EMV Abstrahlungs-Messung verifizieren

[Michael Koch]

Hallo,

ich messe die Störstrahlung eines Testobjekts in 3m Entfernung. Es
werden zwei Antennen verwendet, eine von 30-200MHz und eine von
200-1000MHz. Die Messung erfolgt mit einem Hameg5014 in Verbindung mit
der SW5012E Software (das ist die Vorgängerversion der AS100E Software).

Da in der Software eine ganze Reihe von Daten eingegeben werden müssen
(Antennenfaktoren, Kabelverluste, Grenzwerte, u.s.w), stellt sich zum
Schluss die Frage ob man alles richtig gemacht hat und ob das
Messergebnis überhaupt stimmt. Daher möchte ich die Messung
verifizieren, indem ich das Testobjekt durch einen definierten
Feldstärke-Generator ersetze. Sinnvoll wäre dieser Test bei 200MHz, weil
er dann für beide Empfangs-Antennen verwendbar wäre.

Wie kann man so einen Generator für definierte Feldstärke selber bauen?
Ein HF-Generator mit 50 Ohm Ausgang und genauer Pegel-Einstellung wäre
vorhanden. Was ich also suche ist eine Bauanleitung für eine
Sender-Antenne mit 50 Ohm Eingang, wobei der Zusammenhang zwischen
Eingangsspannung und Feldstärke zumindest bei einer Frequenz bekannt
sein muss. Vorzugsweise bei 200MHz.

Es geht mir nicht darum eine genaue Kalibrierung durchzuführen. Das ist
ohne Absorberhalle sowieso unmöglich. Es geht nur darum zu verifizieren,
ob die Grössenordnung des Messergebnisses stimmt.

Michael

[Ralph A. Schmid, dk5ras]

Post by Michael Koch
Was ich also suche ist eine Bauanleitung für eine
Sender-Antenne mit 50 Ohm Eingang, wobei der Zusammenhang zwischen
Eingangsspannung und Feldstärke zumindest bei einer Frequenz bekannt
sein muss. Vorzugsweise bei 200MHz.

Dipole und darauf basierende Standard-Antennenformen sind durchaus gut
erforscht und berechenbar...


-ras

[Michael Koch]

Hallo Ralph,

Post by Ralph A. Schmid, dk5ras
Dipole und darauf basierende Standard-Antennenformen sind durchaus gut
erforscht und berechenbar...

Sicher sind Dipole berechenbar, aber ich bin kein Antennen-Experte.
Da muss ja auch noch ein Symmetrierglied davor, und der Wellenwiderstand
muss auch passen. Es wäre durchaus möglich dass ich bei der Berechnung
einen Fehler mache, und wenn dann bei der Verifizierung eine
Unstimmigkeit auftaucht, dann weiss ich immer noch nicht ob die Ursache
am Sender oder am Empfänger liegt.
Mit anderen Worten: Ich suche eine _konkrete_ Bauanleitung für eine
Sendeantenne, vorzugsweise bei 200MHz, mit genauen Abmessungen und dem
dazugehörigen Umrechnungsfaktor Spannung/Feldstärke.

Ich bin mir auch noch nicht sicher ob ein Halbwellen-Dipol für diesen
Zweck optimal ist, oder ob man nicht besser eine kleinere Antenne nehmen
sollte.

Gruss
Michael

[Michael Koch]

Hallo,

hier wird z.B. ein Comb-Generator angeboten, mit dem man so eine
Verifizierung machen könnte:
http://www.rnelectronics.com/products/comb-generator.html

Da ich aber keinen abgeschirmten Raum habe, würde ich lieber nur bei
einer Frequenz testen (200MHz) und selbstverständlich den Signalpegel
nur so gross einstellen, dass das Signal am Empfänger gerade erkennbar ist.

Wenn ich mir das oben genannte Gerät anschaue, dann ist das doch
eigentlich nur eine Groundplane mit einer Stabantenne drauf. Wobei die
Länge der Antenne klein gegenüber der Wellenlänge ist.

