MIL-STD-461G解析

学术论文 2017-3-27 09:53

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简介：MIL-STD-461G解析Analysis of MIL-STD-461G北京世纪汇泽科技有限公司张敬文摘要对最新版美军标MIL-STD-461G与前一版本之间的差异做了详尽的说明，总结了其变化的特点和趋势，分析了导致变化的部分原因。关键词MIL-ST ...

MIL-STD-461G解析

Analysis of MIL-STD-461G

北京世纪汇泽科技有限公司
张敬文

摘要
对最新版美军标MIL-STD-461G与前一版本之间的差异做了详尽的说明，总结了其变化的特点和趋势，分析了导致变化的部分原因。

关键词
MIL-STD-461G；发射；敏感度；适用性；步骤

Abstract
The differences between the MIL-STD-461G and MIL-STD-461F are introduced in detail. The characteristics and trends of the changes are summarized. Some of the reasons for the change are analyzed.

Keywords
MIL-STD-461G；emission；susceptibility；applicability；procedures

1 概述
MIL-STD-461G已经于2015年11月11日正式发布，用于替代MIL-STD-461F。
本次版本升级，变化较多。主要包括引用标准、测试布置、测试设备以及测试项目等几个方面。

2 详细变化
1 范围
本部分内容没有变化。

2引用文件
本部分内容的变化主要是非政府出版物部分，内容有增有减。
删掉了ANSI/NCSL Z540-1引用。
增加了ISO/IEC 17025 引用。

3 定义
本部分内容的变化主要是术语定义有所增加，另外描述的顺序也有所调整。

3.1增加了三个术语定义：
3.1.2 天线端口
3.1.4 电缆束
3.1.5 甲板下暴露

3.2本标准中使用的缩略词
本部分增加了以下缩略词

AMSCI：Acquisition Management System Control
ANSI：American National Standards Institute
DID：Data Item Description
DSPO：Defense Standardization Program Office
E3：Electromagnetic Environmental Effects
ESD：Electrostatic Discharge
FFT：Fast Fourier Transform
FWHM：Full Width Half Maximum
ISO：International Organization for Standardization
MAD：Magnetic Anomaly Detectors
本部分删掉了以下缩略词
ISM – Industrial, Scientific and Medical

4 一般要求
4.3.5.1金属接地板
本部分对在屏蔽室外使用的金属接地板的尺寸要求变大:
在屏蔽室外使用的金属接地板应在每个方向上超出测试配置边界至少2.5米。F版中的要求为1.5米。

4.3.6 电源阻抗
本部分增加了LISN与金属接地板的搭接电阻的具体要求，同时删掉了LISN阻抗测量的周期要求。
LISN应与测试接地板或接地设施进行电搭接，且搭接电阻不应超过2.5mΩ。

4.3.7.2 额外人员和设备
本部分内容增加了如下描述：
所有设备和附属装置，包括对于特定辐射中不是主动使用的天线，应从试验区域或屏蔽室中移除。

4.3.8 EUT测试配置
本部分内容的变化较大，较多。
图2、3、4测试配置图中有一些共同的细微变化，电源插座距离LISN的距离变得尽可能近。这样可以减少电源线对测试的影响。

图2 通用测试配置

图3 安装到非导电表面的EUT通用测试配置

为新增加的测试布置，详细给出了带屏蔽机箱的落地式设备的测试配置。

图4带屏蔽机箱的落地式设备通用测试配置

对落地式EUT的测试配置变化较大。电源线以及互连线均应沿测试桌进行布置，F版是沿地面布置。

图5 落地式设备的通用测试配置

4.3.8.2 EUT搭接
本部分增加如下描述：
EUT搭接到接地平板应在连接电缆和EMI测试之前根据安装图或设备规范进行验证。验证过程和结果应记录在EMITR中。

4.3.8.6.1 互联线束或电缆
增加了以下描述：
对互联电缆超过2m长的部分需要在测试配置后折叠，并放置在接地平面5cm高的位置。
所有电缆应放置在接地平面上方5cm处，使用非导电材料支撑。非导电材料可以是木质或泡沫。
如果EUT是高机箱，电缆走线是从顶部或接近顶部，则电缆应向下走到接地平面，然后沿测试配置边界平行走线2米长。如果EUT是落地式单元并且电缆从顶部铺设，则电缆应向下走到接地平面，然后沿测试配置边界平行走线2米长。如果电缆是从底部铺设，则电缆应向上走到接地平面，然后沿测试配置边界平行走线2米长。

