Diamond Jubilee: 군용 EMI 테스트에서 41인치 로드 안테나 사용 60주년

올해는 타이틀 기념일일 뿐만 아니라 차량 전자파 간섭(EMI) 테스트의 현대 시대가 시작된 해이기도 합니다. 자급식 차량에 사용되는 장비의 방사성 방출(RE) 테스트는 가정, 사무실 및 공장에서 사용하도록 설계된 장비의 경우 3미터 이상의 거리에서 테스트하는 반면, 1미터 이하에서 수행됩니다.

현대에는 이러한 근거리 RE 측정이 유용하려면 센서/픽업/안테나가 문제의 EMI 표준으로 보호되는 실제 피해자를 물리적 외양, 방향 및 피해자로부터의 분리 측면에서 밀접하게 모델링해야 한다는 인식을 의미합니다.

1953년 이전에는 장비 수준 RE 측정과 차량에 설치된 전자기 호환성(EMC) 간의 반복성과 상관 관계에 약간의 관심을 기울인 채 다양한 센서가 다소 무분별하게 사용되었습니다.

104cm(41인치) 막대 안테나는 개념적으로 측정 도구 모음에서 가장 간단한 장치 중 하나이지만 오늘날 제대로 이해되지 않는다는 것은 슬픈 사실입니다.

대부분의 EMC 엔지니어는 막대형 안테나가 길이에 평행한 전기장 구성요소를 합산하고 베이스에서 사용할 수 있는 무선 주파수(rf) 전위가 막대 베이스와 상단 사이의 전위차의 1/2이라는 점을 직관적으로 이해합니다. 막대 베이스의 전위가 절대적으로 측정되지는 않지만 다른 전위 측정과 마찬가지로 측정은 전위차입니다. 이 경우 전위차는 막대 베이스와 국부 전위 사이에 있습니다. 베이스 근처의 접지, 즉 균형을 의미합니다. 평형 전위는 종종 0 전위로 간주되지만 실제로는 막대와 동일한 필드에 노출되기 때문에 그렇지 않습니다. MIL-STD-461F 로드 안테나 구성 변경과 MIL-STD-461G 개발을 위한 지속적인 노력으로 해결되는 것은 무엇보다도 후자입니다.

역사적 회고를 마친 후, 올해 EMC 심포지엄 기록의 불행한 설명까지 포함하여 잘못된 해석과 오류를 검토하고 설명합니다.

역사적 논의는 주로 www.emccompliance.com의 "역사" 섹션에서 볼 수 있는 동일한 주제에 대한 논문과 저자가 쓴 "On the Nature and Use of the 1.04m Electric Field Probe" [ 1] – 이후 Javor 2011. Javor 2011은 104cm 막대에 대한 전기장 결합의 물리학 및 수학에 대해 심도 있게 설명하는 반면, 이 기사는 정성적이며 단순히 2011년에 입증된 분석 및 테스트 결과를 참조합니다. 달리 명시하지 않는 한, 이 기사에 사용된 테스트 데이터와 테스트 설정 사진은 Javor 2011 개발 작업에서 빌려온 것입니다.

시작

1953년 5월 29일은 MIL-I-6181B, "간섭 한계, 테스트 및 설계 요구 사항, 항공기 전기 및 전자 장비"가 출시된 날짜로, 104cm 로드 안테나 사용을 최초로 채택했습니다. 104cm 로드 안테나의 첫 번째 사용은 1955년 8월 10일자 NADC-EL-5515, "최종 보고서, 무선 간섭 픽업 장치 평가 및 사양 번호 MIL-I-의 방법 및 한계에 대한 설명"에 설명되어 있습니다. 6181B." 이 보고서는 본질적으로 MIL‑I-6181B의 이론적 근거 부록이었습니다.

2차 세계 대전 이전, 도중, 이후 1953년까지 통신 라디오를 안테나에 연결하는 표준 관행에서는 기본적으로 외부 안테나의 연속인 비차폐 전선을 사용했습니다(그림 1). 안테나 연결은 안테나 자체만큼 rf에 민감했으며 차량 내에서는 수많은 무선 주파수 간섭(rfi) 소스에 노출되었습니다.

그림 1: 제2차 세계 대전 당시 폭격기 내부에 설치된 안테나 연결 배선(워싱턴 DC 국립항공우주박물관). 노출된 와이어는 안테나가 송신할 때 필요한 절연을 제공하는 동석 비드로 덮여 있습니다. 전송 모드에서는 중간 및 고주파수에서 이 와이어에 최대 5kV의 전위가 있었습니다!