Einführungsbeitrag

Diese Norm enthält die deutsche Fassung der vierten Ausgabe der Europäischen Norm EN IEC 55016-1-4 (Ausgabe März 2019) mit eingearbeiteter Änderung A1:2020 und ist identisch mit der vierten Ausgabe der Internationalen Norm CISPR 16-1-4 (Ausgabe Januar 2019) und ihrer Änderung A1:2020. Sie legt Anforderungen an Antennen und Messplätze fest, die der Messung von hochfrequenten gestrahlten Störaussendungen (Störfeldstärken) im Frequenzbereich 9 kHz bis 18 GHz dienen. Zu diesen Festlegungen gehören zum einen die Spezifikation der Antennenparameter und des entsprechenden Nachweises für die in der Norm genannten Antennen sowie Angaben hinsichtlich der Eignung der Antennen für Messungen in bestimmten Frequenzbereichen. Zum anderen werden die Anforderungen an die Validierung der in Frage kommenden Messplätze wie zum Beispiel Freifeldmessplätze, Halbabsorberkammern und Vollabsorberräume spezifiziert. Den EMV-Produktgremien und Anwendern von Messungen der elektromagnetischen Störaussendungen wird empfohlen, die entsprechenden Festlegungen der Normenreihe CISPR 16 beziehungsweise EN 55016 zu Messgeräten, -verfahren sowie zur Messunsicherheit bei ihren Festlegungen zur Messung von hochfrequenten Störaussendungen (Funkstörungen) zu beachten. Die Norm führt aus, dass im Frequenzbereich von 9 kHz bis 150 kHz in erster Linie die magnetische Feldkomponente zu messen ist, da sie in diesem Bereich die hauptsächliche abgestrahlte Störgröße darstellt. Als Antennen werden elektrisch geschirmte Rahmenantennen, Rahmenantennensysteme und Ferrit-Stabantennen spezifiziert. Für die Messung der elektrischen Komponente der Störfeldstärke im Frequenzbereich von 150 kHz bis 30 MHz kann entweder eine symmetrische (Dipol-) oder eine unsymmetrische (Monopol-)Antenne benutzt werden, während für die Messung der magnetischen Komponente wiederum eine magnetisch geschirmte Rahmenantenne benutzt werden kann. Für den Frequenzbereich von 30 MHz bis 1 GHz wird ausschließlich die Messung der elektrischen Feldkomponente festgelegt, wobei die zu verwendende Antenne eine dipolartige und zur Messung des elektrischen Felds entworfene Antenne sein sollte (abgestimmte Dipolantennen, dipolartige Anordnungen wie zum Beispiel logarithmisch-periodische Dipolantennen (LPDA), Hybridantennen). Der Freiraum-Antennenfaktor sollte verwendet werden. Messungen der gestrahlten Aussendungen oberhalb 1 GHz sollten unter Verwendung von kalibrierten, linear polarisierten Antennen durchgeführt werden. Beispiele sind LPDA-Antennen, Doppelsteg-Hornantennen und Standardgewinn-Hornantennen. Für die in Frage kommenden Messplätze werden die Eignungskriterien (4-dB-Eignungskriterium) und ihr Nachweis festgelegt (Verfahren der normierten Messplatzdämpfung, Bezugsmessplatz-Verfahren). Ferner werden die Unsicherheitsbilanzen bei der Messplatzvalidierung betrachtet und Beispiele gegeben. Ziel der Festlegungen der Norm ist es, Messungen der gestrahlten Störaussendung zu ermöglichen, deren Unsicherheit innerhalb der Grenzen verbleibt, die in CISPR 16-4-2 beziehungsweise EN 55016-4-2 für die Verfahren zur Messung von gestrahlten Störaussendung festgelegt werden. Gegenüber der vorhergehenden Ausgabe der Norm wurden zum einen Änderungen in Abschnitt 4.7 und Anhang C durchgeführt, die die Anwendung von großen Rahmenantennensystemen und die für sie geltenden Validierungsfaktoren betreffen. So wird nun eine Unterscheidung zwischen Bezugs- und gemessenen Validierungsfaktoren eingeführt. Werte für den Bezugs-Validierungsfaktor werden im neuen Bild C.8, das das bisherige Bild C.8 ersetzt, und in der zugehörigen Tabelle C.1 gegeben. Hierbei werden im Bild C.8 bzw. der Tabelle C.1 