Đang tải... (xem toàn văn)
NGHIÊN CỨU TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ TRONG THIẾT BỊ ĐO OATS OATS là phương tiện sử dụng rất phổ biến để kiểm tra bức xạ trường điện từ. Nó cung cấp những phương pháp đo trực tiếp và đa năng nhất. OATS bao gồm một anten thu kích thước chuẩn, một phiến đất (ground plane) và những sợi cáp xoắn có chất lượng tốt.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo TIỂU LUẬN MÔN HỌC TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ TRONG THIẾT BỊ ĐO OATS Học viên thực hiện : Mai Thị Kim Liên Lớp : Cao học Kỹ Thuật Điện Tử - K25KĐT Niên khóa : 2012 - 2014 GVHD : PGS.TS TĂNG TẤN CHIẾN Đà Nẵng, tháng 11 năm 2013 MỤC LỤC 1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ OATS 4 1. Giới thiệu về OATS 4 2. Yêu cầu đối với OATS 5 Chương 2: CẤU HÌNH THIẾT BỊ ĐO OATS 6 1. Phiến đất phản xạ 6 2. Bàn xoay EUT 8 3. Thiết bị định vị anten 9 4. Khoảng cách đo 10 Chương 3: KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐO OATS 11 1. Vị trí đo kiểm ngoài trời (OATS) 11 2. Anten đo kiểm 13 3. Anten thay thế 17 4. Anten đo 18 5. Bộ tạo trường điện 18 5.1. Tổng quan 18 5.2. Mô tả 18 5.3. Định cỡ 18 5.4. Chế độ sử dụng 19 6. Hướng dẫn sử dụng các vị trí đo kiểm phát xạ 19 6.1. Kiểm tra vị trí đo kiểm 19 6.2. Chuẩn bị EUT 19 6.3. Cấp nguồn cho EUT 20 6.4. Thiết lập điều khiển âm lượng cho phép đo tín hiệu thoại tương tự 20 6.5. Khoảng cách đo 20 6.6. Chuẩn bị vị trí đo 22 7. Ghép nối tín hiệu 23 7.1. Tổng quan 23 7.2. Các tín hiệu số liệu 23 7.3. Các tín hiệu thoại và tương tự 23 8. Vị trí đo kiểm chuẩn 24 9. Hộp ghép đo 25 9.1. Mô tả 25 9.2. Quá trình hiệu chỉnh 27 9.3. Chế độ sử dụng 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ OATS 1. Giới thiệu về OATS OATS là phương tiện sử dụng rất phổ biến để kiểm tra bức xạ trường điện từ. Nó cung cấp những phương pháp đo trực tiếp và đa năng nhất. OATS bao gồm một anten thu kích thước chuẩn, một phiến đất (ground plane) và những sợi cáp xoắn có chất lượng tốt. Nó được đặt đủ xa các vật dụng hay thiết bị bằng kim loại và môi trường bức xạ điện từ mạnh như cột anten phát sóng phát thanh, truyền hình hoặc đường dây điện. Nó cho phép kiểm tra một cách chính xác bức xạ từ EUT (Equipment Under Test: Thiết bị cần kiểm tra). Tương tự việc sử dụng những anten phát kích thước chuẩn để kiểm tra độ nhạy trên các thiết bị đặc biệt cần phải được xác định là có thỏa mãn những điều kiện đo đạc hay không, đặc biệt là khoảng tần số phát có trùng lấn với khoảng tần số truyền thông hay không. Nếu việc đo đạc cần độ chính xác cao thì nó phải được thực hiện trong phòng kiểm tra chuyên dụng hay trong các tế bào. Hình1.1: Vị trí đo tương thích điện từ cách 30m Hình 1.2: Kiểm tra tương thích điện từ của xe máy Bất lợi chính khi sử dụng OATS là cần phải xác định toàn bộ phổ tần có thể bị nhiễu do bức xạ từ môi trường có sóng điện từ, ví dụ như đo một sóng hài xung đồng hồ yếu ở tần số 200MHz được phát ra từ tín hiệu TV 199,25MHz. Ngoài ra các tín