ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Совместимость технических средств электромагнитная

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ С ТЕМ-КАМЕРАМИ Технические требования и методы испытаний

СТ РК 2.206-2011

(ГОСТР 51048-97 «Совместимость технических средств электромагнитная. Генераторы электромагнитного поля с ТЕМ-камерами. Технические требования и методы испытаний»), MOD

Издание официальное

Комитет технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан

(Г осстандарт)

Астана

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН республиканским государственным предприятием «Казахстанский институт метрологии» Комитета технического регулирования и метрологии

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Комитета технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан от 05 августа 2011 года № 399 - од.

3    Настоящий стандарт модифицирован по отношению к национальному стандарту Российской Федерации ГОСТ Р 51048 - 97 «Совместимость технических средств электромагнитная. Генераторы электромагнитного поля с ТЕМ-камерами. Технические требования и методы испытаний» путем дополнения и изменения нормативных документов, дополнения требованиями процедуры применения средств измерений и исключения Приложений в виду отсутствия необходимости в их применении.

Национальный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК ЭМС)

Дополнительные фразы, слова внесены в текст стандарта и выделены курсивом.

Степень соответствия - модифицированная (MOD).

4    СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

«Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Нормативные документы по стандартизации Республики Казахстан», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Государственные стандарты». В случае пересмотра (отмены) или замены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Государственные стандарты

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Комитета технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан

CT РК 2.206-2011

УДК 621.391.82:006.354    МКС    19.080

Ключевые слова: электромагнитная совместимость, устойчивость к электромагнитным помехам, генераторы электромагнитного поля, преобразователь напряжение -электромагнитное поле, поперечная электромагнитная волна типа ТЕМ, напряженность электрической составляющей электромагнитного поля, коэффициент преобразования, входное сопротивление, погрешность преобразования, неоднородность поперечной компоненты электромагнитного поля

Басуга_ж.    к;ол койылды IliiiiiMi 60x84 1/16

Кагазы офсетах. Кар in Typi «KZ Times New Roman», «Times New Roman»

Шартты баспатабагы 1,86. Таралымы_дана. Тапсырыс

«Казахстан стандарттау жэне сертификаттау институты» республикальщ мемлекетак кэс1порны 010000, Астана каласы, Орынбор кешеср 11 уй, «Эталон орталыты» тимараты Тел.: 8 (7172) 79 33 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Совместимость технических средств электромагнитная

ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ С ТЕМ-КАМЕРАМИ Технические требования и методы испытаний

Дата введения 2012-07-01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на генераторы электромагнитного поля (ГЭМП) с преобразователями, базирующимися на отрезках линии 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

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные нормативные документы:

Технический регламент Республики Казахстан «Электромагнитная совместимость» утвержденный от 09.08.2010 г. № 812.

CT РК 2.4-2007 Государственная система обеспечения единства измерений Республики Казахстан. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения.

СТ РК 2.21-2007 Государственная система обеспечения единства измерений Республики Казахстан. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений.

СТ РК 2.30-2007 Государственная система обеспечения единства измерений Республики Казахстан. Порядок проведения метрологической аттестации средств измерений.

СТ РК 2.75-2009 Государственная система обеспечения единства измерений Республики Казахстан. Порядок аттестации испытательного оборудования.

СТ РК 1779-2008 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний.

СТ РК 1782-2008 Электромагнитная совместимость технических средств. Термины и определения.

ГОСТ 12.1.006-84 Система стандартов безопасности труда. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля

ГОСТ 8711-93 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

Издание официальное

ПРИМЕЧАНИЕ При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных нормативных документов и классификаторов по ежегодно издаваемому информационному указателю «Указатель нормативных документов по стандартизации» по состоянию на текущий год и соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применяются термины по Техническому регламенту «Электромагнитная совместимость», CT РК 1782 и ГОСТ 24375.

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 нормативных документах на ГЭМП конкретного типа.

4.1.2    В состав ГЭМП должны входить: генераторы переменного напряжения, согласующие и симметрирующие устройства, преобразователь напряжения -электромагнитное поле (далее - 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 МГц до 30 МГц, от 30 МГц до 300 МГц, от 300 МГц 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 и 10 В/м и в соответствии с СТРК 1779.

CT РК 2.206-2011

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 напряжения -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 1/3 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 1/4 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.

4.2.7    Преобразователь характеризуется коэффициентом преобразование к (дБ относительно м), определяемым в рабочей полосе частот ГЭМП и вычисляемым по формуле (1):

& = 20 lg U/E,    (1)

где U - эффективное напряжение, измеренное высокочастотным вольтметром, входящим в состав ГЭМП, В;

Е - напряженность поперечной компоненты электрического поля волны, распространяющейся в преобразователе, измеренная в центре рабочего объема, В/м.