Für den Nachbau stellen sich eigentlich nur zwei Fragen:

1. Wie berechnet man den Umrechnungsfaktor Spannung/Feldstärke?

2. Der Wellenwiderstand am Fusspunkt ist vermutlich grösser als 50 Ohm,
also müsste noch ein Widerstand parallel geschaltet werden um
Fehlanpassung zu vermeiden. Wie berechnet man den Wellenwiderstand der
(kurzen) Stabantenne, Frequenz, Stablänge und Stabdurchmesser gegeben sind?

Gruss
Michael

[Helmut Wabnig]

On Sun, 21 Dec 2008 13:47:32 +0100, Michael Koch

Post by Michael Koch
Hallo,
hier wird z.B. ein Comb-Generator angeboten, mit dem man so eine
http://www.rnelectronics.com/products/comb-generator.html
Da ich aber keinen abgeschirmten Raum habe, würde ich lieber nur bei
einer Frequenz testen (200MHz) und selbstverständlich den Signalpegel
nur so gross einstellen, dass das Signal am Empfänger gerade erkennbar ist.
Wenn ich mir das oben genannte Gerät anschaue, dann ist das doch
eigentlich nur eine Groundplane mit einer Stabantenne drauf. Wobei die
Länge der Antenne klein gegenüber der Wellenlänge ist.
1. Wie berechnet man den Umrechnungsfaktor Spannung/Feldstärke?
2. Der Wellenwiderstand am Fusspunkt ist vermutlich grösser als 50 Ohm,
also müsste noch ein Widerstand parallel geschaltet werden um
Fehlanpassung zu vermeiden. Wie berechnet man den Wellenwiderstand der
(kurzen) Stabantenne, Frequenz, Stablänge und Stabdurchmesser gegeben sind?

Die 50 ohm erreichst mit einer Groundplane mit Radials einigermaßen.
Wie genau muß es sein?
reicht ein SWR von 1:1,5?

Über welche HF Meßgeräte verfügst du? Sender?


Das ganze was du vorhast geht entweder nur im Freien auf zwei
5 meter hohen Holztürmen oder in einer anechoic chamber.
Sonst hast Relfexionen von allen Seiten und quasi-periodische
Maxima und Minima in einem Haus oder Arbeitsraum.

Für die Feldstärkerechnungen gibts Literatur. (Tja)
Funkamateure müssen in DE eine Selbsterklärung abgeben
mit welcher sie die Feldstärken in ihrer Nachbarschaft abschätzen

http://www.darc.de/t01/selbsterklaerung.htm

[Michael Koch]

Hallo Helmut,

Post by Helmut Wabnig
Die 50 ohm erreichst mit einer Groundplane mit Radials einigermaßen.
Wie genau muß es sein?

+-5dB würde mir reichen.

Post by Helmut Wabnig
Über welche HF Meßgeräte verfügst du? Sender?

Sender: HP8657B
Empfänger: Hameg5014, HP8568A

Post by Helmut Wabnig
Das ganze was du vorhast geht entweder nur im Freien auf zwei
5 meter hohen Holztürmen

Das dachte ich mir schon. Im Freien (in 1m Höhe) passen die Messwerte
der beiden Antennen bei 200MHz auch schon viel besser zusammen, als im Haus.


Gruss
Michael

[Joerg]

