Результат интеллектуальной деятельности: Способ испытаний антенных кабелей автотранспортных средств на помехозащищённость к электромагнитным помехам

Изобретение относится к электрическим испытаниям антенных кабелей автотранспортных средств (АТС) на соответствие параметрам электромагнитной совместимости (ЭМС), в частности к воздействию высокочастотного электромагнитного поля и может быть использовано для оценки помехозащищенности антенных кабелей АТС высокочастотных электромагнитных помех (ЭМП).

Из ГОСТ 29157-91, известна установка, содержащая металлическое заземленное основание, на котором располагается тестируемая система (изделие) с идущими от него жгутами проводов, которые подключаются к источнику питания и электрическим периферийным элементам изделия, при этом жгуты проводов проходят через емкостное устройство, вход которого подключается к генератору помех, а выход к электрической нагрузке.

Из упомянутого источника известен реализуемый выше описанной установкой способ испытаний кабелей автотранспортного средства на помехозащищенность к электромагнитным помехам, заключающийся в наведении посредством емкостного устройства электромагнитных помех в проходящих через него жгутов проводов.

Недостатками данного способа является, воздействие ЭМП на отдельно взятый участок тестируемой системы, что не позволяет оценить наведенный уровень ЭМП на всю систему в целом, а также испытание тестируемой системы, не включенной в бортовую сеть АТС, что не позволяет учесть специфические особенности распределения ЭМП в АТС.

Из ГОСТ 29157-91, известна установка, содержащая экранированную камеру, изделие с идущими от него жгутами проводов, которые подключаются к источнику питания и периферийным элементам изделия, при этом жгуты проводов проходят через индуктивный инжектор тока, вход которого подключается к генератору помех.

Из упомянутого источника известен реализуемый выше описанной установкой способ испытаний кабелей автотранспортного средства на помехозащищенность к электромагнитным помехам, заключающийся в наведении посредством индуктивного инжектора тока электромагнитных помех в проходящих через него жгутов проводов.

Недостатками данного способа является, воздействие ЭМП на отдельно взятый участок жгута тестируемой системы, что не позволяет оценить наведенный уровень ЭМП на всю систему в целом.

За прототип предлагаемого изобретения принят известный из ГОСТ Р 51318.25-2012 способ испытаний антенно-фидерных систем автотранспортных средств на помехозащищенность к электромагнитным помехам, в котором АТС, имеющее в своем составе антенно-фидерную систему, устанавливается в испытательную камеру, преимущественно безэховую. Подключают к выходу антенно-фидерной системы с помощью согласующего устройства измерительный приемник, воздействуют на антенно-фидерную систему ЭМП, которые создаются бортовыми электротехническими системами, режим работы которых задается регламентирующей испытания документацией, и проводят измерение уровня помех на выходе антенно-фидерной системы. Результаты испытаний сравнивают с контрольными значениями, и по результатам сравнения делают заключение о соответствии испытываемой антенно-фидерной системы нормативным требованиям.

Недостатком данного способа является не детерминированный характер воздействия ЭМП от электротехнических систем АТС на антенно-фидерную систему, что не позволяет однозначно сравнить помехозащищенность кабеля (участков кабеля) антенно-фидерного тракта.

Задачей заявляемого решения является создание способа испытаний антенных кабелей АТС на помехозащищенность к ЭМП, позволяющего оценить соответствие параметрам ЭМС кабеля (участков кабеля) антенно-фидерного тракта и на основании результатов испытаний принять меры по повышению помехозащищенности антенно-фидерного тракта.

Указанная задача решается в способе испытаний антенных кабелей АТС на помехозащищенность к ЭМП, в котором выход антенно-фидерной системы АТС, расположенного в испытательной камере, преимущественно безэховой, подключают с помощью согласующего устройства и помехозащищенного кабеля к измерительному приемнику, а затем воздействуют на антенно-фидерную систему ЭМП.

Указанная задача решается тем, что:

1. На антенно-фидерное устройство испытываемого АТС воздействуют имитирующим источник (источники) ЭМП детерминированным широкополосным сигналом, перекрывающим заданную область частот, и проводят измерение уровня наведенных ЭМП на выходе антенно-фидерной системы.

2. Помехозащищенность антенных кабелей АТС к ЭМП в заданной области частот оценивают в сравнении с общим уровнем наведенных ЭМП на выходе антенно-фидерной системы.

3. Оценка помехозащищенности включает в себя режим, при котором все источники ЭМП АТС выключены, а в качестве источника (источников) ЭМП применяется как минимум один генератор с антенной, создающий детерминированный широкополосный сигнал, перекрывающий заданную область частот.

4. Источник (источники) ЭМП, создающий детерминированный широкополосный сигнал, перекрывающий заданную область частот, устанавливают в месте, регламентированном документацией на испытания.

5. Измерения уровня наведенных ЭМП производят при двух конфигурациях антенно-фидерной системы. Первая конфигурация включает в себя приемную антенну и антенный кабель АТС. Вторая конфигурация включает в себя эквивалентное сопротивление приемной антенны или полностью защищенную от ЭМП приемную антенну и антенный кабель АТС.