4.3.8.6.2 输入（主）电源线
增加了以下描述：
对于电源线的总长不能超过2.5米的限制给出了例外形况的说明。“对于大的EUT电缆从顶部走线或者从立式设备的底部走线，总长度将超过2.5米，但需保持最短。”“绝缘支撑可以是木质或泡沫”

4.3.10测量设备的使用
增加了使用FFT技术的测量接收机的具体要求，描述如下：
使用FFT技术的测量接收机是可以接受的。并给出了具体的设置参数（Table II）。

4.3.10.3.1带宽
本部分内容的变化主要是增加了有关FFT接收机的参数设置和相关注解。
表2的主要变化是增加了FFT接收机的设置参数。

2/ FFT接收机。FFT测量技术可用于提供FFT运算是依据ANSI C63.2。测量接收机的用户界面必须允许为FFT时域和频率步长模式的测量以同样的方式直接输入表II的参数，没有必要或机会去直接控制FFT功能。

4.3.11 测量设备的校准

本部分内容的变化主要是校准依据的标准有所变化，另外对于无源设备的校准周期提出了更符合实际的放宽要求。描述如下：

依据本标准测量所需的主要测量设备和附件应依据ISO/IEC 17025或ISO 10012或根据可追溯到国家标准与技术研究所认可的校准程序进行校准。测量天线、电流探头和LISN等无源装置经过初次校准后，除非进行了维修，否则无须进行正式的校准。测量系统的完整性检查步骤足以决定无源装置是否可用。

5测试项目
项目描述发生了变化，所有项目均删掉了具体的频率范围，代之以更加易于理解的文字描述测试特征，使得测试项目的内含更具体易懂。
删掉了F版中的CS106，增加了CS117，CS118。详见表4。
表4 发射和敏感度要求

要求	描述
CE101	传导发射，音频电流，电源线
CE102	传导发射，射频电压，电源线
CE106	传导发射，天线端口
CS101	传导敏感度，电源线
CS103	传导敏感度，天线端口，互调
CS104	传导敏感度，天线端口，无用信号抑制
CS105	传导敏感度，天线端口，交调
CS109	传导敏感度，结构电流
CS114	传导敏感度，大电缆注入
CS115	传导敏感度，大电缆注入，脉冲激励
CS116	传导敏感度，阻尼正弦瞬态，电缆和电源线
CS117	传导敏感度，雷电感应瞬态，电缆和电源线
CS118	传导敏感度，人体静电放电
RE101	辐射发射，磁场
RE102	辐射发射，电场
RE103	辐射发射，天线杂散和谐波输出
RS101	辐射敏感度，磁场
RS103	辐射敏感度，电场
RS105	辐射敏感度，瞬态电磁场

对于要求矩阵的具体变化如下：
除了新增测试项目CS117、CS118和删掉项目CS106外，原有测试项目的变化主要是CS104和RS101两个项目上。
表5 要求矩阵

5 详细要求
5.4 CE101，传导发射，音频电流，电源线
5.4.1 CE101适用性
增加了如下描述：
对于安装到海军飞机上的设备，仅当平台包含反潜武器，且工作在30Hz和10kHz之间时适用，例如声纳和磁异探测仪等。
5.4.3.4 CE101测试步骤
本部分有如下变化：
5.4.3.4 b由原来的校准修改为系统完整性检查。
5.4.3.4 b (1)施加信号的频率由原来的1kHz，3kHz和10kHz修改为1.1kHz，3kHz和9.9kHz。

5.5 CE102，传导发射，射频电压，电源线
5.5.3.4 步骤
本部分增加了1个步骤如下：
5.5.3.4a (2) 在10.5kHz和100kHz频率施加90dBuV的信号到LISN的电源输出端。对于10.5kHz和100kHz频率，使用示波器高阻模式校验LISN上存在该信号并确认是否为正弦波。确认在LISN上建立了合适的信号后，断开LISN，用示波器50欧姆阻抗测量信号电压。LISN上的电压和50欧姆阻抗测量电压之比应在以下容差范围内：10.5 kHz = -14 dB (+1 dB/-2 dB)，100 kHz = -3 dB (+1 dB/-2 dB)
5.5.3.4a(3)本条目中的校验信号频率由原来的10kHz，100kHz，2MHz和10MHz修改为10.5kHz，100kHz，1.95MHz和9.8MHz。

