Weryfikacja komór bezodbiciowych

Weryfikacja komór bezodbiciowych

Weryfikacja komór bezodbiciowych

NAPISZ

Standardowa walidacja:

  • Pomiary skuteczności ekranowania
  • Pomiary NSA
  • Pomiary sVSWR
  • Pomiary jednorodności pola
  • Pomiary komór ALSE
  • Pomiary tła elektromagnetycznego

Niestandardowa walidacja:

  • Pomiary VSWR w wolnej przestrzeni
  • Walidacja CTIA
  • Pomiary wpływu stołu

Astat od wielu lat współpracuje z austriackim laboratorium Seibersdorf, przede wszystkim w dziedzinie walidacji stanowisk pomiarowych, kalibracji anten i sond pola oraz konsultacji. Wszystkie komory bezodbiciowe budowane przez Astat są walidowane właśnie przez laboratorium Seibersdorf jako niezależną i akredytowaną jednostkę. Sprawozdania z pomiarów wykonanych przez laboratorium Seibersdorf cieszą się opinią rzetelnych i niezależnych nie tylko w Polsce, ale w Europie i na całym świecie. Dlatego bardzo często klienci do wykonania walidacji komory wskazują jako referencyjne właśnie laboratorium Seibersdorf.
Działalność komercyjna laboratorium Seibersdof bazuje przede wszystkim na wieloletnich pracach badawczych w ramach norm europejskich i międzynarodowych. Dlatego obszar działalności pokrywa cały świat, ze szczególną koncentracją w Europie i Azji.
Akredytacja dotycząca kalibracji anten i sond pola zgodnie z ISO 17025 dostępna pod numerem 0612 (ÖKD 13) jest rozpoznawalna na całym świecie dla wszystkich członków EA i ILAC.
Od 1990 roku laboratorium Seibersdorf wykonało ponad 420 walidacji środowisk pomiarowych dotyczących emisji i odporności. Ponadto w tym czasie wykonało ponad 6000 kalibracji anten i sond pola.
Nie trzeba więcej słów – te dwie liczby świadczą o profesjonalizmie i doświadczeniu laboratorium Seibersdorf.
Sprawdzenie i walidacja środowisk pomiarowych EMC wymaga bardzo precyzyjnego pomiaru natężenia pola. Laboratorium Seibersdorf ofertuje tego typu pomiary jako laboratorium akredytowane. Wiele z ich doświadczeń w tego typu pomiarach zostało na przestrzeni lat zaadaptowane do międzynarodowych norm (np. CISPR16).
Środowiska pomiarowe EMC (np. komory bezodbiciowe) są urządzeniami pomiarowymi, zatem muszą być regularnie walidowane, nawet jeśli nie wprowadzono zmian konstrukcyjnych od ostatniej walidacji. Laboratorium Seibersdorf przy współpracy z Astat świadczy usługi regularnej lub jednostkowej akredytowanej walidacji środowisk pomiarowych EMC zgodnie ISO 17025 w zakresie:

Standardowa walidacja

  • Pomiary skuteczności ekranowania
  • Pomiary NSA
  • Pomiary sVSWR
  • Pomiary jednorodności pola
  • Pomiary komór ALSE
  • Pomiary tła elektromagnetycznego

