Nouvelle norme CISPR 16-1-4 Ed 2.0
(Fév. 2007) pour la validation de
site de mesure entre 1 et 18 GHz
Conférence CEM – Salon RF&Hyper
Mercredi 28 Mars 2007
Gwenaël DUN
Nouvelle norme CISPR 16-1-4 Ed 2.0 pour la validation de site de mesure
entre 1 et 18 GHz
Mesure EMI en rayonnée - f > 1 GHz
Ancienne méthode de validation de site
Méthode FS - VSWR
Méthode Site VSWR
Etude de cas : chambre de qualification à 3m
Conclusion
Méthode d’ANE et « Transmission Loss »
SOMMAIRE
Mesure chambre « mousse » - HERA 3P
Mesure EMI rayonnée f > 1GHz (1/5)
Mesure dans la bande de fréquence 1 - 6 GHz (WLAN…)
5ème harmonique1000 < F < 1200
5 GHz500 < F < 1000
6 GHzF > 1200
2 GHz108 < F < 500
1 GHzF < 108
Fréquence haute de la bande de fréquence de mesure EMI
Plus haute fréquence générée ou utilisée dans l’équipement (MHz)
LIMITE DES PERTURBATIONS RADIOELECTRIQUES CISPR 22 Amdt 1 (07-2005)
Distance de mesure
Condition de champ lointain
1m < R < 10m F > 1 GHz
3m < R < 30m F < 1 GHz
Distance préférentielle - R = 3m (10m pour f < 1GHz)
Mesure EMI rayonnée f > 1GHz (2/5)
EST
Plateau tournant
R = 1m ou 3m (10m)
θ 3 dB w
h
PROCEDURE DE MESURE CISPR 16-2-3 (2006)
Mesure en “free space”
Mesure EMI rayonnée f > 1GHz (3/5)
5°5°25°25°25°25°27°35°35°60°
θ3dBmin (1m) (°)
1.7°0.09 m181.7°0.09 m168.5°0.44 m148.5°0.44 m128.5°0.44 m108.5°0.44 m89.2°0.48 m612.0°0.63 m412.0°0.63 m221.8°1.15 m1
θ3dBmin (3m) (°)
Wmin(m) f (GHz)
OUVERTURE MINIMALE DE L’ANTENNE DE MESURE
Données de la norme CISPR16-2-3
Mesure EMI rayonnée f > 1GHz (4/5)
D : plus grande dimension de l’antenne
DIMENSIONS DE L’ANTENNE DE MESURE
R = D²/2 λ : distance pour faire une erreur de moins de 3 dB
Mesure EMI rayonnée f > 1GHz (5/5)
6.1 m2.7 m185.4 m2.4 m164.7 m2.1 m144.1 m1.8 m123.4 m1.5 m102.7 m1.2 m82.0 m0.9 m61.4 m0.6 m40.7 m0.3 m20.3 m0.15 m1
Cornet fort gainCornet DRG - LPDAf (GHz)0.450.3D(m)
NOTE CISPR 16-2-3 : Compte tenu que les perturbations dominantes de l’appareil en essai peuvent être considérées comme incohérentes et rayonnées à partir d’une source ponctuelle, il est nécessaire d’appliquer la distance minimale à l’antenne de mesure (D²/2 λ) mais pas à l’appareil en essai.
