Специалистам в области испытаний на ЭМС известна степень корреляции между измерениями в безэховой камере и открытой испытательной площадкой. Подчеркнем, что в зарубежных стандартах открытая площадка называется "Open Test Site" - именно испытательная площадка, а никак не измерительная, как это пишут технические комитеты с плохим английским, которые всего лишь переводят за деньги международные стандарты на русский и называют их ГОСТами без всяческих согласований с настоящими специалистами.
Ошибки перевода и искажающие трактовки, встречаются повсеместно, кардинально меняя смысл и метод стандарта. Это тема для отдельный дискуссий. Начиная с 2000 года, мировые производители начали проявлять интерес к вопросу корреляции результатов испытаний. Испытанные в одной лаборатории и размещенные на первом объекте приборы хорошо функционируют и не мешают работе другой аппаратуры. Те же устройства, испытанные в другой лаборатории и установленные на втором объекте сбоят и являются источниками электромагнитных излучений, превышающие нормы. Отсутствие хорошей корреляции между испытательными камерами и открытыми площадками (OATS) означает, что производители перегружены на этапе проектирования своего оборудования. В статье "Lack of standardized testing leads to widely varying measurements at different commercial test sites", D. Weston. NARTE News, Volume 18, Fall 2000, сравниваются результаты испытаний в диапазоне частот от 212 до 236 МГц на AOTS и в БЭК для расстояний 3 и 10м. Было определено, что, хотя часто определяющим фактором является ориентация кабеля, он не был причиной больших различий. Отклонение нормализованного затухания (НСА) участка 3м открытой площадки (OATS) в диапазоне от 200 до 300 МГц составило от 0,31 до 1,90 дБ. Тогда как разница в безэховой камерой 3м высотой 3м достигала 14 дБ. Специалисты знают, что даже в безэховых камерах высотой 4м соответствие камеры затуханию СИСПР очень трудно достижимо. Нормой считается высота безэховой камеры 6м. Однако, российский рынок переполнен дешевыми некачественными камерами, в том числе с картонными поглотителями, без феррита, с поддельными документами и исследованиями, в основном, российского производства. В протоколах аттестации таких камер идеальные цифры, хотя физически это невозможно. Также, непорядочные производители и продавцы безэховых камер предлагают проводить измерения параметров своих камер не в непрерывном диапазоне частот, а всего на некоторых точках, пользуясь лазейками в стандартах. Однако, вернемся к исследованиям.
В 2010 году в работе " Egregious errors in electromagnetic radiation evaluation" D. Weston получил похожие результаты для расстояния 10м. Максимальная погрешность составляла до 25 дБ! В 3-метровой ПБЭК - 26,8 дБ! Чтобы читатель понимал, в таблице показано на сколько различались результаты измерений на AOTS и в БЭК. Выбросы были намного выше в камере на некоторых частотах. Коэффициент корреляции должен был составлять 10,5 дБ между измерениями на 3 и 10 метрах.
Такие ошибки при измерениях приводят к задержкам и дополнительным необоснованным инженерным и производственным затратам для заводов. Поэтому, производители (Заказчики испытаний) за рубежом настаивают на проведении измерений на 10 метрах и в большинстве случаев оказываются правы. Никакая аккредитация не избавит Вас от некомпетентности лаборатории или откровенной лжи. Отчасти поэтому и мы, "Лаборатория ЭМС инноваций" предлагаем производителям услуги по аудиту испытаний и честном контроле процесса испытаний в различных испытательных лабораториях, так как далекому от тонкостей испытаний, которые в конечном итоге станут решающими, представителю завода-производителя зачастую очень тяжело разобраться в причине несоответствия продукта требованиям ЭМС. Различить некачественные испытания, подделку отчетов или результатов аттестации испытательного оборудования, о которой сама лаборатория может и не знать, недопустимые отклонения от стандартных методов или ошибки собственного проектирования очень трудно даже профессионалу с многолетним стажем.
Такие стандарты как ANSI С63.4, СИСПР 16-1 определяют теоретические коэффициенты затухания для проверки качества и аттестации альтернативных испытательных площадок (безэховых камер). Способ калибровки, коэффициенты, значения неопределенности измерительных антенн могут привести к тому, что необходимые значения затухания +/-4 дБ будут недостижимы.