Niestandardowa walidacja

  • Pomiary VSWR w wolnej przestrzeni
  • Walidacja CTIA
  • Pomiary wpływu stołu

Standardowa walidacja
Skuteczność ekranowania
Skuteczność ekranowania (ang. Shielding Effectiveness, SE) mierzona jest zgodnie z normami: Mil-Std. 285, NSA 65-6 oraz EN 50147-1.
Typowe częstotliwości pomiarowe to: 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz, 10 MHz, 30 MHz, 100 MHz, 500 MHz, 1 GHz, 10 GHz, 18 GHz, 26,5 GHz oraz 40 GHz. Wybór innych częstotliwości jest możliwy na żądanie.
Dokładna lokalizacja punktów testowych jest zazwyczaj ustalana wspólnie z klientem, gdyż wymagany jest jednocześnie pełen dostęp do tych punktów.
Test szczelności przy częstotliwości 433MHz będzie przeprowadzony tylko wtedy, gdy taka ewentualność zostanie zgłoszona przy zamówieniu.
Cała logistyka wokół pomiarów jak transport sprzętu pomiarowego, rozładowanie, ubezpieczenie, niezbędne drabiny, podesty wchodzi również w zakres oferty pomiarowej.
NSA (Normalised Site Attenuation)
Współczynnik NSA (ang. Normalised Site Attenuation) mierzony jest zgodnie z CISPR 16-1-4 oraz ANSI C63.4 w środowiskach pół i w pełni bezodbiciowych.
Komory półbezodbiciowe (ang. Semi anechoic chambers, SAC) oraz otwarte poligony (ang. Open Aarea Test Sites, OATS) zabezpieczone przed czynnikami pogodowymi są walidowane w zakresie częstotliwości od 30 MHz do 1 GHz za pomocą szerokopasmowych anten w polaryzacji poziomej na wysokości 1m i 2m oraz polaryzacji pionowej na wysokości 1 m i 1,5 m. Stosowana jest metoda objętościowa (należy zdefiniować średnicę obszaru testowego). Typowo odległość pomiarowa wynosi 3 m lub 10 m, ale można wykonać na żądanie pomiary z innych odległości. Zakres wysokości anteny odbiorczej wynosi typowo 1 do 4 m powyżej płaszczyzny uziemienia, ale można wykonać na żądanie pomiary dla innych wysokości.
Dla otwartych poligonów (OATS) nie zabezpieczonych przed czynnikami pogodowymi NSA mierzone jest w zakresie 30 MHz do 1 GHz (30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1 000 MHz) za pomocą dopasowanych precyzyjnych dipoli referencyjnych (ang. Precision Reference Dipoles, PRD) w polaryzacji pionowej i poziomej na wysokości 2 m, w środku stołu obrotowego, z odległości 3 m lub 10 m (lub innej odległości indywidualnie ustalonej).
Komory w pełni bezodbiciowe (ang. Fully Anechoic Rooms, FAR) walidowane są zgodnie z CISPR 16-1-4 -Reference Site Method (RSM) w zakresie częstotliwości 30 MHz do 1 GHz za pomocą szerokopasmowych anten w polaryzacji pionowej i poziomej. Stosowana jest metoda objętościowa (stała odległość oraz pochylenie): 5 punktów, każde na 3 wysokościach, typowa odległość pomiarowa 3 m (inne odległości pomiarowe do indywidualnego ustalenia).
sVSWR
Pomiary współczynnika sVSWR (ang. Site Voltage Standing Wave Ratio) wykonywane są zgodnie z CISPR 16-1-4 w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 18 GHz przy użyciu szerokopasmowych anten dookólnych w polaryzacji poziomej i pionowej. Stosowana jest metoda objętościowa (należy zdefiniować objętość testową). Typowa odległość pomiarowa wynosi 3 m (inne odległości pomiarowe do indywidualnego ustalenia). Płaszczyzna uziemienia musi zostać pokryta materiałem absorbującym.
Do wykonania tych pomiarów stosowane są dedykowane skalibrowane anteny nadawcze (precyzyjne dookólne dipole). Dodatkowo stosowane są skalibrowane anteny odbiorcze, skalibrowany analizator sieci z interfejsem GPIB, nisko-szumowy przedwzmacniacz oraz zestaw kabli RF.
Ponieważ rodzaj anteny odbiorczej może mieć duży wpływ na wynik pomiarów, powinno się użyć tej samej anteny, jakiej klient będzie używał docelowo do pomiarów emisji. Zaleca się, aby Klient dostarczył swoją antenę do testów której będzie używał w komorze.
Jednorodność pola
Celem tego pomiaru jest określenie powierzchni jednorodności pola (ang. Uniform Field Area, UFA) komory bezodbiciowej zgodnie z IEC 61000-4-3 Ed. 3.1 b lub EN 61000-4-3.
Pomiaru dokonuje się w 16 punktach pionowej płaszczyzny o wymiarach 1,5 m x 1,5 m, w zakresie częstotliwości 26 MHz do 40 GHz, z krokiem częstotliwościowym 1 %, w polaryzacji pionowej i poziomej. Przy sprawdzeniu jednorodności pola do 18 GHz antena nadawcza jest zamocowana w jednej pozycji.
Przy sprawdzeniu jednorodności metodą okien (ang. windowing) antena nadawcza jest ustawiona w 9 różnych pozycjach. Metoda okien może być użyta przy częstotliwościach powyżej 1 GHz, natomiast musi być użyta dla częstotliwości większej niż 18 GHz.
Kalibracja systemu do badań odporności promieniowanej z wykorzystaniem urządzeń będących w posiadaniu klienta zgodnie z IEC 61000-4-3 Ed. 3.1 b lub EN 61000-4-3 nie jest wspierana. Pomiar natężenia pola na poziomie 40 cm nad płaszczyzną odniesienia może być wykonany jako dodatkowa opcja.
Laboratorium Seibersdorf przy walidacji środowiska pomiarowego używa własnego systemu pomiarowego. Docelowy sprzęt klienta będzie prawdopodobnie inny. W związku z powyższym mogą pojawić się różnice w ocenie płaszczyzny jednorodności pola (UFA) i klient powinien przeprowadzić własną kalibrację jednorodności pola z wykorzystaniem własnego sprzętu pomiarowego.
Komory ALSE
Walidacja komór ALSE (ang. Absorber Lined Sielded Enclosure) czyli pomieszczeń ekranowanych wyłożonych absorberem wykonywana jest w zakresie częstotliwości 150 kHz do 1 GHz zgodnie z CISPR 25 Ed. 4.0 (2016) na stole pomiarowym klienta.
Poniższe dwie metody opisane są w dodatku J powyższej normy: metoda pomiaru referencyjnego lub z wykorzystaniem modelu długiej anteny linkowej i mogą być stosowane zamiennie.

