GB T 13926.3-1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 辐射电磁场要求.pdf
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1、中华人民共和国国家标准工业过程测量和控制装置的电辐射电磁场要求容性Electromagnetic co田patibllltyfor Indllstrla process measllrement and control eqlllpment Radlatd electromagnetlc fleld reqlllrements GB/T 13926.3-92 本标准等效采用IEC801一3工业过程测量和控制装置的电磁兼容性第3部分辐射电磁场要求)0984年版。1 主题内容与适用范围本标准规定了工业过程测量和控制装置对辐射电磁场敏感性试验的严酷等级和试验方法。本标准适用于评定工业过程测量和控制装
2、置对辐射电磁场的敏感性。2 术语2. 1 天线antenna 种将信号源传来的射频功率发射到空间,或者截取到达的电磁场,并将该电磁场转换成电信号的变换器。2.2 宽频带发射broad-band emission 具有足够宽的、均匀的和连续的频谱能量分布的一种发射。这样当测量接收机在规定的接收机脉冲带宽范围内调谐时,其响应的变化不会太大。2.3 传导发射conducted emission 沿导体传送的有用的或无用的电磁能。这种发射如果是无用的则称作传导干扰。2.4 连续波continuous waves(C. W. ) 在稳态条件下,其连续振荡是恒定的电磁波。为了传递信息,可以将它中断或调制。
3、2.5 性能下降degradation 在敏感性试验中,由于电磁干扰造成试验样品工作性能发生非期望的变化.但这并不一定意味着工作不正常或严重故障。2.6 偶极天线dpole 由一根直形导体(通常其长度不大于半个波长)形成的天线,在其电中心处对开以连接馈线。2.7 电磁波electromagnetic wave 以电场和磁场振荡为特征的电荷振荡所产生的辐射能。2.8 发射emissn 从一个源经辐射或传导而传播出的电磁能。2.9 远场far field 天线发出的功率通量密度大致能满足距离平方倒数的那个区域。对于偶极天线来说,这相当于大于/2寰的距离,其中是辐射的波长。固京技术监督局1992-1
4、2-17批准1993-06-04实施190 GB/T 13926. 3-92 2. 10 场强field strength 场强-词仅适用于远场中的测量,通常指电场矢量的大小,一般用V/m来表示。注z在近场测量中,应根据测量的是合成电场还是合成磁场,分别使用电场强度或磁场强度一词。2.11 感应场induction field 存在于距离d/加内的主要电场和(或磁场,A为波长。2. 12 各向同性isotropic 具有所有方向上等值的特性。2.13 单极天线monopole 一种由直接垂直安装在反射平面底板)上的直导体通常其长度不大于波长的1/4)组成的天线,其根部接馈线,作用及其反射酷似偶
5、极。2. 14 极化polarization 用以表示辐射场电场矢量方向的术语。2. 15 .辐射发射radiated emission 空间的辐射场和属应场分量.2.16 辐射radiation 信号与干扰以非传导的方式从源向外的传播。2.17 无线电环境radio environment 在任何指定的场所内,由认可的正常工作的发射机产生的无线电发射的综合效应.它有场强的量纲,并随频带、地理位置及时间的变化而变化e2.18 射频干扰radio-frequency interference (R. F. 1. ) 射频干扰指的是射频带内的电磁干扰.2.19 屏蔽室shielded enclos