hiệu nhiễu xạ từ các vật dụng bằng kim loại đặt gần EUT có thể ảnh hưởng đến kết quả đo. 2. Yêu cầu đối với OATS OATS phải được đặt ở nơi bằng phẳng, không có dây dẫn bên trên và không gần những vật phản xạ sóng. Anten đo và EUT tạo thành 2 tiêu cự của hình elip có độ dài trục dài gấp 2 lần khoảng cách d của anten và EUT và trục ngắn có độ dài là 1,73R hoặc d. Khoảng cách giữa nguồn phát và anten thu là 3m hoặc 10m hoặc 30m, tùy thuộc vào cấu hình kiểm tra cũng như kích thước vật lý của EUT. Chương 2: CẤU HÌNH THIẾT BỊ ĐO OATS 1. Phiến đất phản xạ Kích thước nhỏ nhất của phiến đất phản xạ bằng kim loại này được xác định tùy theo tiêu chuẩn được dùng để đánh giá. Thông thường phiến đất có hình chữ nhật với bề rộng có kích thước ít nhất gấp 2 lần kích thước của vật thể cần kiểm tra. Phiến đất phải không có khe hở với bề rộng tương đương với chiều dài của bước sóng ứng với tần số 1GHz. Kích thước được khuyến nghị là 1/20 kích thước bước sóng đó, khoảng 30mm. Trên thực tế, có thể thay thế phiến đất này bằng mặt đất tốt (ít đá cát và sỏi) và 1 miếng kim loại được chôn trong đất. Một phiến đất rộng sẽ cho độ suy hao gần bằng với giá trị lý thuyết. Sự tán xạ của sóng vô tuyến từ các cạnh của phiến có thể ảnh hưởng không tốt đến kết quả đo. Để hạn chế điều này, người ta phủ đất lên các cạnh của phiến. Điều kiện thời tiết cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả của quá trình đo. Ngoài ra, chúng ta còn quan tâm đến 1 số yếu tố quan trọng khác như là các vật xung quanh nơi làm kiểm tra phải không có kim loại. Nơi triển khai OATS phải là một nơi rộng lớn, đủ cách ly khỏi sự tác động điện từ của các vật thể xung quanh. Ví dụ : Một OATS với kích thước 30m đòi hỏi một nơi phải có diện tích ít nhất là 60m x 52m Anten đo là anten lưỡng cực với chiều dài bằng một nửa bước sóng cần đo. Dạng anten đơn giản là anten bao gồm các đoạn nhỏ hơn lồng vào nhau. Tùy theo tần số cần đo mà nó có thể được kéo dài hoặc thu ngắn lại. Hình 2.1: Nguyên lý đo bức xạ điện từ (Radiate Emission) Hình 2.2: Nguyên lý đo bức xạ điện từ (Radiate Susceptibility) 2. Bàn xoay EUT Phương pháp kiểm tra OATS sử dụng bàn xoay: Một chiếc bàn xoay có thể quay được và được điều khiển từ xa cùng với các thiết bị phụ trợ, chiếc bàn này có thể xoay để xác định hướng lớn nhất đối với mỗi tần số bức xạ của EUT. Nó được làm bằng kim loại hoặc phi kim loại, tùy thuộc vào vị trí đặt của nó với phiến đất. Nếu nó đặt ngay trên phiến đất thì bàn xoay phải là kim loại. Với trường hợp phi kim loại thì nó được đặt trên phiến đất và cách phiến đất 0.8m. Chú thích : Sc, Sd: tín hiệu tán xạ Sc<Sd-6dB; D’>1.5D Hình 2.3: Bàn xoay EUT Chú thích: MD=2D; MD= D Hình 2.4: Anten xoay EUT 3. Thiết bị định vị anten Thiết bị định vị anten có thể điều khiển từ xa khoảng cách giữa anten và phiến đất ở bên dưới. Bằng cách thay đổi khoảng cách này trong khoảng từ 1m đến 4m, ta có thể thu được tín hiệu phản xạ từ phiến đất. Nếu không có thiết bị điều khiển tự động khoảng cách giữa anten và