Реверберационная камера, как аналог безэховой камеры, для испытаний технических средств на устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю

На сегодняшний день проблема электромагнитной совместимости (далее ЭМС) технических средств (далее ТС) стоит довольно остро, особенно для российских предприятий. В общем и целом ЭМС ТС делится на помехоустойчивость ТС и помехоэмиссию ТС: как ТС реагирует на помехи и как ТС создает помехи. Помехи в свою очередь делятся на те, что распространяются в проводах и кабелях и те, что распространяются электромагнитным излучением [1].

Испытания ТС на последний вид помех являются самыми дорогостоящими, так как требуют технически сложной аппаратуры (антенны, усилители мощности, генераторы) и сооружения специальных экранированных камер (безэховые камеры). Возникает потребность уменьшить стоимость испытательных систем, одновременно не теряя в качестве проведения испытаний.

Одним из путей решения данной проблемы стала электромагнитная реверберационная камера (далее РК). Ее сооружение является менее затратным из-за отсутствия дорогостоящих радиопоглощающих материалов. Одновременно с этим РК обладает большей эффективностью использования мощности, что видно из рисунков 1 и 2.

Для РК данные были взяты у производителя SIEPEL камеры EOLE400 с наименьшей рабочей частотой (далее НРЧ) 400 МГц. Для безэховой камеры (далее БЭК) были подобраны антенны для всех частот от 400 МГц до 18 ГГц, данные взяты на сайте производителя антенн Amplifiers Research [2].

f, МГц

Рисунок 1 – Достижимая напряженность при входной мощности 1 кВт в РК EOLE400 и БЭК с антенной ATL80M1G.

Рисунок 2 – Достижимая напряженность при входной мощности 1 кВт в РК EOLE400 и БЭК с выбранными антеннами.

С ростом НРЧ эффективность использования мощности РК будет расти и рабочий объем уменьшаться. С уменьшением же НРЧ вплоть до 80 МГц и далее эффективность будет падать и рабочий объем расти. В БЭК рабочий объем не зависит от рабочих частот, что является серьезным преимуществом перед РК. Так, в РК невозможно испытывать ТС с объемом более 100 м ³ или ТС, один из линейных размеров которых превышают таковые рабочего объема РК.

Самым большим отличием РК и БЭК является вид воздействия электромагнитного поля (далее ЭМП). Эти воздействия можно разделить на 2 вида:

• 1)    ТС подвергается направленному излучению ЭМ волн;

Пример: излучение РЛС на самолет;

• 2)    ТС подвергается воздействию поля, полученного вследствие

отражений от окружающих поверхностей;

Пример: излучение РЛС на самолет. Бортовое оборудование в этом случае подвергается именно такому воздействию [3].

Заметим, что внутренние компоненты ТС всегда подвергаются воздействию полей, полученных в результате отражения ЭМ волн от внутренней поверхности корпуса ТС.

Следовательно, РК – инструмент контроля компонентов ТС, а БЭК - инструмент контроля всего ТС.

Таким образом, РК можно использовать для контроля устойчивости каждого компонента ТС еще на этапе их разработки. Это даст большую вероятность, что конечное ТС будет также устойчиво, в результате чего снизятся затраты на переразработку полностью готового ТС или полностью исключит их, в случае его несоответствия требованиям ЭМС.

Помимо этого, в РК можно испытывать ТС, которые будут размещаться в помещениях, корпусах и т.д. Например: бортовое оборудование самолетов, подводных лодок, кораблей, спутников, боеприпасов и т.д.

Как следствие можно сделать вывод, что РК не способна полностью заменить БЭК, несмотря на все ее преимущества. Для того чтобы сделать выбор между этими двумя камерами, необходимо определить, какие напряженности должны быть достигнуты и что именно будет испытываться в камере (размеры ТС и предполагаемое место эксплуатации). Хотя РК рассмотрена с точки зрения на устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю, тот же вывод можно сделать и исходя из испытаний на помехоэмиссию.