6、ure 专门为隔绝内部与外部电磁环境而设计的屏栅或整体金属护罩.其目的在于防止外部环境电磁场引起内部电磁环境的变化,并防止发射引起对外部环绕的干扰。2.20 带状线stripline 产生试验用电磁场的平行板传输线。2.21 寄生辐射spurious radiation 电气装置发出的不希望有的电磁发射。2.22 扫频sweep 在整个频率范围内频率连续地来回变动。2.23 收发信机transcei ver 置于同一饥壳内的无线电发射和接收设备的组合体。3 严酷级频率范围,27500MHz. 等级试验场强V/m 123 lio定;1特z 注,X是一个未定等级,由用户与制造厂商定或由制造厂加以规
7、定。、191 G/T 13926.3-92 4 试验方法的选择本部分列出的试验方法是进行电磁干扰辐射敏感性试验时常用的试验方法.由于产生的场强达到一定等级,试验必须在屏蔽室内进行,以便符合我国和国际上有关禁止干扰无线电通讯的条文的规定.此外,在敏感性试验时,由于大多数的测试设备对周围环填中的电磁场很敏感,屏蔽室可以作为在被试装置与测试设备之间设置起一道必要的屏蔽。并需注意保证穿入屏蔽室的连接电缆足以衰减传导发射和辐射发射,同时保护被试装置信号和功率响应的完整性。4. 1 屏蔽室使用屏蔽窒会产生驻波并可能引起测量误差。但是通过比较各种可替代的方法(如电波暗室、横电磁波(T.E. M. )室、混波
8、室、户外天线场、带状线等).保留了使用屏蔽室的方法,因为它是广泛应用于辐射测量的最有效手段。由于敏感性多数是在较宽的频带下出现的,因此在多数情况下对数据采用定性分析比较合适,如果辐射场峰值在150MHz时,引起电子设备工作异常,则在不同屏蔽室内试验时,装置很可能在145MHz 或155MHz或者在150MHz附近某一点上发生工作异常。对于窄频带装置(如低能级内部振荡捞)来说,在被试装置处和振荡器频率下,可能会产生个辐射场为零的显然可忽略的影响.而该装置实际上可能是敏感的。在试验样品旁边放置一个或若干个监测夭线可以减小场强的大范围偏离。在遇到峰值和零时,场强可以重调到所需等级。驻波的影响可以利用
9、屏蔽室的几何形状、除去室内不必要的物体和局部消声罩等方法加以控制。最后,应根据当时现场环境电磁场等级和特定的工作频率对试验数据作出定性评估。例如,如果装置现场的工作通信频率是450MHz.则在75MHz时装置的敏感性就不重要了。4.2 电波暗室电波暗室是一种专门设计的暗室,其墙壁和天花板均装有吸波材料,能吸收入射的电磁波,不会因屏蔽壁的反射而引起测量误差。电波暗室是辐射电磁场试验的最理想测试场地,但造价较高。4.3 带状线电路平行带状线是由于相距为h的两块平行板组成,平板两端接有匹配负载,保证整个平行板间的内部电磁场均匀分布。这种装置适用于较小的物体(带状线尺寸h的1/3)。对于尺寸较大的物体
10、会引起电磁场的不均匀。由于该结构不起屏蔽作用,易受周围电磁环境影响,同时也辐射电磁场,故应在屏蔽室内使用。注s除了第4章叙述的试验方法外,也可使用其他方法.这些方法的使用实例列于附录A.场强测量-为了形成所需的场强,经常利用一个接收天线,然后再用被试装置代替.但采用这种方法所需时间太长。并且用被试装置代替接收天线会搅乱原来的场。因此推荐采用连续监视场强不断调整功率等级的方法.5 试验设备推荐采用下列试验设备28. 屏蔽室或电波暗窒z大小应与图1、图2规定的保持间距相适应。b. 带状线电路(27500MHz)。C. 信号源一一能覆盖整个频率范围,并具奇0.005倍频程每秒(1.5XlO-十倍频程
11、每秒)或稍低的自动扫频能力的信号发生器。d. 功率放大器一在信号源功率较小时,放大信号并激励天线。e 天线.双锥天线:27200MHz , 阅锥对数螺旋天线:200500MHz; 1 lj工GB/T 13926. 3-92 或其他能满足频率要求的天线系统。t 场强监视器具有各向同性的场强探测器。g. 监视输出和为试验样品提供工作动力和信号的辅助装置。注:只要能证明符合所需的条件,可以采用其他装置,形成和控制电磁场。6 试验配置本部分规定的试验程序要求产生一个电磁场.将试验样品置于此电磁场中并观察其工作。为了产生能用以模拟实际(现场)条件的场,需要有效的天线激励功率和合成的高场强等级a为了符合当