5.6 CE106，传导发射，射频电压，电源线
5.6.1CE106适用性
本部分增加了以下描述：
对于海军舰船应用且峰值发射功率大于1kW时，相对于1kW峰值功率每增加1dB，5%的排除频率将增加基频的0.1%。
排除频率= ± f * (0.05 + (0.001/dB) * (PtPk [dBm] – 60 [dBm]))
终止频率的描述修改为：
设备测试的上限频率取决于EUT发生或接收的最高频率。对于发生或接收频率低于1GHz的系统，频率上限为最高频率的20倍或18GHz，取较大者。对于发生或接收频率大于1GHz的系统，频率上限为最高频率的10倍或40GHz，取较小者。对于使用波导的设备，该要求不适用于低于8/10波导截止频率。
删掉了F版中的如下描述:
RE102适用于天线永久连接到EUT的设备的接收模式或待机模式。
5.6.2 CE106限值
c．条增加了以下描述：
对于海军舰船应用，二次和三次谐波将被抑制到-20dBm同时其他谐波和杂散发射应被抑制到-40dBm。对于发射占空比小于0.2%的限值可以放宽到0dBm。
5.6.3.4.1 b. 描述由“校准”改为“系统完整性检查”
5.6.3.4.2 b. 描述由“校准”改为“系统完整性检查”

5.7 CS101，传导敏感度，电源线
5.7.1 CS101适用性
描述修改为：
本要求适用于每相电流小于等于30A的交流设备和子系统和直流输入电源线，但不包括回线。如果系统的工作频率为150kHz或更小且工作灵敏度为1uV或更好（例如0.5uV），本要求也适用于大于30A的系统。对于直流工作的设备，本要求的适用频率范围为30Hz-150kHz。对于交流工作的设备，本要求的使用频率范围为EUT电源频率的2次谐波至150kHz。
5.7.3.1 目的
增加了以下描述：
有两种测量所施加信号的方法。方法一，使用电源输入端带有隔离变压器的示波器。方法二，使用带有传感器的测量接收机。传感器使得接收机与EUT的电源得到隔离同时降低了信号以保护接收机。

5.8 CS103，传导敏感度，天线端口，互调
5.8.1 CS103适用性
描述修改为：
当顶购方有要求时，接收机前端敏感度要求适用于通信接收机、射频功放、收发器、雷达接收机、声学接收机以及电子对抗接收机等设备和子系统，频率范围为15kHz-10GHz。

5.9 CS104，传导敏感度，天线端口，无用信号抑制
5.9.1 CS104适用性
描述修改为：
当顶购方有要求时，接收机前端敏感度要求适用于通信接收机、射频功放、收发器、雷达接收机、声学接收机以及电子对抗接收机等设备和子系统，频率范围为0Hz-20GHz。对于海军舰船和潜艇，本要求适用于所有接收机。适用频率范围是待评估单元前端设计的函数。

5.10 CS105 ，传导敏感度，天线端口，交调
5.10.1 CS105适用性
描述修改为：
当顶购方有要求时，接收机前端敏感度要求仅适用于通常处理调幅射频信号的接收机。频率范围为30Hz-0GHz。

5.11 CS109，传导敏感度，结构电流
5.11.1 CS109适用性
描述修改为：
本要求适用于工作频率不高于100kHz且工作灵敏度等于或优于1uV（例如0.5uV）的设备和子系统，频率范围为：60Hz-100kHz。本项目不适用于手持设备。

5.12 CS114，传导敏感度，大电缆注入
5.12.1 CS114适用性
描述修改为：
本要求适用于全部互联电缆包括电源电缆，频率范围为：10kHz-200MHz。对于安装到舰船或潜艇上的EUT，对EUT的完整电源电缆（高位线和回线，共模测试）在频率范围4kHz-1MHz增加了限值为77dBuA的共模测试。
5.12.2 CS114限值
描述修改为：
当给注入探头输入按图CS114-1校验并按要求施加调制的测试信号时，EUT不应出现任何故障、性能降低或偏离规定的指标值超出设备或子系统规范中给出的指标允差。图CS114-1中的相应曲线可以从表VI中选取。如果受试电缆上的实际感应电流在整个频率范围内达到以下数值时（曲线5=115dBuA，曲线4=103dBuA，曲线3=95dBuA，曲线2=89dBuA，曲线1=83dBuA），即使定向耦合器上监测的正向功率低于校验值，当EUT不敏感时，也认为它满足要求。
本要求不适用于接收机天线的同轴电缆，水面舰船和潜艇除外。
5.12.3.3配置
校准配置中同时加入了电流探头，使得校验值与实际情况更加符合。