3

3    14

а - 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

Значение коэффициента преобразования должно быть приведено в технической 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 данным Таблицы 1

Таблица 1 - Основные параметры преобразователя

Наименование параметра Значение параметра Номер пункта методики испытаний Полоса рабочих частот, МГц 0,15-30 30-300 300- 1000 5.3.1 Отклонение входного сопротивления преобразователя с согласующим (симметрирующим) устройством от 50 Ом, % не более ± 10 - - 5.3.2 Коэффициент стоячей волны преобразователя с согласующим устройством в тракте 50 Ом, не более - 1,6 1,6 5.3.2

4

CT РК 2.206-2011

Таблица 1 (;продолжение)

Наименование параметра Значение параметра Номер пункта методики испытаний Погрешность определения коэффициента преобразования, дБ, не более ±2,0 ±2,5 ±3,0 5.3.3 Неравномерность коэффициента преобразования в полосе частот, дБ, не более 4,0 5,0 6,0 5.3.4 Ослабление продольной компоненты электрического поля относительно поперечной в центре рабочего объема, дБ, не менее 20 20 20 5.3.5 Максимальная неоднородность поперечной компоненты электрического поля в рабочем объеме относительно значения в центре, дБ, не более ±3,0 ±3,0 ±3,0 5.3.6

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, Р в ваттах должна быть не менее вычисленной по формуле (2):

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 - Измерительные приборы и его основные параметры

Наименование измерительного прибора и его основные параметры Значение параметра Номер пункта методики испытаний Измеритель комплексных коэффициентов 5 3 2 передачи: диапазон частоты, МГц 1 - 1250 погрешность измерения КСВН при 1,03<KCTV<2, % ± 2,4 • KCTV Измеритель полных сопротивлений: 5.3.2 диапазон частот, Гц 5 -0,5 • 106 пределы измерения, Ом 1 - 107

5

Таблица 2 (;продолжение)

Наименование измерительного прибора и его основные параметры Значение параметра Номер пункта методики испытаний погрешность измерения, % ± 5 Измеритель импеданса и коэффициента передачи: 5.3.2 диапазон частот/ МГц 0,5 - 110 пределы измерения модуля импеданса [Z], кОм 10-100 погрешность измерений, % ± (4+//30+[Z]/25) Измеритель напряженности электрического поля в 5.3.2 составе: вольтметр постоянного тока: диапазон измерения, В, не менее 2 • 10'6 - 2,0 входное сопротивление, МОм, не менее 100 класс точности 0,06/0,02 Дипольная антенна с детектором (ДАД): диапазон частот, МГц 0,15 - 1000 вид поляризации Линейная диапазон измерений, В/м 0,7-10 коэффициент асимметрии, дБ, не более 0,3 погрешность измерения электрического поля в ± 1,0 рабочем диапазоне частот, дБ

5.1.2    Испытания, поверку и калибровку средств измерений, входящих в состав ГЭМП, осуществляют в соответствии с действующими нормативными документами, методиками поверки (калибровки) средств измерений.

5.1.3    Применяемые средства измерений должны быть внесены в реестр государственной системы обеспечения единства измерений Республики Казахстан по результатам испытаний с целью утверждения типа в соответствии с CT РК 2.21 или метрологической аттестации в соответствии с СТ РК 2.30, поверены в соответствии с СТ РК 2.4, испытательное оборудование подлежит аттестации в соответствии с СТРК2.75.

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 бить 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

6

CT РК 2.206-2011

устройства, подключенного с помощью кабеля длиной не более 1 м, (см.Рисунок 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, волновые 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 к₀ в децибелах по формуле (3):

к₀= 20 lg С/о/10,    (3)

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

Погрешность коэффициента преобразования ГЭМП Лк в децибелах вычисляют по формуле (4):

Лк=к-ко,    (4)

где к, ко — 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 А А в децибелах вычисляют по формуле (5):

ЛА komin ~ котах>    (5)

где котт и котах - 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 ⁰ относительно первоначального положения, устанавливают вибраторы ДАД параллельно направлению распространения волны в преобразователе, сохраняя значение напряжения на вольтметре ГЭМП, равное Uo, в соответствии с 5.3.3. Фиксируют показания вольтметра постоянного тока ИНП Vo. Возвращают датчик в исходное положение поворотом на 90°. Уменьшая напряжение

7

измерительного генератора до уровня, при котором показание ИНП будет равно Vo фиксируют показания вольтметра переменного тока ГЭМП U_p. Ослабление продольной компоненты электрического поля относительно поперечном D в децибелах, вычисляют по формуле (6):

I) 20 lg WU_P,    (6)

где Uo - показание вольтметра ГЭМП, соответствующее значению поперечной компоненты электрического поля 10 В/м;

Up - показание вольтметра ГЭМП, соответствующее показанию ИНП, равному Vo, 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 U_n, где п = 1, 2,    8.

Неоднородность поперечной компоненты электрического поля в n-ой вершине относительно значения в центре Н_пв децибелах вычисляют по формуле (7):

77„⁼20 lg U„/Uо,    (7)

где U_n - показание вольтметра ГЭМП при установке ДАД в п-ую вершину параллелепипеда, В;

Uо - показание вольтметра ГЭМП при установке антенны в центре рабочего объема, В.

Из восьми значений Н_п определяют максимальное (по модулю) значение Н_тах, которое определяет максимальную неоднородность поперечной компоненты электрического поля па 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 Н_тах.

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

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