12、地的规定,防止对试验人员造成人体危害,建议在屏蔽室或电波暗室内进行这些试验。但是,在使用屏蔽室时,由于室壁反射辐射能,这给建立和保持所需的场强造成了困难。反射将导致屏蔽室内形成场强的强化(峰值)或抵消(零值)。为了减少被试装置附近实际场强的不确定度,可使用一个或若干个场强监视器。屏蔽室的大小应与被试装置相匹配,以便对建立的各场强加以适当的控制,装置的全部试验都应在尽可能接近于安装的条件下进行,除另有规定外,导线的铺设应符合制造厂推荐的程序,装置应置于机壳内,所有盖子和观察板均应安放就位。如果装匠是设计成安装于仪表盘、架和柜的,则应按此种线构进行试验。如果未对装置的进线和出线加以规定,应使用不加
13、屏蔽的双芯绞合线,并从被试装置连接点起留出lmt主的线暴露在电磁辐射下,然后将导线同电磁干扰滤波器连接,再用屏蔽导线与屏蔽室外的测试设备相连接。暴露的1mi:导线用以模拟机架布线的格局,即沿着被试装置的一侧铺设,然后再向下或向上(以便利于试验人员)。水平或垂直排列有助于保证最差的条件。6.1 屏蔽室和电波暗室(图1、图2)被试装置放置在屏蔽窒中央的木桌上,如果被试装置是架式装置,可将它直接放在地上,但要加以绝缘,防止金属接触。辐射天线放在在距被试装置正面至少1m处。不耍求采用特殊的底板,如果试验样品需要器具支撑,该器具必须用非金属材料制成。装置外罩或机壳的接地应符合制造厂推荐的安装方法。6.
14、2 带状线电路(图3、图4、图5和图的小型的装r(25cmX25 cmX25 cm)可以放在带状线电路中进行试验。试验装置置于带状线立方体中央的泡沫塑料支架t.被试装宦应在兰个不同的方向上进行试验。装旺的全部试验应在尽可能接近于安装的条件下进行。布线应符合制造厂推荐的程序。为f适当地保护被试装置的信号和电源线,减少容易影响外部试验仪表的传导干扰(建议在外部导线仁采用铁氧体环).带状线的顶部要求有一个滤波器(图引。只耍能产生合适的场并且检验合格,也呵以采用其他的建场方法和其他监测方法。7 试验程序试验程序以使用XJ.锥天线、圃锥对数螺旋天线或其他相应天线以及带状线电路为依据。7.1 实验环绕条件
15、主ITf史环城参数M试验结果的影响减至最小,试验应在7.1. 1条和7.1. 2条规定的大气和电磁环拢条件1、-进行。7. 1. 1 大气条件在无其他技术要求或用户与制造厂IiJ元协议情况下,大气条件内符合F列要求,环境1M度,1535C;i付J相对湿度,45%75%,大气压力:68106 kPa, 7.1.2 电磁条件GB/T 13926. 3-92 实验室的电磁环境不得影响试验结果。7.2 屏蔽室被试装置放在屏蔽室中央的木桌上。然后根据相应的安装说明接上电源线和信号线。双锥天线和对数螺旋天线放置在距被试装置1m处,以便能在27MHz至500MHz的整个频率范围内扫频,而无需在200MHz的
16、交越频率上改变天线的位置。在调整相应天线辐射的连续波时,利用放置在被试装置顶部或者放在被试装置旁边的场强计确定所需的场强,并通过屏蔽室外远程场强指示仪监视场强。试验通常在天线对准被试装置最敏感的一侧时进行。双锥形天线产生的场的极化需要在每一个试品的位置上测量二次。一次在天线处于垂直位置时进行,另一次在天线处于水平位置时进行.对数螺旋形天线产生的是圆形极化场,就不必改变天线的位置。在上述每一种条件下,频率范围从27MHz扫描到500MHz.扫频速率为1.5 X 10十倍频程每秒,暂停时,调整射频信号电平或转换振荡器和天线。对敏感频率或其他具有重要意义的频率可以单个地进行分析。7.3 带状线电路被
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