  • Metoda pomiaru referencyjnego (ang. Reference Measurement Method)
    W zakresie częstotliwości od 150 kHz do 30 MHz wykonywane są pomiary z wykorzystaniem dwóch monopoli antenowych. Monopol nadawczy umieszczony jest w jednej stałej pozycji na stole pomiarowym.
    W zakresie częstotliwości 30 MHz do 1 GHz pole generowane jest przez małą koniczną antenę dipolową umieszczoną w stałej pozycji.
    Pomiarów dokonuje się anteną bikoniczną, logarytmiczno-periodyczną w polaryzacji poziome i pionowej. Pomiar referencyjny został wykonany tymi samymi antenami w OATS laboratorium Seibersdorf.
  • Metoda z wykorzystaniem modelu długiej anteny linkowej (Modelled long wire antenna method)
    Pole jest generowane w zakresie częstotliwości od 150 kHz do 1 GHz przez model długiej anteny linkowej. Antenę odbiorczą w polaryzacji pionowej do 30 MHz stanowi aktywny monopol antenowy. Powyżej 30 MHz używana jest antena bikoniczna lub logarytmiczno-periodyczna. Dane numeryczne pochodzące z symulacji komputerowych podane są w normie i stanowią bazę odniesienia do pomiarów.

W zakresie częstotliwości od 1 GHz do 3 GHz nie ma obowiązującej w normie procedury, dlatego Laboratorium Seibersdorf opracował własną metodę (publikacja w CE-Mag wydanie 11/12 2002).
Kompletny sprzęt pomiarowy niezbędny do przeprowadzenia pomiarów jest w zakresie oferty, klient jest zobligowany posiadać odpowiednio uziemiony stół testowy.
Pomiary tła elektromagnetycznego (Ambient Noise Measurement)
Pomiary tła elektromagnetycznego (ang. Ambient Noise, AN) wykonywane są zgodnie z CISPR 22 oraz EN 50022.
Szerokopasmowe anteny ustawione są w pozycji anteny odbiorczej, na jednej wysokości, w obu polaryzacjach. Natężenie pola mierzone jest w zakresie częstotliwości 30 MHz do 18 GHz z pasmem pomiarowym 120 kHz. Rozpiętość (span) pasma pomiarowego analizatora widma jest ustawiona w zależności do kroku częstotliwości, dzięki czemu całe spektrum jest skanowane w sposób ciągły. Z każdego spanu odczytywana jest wartość szczytowa (peak) jako wynik pomiaru.
Do wykonania tego pomiaru niezbędny jest skalibrowany pomiarowy odbiornik zaburzeń lub analizator widma z interfejsem GPIB, skalibrowane antena(ny) oraz okablowaniu RF

