COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE TESTS CEM ET DOSIMÉTRIE J.Ch.Bolomey [email protected]

INTRODUCTION • EFFETS DES ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES: – SUR LES ÉQUIPEMENTS ÉLECTRONIQUES (TESTS CEM) – SUR LES PERSONNES (DOSIMÉTRIE)

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TESTS POUR LA CEM GENERALITES •

OBJECTIFS DES TESTS: CONTROLER LA CONFORMITE D’UN EQUIPEMENT ELECTRONIQUE VIS-A-VIS DES NORMES EN VIGUEUR – –

• • •

CARACTERE IMPERATIF DES TESTS CEM EXTENSION A L’EXPOSITION DES PERSONNES CONDITIONS GENERALES DES TESTS: – – – – –

•

EMISSIONS PARASITES (cf. REGIME D’EMISSION POUR LES ANTENNES) IMMUNITE (cf. REGIME DE RECEPTION POUR LES ANTENNES)

EN GENERAL, IMPOSSIBILITE DE REPRODUIRE EXACTEMENT (TOUTES) LES CONDITIONS REELLES EN RAISON DE LA VARIABILITE DES ENVIRONNEMENTS RECHERCHE D’UNE CORRESPONDANCE « RAISONNABLE » OU QUANTIFIABLE ENTRE LA CONFIGURATION DE TEST ET LES CONFIGURATIONS REELLES PRIORITE A LA REPRODUCTIBILITE DES RESULTATS DES TESTS D’UN BASE DE MESURE A UNE AUTRE EMISSIONS: MESURE DU CHAMP RAYONNE EN EXTERIEUR OU EN CHAMBRE SEMI-ANECHOIQUE IMMUNITE: REPONSE A UNE ONDE PLANE OU A UNE SUPERPOSITION D’ONDES PLANES, REPONSE A UNE ONDE STATISTIQUEMENT ISOTROPE

ROLE DES DIMENSIONS DU DISPOSITIF SOUS TEST (DST) ET DE LA GAMME DE FREQUENCE CONCERNEE

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SIMULATEURS D’ONDE PLANE CELLULE TEM TRANSITION PROGRESSIVE A IMPEDANCE CARACTERISTIQUE CONSTANTE

PUISSANCE FOURNIE A LA CELLULE

V2 P= 2Z c

DST

CHAMP DANS LA ZONE DE MESURE (CELLULE ADAPTEE)

!

V = "Eh E = "0 H

ZONE DE MESURE LIGNE UNIFORME

! !

H

E

V

2h

4

NOUVELLE CELLULE TEM 3D SYSTEME ACTUEL «3D

PROTOTYPE DE CELLULE 3D-TEM A L’INRETS

RÉPARTITION DU CHAMP ÉLECTRIQUE

SYSTEME FUTUR 6D 5

SIMULATEURS D’ONDE PLANE IEM NAPPE DE FILS CONDUCTEURS FILS RESISTIFS

POLARISATION VERTICALE DST PLAN DE SOL GENERATEUR IEM

POLARISATION HORIZONTALE

DST

PRISES DE TERRE

SOL NATUREL

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EXEMPLE DE NORME (1) EMISSION (CISPR 16) •

MESURE DU CHAMP RAYONNE A DES DISTANCES DE REFERENCE: 1, 3, 10 ET 30 METRES

•

BASES DE TEST: – –

•

PROCEDURE: – –

– – –

•

BASE EXTERNE [OPEN AREA TEST SITE (OATS)] CHAMBRE SEMI-ANECHOIQUE

PAROIS ABSORBANTES (ESPACE LIBRE)

INSTALLATION DU DST SUR POSITIONNEUR POUR CHAQUE DISTANCE DE REFERENCE, DEPLACER VERTICALEMENT L’ANTENNE DE RECEPTION ET, SI POSSIBLE, MAXIMISER LE SIGNAL RECU EN REORIENTANT L’ANTENNE TOURNER LE DST ENREGISTRER LE MAXIMUM DE CHAMP MESURE REPETER L’OPERATION POUR UNE ROTATION COMPLETE DU DST

