‘Volledig nieuwe aanpak verandert EMC-wereld voorgoed’ (video)

Een conventioneel EMC-immuniteittestsystem is opgebouwd uit verschillende discrete onderdelen, zoals een signaalgenerator, een versterker, een coupler, één of twee vermogensmeters, een antenne en alle kabels die de componenten onderling verbinden. Vooral door de kabel-, combiner- en connectorverliezen, is een conventioneel systeem een dure en omvangrijke oplossing, die meer warmte dan veld produceert. Tot op heden is bij de aanschaf van een EMC-immuniteitsysteem de belangrijkste vraag dan ook: hoeveel watts zijn ernodig? Dat verandert met de introductie van de RadiField Triple A veldgenerator. Daar is de enige relevante vraag: wat voor veldsterkte heb ik nodig?

Actief antenne-array

Met deze vraag in het achterhoofd heeft Dare Instruments een ‘best in industry’ veldgenerator ontworpen die behalve veel eenvoudiger en efficiënter, tegelijkertijd ook nauwkeuriger is: de Active Antenna Array of Triple A. Daarvoor is een innovatief nieuw concept bedacht, waarbij versterkers, combiner, vermogensmeters en antennes zijn gecombineerd tot één geïntegreerd apparaat, de geoctrooieerde veldgenerator – RadiField Triple A  – die kabels en combiner overbodig maakt. Hierdoor komt ook de noodzaak te vervallen pm een groot 19-inch rrk in de anechoische kamer te plaatsen. Deze noodsprong wordt vaak gemaakt omdat door de kabelverliezen het benodigde veld niet kan worden gehaald. Deze noodoplossing kan de kamerkarakteristieken echter verstoren en door het opgewekte veld kan de testapparatuur zichzelf beïnvloeden.

Innovatief ontwerp

De RadiField Triple A Field Generator combineert het hoogfrequent vermogen in een zogenoemd antenne-array. Elke antenne wordt aangestuurd door zijn eigen geïntegreerde breedband-versterker. Daarnaast zijn een coupler en twee vermogensmeters samengebracht in één compact instrument. Het hoogfrequent signaal, de voeding en de communicatie naar het apparaat, lopen allemaal over dezelfde reguliere coaxiale kabel. De RadiSupply, de voedingseenheid voor de RadiField, bevindt zich buiten de kamer in een standaard modulair RadiCentre. Dit RadiCentre kan tevens worden uitgevoerd met een RadiGen signaalgenerator teneinde de gehele setup te completeren. Het hoogfrequent signaal van de RadiGen, of een andere externe signaalgenerator, wordt via deze RadiSupply over de coaxiale kabel naar de RadiField Triple A gevoerd.

Het draait om veld

Met deze aanpak worden hoge velden tegen veel lagere kosten opgewekt. Dit is te danken aan de hoge mate van integratie en de innovatieve aanpak van het combineren van veld. Ter illustratie: velden van meer dan 10 V/m kunnen, in een homogeen gebied van 1,5 bij 1,5 meter op een afstand van drie meter, worden opgewekt met een inputniveau van 0 dBm. Hogere velden kunnen eenvoudig worden gerealiseerd door versterker/antenne modules toe te voegen.

Om een veldgenerator te kunnen karakteriseren is bovendien een nieuwe parameter geïntroduceerd: de ‘Three Meter Equivalent’ of TME. Dit is het veld dat wordt gegenereerd op een afstand van drie meter, in een homogeen gebied van 1,5 x 1,5 meter. Deze parameter maakt het ook mogelijk om eenvoudig het veld op andere afstanden te berekenen door 3 x TME te delen door de afstand tussen de veldgenerator en het te testen apparaat.

Modellen

Bij introductie worden verschillende producten met verschillende frequentiebanden gepresenteerd. Deze eerste serie zal binnenkort worden opgevolgd door andere modellen met verschillende frequentiebanden en hogere veldsterkten. Gebruikers kunnen het model dat het best bij hun behoefte past, aanschaffen en later naar een ander model opwaarderen.