Niestandardowa walidacja
Free Space VSWR Validation
Walidacja VSWR wolnej przestrzeni (ang. Free Space VSWR validation) wykonywana jest zgodnie z J.S. Hollis, T.J. Lyon, L. Clayton: “Microwave Antenna Measurement”, Scientific-Atlanta Inc., Atlanta, Georgia, USA, lipiec 1970.
W celu określenia obcej energii z różnych miejsc w komorze, wykonuje się skan w kierunku poprzecznym i podłużnym do osi komory w częstotliwościach (400 MHz), 800 MHz, 836 MHz, 1 GHz, 1,5 GHz, 1,88 GHz, 2,4 GHz, 6 GHz, 10 GHz, 12 GHz oraz 18 GHz w objętości pomiarowej o średnicy 0,5m (lub 1 m) na jednej wysokości (maks. 2m) Każdy skan wykonany jest w polaryzacji pionowej i poziomej z innym kątem wycelowania anteną względem osi pomiarowej. Kąt ten zmieniany jest z krokiem co 15 stopni aby pokryć zakres do 180 stopni.
Pomiar ten jest możliwy tylko przy wykorzystaniu sprzętu Seibersdorf.
Walidacja CTIA
Walidacja CTIA przeprowadzana jest zgodnie z dokumentem “Test Plan for Mobile Station over the Air Performance, Rev. 2.1”, Kwiecień 2005.
Rozdział 3: Test składa się z pomiaru tętnień w osi Phi dla 6 pozycji oraz tętnień w osi Theta dla 7 pozycji, przy 2 częstotliwościach: 836,5 MHz oraz 1880 MHz z wykorzystaniem 2 typów anten (dipolowa i pętlowa) dla każdej częstotliwości. Test musi być przeprowadzony z wykorzystaniem pozycjonera klienta. Seibersdorf zapewnia skalibrowany zestaw anten.
Rozdział 4: pomiar kalibrujący tor odbiorczy systemu pomiarowego dla 2 częstotliwości: 836,5 MHz oraz 1880 MHz przy użyciu skalibrowanych anten dostarczonych przez Seibersdorf.
Pomiary opisane w rozdziale 3 i 4 zostaną wykonane na sprzęcie klienta. Analizator sieci, pozycjoner, adapter do anteny, okablowanie, oprogramowanie sterujące i inne niezbędne akcesoria musza być dostarczone przez klienta z protokołami kalibracyjnymi. Kalibrowane anteny zostaną dostarczone przez Seibersdorf. Jednak w przypadku, gdy klient ubiegać się będzie o własną akredytację, zaleca się, aby wykonać pomiary z wykorzystaniem anten klienta.
Laboratorium Seibersdorf oferuje również weryfikację oprogramowania (dodatek B i D), obliczenia niepewności pomiarów (dodatek G), kalibrację anten i szkolenia przy audytach CTIA.
Walidacja wpływu stołu
Wpływ stołu (ang. Table Influence, TI) mierzony jest zgodnie z CISPR 16-1-4 w zakresie częstotliwości od 200 MHz – 18 GHz.
Małe anteny bikoniczne nadawcze oraz/lub małe dookólne anteny umieszczone są nad stołem pomiarowym w polaryzacji poziomej. Następnie mierzone jest natężenie pola z typowej odległości pomiarowej za pomocą sprzętu do pomiarów emisji promieniowanej. W kolejnym kroku stół zostaje usunięty i następuje ponowny pomiar natężenia pola. Budżet niepewności do uwzględnienia przy pomiarach emisji jest wyliczany z tych dwóch pomiarów.
Wpływ stołu powinien być oszacowany dla każdego stołu o wysokości powyżej 0,15 m.
Przy wykonywaniu pomiarów z wykorzystaniem sprzętu klienta, niezbędny jest skalibrowany pomiarowy odbiornik zaburzeń lub analizator widma z interfejsem GPIB, anteny, okablowanie oraz maszt antenowy z GPIB.

