1 ГГц часто используются рупорные антенны, собирающие энергию отраскрывов. Использование таких антенн, помимо измерения напряженности поля,позволяет определить и плотность потока энергии. Этот параметр широко используетсядля электромагнитных волн сверхвысоких частот.Важно отметить, что для принятой схемы измерений нельзя полагать, что антеннарасполагается в дальней зоне излучения, поскольку даже при выполнении для текущей42частоты анализа и измерительного расстояния соотношений, определяющих границудальней зоны, компоненты электромагнитного поля, формируемого РЭС, будут содержатьсоставляющие, относящиеся к дальней зоне излучения.Нормы помехоэмиссии устанавливаются в В/м или мкВ/м с учетом типадетектирования, в то время как измерительный приемник калибруется в вольтах из-затребований к универсальности по части используемой измерительной антенны.Калибровка антенны должна осуществляться таким образом, чтобы можно былоопределить выходное напряжение на антенне при 50-омной нагрузке и при заданнойнапряженности поля на каждой частоте.

Такой пересчет может быть осуществлен путемиспользования частотной зависимости коэффициента калибровки, который измеряется вдБ/м и определяется как коэффициент пропорциональности между напряженностью поляи напряжением на нагруженном выходе антенны.Действующие стандарты устанавливают в качестве типа эталонной измерительнойантенны симметричный настраиваемый вибратор, однако допускают использованиеширокополосных антенн, не требующих настройки на каждой частоте.

Широкоиспользуют биконические и логопериодические антенны, часто объединяемые в единуюконструкцию, работающую в полосе частот от 30 до 1000 МГц. Для более высоких частотиспользуют рупорные измерительные антенны.В качестве измерительного устройства обычно используется измерительныйприемник или анализатор спектра. Основные отличия с точки зрения практическогоиспользования измерительного приемника от анализатора спектра состоят в соответствииизмерительного тракта первого требованиям, установленным стандартами. Анализаторспектра позволяет обеспечить большую информативность измерений, однако при этом ондолжен отвечать тем же требованиям. С учетом высокой универсальности анализаторовспектра они постепенно вытесняют измерительные приемники из парка средствизмерений по ЭМС.Уровень помехи, являющийся результатом измерений на некоторой частоте,зависит от ширины полосы пропускания измерительного приемника и отклика егодетектора.

В настоящее время стандарт СИСПР 16-1 предполагает деление диапазоначастот от 9 кГц до 1000 МГц на четыре полосы, границы которых были указаны выше, иустанавливает значение измерительной ширины полосы пропускания приемника и другиехарактеристики, постоянные для каждой из этих интервалов. Традиционно используетсяквазипиковый детектор [22], характеризующийся фиксированными постоянными заряда иразрядаифункционирующийвсовокупностисинерционныминдикатором.Использование такой взвешенной оценки позволяет учесть субъективное восприятие43человеком воздействия импульсных помех радиоприему.

Известно, что при малыхчастотах повторения отрицательное воздействие импульсных помех на качестворадиоприема оказывается меньшим, чем при значительных частотах повторения. Детекторквазипиковых значений снижает при малых частотах повторения измеренный уровеньпомех в сравнении с пиковыми детекторами. Таким образом, на детектор квазипиковыхзначений возлагается функция «мягкой» обработки импульсных помех.Для частот свыше 1 ГГц квазипиковый детектор не используется; нормирование иоценка радиопомех выполняется в средних, среднеквадратичных и пиковых значениях.Подробно характеристики избирательности по промежуточной частоте и свойствадетекторов измерительных приемников рассмотрены в главе 2, посвященной разработкемоделей измерительных приемников и других устройств.Напряжение на выходе пикового детектора характеризуется быстрым нарастаниемпри заряде емкости детектора и медленным спадом при разряде, т.е.

функция пиковогодетектора состоит в удержании максимума огибающей. Для нормирования свойств цепей,реализующих функции пикового детектора, в стандартах задается минимальноесоотношение постоянных времени разряда и заряда для каждой полосы частот по СИСПР.Как отмечается в [10], стандарты СИСПР не предусматривают использованияпиковых детекторов при оценке показателей помехоэмиссии, однако, например, для ОИТна частотах более 1 ГГц нормируются именно пиковые значения напряженности поля[34]. Кроме того, для устройств специального назначения обычно нормируются пиковые исредние показатели помехоэмиссии.Детектор средних значений служит для измерения средних уровней поля на даннойчастоте.

Для непрерывного синусоидального сигнала напряжение на его выходе будетблизко к пиковому значению. Основной целью установления норм по среднему уровнюпомех является ужесточение требований к устройствам с непрерывным излучениемпомех. Импульсные помехи с малым коэффициентом заполнения дают существенноменьшее среднее значение по сравнению с пиковым уровнем. При измерении импульсныхпомех с малым коэффициентом заполнения с помощью детекторов квазипиковых ипиковых значений результаты измерений будут разными.

Соотношение между нимизависит от коэффициента заполнения импульсов, постоянных времени квазипиковогодетектора и частоты следования импульсов.Практика радиотехнических измерений показала, что для получения точныхрезультатов измерений сигнал, подаваемый на детектор, должен быть неискаженным приуровнях существенно более высоких, чем напряжение на выходе детектора.