phiến đất thì việc điều chỉnh khoảng cách này có thể được thực hiện bằng tay. Tuy nhiên điều này sẽ làm tốn thời gian. Bàn xoay được điều khiển quay để xác định hướng bức xạ lớn nhất. Khi đã xác định hướng của EUT có bức xạ năng lượng sóng vô tuyến lớn nhất, ta cố định bàn xoay và điều khiển để thay đổi chiều cao của anten. Hình 2.5: Chiều cao của anten đo 4. Khoảng cách đo Mỗi tiêu chuẩn kiểm tra tương ứng với một khoảng cách nhất định giữa EUT và anten thu, thông thường là 3m, 10m và 30m. Khoảng cách được tính từ biên của EUT và điểm trung tâm của anten lưỡng cực hay anten chóp. Việc cố gắng ngoại suy giá trị năng lượng bức xạ trong khoảng cách từ 3m đến 10m có thể không mang lại kết quả chính xác do đặc tính thiết kế của OATS hay đặc tính cấu hình, kích thước vật lý và tính chất sóng bức xạ của EUT. Ở khoảng cách 3m, anten quá gần EUT nên không thể đo được tín hiệu hoặc nó có đo được thì biên độ tín hiệu cũng không chính xác. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng trên thực tế không phải lúc nào độ bức xạ cũng giảm khi khoảng cách đo tăng lên. Thật vậy, độ bức xạ vẫn giữ nguyên biên độ hoặc có thể tăng lên dù ta tăng khoảng cách từ EUT. Điều này là do ảnh hưởng của phiến đất cũng như hiệu ứng phản xạ đa đường. [...]... của thiết bị Tư thế đo chuẩn của thiết bị phải như sau: a) đối với thiết bị có ăng ten tích hợp, phải được đặt ở tư thế gần với tư thế hay dùng nhất mà nhà sản xuất đã thông báo; b) đối với thiết bị có ăng ten ngoài cứng, ăng ten phải thẳng đứng c) đối với thiết bị có ăng ten ngoài mềm, ăng ten phải được dựng thẳng đứng bằng một giá đỡ cách điện Có thể sử dụng một gá đỡ hình người để đo các thiết bị. .. hoặc ăng ten thay thế phải được đặt trong vùng đo kiểm thiết kế tại tư thế làm việc chuẩn, tương ứng với trường được ứng dụng, trên một bệ được làm bằng vật liệu điện môi (hằng số điện môi nhỏ hơn 2) 9 Hộp ghép đo Hộp ghép đo chỉ được sử dụng để đánh giá thiết bị có ăng ten tích hợp 9.1 Mô tả Hộp ghép đo là một thiết bị ghép nối tần số vô tuyến kết hợp với một thiết bị có ăng ten tích hợp để ghép nối... bàn xoay, khoảng cách đo và các bố trí khác như một buồng triệt phản xạ có mặt nền Trong các phép đo bức xạ, vị trí đo ngoài trời được dùng tương tự như buồng triệt phản xạ có mặt nền Hình 3.3: Khoảng cách đo tại vị trí đo kiểm có mặt sàn (cách bố trí OATS để đo bức xạ giả) 2 Anten đo kiểm Anten đo kiểm luôn được sử dụng trong các phương pháp đo kiểm bức xạ, đối với các phép đo kiểm bức xạ (tức là... đo ở ngoài trời, nhưng trong dải tần là hữu hạn Có thể thực hiện được cả các phép đo tương đối và tuyệt đối, các phép đo tuyệt đối đòi hỏi phải có sự hiệu chỉnh về cách bố trí 5.2 Mô tả Bộ tạo trường điện bao gồm ba tấm dẫn điện tốt tạo nên một phần đường truyền dẫn cho phép thiết bị cần đo được đặt trong một trường điện biết trước Nó phải đủ cứng để có thể đỡ được thiết bị cần đo 5.3 Định cỡ Mục đích... của thiết bị được đo kiểm Điều này cho phép thực hiện một số phép đo nhất định bằng cách sử