DST

SOL CONDUCTEUR

NIVEAUX FIXES PAR LA NORME – –

100mV/m A 3 METRES (DANS 100 kHz) 200mV/m A 1 METRE (DANS 100 kHz) 7

SITES POUR TESTS CEM

CHAMBRE SEMI-ANECHOIQUE

SITE DE TEST EXTERNE (OATS)

8

CHAMBRES RÉVERBÉRANTES A BRASSAGE DE MODES (CRBM) PRINCIPE

BRASSEUR DE MODES

CAVITÉ RÉSONNANTE

CHAMP RÉSULTANT DE LA SUPERPOSITION D’UN GRAND NOMBRE DE MODES

P

N max

E(P,t)

E(P,t) =

#"

n

(t)E n (P)

n=1

ANTENNE GÉNÉRATEUR

E x (P) = E y (P) = E z (P) = 0

!

E x2 (P) = E y2 (P) = E z2 (P) =

1 2 E0 3

! 9

!

SIMULATEUR D’ONDE ISOTROPE CHAMBRE REVERBERANTE

DST

ONDES INCIDENTES INCOHÉRENTES NON-POLARISÉES

GÉNÉRATEUR 10

CHAMBRE RÉVERBÉRANTE - EXEMPLE

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REVERBERATING CHAMBERS MOBILE PHONE ANTENNA TESTS FOI (Swedish Defense Research Agency)

5.10x2.46x3.00 METER

CHALMERS UNIV.

0.80x1.00x1.00 (M)

BLUETEST

0.80x1.00x1.60 (M)

COMPANY

DIMENSIONS (m)

LUF (GHz)

FOI (E0)

0.87x1.05x1.19

1

VSWR, 12 PHONES LOAD

ERICSSON (Kumla)

1.00x0.50x0.50

1.5

SFC, MULTIPATH

2.00x1.45x0.85

0.8

R&D, PRODUCTION

ERICSSON (Linköping)

APPLICATIONS

12

SCATTERING FIELD CHAMBERS (SFC) • •

OBJECTIVE: SIMULATE MULTIPATH ENVIRONMENTS POSSIBLE SOLUTIONS WITH RC: – –

•

INSERTION OF ABSORBING MATERIALS OR METALLIC SCREENS DUAL INJECTION

EXAMPLE:

E-FIELD PDF

EXPERIMENTAL SETUP

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EXEMPLES DE CAPTEURS POUR CEM (1) EH110 ELECTRIC AND MAGNETIC ISOTROPIC FIELD METER (MONTENA EMC SA, CH)

* * * * * * *

FREQUENCY RANGE: E-FIELD RANGE: H-FIELD RANGE: ACCURACY: ISOTROPY: LINEARITY: DETECTION:

150kHz - 110MHz 0.25 - 2,000 V/m 1.3 mA/m - 8.3 A/m < ± 1 dB < ± 0.5 dB < 3% TRUE RMS

TYPE 11 ISOTROPIC E-FIELD PROBE ISOTROPIC FIELD METER (WANDEL & GOLTERMAN, D)

* FREQUENCY RANGE: * E-FIELD RANGE: * ACCURACY: * ISOTROPY: * LINEARITY:

10MHz - 60GHz 1 - 800 V/m < ± 1 dB (up to 40GHz) < ± 2.7 dB (above 60GHz) < ± 0.7 dB typ. < ± 1dB (up to 200V/m)

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EXEMPLES DE CAPTEURS POUR CEM (2)

MÉLOPÉE ET 2003 HIGH BANDWIDTH ISOTROPIC ELECTRIC FIELD SENSOR (THALES) * RISE TIME: D F = !

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MEASUREMENT DISTANCE (meters)

DIMENSION OF THE AUT

FREQUENCY

44

VARIABILITY OF THE SAFETY PERIMETER ACCORDING TO THE SELECTED REFERENCE LEVEL

GSM 900MHz

DCS 1.800 MHz

EEC

41V/m

Italy

6V/m; 20V/m (