ГОСТ Р 51048-97

Группа Э02

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Совместимость технических средств электромагнитная

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ С ТЕМ-КАМЕРАМИ

Технические требования и методы испытаний

Electromagnetic compatibility of technical equipment.
Generators of electromagnetic field with ТЕМ cells.
Technical requirements and test methods

     
     
ОКС 19.080*
ОКСТУ 0020

____________________
     * В указателе "Национальные стандарты" 2007 г.
ОКС 33.100. - Примечание изготовителя базы данных.

Дата введения 1998-01-01

     
     
Предисловие

     
     1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК ЭМС)
     
     2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 9 апреля 1997 г. N 128
     
     3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
     
     4 ПЕРЕИЗДАНИЕ, июль 2004 г.
     
     

     1 Область применения

     
     Настоящий стандарт распространяется на генераторы электромагнитного поля (ГЭМП) с преобразователями, базирующимися на отрезках линий передачи (ТЕМ-камерами с поперечными волнами), предназначенные для испытаний технических средств (ТС) на устойчивость к воздействию электромагнитных гармонических и модулированных полей.
     
     Стандарт устанавливает основные параметры, технические требования и методы испытаний ГЭМП.
     
     

     2 Нормативные ссылки

     
     В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
     
     ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля
     
     ГОСТ 8711-93 (МЭК 51-2-84) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам
     
     ГОСТ 24375-80 Радиосвязь. Термины и определения
     
     ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения
     
     ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК 61000-4-3-95) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний
     
     ПР 50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений
     
     

     3 Определения

     
     В настоящем стандарте применяют термины, установленные в ГОСТ 24375 и ГОСТ 30372.
     
     

     4 Технические требования

     4.1 Общие требования

     
     4.1.1 ГЭМП должны соответствовать требованиям настоящего стандарта во всем диапазоне нормируемых параметров в рабочей полосе частот, указанной в технических условиях на ГЭМП конкретного типа.
     
     4.1.2 В состав ГЭМП должны входить: генераторы переменного напряжения, согласующие и симметрирующие устройства, преобразователь напряжение - электромагнитное поле (далее в тексте - преобразователь), вольтметр переменного напряжения, нагрузка для поглощения высокочастотной мощности, радиочастотные тракты для соединения функциональных элементов. Допускается совмещение в одном устройстве нескольких функций и наличие дополнительных сервисных устройств.
     
     4.1.3 Преобразователь должен состоять из одного или нескольких отрезков однородных линий передачи с постоянным характеристическим сопротивлением, в котором распространяется поперечная электромагнитная волна типа ТЕМ.
     
     4.1.4 Линии передачи преобразователя могут быть открытыми, закрытыми, с симметричным и несимметричным возбуждением.
     
     4.1.5 Конструктивное исполнение преобразователя должно обеспечивать доступ к испытуемому ТС, его функционирование и контроль параметров при испытаниях.
     
     4.1.6 ГЭМП должен соответствовать требованиям техники безопасности по ГОСТ 12.1.006.
     
     4.1.7 Рекомендуется выбирать следующие полосы рабочих частот ГЭМП: от 0,15 до 30 МГц, от 30 до 300 МГц, от 300 до 1000 МГц.
     
     4.1.8 Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля, создаваемой ГЭМП, устанавливают в зависимости от требований к помехоустойчивости испытуемого ТС. Воспроизводимые значения напряженности выбирают из ряда: 1, 3, 10 В/м в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.3.
     
     

     4.2 Требования к генераторам электромагнитного поля

     
     4.2.1. Рекомендуемая функциональная схема ГЭМП приведена на рисунке 1.
     

1 - генератор сигналов измерительный; 2 - соединительный тракт; 3 - вольтметр переменного напряжения;
4 - тройниковый переход из комплекта вольтметра; 5 - согласующие (симметрирующие) устройства;
6 - преобразователь напряжение - электромагнитное поле; 7 - нагрузка

Рисунок 1 - Функциональная схема ГЭМП

     
     
     4.2.2 Генератор сигналов измерительный, обеспечивающий требование 4.1.8 в рабочем диапазоне частот.
     
     4.2.3 Вольтметр переменного напряжения по ГОСТ 8711.
     
     4.2.4 Тройниковый переход с волновым сопротивлением 50 Ом, коэффициент стоячей волны (КСВН) не более 1,2 в рабочем диапазоне частот из комплекта вольтметра.
     
     4.2.5 Радиочастотный тракт - коаксиальный кабель 50 Ом длиной не более 1 м.
     
     4.2.6 Преобразователь должен иметь рабочий объем, представляющий собой параллелепипед, в который вписывается испытуемое ТС. Рабочий объем должен располагаться в однородном поле, участке линии передачи, образующей преобразователь. В преобразователях с несимметричным возбуждением ТС располагается на электроде с нулевым потенциалом на диэлектрической подставке высотой не менее 0,1 м. Минимальное расстояние от поверхности, ограничивающей рабочий объем, до электрода, находящегося под потенциалом, должно быть не менее  минимального расстояния между электродами в месте расположения рабочего объема в преобразователе. В преобразователях с симметричным питанием рабочий объем располагается симметрично относительно электродов преобразователя. Расстояние от поверхности рабочего объема до электродов преобразователя должно быть не менее  минимального расстояния между электродами в месте расположения рабочего объема. Размеры рабочего объема и его расположение относительно электродов преобразователя должны быть приведены в технической документации на ГЭМП. Рекомендуемое расположение рабочего объема в преобразователе приведено на рисунке 2.
     

