Validação rápida de locais de teste de EMC acima de 1 GHz com domínio de tempo S(VSWR)

O analisador de rede vetorial R&S®ZNB, juntamente com a antena de corneta com guia de onda de sulco duplo R&S®HF907, fornece medições TD SVSWR rápidas e precisas, em conformidade com ANSI C63.25.

Sua tarefa

Os locais de teste de EMI para medições de emissão irradiada no intervalo de frequência de 1 GHz a 18 GHz dependem de condições de espaço livre para minimizar a influência de reflexões no sinal recebido. Praticamente, isso é conseguido usando compartimentos protegidos totalmente revestidos com material de absorção de RF (espaço totalmente anecoico, FAR).

A validação do local determina os desvios das condições de espaço livre necessárias para atender ao critério de aceitação para realizar medições de conformidade com EMI em um FAR. A validação deste local é realizada medindo a relação de onda estacionária da tensão do local (SVSWR), que é a razão entre o sinal máximo recebido e o sinal recebido mínimo, causada pela interferência entre sinais diretos (pretendidos) e refletidos. Existem duas abordagens diferentes para demonstrar a conformidade com o critério de aceitação:

  • O método SVSWR em conformidade com CISPR 16-1-4
  • O método SVSWR (TD SVSWR) no domínio de tempo, em conformidade com ANSI C63.25
Medição do TD SVSWR usando VNA
Medição do TD SVSWR usando VNA
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Em princípio, os dois métodos consistem em uma série de medições de resposta entre um par de antenas e usam o mesmo critério de aceitação de SVSWR ≤ 6,0 dB. Para o método CISPR, é necessário variar a distância entre as duas antenas seis vezes para mudar a relação de fase entre a resposta direta da antena e as reflexões. O método de domínio de tempo ANSI funciona sem a necessidade de mover antenas. Isso é conseguido através de uma medição de transmissão complexa (S21) usando um analisador de rede vetorial (VNA) e uma transformação no domínio de tempo dos dados do intervalo de frequência.

Avaliação do TD SVSWR
Avaliação do TD SVSWR
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O resultado mostra a resposta ao impulso entre as duas antenas. Como a resposta direta de antena a antena está relacionada à distância mais curta, o pulso mais antigo é a resposta direta da antena. Reflexões do local de teste são de mais longe e chegam mais tarde. Portanto, é possível usar temporização para separar a resposta direta da antena das reflexões e calcular o TD SVSWR.

A solução da Rohde & Schwarz

Os analisadores de rede vetorial R&S®ZNB equipados com a opção de análise de domínio de tempo R&S®ZNB-K2 oferecem a função de medição para medir o TD SVSWR em conformidade com o ANSI C63.25. Para um intervalo de validação de 1 GHz a 18 GHz, configure o VNA para a grelha harmônica com uma frequência inicial de 500 MHz, uma frequência de parada de 19,7 GHz, um tamanho de etapa de 1 MHz, nível de saída de 0 dBm e largura de banda de 1 kHz.

Observação: o intervalo de frequência adicional (acima e abaixo da frequência de interesse) é necessário para considerar o efeito de janelamento do processo de controle de tempo em que os dados nas bordas da faixa não são confiáveis.

Realize uma calibração VNA completa de duas portas nas extremidades dos cabos usados para conectar as antenas de transmissão e recepção. Conecte os cabos às antenas e coloque a antena de transmissão na plataforma giratória no primeiro local de medição e polarização (veja a figura).

Realize uma medição de transmissão e verifique a sensibilidade da configuração. Uma relação sinal-ruído de pelo menos 20 dB precisa ser alcançada. Ative a função de medição TD SVSWR no menu de domínio de tempo do VNA.

Observação: a função de janela Hann é usada por padrão. Defina o intervalo de porta de modo que somente a resposta direta da antena e qualquer tempo de interrupção associado às antenas estejam dentro do intervalo de porta.

Menu de configuração de TD SVSWR do ZNB e exibição de resultados
Menu de configuração de TD SVSWR do R&S®ZNB e exibição de resultados
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Observe: o objetivo da porta é manter a resposta de tempo direta entre as antenas e suprimir todas as outras respostas. É suficiente ajustar o centro do tempo da porta para o pico da resposta principal, e o intervalo da porta do canal simetricamente em torno do pico para um valor de duas vezes o tempo de interrupção da antena. Para o R&S®HF907, utilize um intervalo de porta de 8 ns.

Posições de medição de TD SVSWR em um plano horizontal
Posições de medição de TD SVSWR em um plano horizontal
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Realize uma limpeza de S21 e exporte o rastreamento como dados formatados para posterior avaliação. Repita o procedimento para todas as outras posições e polarizações da antena de transmissão.

Observação: todas as posições F (frente), R (direita), L (esquerda) e C (centro) são medidas a uma altura de 1m acima da parte inferior do volume de teste. A posição frontal é medida adicionalmente a uma altura de 2 m. A posição central é opcional se o diâmetro do volume for menor ou igual a 1,5 m.

Funcionalidade aprimorada

O método de domínio de tempo fornece mais informações sobre o local de teste, além de demonstrar a conformidade com os requisitos de validação do site. Por exemplo, você pode usar a visualização de resposta ao impulso no domínio de tempo para identificar a localização das áreas em um FAR onde são necessários amortecedores adicionais ou de melhor qualidade. A resposta da antena em um local ideal mostraria um único pulso (a resposta direta de antena a antena). Portanto, qualquer grande reflexão indesejada pode ser facilmente identificada. Além disso, a distância da antena pode ser exibida, pois o tempo e a distância são relacionados pela velocidade da luz (c ~ 3 × 108 m/s) no espaço livre.

Resumo

O analisador de rede vetorial de duas portas R&S®ZNB20 com suas funções de análise no domínio de tempo, juntamente com a antena de corneta com guia de onda de sulco duplo R&S®HF907, é a solução ideal para medições de validação de locais rápidas e precisas usando o método TD SVSWR em conformidade com ANSI C63.25.

A motivação para usar o método de domínio de tempo ANSI é que leva menos tempo para realizar a validação do local de um local de teste EMC para testes acima de 1 GHz em relação ao método CISPR, com o benefício adicional de indicar onde o local ou a câmara é imperfeito.