dụng biện pháp đo dẫn Chỉ các phép đo tương đối được thực hiện tại gần đúng hoặc đúng các tần số mà hộp ghép đo được hiệu chuẩn Ngoài ra dụng cụ đo phải có: a) đường nối tới nguồn cấp ngoài b) giao diện âm thanh qua đường nối trực tiếp hoặc qua bộ ghép nối âm thanh, nếu đánh giá thiết bị thoại Nếu thiết bị là... thoại….) Máy thu được đo kiểm Bộ tạo sóng 1 2 Dụng cụ đo thử Hình 3.8: Bố trí thiết bị thực hiện hiệu chỉnh 1) Thiết bị nối, ví dụ bộ nối tải / âm AF (trong trường hợp thiết bị thoại) 2) Thiết bị đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật, ví dụ như máy đo hệ số méo / mức âm, máy đo tỉ số lỗi bít BER Phương pháp chuẩn a) Xác định độ nhạy thể hiện bằng cường độ như quy định trong tiêu chuẩn, ghi lại giá trị cường độ trường... kính trong : 300 ± 5 mm; - Độ dày của thành ống : 5 ± 0,5mm Ống được đổ dày dung dịch nước muối (NaCl) nồng độ 1,5g/lit nước cất Thiết bị phải được giữ cố định trên bề mặt giá đỡ hình người, ở chiều cao thích hợp của thiết bị CHÚ THÍCH: Để đảm bảo được trọng lượng của hình nhân, có thể sử dụng một dạng ống khác thay thế có lõi rỗng đường kính lớn nhất là 220mm Trong bộ tạo trường điện, thiết bị cần đo. .. 5.3 Định cỡ Mục đích của việc định cỡ là thiết lập một mối liên hệ giữa điện áp được đưa ra từ máy phát tín hiệu và cường độ trường tại vùng đo kiểm chỉ định trong bộ tạo trường điện tại mọi tần số 5.4 Chế độ sử dụng Bộ tạo trường điện này có thể được dùng trong tất cả các phép đo bức xạ nằm trong dải tần định cỡ của nó Phương pháp đo giống với phương pháp đo ở vị trí ngoài trời nhưng có một thay... bộ tạo trường điện thay cho ăng ten đo kiểm 6 Hướng dẫn sử dụng các vị trí đo kiểm phát xạ Mục này chi tiết hóa các thủ tục, việc kiểm tra và bố trí thiết bị đo kiểm cần được thực hiện trước bất cứ một phép đo phát xạ nào Đây là quy định chung đối với tất cả các vị trí đo kiểm đã được quy định trong phụ lục A 6.1 Kiểm tra vị trí đo kiểm Không một phép đo nào được thực hiện tại một vị trí đo kiểm mà vị... loa Tâm của anten này phải trùng với tâm điện hoặc tâm khối EUT 4 Anten đo Anten đo được sử dụng trong các phép đo trên EUT để đo tham số thu (tức là đo độ nhậy và đo các tham số chống nhiễu) Mục đích của loại anten này là cho phép cường độ trường điện ở vùng liền kề EUT Với các phép đo trong dải tần từ 30 MHz đến 1000 MHz, anten đo phải là anten lưỡng cực Với các tần số lớn hơn hoặc bằng 80 MHz, các . TIỂU LUẬN MÔN HỌC TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ TRONG THIẾT BỊ ĐO OATS Học viên thực hiện : Mai Thị Kim Liên Lớp : Cao học Kỹ Thuật Điện Tử - K25KĐT Niên khóa. QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ OATS 4 1. Giới thiệu về OATS 4 2. Yêu cầu đối với OATS 5 Chương 2: CẤU HÌNH THIẾT BỊ ĐO OATS 6 1. Phiến đất phản xạ 6 2. Bàn xoay EUT 8 3. Thiết bị định. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ OATS 1. Giới thiệu về OATS OATS là phương tiện sử dụng rất phổ biến để kiểm tra bức xạ trường điện từ. Nó cung cấp những phương pháp đo trực tiếp