 - преобразователь с несимметричным питанием: 1, 2 - электроды, образующие линию
(1 - электрод с нулевым потенциалом), 3 - рабочий объем, 4 - нагрузка; б - преобразователь
с симметричным питанием: 1, 2 - электроды, образующие линию, 3 - рабочий объем, 4 - нагрузка

Рисунок 2 - Расположение рабочего объема в преобразователе

     
     
     4.2.7 Преобразователь характеризуется коэффициентом преобразования  (дБ относительно м), определяемым в рабочей полосе частот ГЭМП и вычисляемым по формуле
     

,                                                        (1)

     
где  - эффективное напряжение, измеренное высокочастотным вольтметром, входящим в состав ГЭМП, В;
     
      - напряженность поперечной компоненты электрического поля волны, распространяющейся в преобразователе, измеренная в центре рабочего объема, В/м.
     
     Значение коэффициента преобразования должно быть приведено в документации на ГЭМП. В случае, если коэффициент преобразования зависит от частоты, то его приводят в виде таблицы значений на частотах из рабочей полосы, включая крайние, и задают правила аппроксимации на любую частоту рабочего диапазона.
     
     4.2.8 Основные параметры преобразователя, их значения и методы испытаний должны соответствовать приведенным в таблице 1.
     
     

Таблица 1

     
     
     4.2.9 Согласованная нагрузка в рабочей полосе частот ГЭМП должна иметь входное сопротивление 50 Ом и КСВН 1,2. Для нагрузки с распределенными параметрами нормируется только максимальная мощность. Мощность, рассеиваемая нагрузкой,  в ваттах должна быть не менее вычисленной по формуле (2);
     

,                                                       (2)

     
где  - максимальное значение напряженности поля, создаваемого ГЭМП, В/м;
     
      - коэффициент преобразования.
     
     Примечание - Для нагрузок с распределенными параметрами, входящих конструктивно в преобразователи, нормируется только максимальная мощность.
     
     

     5 Методы испытаний

     5.1 Требования к средствам измерений

     
     5.1.1 Для проведения испытаний ГЭМП необходима измерительная аппаратура с параметрами, указанными в таблице 2.
     
     

Таблица 2

     
     
     5.1.2 Серийные средства измерений, входящие в состав ГЭМП, испытывают в соответствии с разделом "Проведение поверки", изложенным в технической документации. Перечень рекомендуемых средств измерений, применяемых при испытаниях ГЭМП, приведен в приложении А.
     
     5.1.3 Перед проведением испытаний ГЭМП серийные средства измерений должны быть поверены, нестандартные средства измерений - аттестованы в соответствии с ПР 50.2.009.
     
     

     5.2 Подготовка к испытаниям

     
     5.2.1 Метод отбора образцов для испытаний должен быть указан в технических условиях на ГЭМП конкретных типов.
     
     5.2.2 Перед испытанием ГЭМП должны быть подготовлены к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
     
     5.2.3 Проверку параметров ГЭМП рекомендуется проводить на отдельных частотах из ряда: 0,03; 0,1; 0,3; 1,0; 3,0; 10; 30; 100; 300; 1000 МГц и на крайних точках рабочей полосы частот.
     
     

     5.3 Проведение испытаний

     
     5.3.1 Соответствие техническим требованиям, приведенным в 4.2.1-4.2.7 и 4.2.9, проверяют по технической документации на ГЭМП.
     
     5.3.2 Отклонение входного сопротивления от номинального и КСВН преобразователя с согласующим (симметричными) устройствами проверяют на входном разъеме согласующего устройства, подключенного с помощью кабеля длиной не более 1 м, как указано на рисунке 3, на частотах в соответствии с 5.2.3. Допускается измерять КСВН в полосе рабочих частот. Измерения должны проводиться в условиях, исключающих влияние окружающей обстановки на результат измерения в пределах погрешности измерения. Конкретные требования зависят от вида преобразователя и должны содержаться в документации на ГЭМП.
     

1 - измеритель импеданса (измеритель КСВН); 2 - кабель длиной 1 м, волновое сопротивление 50 Ом;
3 - согласующие (симметрирующие) устройства; 4 - преобразователь; 5 - нагрузка

Рисунок 3 - Схема измерения входного сопротивления преобразователя с согласующими устройствами

     
     
     5.3.3 Для определения погрешности коэффициента преобразования ГЭМП ДАД располагают в рабочем объеме преобразователя так, чтобы плоскость, проходящая через вибраторы антенны и ее держатель, была перпендикулярна направлению распространения волны в преобразователе, а центр антенны совпадал с центром рабочего объема с точностью ±5 мм. На одной из частот в соответствии с 5.2.3 создают поле в преобразователе. С помощью измерительного генератора из состава ГЭМП устанавливают значение напряженности электрического поля 10 В/м по показанию измерителя напряженности электрического поля (ИНП) с ДАД и отсчитывают значение переменного напряжения по вольтметру ГЭМП. Далее определяют фактическое значение коэффициента преобразования ГЭМП  в децибелах по формуле
     

,                                                         (3)

     
где  - показание вольтметра ГЭМП, соответствующее напряженности 10 В/м по показанию ИНП с ДАД, В.

