Сравнение полевых и трактовых методов контроля уровней излучений радиопередатчиков через антенны и восприимчивости радиоприемников по антенному входу показывает:
-полевые методы потенциально могут обеспечить большую достоверность хотя бы потому, что проводятся с использованием реальных антенн и даже реальных фидеров. Вследствие этого со ставляющая методической погрешности, обусловленная отличи ем импедансных свойств штатных антенн и эквивалентов антенн, используемых при трактовых измерениях, оказывается при поле вых измерениях значительно меньшей, по сравнению с трактовы ми измерениями;
-осуществление полевых измерений требует значительных материальных затрат. Кроме того, они более трудоемки, так как при их проведении требуется контролировать уровни излучений радиопередающих и значения восприимчивости радиоприемных устройств при различной взаимной ориентации приемной и пере дающей антенн.
Всилу изложенных причин в настоящее время в большинстве документов, регламентирующих уровни излучения радиопередат чиков и восприимчивость радиоприемников вне рабочих полос частот, предусматривается нормирование этих показателей ЭМС. измеряемых трактовыми методами. Полевые методы измерения относятся за отдельными исключениями к числу нестандартных методов измерений.
Измерение уровней излучаемых ИРП и восприимчивости рецепторов к ним
Для измерений уровней излучаемых индустриальных помех и вос приимчивости рецепторов к излучаемым ИРП полевые методы изме рений являются безальтернативными. Однако указанные измерения обладают рядом важных отличий от аналогичных, относящихся к ра диопередатчикам и радиоприемникам:
- принципиально иной характер электромагнитных полей - источников ИРП (а также полей, создаваемых для оценки воспри имчивости рецепторов). В подавляющем большинстве случаев кон троль ИРП осуществляется для относительно низкочастотных по лей. Для ИРП характерно то, что источник помех и рецептор
156
находятся по отношению друг к другу в ЭМП ближней зоны, а для ближней зоны характерно преобладание либо электрической, либо магнитной составляющих создаваемого электромагнитного поля. Аналогично восприимчивость рецептора различна по отношению к воздействию помех с преобладающей электрической или магнит ной составляющими электромагнитного поля помехи. Это обстоя тельство отражено в большинстве нормативных требований, ре гламентирующих по отдельности уровни создаваемых электричес ких и магнитных полей;
- необходимость раздельного контроля уровней электричес ких и магнитных полей требует использования специальных ан тенн, создающих в ближней зоне ЭМП с преобладанием электри ческой или магнитной составляющих. Возможность практической реализации таких антенн определяется следующим: известно, что при равенстве подведенных мощностей антенной в виде электри чески короткого вибратора в ближней зоне создается преимуще ственно квазистатическое электрическое поле, в котором плотность энергии электрического поля значительно превосходит плотность энергии магнитного поля: w3 >> им, а для антенны в виде электри
чески короткой рамки |
<< wM. В силу принципа взаимности |
свойств в режиме приема и передачи вибраторная антенна реаги рует преимущественно на электрическую составляющую ЭМП
вближней зоне, рамочная - на магнитную составляющую;
-в большинстве практических случаев, требования к разме рам помещений и степени безэховости оказываются значительно менее жесткими по сравнению с измерениями, проводимыми с це лью контроля излучений радиопередатчиков*. Это не означает, однако, исключения требований к экранировке помещений, в ко торых проводятся измерения;
-при измерениях излучаемых помех и восприимчивости к ним
вэкранированных помещениях возникает опасность возникновения резонансов внутренних объемов указанных помещений. Собствен ные резонансные частоты экранированных помещений как
’Напомним, что интенсивность составляющих векторов Ё и Н в ближ ней зоне быстро снижается с увеличением расстояния от источника - как 1/7?2 или как MR3.
157
объемных резонаторов зависят от формы и размеров помещения. В любом случае, низшая резонансная частота имеет значение по
рядка /рез « с/2А, где с - скорость света; А - линейный размер помещения. Так, в помещении с размерами 10 м, низшая резонанс ная частота имеет значение порядка 15 МГц. Практическим след ствием сказанного также является необходимость использования экранирования помещений с поглощающими покрытиями, хотя тре бования к степени безэховости в этих случаях менее жесткие по сравнению со случаями измерений параметров излучения радио передатчиков и восприимчивости приемников.При измерениях уров ней излучаемых ИРП определяют в ближней зоне напряженность
электрического и магнитного полей. Упрощенная структурная схе ма таких измерений представлена на рис. 3.17.
Рис. 3.17. Схема измерений уровней излучаемых ИРП
Калиброванный измеритель помех состоит из измерительных приемника и антенны. Тип антенны (рамочная или вибраторная)
определяется измеряемой величиной (напряженностью магнитно го или электрического поля) и оговаривается в стандартных тре бованиях для данного типа контролируемой аппаратуры.
Как и в случаях измерений параметров излучений радиопере датчиков и восприимчивости радиоприемников, измерения парамет ров ЭМС в группе индустриальных помех осуществляются в
158
строгом соответствии с нормативно-технической документацией. Любая существующая НТД предписывает не только использова ние строго оговоренных методов измерения, измерительных при
боров и вспомогательного оборудования, но и условий проведения измерений, включая взаимное расположение средств измерений и измеряемого объекта. В качестве иллюстрации на рис. 3.18 пока зано расположение измеряемых устройств и измерительного обо рудования, соответствующее требованиям стандартов РФ.
3 м
----------------- н 9
Рис. 3.18. Расположение измерительной аппаратуры и оборудования при измере ниях напряженности поля, создаваемого малогабаритными устройствами:
а, б - 1 - испытуемое устройство; 2 - соединительный кабель, 3 - выходной кабель; 4 - металлический лист; 5 - поворотная подставка, 6 - эквивалент сети; 7 - нагрузка; 8 - антенная приставка; 9 - антенна; 10 - измеритель радиопомех
Для радиопомех, излучаемых различными протяженными про водниками, часто используют косвенный метод измерения при по мощи так называемых поглощающих клещей. Поскольку этот ме-
159
тод мало критичен к влиянию отражений от окружающих предме тов, он может применяться при измерениях в экранированных поме щениях. Поглощающие клещи (рис. 3.19) состоят из ферритовой труб ки 1, охватывающей исследуемый проводник, высокочастотного трансформатора 2 и развязывающего фильтра 3, предотвращающе го распространение помех по внешней оплетке соединительного ка беля 4. Наличие ферритовой трубки вызывает существенное зату хание волны, распространяющейся в исследуемом проводнике, и,
следовательно, значительное ослабление излучения помех провод ником. Вихревые токи, протекающие в толще трубки, пропорциональ
ны поглощаемой мощности. Иначе говоря, по значению вихревых токов можно судить об излучаемой мощности. Для этого служит высокочастотный трансформатор, с помощью которого выделенные колебания подаются на измерительный приемник.
Поглощающие клещи
Рис. 3.19. Схема измерения излучаемых радиопомех с помощью поглощающих клещей
Измерения восприимчивости РЭС состоят в определении его качественных показателей при воздействии излучаемых индуст
риальных помех. Результатом их являются количественные значе ния восприимчивости. Для определения восприимчивости к вне шним электромагнитным полям используют эталонные внешние воз действия, стандартизированные для конкретного типа аппаратуры:
непрерывные колебания определенных частот, а также импульс
ные воздействия. Внешние поля, соответствующие указанным воз действиям, создаются антеннами передающих устройств (при воз
160