 

Veiligheid

Zodra een deur naar de anechoische ruimte tijdens het testen onverhoopt wordt geopend zal de RadiField Triple A direct worden uitgeschakeld door het interlock-systeem van het RadiCentre. Het interlock-systeem kan worden aangesloten op de deur of deuren naar de anechoische ruimte of op een externe noodschakelaar. De geïntegreerde opzet van de RadiField Triple A zorgt tevens voor een intrinsiek veilige oplossing die zowel mens als apparatuur beschermt tegen fouten van de engineer. Ook de voeding van het instrument is volledig veilig. Enerzijds omdat gebruik is gemaakt van een veilige spanning en anderzijds omdat deze direct vanaf de zijde van het RadiCentre wordt uitgeschakeld zodra de communicatie met de RadiField uitvalt of verstoord raakt.

Lage cost of ownership

De nieuwe opzet maakt een eenvoudige installatie mogelijk, daar discrete componenten zoals kabels, coupler en vermogensmeters zijn komen te vervallen. Aangezien het systeem werkt met een, vaak al aanwezige, normale coaxiale kabel, kan het nieuwe zonder aanpassingen een bestaand systeem vervangen. Een ander aanzienlijk voordeel is de lage cost of ownership. Die wordt niet alleen gerealiseerd door de lage aanschafkosten maar ook door de lage energiekosten en doordat er periodiek slechts één kabel gekalibreerd hoeft te worden. Ook de noodzaak voor losse kalibraties van andere kabels, coupler en vermogensmeters komt te vervallen. Het feit dat het aantal kabelconnecties is verminderd van minimaal vijf tot slechts één, maakt deze oplossing veel minder gevoelig voor fouten.

.

Early adopters

Een aantal ‘early adopters, waaronder een organisatie als Philips, heeft al een RadiField Triple A systeem besteld. Dit maakt duidelijk dat er een aanzienlijke interesse voor efficiënte immuniteittestsystemen bestaat. Zeker nu de normen voor frequentie boven de 1 GHz van kracht worden.

Kwaliteit

Ook de kwaliteit van de metingen wordt door de nieuwe aanpak verbeterd. Aangezien het systeem is uitgerust met twee ‘full compliant’ vermogensmeters per versterker/antennecombinatie die tezamen met de coupler tussen de versterker en de antenne zijn geplaatst, zijn de vermogensmetingen veel nauwkeuriger. Onzekerheden ten gevolge van tussenliggende kabels zijn immers komen te vervallen. Tevens wordt het binnenkomende signaal gecontroleerd en indien nodig gecorrigeerd. Alle parameters, of het nu de meetwaarden van de forward en reflected vermogensmetingen zijn of de temperatuur van de verschillende trappen, worden over dezelfde coaxiale kabel naar het RadiCentre gestuurd.

Full compliant

Hoewel het nieuwe ontwerp revolutionair mag worden genoemd, is de nieuwe aanpak volledig in overeenstemming met alle internationale normen ofwel full compliant. Vanuit de norm gezien is de nieuwe aanpak namelijk identiek aan de conventionele aanpak. Immuniteitsnormen schrijven, naast de aan de anechoische kamer gestelde eisen, alleen een bepaald frequentiebereik, een bepaalde veldsterkte en een homogeen gebied voor. De RadiField Triple A voldoet volledig aan deze vereisten. Om deze reden en het feit dat de originele coaxiale kabel kan worden gebruikt, is de RadiField Triple A een één op één vervanging van ieder bestaand systeem.

Toekomst

Dare Instruments zet zijn ontwikkelingen op het vlak van EMC, RF en microgolf onverminderd voort en wil nieuwe innovatieve instrumenten en oplossingen blijven bieden. Dare Instruments is een onafhankelijk bedrijf onder de Dare International houdstermaatschappij. Het bedrijf richt zich op klanten die actief zijn op het gebied van EMC, RF en microgolf-techniek. Dare Instruments biedt een breed spectrum van ontwerp-, advies- en trainingsdiensten alsmede testinstrumenten en programmatuur voor de EMC, RF en microgolf markten. De introductie van deze nieuwe instrumentlijn, versterkt het fundament voor de toekomst.

Groei

Dare is opgericht in 1992 en heeft de afgelopen jaren een sterke groei doorgemaakt, Het bedrijf heeft een vaste plaats op de markt van testen, advisering, ontwikkeling, training, onderzoek en kalibratie verworven. Op dit moment biedt Dare werkgelegenheid aan 50 medewerkers.

Meer informatie over dit product  op http://www.dare.nl/instrumenten/veldgeneratoren