Однако, это не приведет к таким огромным расхождениям, как было показано выше. Источниками ошибок при измерениях также могут быть: ориентация, размещение и размеры испытуемого изделия, измерительных кабелей, ошибки в процедуре максимизации выбросов в соответствии с со стандартами на эмиссию радиопомех и собственные резонансы камер.Один из таких резонансов приведен в ГОСТ Р 50414. Стандарт говорит о необходимости исключения резонансной частоты из результатов аттестации при измерениях коэффициента экранирования камеры. Экранированная камера представляет собой закрытую металлическую коробку с отражающими поверхностями, в которой любая электромагнитная волна отражается, генерируя при этом, резонансных мод. Эти резонансные моды создают стоячие волны, узлы и пучности поля в зависимости от частоты и расположения внутри камеры. На этом принципе основана работа других, реверберационных камер, предназначенных для создания полей высокой интенсивности и специфических измерений, например, в области беспроводных сетей. Для безэховых и полубезэховых ЭМС камер - реверберация - это вредный эффект.
При резонансе поле внутри экранированного помещения может быть выше, чем поле, генерируемое источником (испытуемым прибором) на открытой площадке. Возможно возникновение нескольких резонансных мод. Когда помещение облицовано радиопоглощающим материалом, эти резонансы частично ослабляются, поэтому для поглотителей важна их широкополосность и согласованность. Тип поглотителя играет большую роль в демпфировании резонансов. Межлабораторные сравнительные измерения, в которых участвовали 17 зарубежных лабораторий выявили наиболее влияющий диапазон частот от 30 до 100 МГц. Результаты измерений, проведенные нами в 5 российских лабораториях с помощью опорного источника поля, также выделяют этот диапазон до примерно 125 МГц и область в районе 1 ГГц как область с наиболее расходящимися результатами. Большинство требований, например, военные или ФСТЭК почти не требуют от пирамидальных поглотителей никаких характеристик, ограничиваясь 3-6 дБ. Многие стандарты или методики требуют коэффициента затухания радиопоглощающего материала от 1000МГц и выше. Автомобильный стандарт СИСПР 25 (ГОСТ Р 51318.25) требует, чтобы характеристики поглощения материала были выше 6 дБ в диапазоне от 70 до 2,5ГГц. При этом, в камере размером 5,33 x 6,53 x 3,63 м первый резонанс находится на частоте 36 МГц и поэтому, используемый тип поглотителя имеет важное значение в диапазоне от 30 до 100 МГц. пирамиды имеют плохой коэффициент на таких частотах, т.к. по большей части, он обусловлен формой пирамид, а для приемлемого коэффициента на частоте порядка 30 МГц, они должны быть около 2м в длину. Поэтому применяют гибридные материалы, т.е. совместное использование пирамид и ферритовых плиток, которые преимущественно и работают в области низких частот.
Те, кто предлагает безэховые камеры без феррита, особенно маленькой высоты, которые якобы соответствуют всем требованиям к затуханию площадки, скорее всего в этом ничего не понимает или откровенно лжет. Ведь именно у таких компаний никогда нельзя увидеть в широком доступе результаты и параметры камер и материалов или присутствовать и контролировать аттестацию. Ведь специалисты сразу увидят подмену, а Заказчика можно подвести к заблуждению ради продаж. Также менеджеры обычно подменяют понятия и параметры "гибридных" материалов, выдавая за них совсем другое. Как потом эксплуатировать такие камеры, кроме как тоже по бумагам, номинально, остается только гадать... Типовые коэффициенты для пирамид из измерений Mr. Dadvid A. Weston, EMC Consulting, Inc. и гибридных материалов приведены в таблице ниже. Как можно заметить, обычные пирамиды не могут предотвратить резонансы экрана камеры на частотах менее 100 МГц.
Особенно заметны резонансы по вертикали в полубезэховых камерах, так как пол в них не покрыт поглотителями. Поэтому при измерениях в них (СИСПР 22) применяют метод максимизации результатов и сканирование с изменением высоты антенны от 1 до 4 м, однако, этого может оказаться недостаточным для исключения ошибок измерений.
Методы определения резонансов безэховых камер. Издание Interference Technology за 2019 год в выпуске AUTOMOTIVE EMC GUIDE , на основе статьи из которого был написан данный материал, описало методы, рассказанные нами в октябре 2017 года: по контролю входной мощности на антенне, напряженности поля. Третий способ можно прочитать по ссылке выше на наш канал Яндекс.Дзен. Вы можете сами, при наличии БЭК провести эксперименты по поиску стоячих волн. Однако, для излучения частот ниже 80 МГц придется задействовать штырьевую антенну или сложную логопериодическую.
