Разделяй и измеряй: экранированные и безэховые камеры
Современная промышленность предъявляет всё больше требований к качеству и надёжности работы электротехнических, электронных и радиоэлектронных устройств и компонентов. В том числе речь идёт об устойчивой работе при воздействии электростатических разрядов или электромагнитных помех. Чтобы подтвердить соответствие приборов стандартам по электромагнитной совместимости (ЭМС) и измерить их уровень электромагнитного фона в заданных условиях, применяют специализированное оборудование — экранированные и безэховые камеры (ЭК/БЭК).
Идеальные условия
«Безэховые радиочастотные камеры применяют в промышленности для сложных видов радиоизмерений, которым свойственна избирательность по типу излучения (только внешние или только внутренние), по уровню сигнала (приём/передача слабых сигналов), а также по различным корреляционным, временным, частотным, поляризационным параметрам (выделение отдельных типов сигналов, частот, углов поворота, типов антенн и пр.)», — рассказывает ведущий разработчик АКБ «Барьер» Роман Коноплин.
Экранированные камеры применяют для разделения внешнего и внутреннего электромагнитного полей, когда радиосигналы снаружи и изнутри не смешиваются, между ними отсутствует влияние. Таким образом, либо внутрь камеры не проникает радиосигнал снаружи, либо наоборот, радиосигнал не выходит за пределы камеры.
В результате повышается качество измерений, снижается процент ошибок и неточностей.
«При этом существует проблема, связанная с возникновением так называемых «стоячих» волн: наличия нулей и пучностей энергии внутри экранированных камер, которые мешают измерениям.
В некоторых случаях это не критично. Безэховые камеры лишены этого недостатка, имеют внутри безэховые зоны, в которых существенно снижены значения «стоячих» волн. Измерения в таких зонах намного точнее.
Такие камеры, кроме того, улучшают интерференционную картину в точках безэховых зон, где размещаются измерительные антенны. Это также повышает качество измерений, позволяет работать с более слабыми сигналами или очищенными от шумов и искажений, связанных с геометрией помещений», — поясняет Роман Коноплин.
Инженер-испытатель АО «Тестприбор» Юрий Бондарь поделился опытом проведения испытаний в лаборатории электромагнитной совместимости своей компании. По его словам, чаще всего безэховую камеру применяют для различного рода измерений, в ходе которых испытуемое изделие должно быть обособленно от вспомогательной аппаратуры и внешних факторов.
«Проблемой измерения «на улице» является грязный фон. В городе масса радиоэлектронных источников, таких как сотовые сигналы или коротковолновые излучатели. Экранированные камеры служат для создания концентрированной помехи внутри. Например, если взять недавно аттестованную реверберационную камеру, которую используют в АО «Тестприбор», то она создаёт высокий уровень напряжённости поля при малой подводимой мощности. В ходе экспериментов были достигнуты показатели более 1 кВм/м. Наиболее эффективны камеры с наибольшим коэффициентом экранирования. В случае с ревером всё зависит от габаритных характеристик и требуемого рабочего пространства внутри камеры», — подчёркивает Юрий Бондарь.
Вопрос эффективности
Согласно нормативным документам, реверберационную камеру можно использовать как средство измерения, а в безэховой камере возможно облучение. Для оптимизации и максимального КПД в АО «Тестприбор» в бэзэховой камере проводят различные измерения, а для испытаний на устойчивость к электромагнитному полю применяют ревер. Также в арсенале компании есть полубезэховая камера — в ней проводят измерения напряжённости поля от изделия. По словам Юрия Бондаря, на сегодняшний день в АО «Тестприбор» активно поступают заявки на испытания различных изделий авиационной, космической и гражданской тематики.
Роман Коноплин напоминает, что при выборе вида камеры специалисты ориентируются на данные технического задания на проведение измерений.
«Процесс создания ЭК/БЭК всегда опирается на требования и пожелания заказчика по типам измерений и качеству получаемых результатов. Только комплексная оценка потребностей экспертом может привести к правильному выбору типа измерительной площадки. Что касается эффективности, то это понятие нераздельно связано с целями и задачами измерений. Существует много различий в категориях и типах измерений, стандартах, используемом оборудовании, времени, цене, размере, сроках. Каждая из этих целей приводит к существенному изменению конфигурации камер. Только при учёте всех факторов можно просчитать эффективность решения», — поясняет ведущий разработчик АКБ «Барьер».
В режиме ограничений
Сложности, вызванные санкционной политикой Запада, нашли отражение во всех сферах российской промышленности, и испытания электронной аппаратуры не исключение. По словам Юрия Бондаря, поглощающие материалы, которые применяют для отделки внутренних поверхностей безэховых камер, можно найти на российском рынке. А вот электронная начинка этих конструкций полностью импортная.
В результате пользователи сталкиваются с проблемами, когда возникает необходимость в ремонте оборудования или приобретении новых приборов. Инженер-испытатель АО «Тестприбор» отмечает, что российские производители стремятся достигнуть эталонного уровня, но для достижения этого результата нужно время.
Роман Коноплин также считает, что признанные специалисты в области создания как в целом БЭК, так и материалов для их изготовления и оснащения, — зарубежные компании, такие как Frankonia, Rohde & Schwarz, Cuming Microwave и пр. Однако, по мнению разработчика, это совершенно не означает, что нет соответствующих аналогов отечественного производства. В сети можно найти много российских компаний и вендоров из Таможенного союза по данному направлению.
«Повторю, ЭК/БЭК — это сложный комплексный проект, для которого цели, задачи, размеры, сроки, количественные характеристики и, конечно же, цена составляют поле поиска компромиссов. Всегда существует способ достичь необходимых параметров с применением отечественных технологий и существующих на рынке решений.
А вот о полном импортозамещении, мне кажется, речи нет и не могло быть. Все решения, представленные на рынке, обладают уникальностью. Для каких-то задач одно подходит идеально, а другое не подходит совсем, но для других задач всё может быть с точностью до наоборот», — отмечает представитель АКБ «Барьер».
Неочевидное решение
Дискуссионный вопрос из области эксплуатации безэховых и экранированных камер — их применение в качестве средств технической защиты информации. Например, специалисты группы компаний «Маском» в статье, опубликованной в научно-техническом издании «Электроника: НТБ», утверждают, что создание экранированных сооружений для защиты технических средств от утечки информации по каналу побочных электромагнитных излучений и наводок — один из наиболее эффективных методов противодействия средствам радиоэлектронной разведки.
«В теории использование ЭК/БЭК в качестве средства защиты информации возможно, но этот вопрос относится к категории юридической софистики. Средством защиты информации является только устройство или прибор, сертифицированные в соответствующей системе. Если сертификата нет, то это не средство защиты. Однако, если говорить о размещении в таких помещениях средств, информацию которых нужно защищать, то такая практика существует. Это дорогое решение, но очень качественное, пользуется заслуженным спросом для определённой категории защищаемой информации. Нужно понимать, что не вся информация нуждается в такой защите, иногда такое решение может оказаться избыточным», — считает Роман Коноплин.
Текст: Мария Кармакова. Все фото предоставлены АО «Тестприбор».