Kalibracja anten EMC
Kalibracja Anten EMC i sond pola
W ciągu ostatnich lat laboratorium Seibersdorf wykonało wiele badań naukowych powiązanych z procedurami kalibracji anten, które zostały opublikowane i częściowo wdrożone do norm europejskich oraz międzynarodowych. Kalibracja anten i sond pola w Seibersdorf wykonywana jest na otwartym poligonie, w trzech różnych komorach TEM oraz z pełni bezodbiciowej komorze. Otwarty poligon Seibersdofr jest jednym z najlepszych w Europie. Od 1996 laboratorium kalibracyjne anten i sond pola Seibersdorf jest akredytowane rozpoznawalne w strukturach EA (European co-operation for accreditation) oraz ILAC
Zakres usług laboratorium Seibersdorf pokrywa wprowadzone w 2015 zmiany do normy ANSI C63.4 dotyczącej procedur kalibracji anten hybrydowych oraz nowo wprowadzonej normy CISPR 16-1-6 dotyczącej kalibracji anten EMC. Zapraszamy do konsultacji dotyczących zalecanych procedur kalibracyjnych powiązanych w konkretnymi normami emisji i odporności promieniowanej.
Szczegóły dotyczące kalibracji anten EMC
Typy kalibrowanych anten

  • Anteny bikoniczne
  • Anteny logarytmiczno-periodyczne
  • Anteny bikoniczno logarytmiczno-periodyczne
  • Anteny rożkowe (Horn)
  • Anteny Mil-Std (monopole, pętlowe, spiralne)
  • Anteny dipolowe (niepewność ± 0,3 dB !)

Procedury kalibracyjne

  • CISPR 16-1-6
  • ANSI C63.5
  • ANSI C63.4
  • SAE ARP 958
  • IEEE 302, IEEE 291

Dostępne środowiska pomiarowe

  • Referencyjny otwarty poligon (OATS)
  • Stanowisko Quasi wolnej przestrzeni
  • W pełni bezodbiciowa komora
  • Komory TEM

Pomiary

  • Wyznaczenie współczynnika antenowego jako funkcji wysokości nad ziemią odniesienia i polaryzacji
  • Wyznaczenie współczynnika antenowego w wolnej przestrzeni lub wzmocnienia
  • Wyznaczenie VSWR oraz niesymetrii układów symetryzujących (balun imbalance)
  • Polaryzacja poprzeczna (Cross-Polarisation)
  • Pomiary charakterystyki kierunkowej promieniowania
  • Pomiary sumy współczynników antenowych dla specyficznych systemów do pomiarów NSA
  • Pomiary SRM (Site Reference Measurements) do walidacji komór bezodbiciowych

Niepewność pomiarowa (95%, k=2)

  • ± 1,0 dB – 1,8 dB, 20 MHz – 6000 MHz, współczynnik antenowy @ OATS, Wolna przestrzeń
  • ± 1,0 dB – 1,7 dB, 0,2 GHz – 40 MHz, współczynnik antenowy @ Komora w pełni bezodbiciowa
  • ± 0,3 – 0.9 dB, 30 MHz – 1000 MHz, Antenna Pair Reference / Dual Antenna Factor @ OATS
  • ± 0,3 dB, 25 MHz – 1 GHz, antena dookólna
  • ± 0,5 dB, 25 MHz – 1 GHz, antena kierunkowa

Szczegóły dotyczące kalibracji sond pola
Procedura kalibracyjna

  • IEEE Std 1309-2013

Dostępne środowiska pomiarowe

  • Komory TEM, 5 Hz – 500 MHz, do 300 V/m
  • Komora bezodbiciowa 100 MHz – 40 GHz, do 200 V/m
  • Komora rewerberacyjna (1 GHz – 4 GHz: 1,2 kV/m; 4 GHz – 12 GHz: 600V/m; 12 GHz – 18 GHz: 300V/m)
  • Kondensator o równoległych płytach: 0 – 10 kHz, do 1 kV/m
  • Generatory pola magnetycznego (cewki): 0 – 10 MHz, do 400 A/m

Pomiary

  • Wyznaczenie współczynnika kalibracyjnego jako funkcji częstotliwości, orientacji sondy, natężenia pola i modulacji
  • Pomiary izotropowości jako funkcji częstotliwości
  • Wyznaczenie liniowości amplitudy jako funkcji częstotliwości

Niepewność (95%, k=2) generowanych pól wynosi:

  • ±5%, DC – 10 kHz
  • ±15%, 10 kHz – 150 MHz
  • ±20%, 150 MHz – 18 GHz
  • ±25%, 18 GHz – 40 GHz