Stand der Normen für alternative. Stand der Normen für alternative Messplätze

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1 Diskussionssitzung des FA 9.1 Messverfahren der EMV 17. Oktober 2003 Stand der Normen für alternative Messplätze Friedrich-Wilhelm Trautnitz Albatross Projects Nattheim

2 Gliederung Gliederung Einführung Normen für alternative Meßplätze für Störaussendungen Normen für alternative Meßplätze für Störfestigkeitsmessungen Normenvorschläge für Messungen im GHz Bereich und alternative Verfahren Zusammenfassung

3 Vorteile Absorberhalle zu Freifeld Die Messungen können witterungsunabhängig durchgeführt werden Elektromagnetische Beeinflussungen durch die Umwelt sind nicht vorhanden Umfangreiche Meßprogramme können dort wirtschaftlich optimiert durchgeführt werden Die Absorberhallen sind 24 Stunden verfügbar Ein Schutz gegen Spionage ist vorhanden Messungen können auch nach längerer Zeit reproduzierbar wiederholt werden

4 Normen für Absorberhallen mit leitfähigem Boden Absorberhallen mit leitfähigem Boden, semi anechoic chambers (SAC), Normen ANSI C CISPR 16 EN VCCI 2001

5 Anforderungen für Messungen von Absorberhallen mit ground plane Frequenzbereich 30 MHz MHz (der Frequenzbereich oberhalb 1 GHz ist bei einigen Normen in Beratung ) Die Empfangsantenne wird zwischen 1 m und 4 m in der Höhe verfahren und dabei das Maximum der Prüflingsaussendungen festgehalten Die normierte Streckendämpfung NSA darf höchstens eine Abweichung von ± 4 db bezogen auf die Theorie haben Die Messungen werden in einem definierten Volumen durchgeführt; bei 3 m Meßentfernung beträgt der maximale Prüflingsdurchmesser 1,5 m, bei 10 m Meßentfernung 5 m Bei horizontaler Polarisation werden die Messungen mit 1 m und 2 m Sendeantennenhöhe durchgeführt, bei vertikaler Polarisation mit 1 m und 1,5 m Sendeantennenhöhe

6 Volumenmessmethode typische Antennenpositionen für die Qualifizierung von alternativen Meßplätzen bei horizontaler Polarisation und vertikaler Polarisation

7 Messergebnisse einer 10m Absorberhalle mit ground plane NSA - 10m distance horizontal polarisation, 1 m and 2 m transmitting height NSA - 10m distance vertical polarisation, 1 m and 1.5 m transmitting height Deviation [db] Deviation [db] Frequency [MHz] -4 Frequency [MHz] gemessene NSA einer Absorberhalle mit 10 m Meßentfernung ; die gemessene NSA ist deutlich innerhalb der in der Norm spezifizierten ± 4 db; gezeigt ist die horizontale Polarisation und die vertikale Poalrisation

8 Normen bzw. Entwürfe für Vollabsorberkammern Absorberhallen mit Bodenabsorbern Fully Anechoic Chambers (FAR), Normenentwürfe: Cenelec Report 2002 R Electromagnetic compatibility Emission measurements in fully anechoic chambers CISPR/A432/CDV amendment to CISPR 16-1, new clause 5.6.8: Alternative test site suitability without ground plane CISPR/A/468/ result of voting on CDV CISPR/A/432/CDV

9 Messpositionen im Volumen

10 Messpositionen im Volumen

11 Anforderungen für Messungen von Vollabsorberhallen Sendeantenne: kleine bikonische Antenne Empfangsantenne: Bilogantenne Frequenzbereich: MHz normierte Streckendämpfung NSA kleiner ± 4 db bezogen auf die Theorie Kein Höhenscan Messung der Felddämpfung in 3 Höhen des Volumens Empfangsantenne verbleibt in der Mittelachse des Volumens während der Validierung Die Entfernung von Sende- und Empfangsantenne ist immer d nominal (3m, 5m oder 10m) Sende- und Empfangsantenne sind immer aufeinander ausgerichtet

12 Bikonische Antenne Bikonische Antenne für den Frequenzbereich 30 MHz MHz; die Länge zwischen den Spitzen der Elemente ist kleiner 40 cm

13 Vollabsorberkammer, Meßanordnung Meßanordnung in einer Vollabsorberkammer

14 Vollabsorberkammer, Drehtisch

15 Vollabsorberkammer, Meßanordnung

16 Vollabsorberkammer, Meßanordnung Störfestigkeit ,5 m Antenna 0,5 m 1,5 m ,5 m 1,55 m Floor 0,5 m 0,5 m 0,5 m 1,5 m 0,8 m Messanordnung für die Qualifizierung eines Messplatzes für die Störfestigkeit