genauere Werte für den Bezugs-Validierungsfaktor für 2-m-Rahmenantennensysteme gegeben und Werte für die Validierungsfaktoren für 3-m- und 4-m-Rahmenantennensysteme werden bereitgestellt. Die Angabe der genaueren Werte wurde ermöglicht, weil inzwischen genauere Werte für die gegenseitige Verkopplungsimpedanz zwischen der großen Rahmenantenne und dem Balun-Dipol angewendet werden können. Für den gemessenen Validierungsfaktor ist beabsichtigt, die Grenzabweichung von +/- 2 dB auf +/- 3 dB zu erhöhen. Weiterhin werden die bisherigen Bilder C.10 und C.11 mit Werten für die Empfindlichkeit einer großen Rahmenantenne mit nicht genormtem Durchmesser im Vergleich zur großen Rahmenantenne mit dem genormten Durchmesser 2 m bzw. mit Werten für die Konversion des im großen Rahmenantennensystem gemessenen Stroms in die magnetische Feldstärke in der Reihenfolge vertauscht und Werte für weitere Durchmesser (Bild C.10) bzw. für weitere Messentfernungen (Bild C.11) werden angegeben. Hierbei wird auch eine Festlegung hinzugefügt, dass die Kurven nicht zur Bestimmung des Bezugs-Validierungsfaktor von großen Rahmenantennensystemen, die nicht den genormten Durchmesser 2 m aufweisen, verwendet werden dürfen. Zum anderen wurde gegenüber der vorhergehenden Ausgabe der Norm ein neuer informativer Anhang H aufgenommen, der Informationen zur Unsicherheit der Messungen des Kreuzpolarisationsverhaltens der Antennen enthält. Der neue Anhang bezieht sich auf Abschnitt 4.5.5 dieser Norm, in dem das Verfahren für die Messung des Kreuzpolarisationsverhaltens von Antennen mit einem Entwurf des LPDA-Typs beschrieben wird. Der Anhang definiert und erörtert die Quellen der Unsicherheit, die bei der Messung einbezogen sind, und stellt beispielhafte Abschätzungen der Unsicherheit bereit. Hierbei liegt den Abschätzungen der Unsicherheit eine LPDA- (oder Hybrid-)Antenne zu Grunde, die in einem Vollabsorberraum aufgestellt ist und deren Elemente entlang der vertikalen Achse (das heißt in vertikaler Polarisation) ausgerichtet sind; ferner liegen Frequenzen oberhalb 100 MHz zu Grunde. Die Unsicherheitsanalyse nach diesem Anhang kann auch für andere Messplätze wie zum Beispiel Freifeldmessplätze und Halbabsorberkammern angepasst werden. Beispielhafte Abschätzungen der Unsicherheit bei der Messung des Kreuzpolarisationsverhaltens der Antennen in einem Vollabsorberraum sowie auf einem Freifeldmessplatz werden in tabellarischer Form gegeben.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN EN IEC 55016-1-4 (VDE 0876-16-1-4):2020-05 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Hinzufügung der Abkürzungen „DRH“, „PDF“ und „XP“ in 3.2; b) Hinzufügung von Festlegungen zur Aufstellung des großen Rahmenantennensystems in 4.7 sowie, dass der Prüfling auf einem nichtleitenden Tisch angeordnet werden muss; c) Hinzufügung in C.3, dass das in C.4 festgelegte Validierungsverfahren für Rahmen von Rahmenantennensystemen mit Durchmessern von 2 m, 3 m oder 4 m gilt; ferner Umwandlung der bisherigen ANMERKUNG 2 in einen Absatz; d) Einführung eines Referenz-Validierungsfaktors für große Rahmenantennensysteme mit einem Durchmesser von 2 m, 3 m und 4 m in C.4 sowie des zugehörigen neuen Bilds C.8 und der neuen Tabelle C.1; e) Ergänzung von Festlegungen in C.6; f) Ergänzung eines Rechenbeispiels für die Messfrequenz 100 kHz und Durchmesser 2 m der großen Rahmenantenne in C.7 und Streichung des bisherigen Beispiels für den Durchmesser 3 m, da der entsprechende Validierungsfaktor in Tabelle C.1 angegeben ist; g) Streichung von Anhang B

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/UK 767.4 - Geräte und Verfahren zum Messen von elektromagnetischen Aussendungen