6. Оценку достаточности помехозащищенности антенных кабелей производят из условия:

U_A(f_i)-U_К(f_i)≥6 дБ, где

- U_A (f_i) - напряжение наведенных помех на частоте f_i на выходе антенно-фидерной системы в конфигурации включающей в себя приемную антенну и антенный кабель АТС;

- U_К (f_i) - напряжение наведенных помех на частоте f_i на выходе антенно-фидерной системы в конфигурации включающей в себя эквивалентное сопротивление приемной антенны или полностью защищенную от ЭМП приемную антенну и антенный кабель АТС;

- f_i - частота, на которой проводятся измерения наведенных ЭМП.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

Фиг. 1, где схематично показаны: 1 - испытательная камера (безэховая камера); 2 -АТС с испытываемой антенно-фидерной системой; 3 - источник ЭМП, создающий детерминированный широкополосный сигнал, перекрывающий заданную область частот и установленный в месте, регламентированном документацией на испытания.

Фиг. 2, где схематично показаны: 4 - приемная антенна АТС; 5 -испытываемый антенный кабель АТС; 6 - согласующее устройство; 7 -помехозащищенный кабель, соединяющий согласующее устройство и измерительный приемник; 8 - измерительный приемник; 9 - экранированная камера для размещения измерительной аппаратуры.

Фиг. 3, где схематично показаны: 10 - эквивалентное сопротивление приемной антенны АТС.

Фиг. 4, где показаны: 11 - спектральная характеристика наведенных помех на выходе антенно-фидерной системы в конфигурации, включающую в себя приемную антенну и антенный кабель АТС; 12 - спектральная характеристика наведенных помех на выходе антенно-фидерной системы в конфигурации, включающую в себя эквивалентное сопротивление приемной антенны и антенный кабель АТС; 13 - разница спектральных характеристик 11 и 12.

Изобретение может быть реализовано в испытательной камере, преимущественно безэховой, содержащей в своем составе источник ЭМП, создающий детерминированный широкополосный сигнал, перекрывающий заданную регламентирующей документацией область частот, измерительную аппаратуру (измерительный приемник) с согласующим устройством и помехозащищенным кабелем, а также в установленном в испытательную камеру на период испытаний предварительно подготовленном автотранспортном средстве с испытываемой антенно-фидерной системой. Где источник ЭМП, создающий детерминированный широкополосный сигнал, установлен в месте, регламентированном документацией на испытания.

После указанного осуществляют предварительную подготовку АТС к испытаниям, которая заключается:

- в подключении к антенно-фидерной системе АТС согласующего устройства и помехозащищенного кабеля;

- подключении измерительной аппаратуры (измерительного приемника) к выходу помехозащищенного кабеля;

- в установке, после первого испытания в соответствии с первой вышеописанной конфигурацией антенно-фидерной системы АТС, вместо приемной антенны эквивалентного сопротивления или в установке на приемную антенну устройства защиты антенны от воздействия ЭМП.

Заявляемое техническое решение основано на том, что оценка помехозащищенности антенного кабеля осуществляется по результатам сравнения спектральных характеристик наведенных в антенно-фидерной системе АТС помех, которые получены после испытаний в двух вышеописанных конфигурациях антенно-фидерных систем АТС. По первой конфигурации измеряется интегральный уровень наведенного ЭМП в заданном диапазоне частот на антенну и антенный кабель АТС. По второй конфигурации исключается рецептор ЭМП в виде антенны и измеряется уровень наведенного ЭМП только на антенный кабель, при этом электрические параметры антенно-фидерной системы АТС по сравнению с первой конфигурацией остаются идентичными.

Антенный кабель считается удовлетворяющим требованиям помехозащищенности, если разница спектральных характеристик, наведенных ЭМП на антенно-фидерную систему АТС, полученных после испытаний в двух вышеописанных конфигурациях антенно-фидерных систем, составляет не мене 6 дБ. Указанное показывает, что наводимое ЭМП на антенный кабель напряжение, как минимум в два раза меньше напряжения, наводимого ЭМП, на антенну АТС.

Испытания проводят следующим образом:

1. На АТС с установленной в соответствии с первой конфигурацией антенно-фидерной системой осуществляют воздействие детерминированным широкополосным сигналом, перекрывающим заданную область частот, генерируемым посредством размещенного в испытательной камер источника ЭМП. Посредством измерительного приемника сканируют заданную область частот и производят в ней измерение уровня наведенных на антенно-фидерную систему ЭМП. По результатам измерений строят спектральную характеристику наведенного ЭМП напряжения.

2. После проведения измерений в соответствии с первой конфигурацией антенно-фидерной системы, проводят подготовку к проведению измерений ЭМП по второй конфигурации. Для этого вместо приемной антенны устанавливают эквивалентное сопротивление или устанавливают на приемную антенну устройство защиты антенны от ЭМП. После подготовки осуществляют повторное воздействие детерминированным широкополосным сигналом, перекрывающего заданную область частот посредством источника ЭМП. Измерительный приемник сканирует заданную область частот и производит в ней измерение уровня наведенных на антенно-фидерную систему ЭМП. По результатам измерений строят спектральную характеристику наведенных ЭМП для второй конфигурации антенно-фидерной системы.

3. После испытаний производят анализ измеренных в двух конфигурациях антенно-фидерных систем АТС спектральных характеристик наведенных ЭМП.

4. По результатам испытаний делают заключение о помехозащищенности антенного кабеля АТС и в случае несоответствия требованиям применяются меры по повышению помехозащищенности антенно-фидерного тракта.

Антенный кабель считается удовлетворяющим требованиям помехозащищенности, если разница спектральных характеристик, наведенных ЭМП на антенно-фидерную систему АТС, полученных после испытаний в двух вышеописанных конфигурациях антенно-фидерной системы, составляет не мене 6 дБ.