17 Störfestigkeit Normen für alternative Messplätze für Störfestigkeitsmessungen IEC EN Änderungen der Norm September 2002 Auswertung der Homogenität der 16 Punkte; es wird jetzt die sogenannte Fenstermethode angewendet Kalibrierung des Feldes mit 1,8 facher Feldstärke, die bei der EUT Messung verwendet wird Es muß garantiert werden, daß bei der Messung der Verstärker nicht in die Sättigung geht Oberwellen des Verstärkers dürfen unter Berücksichtigung des Antennengewinns nicht die Messung bei der jeweiligen Prüffrequenz beeinflussen

18 Kommende Verfahren und Normenvorschläge Normenvorschläge für Messungen im GHz Bereich und alternative Verfahren Qualifizierung des Messplatzes für Störaussendungsmessungen im Frequenzbereich von 1 GHz bis 18 GHz Einfluss von Drehtischen auf das Messergebnis Neue Meßmethode zur gleichzeitigen Qualifizierung des Messplatzes für Störaussendungs- und Störfestigkeitsmessungen

19 Vollabsorberkammer, Meßanordnung Qualifizierung des Messplatzes für Störaussendungsmessungen im Frequenzbereich von 1 GHz bis 18 GHz CISPR Papier CISPR/A/451/CD 16. Mai Validierung der Absorberhalle durch Bestimmung des VSWR nach vorgeschlagener Methode 2. Validierung der Absorberhalle auf ausreichende Abschwächung der Reflexionen im Schwenkbereich der Sendeantenne von 90 bis 270

20 Vollabsorberkammer, Meßanordnung CISPR/A/451/CD Teil 1 Horizontale Polarisation, die Übertragungsdämpfung wird gemessen, der Drehtisch befindet sich in der 0 Stellung, die Antennen schauen sich an Der Drehtisch wird zwischen 90 und 270 gedreht, alle Meßergebnisse müssen 18 db unter der Messung bei o liegen Die Messung wird für vertikale Polarisation wiederholt

21 Vollabsorberkammer, Meßanordnung CISPR/A/451/CD Positionen für die VSWR Bestimmung nach CISPR 451, Volumengröße > 1,2 m oder mehr

22 Vollabsorberkammer, Meßanordnung VSWR Messung 1.Die Sendeantenne wird Spitze im Mittelpunkt des Testvolumens angeordnet. Die Empfangsantenne wird in der Meßentfernung D vom Volumenvorderpunkt angeordnet. Beide Antennen haben dieselbe Höhe. 2. Das angezeigte Meßergebnis muß 20 db über dem Rauschen liegen. 3. Mit horizontaler und vertikaler Polarisation wird über dem zu messenden Frequenzbereich die Dämpfung gemessen. 4. Diese Messung wird wiederholt. Die Messungen werden wiederholt und die Sendeantenne auf die Positionen 2 und 3 gestellt.

23 Vollabsorberkammer, Meßanordnung 5. Die Ergebnisse der Meßpositionen 1 und 2 werden korrigiert mit dem Term 20*log(Dx/D). Dx ist die Entfernung zwischen den Antennen Position 1 und 2 im Verhältnis zur Meßentfernung D. (Anmerkung: D ist die Entfernung zwischen den Antennen in der Position 3 und braucht demzufolge nicht korrigiert zu werden.) 6. Das VSWR wird berechnet, in dem man das minimale Signal und das maximale Signal aller 6 Messungen (D1 und D2 korrigiert) bei jeder Frequenz nimmt. 7. Das VSWR soll kleiner als 2 db sein.

24 Ergänzung in der CISPR!6 Turntable and Tower CISPR/A/411/CD und A/436/CC Turntable test setup table and tower: Drehtische können Messergebnisse an EUT s verändern und verfälschen. Vor allem im Frequenzbereich oberhalb 1 GHz ist nachgewiesen, daß Materialien mit einem e r > 1,5 Meßergebnisse beeinflussen können. In der CISPR 16 wird ein Paragraph eingefügt, der die Bedingungen für Drehscheiben etc. definiert.

25 Gemeinsamer Prüflingsaufbau für Emission und Störfestigkeit Gleichzeitige Kalibrierung eines Messgeländes für Emissions- und Störfestigkeitsmessungen Vorschlag CISPR/A/WG2(Vitek)/00-01 Vermessung der Absorberhalle mittels einer Feldsonde im gewünschten Volumen und unter Verwendung der Messgeräte des EMV Messplatzes Die Messunsicherheit wird bei diesem Verfahren gleich mitbestimmt

26 Zusammenfassung Zusammenfassung: Normen für Absorberhallen mit ground plane sind verfügbar Normen für Vollabsorberhallen sind mittelfristig verfügbar Der Frequenzbereich oberhalb 1 GHz ist in Beratung Normen für Störfestigkeit sind sehr gut etabliert