DIMENSIONS DE L’ANTENNE DE MESURE
et Pertes de transmission “Transmission Loss”
Ancienne méthode de validation (1/1)
Rapide
Peu reproductible
Antenne d’émission très directive
Méthode d’Attenuation Normalisée d’Emplacement
Inconvénients
Effet du plan de masse (ANE)
Positionnement des antennes
Effets de la chambre mineurs
Avantages
Front d’onde Ed
Cas d’une reflection spéculaire
EMAXEMIN
ONDES STATIONNAIRES EN ESPACE LIBRE (FS-VSWR)
λ
Front d’onde Er
Méthode FS – VSWR (1/5)
Validation de chambres anéchoïques de mesures d’antennes ou dispositifs
radiofréquences (IEEE STD 149-1979)
X (m)
X (m)
Pr(dBm)
Méthode FS – VSWR (2/5)
METHODE DE MESURE DU VSWR EN ESPACE LIBRE
Ed2.Er
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
00 1 2 3 4 5 6 7
FREE SPACE VSWR (dB)
Niv
eau
des
pertu
rbat
eurs
(dB
)
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+
=⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
rd
rdVSWR EE
EEEEdBS log20log20)(
min
max
ET
ED
ER
Méthode FS – VSWR (3/5)
Avantages Inconvénients
Pas de facteurs d’antennes
Très sensible (réflectivitéjusqu’à environ 50dB)
Positionneur précis
Fréquence discrète
Mesures longues
Déplacement : Continu
Fréquence : Discrète
Antenne directive : Rotation
Déplacement : Discret
Fréquence : Large bande
Antenne omnidirectionelle
Méthode FS – VSWR (5/5)
Pas en λ/10 afin de trouver les max et les min
PROBLEME DE LA METHODE ET SOLUTION POUR LA CEM
Méthode « Site VSWR »
Méthode Site VSWR (1/4)
Extrémités de la zone de travail au lieu de déplacements longitudinaux et transversaux
Source isotropique au lieu d’une antenne directive en émission
POINTS DE MESURES
Procédure pour la validation des sites de mesuresEntre 1 et 18GHz CISPR16-1-4 Ed 2.0
6 points discrets 0 ; 2 ; 10 ; 18 ; 30 ; 40 cm
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
+=D
XDPP log20' ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
min
max
''log20)(
PPdBSVSWR
Méthode Site VSWR (2/4)POINTS DE MESURES
Correction en distance
1 – 6 GHz
Plan H
Plan E
Méthode Site VSWR (3/4)
6 - 18 GHz
SPECIFICATIONS SUR L’ANTENNE D’EMISSION
Diagramme de rayonnement
Site VSWR < 6dB
FACTEURS D’ERREURS
± 2dB
Niveaux perturbateurs à - 20 dB
Imperfections du site (Objectif)
± 1dB Répétabilité de la méthode de validation
± 1.5dB Imperfections de la source
Méthode Site VSWR (4/4)
Etude de cas (1/5)
-5dB
-7dB
35°
0°
-1dB63.5° ;
-7dB26°
-7dB
0°
CHAMBRE SEMI-ANECHOIQUE DE MESURE A 3MZone de travail de H 2m et Ø 2m
Max Svswr = 1.6 dB
R= -10dB R= -20dB
H = 1m
D = 4m
Max Svswr = 5.2 dB
Etude de cas (2/5)
IMPACT DES ABSORBANTS AU SOL
Performances des absorbants en fonction de l'angle d'incidence
0
10
20
30
40
50
60
0.1 1 10Hauteur en longueur d'onde
Réf
lect
ivité
(dB
)
50°
60°
70°
80 °
D/λ
Angle d’incidence : 65° Réflectivité souhaitée : 19dBÀ partir de 1GHz
D/λ = 2 D = 60cm APM66
Etude de cas (3/5)
DIMENSIONNEMENT DES ABSORBANTS AU SOL
Environ 12 dB de réflectivité dans les zones spéculaires pour des incidences proche de la normale
Absorbants hybrides HY45 suffisants
Etude de cas (4/5)
DIMENSIONNEMENT DES CHAMBRES
RESULTATS DE MESURES
ABSORBANTS AU SOL EN OATS
0
1
2
3
4
5
6
7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18f (GHz)
Svs
wr
(dB
)Front Vert.Left Vert.Front Hor.Center Hor.Left Hor.
Etude de cas (5/5)
Svswr < 3dB
RESULTATS DE MESURES
Mesure chambre « mousse » - HERA 3P (2/2)
0
1
2
3
4
5
6
7
1 3 5 7 9 11 13 15 17f (GHz)
Svsw
r (dB
)
Front Vert.Left Vert.Right Vert.Front Hor.Left Hor.Right Hor.
Zone tranquille : H 1.5m – Ø 1.2m
Conforme CISPR 16-1-4 de 1 à 18GHz
Nouvelle procédure normalisée 1-18GHz
Mesures « free space »
Applicable aux chambres « totalement anéchoïque »
Cas des chambres « mousses »
Cas des chambres « ferrites »
APM66 au sol (immunité)
HY45 dans les zones spéculaires (design optimisé SIEPEL)
Conclusion
sans modifications de design
Méthode rapide
Représentative des performances de la chambre
Nouvelle norme CISPR 16-1-4 Ed 2.0 pour la validation de site de mesure
entre 1 et 18 GHz
Gwenaël DUN
Contact commercial France
Stéphane Tanguy
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