Быстрая проверка площадок испытаний на ЭМС выше 1 ГГц с временной областью S(VSWR)

Векторный анализатор цепей R&S®ZNB в комбинации с рупорной антенной с двухгребневым волноводом R&S®HF907 обеспечивают быстрое и точное выполнение измерений SVSWR во временной области в соответствии с ANSI C63.25.

Измерительная задача

Для площадок испытаний на ЭМП с целью измерения излучений в частотном диапазоне от 1 до 18 ГГц ключевое значение имеет наличие свободного пространства для минимизации влияния отражаемых сигналов на принимаемый сигнал. На практике это достигается с помощью установки экранированных корпусов, полностью облицованных ВЧ-поглотителем (полностью безэховая камера, FAR).

Площадки проверяются на наличие свободного пространства, необходимого для удовлетворения требованиям процедуры выполнения измерений на соответствие по ЭМП в FAR. Проверка площадок выполняется измерением коэффициента стоячей волны по напряжению (SVSWR), который представляет собой отношение максимальной амплитуды принятого сигнала к минимальной амплитуде принятого сигнала в результате интерференции между прямым и отраженными сигналами. Есть два различных способа демонстрации соответствия критерию приемки:

  • Метод SVSWR согласно CISPR 16-1-4
  • Метод измерения SVSWR (TD SVSWR) во временной области согласно ANSI C63.25
Измерение SVSWR во временной области с помощью ВАЦ
Измерение SVSWR во временной области с помощью ВАЦ
Открытый Lightbox

Оба метода предполагают серию измерений АЧХ между парой антенн и используют один и тот же критерий приемки SVSWR ≤ 6,0 дБ. При применении метода CISPR необходимо шесть раз менять расстояние между двумя антеннами для изменения фазового соотношения между антенной характеристикой прямого сигнала и отраженными сигналами. Метод анализа временной области ANSI не предполагает перемещение антенн. Цель достигается комплексным измерением параметров передачи (S21) с использованием векторного анализатора цепей (ВАЦ) и преобразованием временной области для данных частотной области.

Оценка SVSWR во временной области
Оценка SVSWR во временной области
Открытый Lightbox

В результате измерения мы получаем набор импульсов определенной длительности, проходящих между двумя антеннами. Так как наименьшее время прохождения у прямого импульса от антенны до антенны, то импульс с наименьшей длительностью соответствует коэффициенту передачи антенны. Импульсы, отраженные от границ испытательной площадки, имеют большую длительность. Поэтому можно использовать временное стробирование для выделения коэффициента передачи антенны из набора отраженных импульсов и рассчитывать SVSWR по временной области.

Решение от компании Rohde & Schwarz

Векторные анализаторы цепей R&S®ZNB, оснащенные опцией анализа временной области R&S®ZNB-K2, предлагают функцию измерения SVSWR во временной области в соответствии с ANSI C63.25. Для диапазона проверки от 1 до 18 ГГц настройте ВАЦ на гармоническую частотную сетку с начальной частотой 500 МГц, конечной частотой 19,7 ГГц, шагом 1 МГц, уровнем выходного сигнала 0 дБмВт и полосой пропускания 1 кГц.

Примечание. Дополнительный частотный диапазон (выше и ниже интересующей частоты) необходим для учета эффекта оконного преобразования в процессе временного стробирования, когда данные на границах диапазона ненадежны.

Выполните полноценную 2-портовую ВАЦ-калибровку на концах кабелей, используемых для подключения передающих и приемных антенн. Подключите кабели к антеннам и установите передающую антенну на поворотном столе в первом измерительном положении при первой поляризации (см. рисунок).

Выполните измерение параметров передачи и проверьте чувствительность схемы измерения. Необходимо добиться отношения сигнал/шум не ниже 20 дБ. Включите функцию измерения SVSWR во временной области, используя меню временной области ВАЦ.

Примечание. По умолчанию используется оконная функция Ханна. Настройте полосу обзора стробирования так, чтобы в ней находились только антенная характеристика прямого сигнала и время затухания звона, ассоциируемое с антеннами.

Меню настройки измерения SVSWR во временной области в ZNB и отображение результатов
Меню настройки измерения SVSWR во временной области в R&S®ZNB и отображение результатов
Открытый Lightbox

Примечание. Целью стробирования является сохранение временной характеристики прямого сигнала между антеннами и подавление всех остальных характеристик. Достаточно настроить центр строба на пик основной характеристики, а полосу обзора строба настроить симметрично вокруг пика на значение, в два раза большее времени затухания звона антенны. Для R&S®HF907 используйте полосу обзора 8 нс.

Позиции измерения SVSWR во временной области в горизонтальной области
Позиции измерения SVSWR во временной области в горизонтальной области
Открытый Lightbox

Выполните развертку S21 и экспортируйте кривую в виде форматированных данных для последующей оценки. Повторите процедуру для всех остальных позиций и поляризаций передающей антенны.

Примечание. Все позиции F (спереди), R (справа), L (слева) и C (по центру) измеряются на высоте 1 м от основания испытательного объема. Позиция спереди дополнительно измеряется на высоте 2 м. Позиция по центру является дополнительной, если диаметр объема меньше либо равен 1,5 м.

Расширенные функциональные возможности

Метод временной области обеспечивает дополнительную информацию по испытательной площадке в дополнение к демонстрации соответствия требованиям к проверке площадки. Например, можно использовать окно импульсной характеристики временной области для идентификации местоположения областей в камере FAR, в которой необходимы дополнительные или более качественные поглотители. Антенная характеристика на идеальной площадке должна отображать один импульс (межантенную характеристику прямого сигнала). В связи с этим можно легко идентифицировать сильный нежелательный отраженный сигнал. Кроме того, может отображаться расстояние от антенны, так как время и расстояние связаны со скоростью света (c ~ 3 × 108 м/с) в свободном пространстве.

Заключение

Двухпортовый векторный анализатор цепей R&S®ZNB20 с функциями анализа временной области совместно с рупорной антенной с двухгребневым волноводом R&S®HF907 — идеальное решение для быстрого и точного выполнения измерений в рамках проверки площадок с использованием метода измерения SVSWR во временной области в соответствии с ANSI C63.25.

Целью использования метода анализа временной области ANSI является уменьшение времени выполнения проверки площадки испытания на ЭМС выше 1 ГГц по сравнению с методом CISPR наряду с дополнительным преимуществом индикации дефектности площадки или камеры.

Запросить информацию

Do you have questions or need additional information? Simply fill out this form and we will get right back to you.
For service/support requests, please go here to log in or register.

Ваш запрос отправлен. Мы свяжемся с вами в ближайшее время.
An error is occurred, please try it again later.