     Погрешность коэффициента преобразования ГЭМП  в децибелах вычисляют по формуле
     

,                                                          (4)

     
где ,  - соответственно паспортное и фактическое значения коэффициента преобразования ГЭМП, дБ.
     
     Указанные операции проводят на каждой из частот рабочего диапазона ГЭМП, выбранных в соответствии с 5.2.3.
     
     5.3.4 Для проверки неравномерности коэффициента преобразования в полосе частот используют результаты, полученные в соответствии с 5.3.3. Неравномерность поля  в децибелах вычисляют по формуле
     

,                                                (5)

     
где  и  - соответственно минимальное и максимальное фактические значения коэффициента преобразователя ГЭМП в полосе рабочих частот, дБ.
     
     5.3.5 Для проверки ослабления продольной компоненты электрического поля относительно поперечной устанавливают ДАД в центре рабочего объема в соответствии с 5.3.3. Вращая ДАД вокруг оси держателя на угол 90° относительно первоначального положения, устанавливают вибраторы ДАД параллельно направлению распространения волны в преобразователе, сохраняя значение напряжения на вольтметре ГЭМП, равное  в соответствии с 5.3.3. Фиксируют показания вольтметра постоянного тока ИНП . Возвращают датчик в исходное положение поворотом на 90°. Уменьшая напряжение измерительного генератора до уровня, при котором показание ИНП будет равно , фиксируют показания вольтметра переменного тока ГЭМП . Ослабление продольной компоненты электрического поля относительно поперечной  в децибелах вычисляют по формуле
     

,                                                       (6)

     
где  - показание вольтметра ГЭМП, соответствующее значению поперечной компоненты электрического поля 10 В/м;
     
      - показание вольтметра ГЭМП, соответствующее показанию ИНП, равному , В.
     
     Указанные операции проводят на каждой из частот рабочего диапазона ГЭМП, выбранных в соответствии с 5.2.3.
     
     5.3.6 Для проверки максимальной неоднородности поперечной компоненты электрического поля в рабочем объеме относительно значения в его центре устанавливают ДАД в центре рабочего объема, как указано в 5.3.3. Фиксируют показание вольтметра ГЭМП при значении напряженности электрического поля 10 В/м, измеренного с помощью ИНП. Далее ДАД помещают в вершины параллелепипеда, образующего рабочий объем в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны в преобразователе в соответствии с рисунком 4, и устанавливают показание ИНП, равное 10 В/м, фиксируя показания вольтметра ГЭМП , где 1, 2, ..., 8.
     

1, 2 - электроды преобразователя; 3 - рабочий объем; 4 - ДАД в центре рабочего объема; 5 - ДАД в одной
из вершин параллелепипеда, ограничивающего рабочий объем; 0 - центр рабочего объема;
 - вектор напряженности электрического поля в системе координат XYZ; ось Z направлена
от плоскости чертежа и совпадает с направлением распространения волны

Рисунок 4 - Расположение измерительной антенны в рабочем объеме преобразователя (поперечное сечение)

     
     
     Неоднородность поперечной компоненты электрического поля в -ой вершине относительно значения в центре  в децибелах вычисляют по формуле
     

,                                                   (7)

     
где  - показание вольтметра ГЭМП при установке ДАД в -ую вершину параллелепипеда, В;
     
      - показание вольтметра ГЭМП при установке антенны в центре рабочего объема, В.
     
     Из восьми значений  определяют максимальное (по модулю) значение , которое определяет максимальную неоднородность поперечной компоненты электрического поля на частоте измерения. Указанные операции проводят на каждой из частот рабочего диапазона ГЭМП в соответствии с 5.2.3. Максимальную неоднородность в рабочей полосе частот определяют как наибольшее из значений .
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(рекомендуемое)

     
Перечень средств измерений, применяемых при испытаниях ГЭМП

     
     
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(рекомендуемое)

     
Дипольная антенна с детектором

 ,  - вибраторы диполя; VD - диод; ЛРР - двухпроводная развязывающая резистивная
линия (100250 мм) с сопротивлениями  и ;  - фильтр; ВПТ - милливольтметр
постоянного тока с входным сопротивлением более 100 МОм

Рисунок Б.1 - Электрическая схема дипольной антенны с детектором
на полупроводниковом диоде 16

1 - крышка; 2 - вибраторы диполя в виде неудаленных участков фольги на пластине 3;
3 - пластина из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм;
4 - трубка из стеклотекстолита; 5 - разъем; 6 - резистивная развязывающая линия;
7 - полупроводниковый диод

Рисунок Б.2 - Конструкция дипольной антенны с детектором на полупроводниковом диоде