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)

Méthode FS – VSWR (4/5)

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

MESURES

Mesure chambre « mousse » - HERA 3P (1/2)

Polar. Hor.

Polar. Vert.

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

g.dun@siepel.com

Contact commercial France

Stéphane Tanguy

s.tanguy@siepel.com