Post by Michael Koch
Hallo,
ich messe die Störstrahlung eines Testobjekts in 3m Entfernung. Es
werden zwei Antennen verwendet, eine von 30-200MHz und eine von
200-1000MHz. Die Messung erfolgt mit einem Hameg5014 in Verbindung mit
der SW5012E Software (das ist die Vorgängerversion der AS100E Software).
Da in der Software eine ganze Reihe von Daten eingegeben werden müssen
(Antennenfaktoren, Kabelverluste, Grenzwerte, u.s.w), stellt sich zum
Schluss die Frage ob man alles richtig gemacht hat und ob das
Messergebnis überhaupt stimmt. Daher möchte ich die Messung
verifizieren, indem ich das Testobjekt durch einen definierten
Feldstärke-Generator ersetze. Sinnvoll wäre dieser Test bei 200MHz, weil
er dann für beide Empfangs-Antennen verwendbar wäre.
Wie kann man so einen Generator für definierte Feldstärke selber bauen?
Ein HF-Generator mit 50 Ohm Ausgang und genauer Pegel-Einstellung wäre
vorhanden. Was ich also suche ist eine Bauanleitung für eine
Sender-Antenne mit 50 Ohm Eingang, wobei der Zusammenhang zwischen
Eingangsspannung und Feldstärke zumindest bei einer Frequenz bekannt
sein muss. Vorzugsweise bei 200MHz.
Es geht mir nicht darum eine genaue Kalibrierung durchzuführen. Das ist
ohne Absorberhalle sowieso unmöglich. Es geht nur darum zu verifizieren,
ob die Grössenordnung des Messergebnisses stimmt.

Der Dipol ist normalerweise die Methode der Wahl, aber nur im Fernfeld
(viele Antennenlaengen weg). Wenn das nah dran und trotzdem
hochoffiziell kalibriert sein muss, kannst Du ein "EMCO Near Field Probe
Kit" nehmen. Damit kann man auch senden. Aber Vorsicht, ich hatte bei
einem Einstrahltest die mittlere H-Probe bei meinem Set abgeraucht :-(

Falls Ihr sowas besorgen wollt, es reicht das Koefferchen ohne
Verstaerker. Ist auch sehr gut geeignet, um eine Stoerquellen zu
lokalisieren.

[Michael Koch]

Hallo Joerg,

Post by Joerg
Der Dipol ist normalerweise die Methode der Wahl, aber nur im Fernfeld
(viele Antennenlaengen weg).

Was hier eindeutig nicht zutrifft, bei 200MHz und 3m Abstand.

Post by Joerg
Wenn das nah dran und trotzdem
hochoffiziell kalibriert sein muss, kannst Du ein "EMCO Near Field Probe
Kit" nehmen. Damit kann man auch senden. Aber Vorsicht, ich hatte bei
einem Einstrahltest die mittlere H-Probe bei meinem Set abgeraucht :-(

Ich nehme an du meinst das 7405 Probe Kit?
Haben die auch wirklich 50 Ohm Wellenwiderstand wenn man sie als
Sendeantenne betreibt? Weil wenn das nicht so wäre, dann würde ich ja
die Spannung nicht so genau wissen.
Und der Zusammenhang zwischen Spannung und Feldstärke ist bekannt?

Gruss
Michael

[Joerg]

Post by Michael Koch
Hallo Joerg,

Post by Joerg
Der Dipol ist normalerweise die Methode der Wahl, aber nur im Fernfeld
(viele Antennenlaengen weg).

Was hier eindeutig nicht zutrifft, bei 200MHz und 3m Abstand.

Post by Joerg
Wenn das nah dran und trotzdem
hochoffiziell kalibriert sein muss, kannst Du ein "EMCO Near Field
Probe Kit" nehmen. Damit kann man auch senden. Aber Vorsicht, ich
hatte bei einem Einstrahltest die mittlere H-Probe bei meinem Set
abgeraucht :-(

Ich nehme an du meinst das 7405 Probe Kit?
Haben die auch wirklich 50 Ohm Wellenwiderstand wenn man sie als
Sendeantenne betreibt? Weil wenn das nicht so wäre, dann würde ich ja
die Spannung nicht so genau wissen.

Du musst sie aus einer Quelle mit 50ohm Innenwiderstand betreiben.

Post by Michael Koch
Und der Zusammenhang zwischen Spannung und Feldstärke ist bekannt?

Bei definierter Quellimpedanz ja, Cal Sheet liegt dabei (bei meinem
jedenfalls).

[Peter Thoms]

Joerg schrieb
[...]

Post by Joerg
Der Dipol ist normalerweise die Methode der Wahl, aber nur im Fernfeld
(viele Antennenlaengen weg). Wenn das nah dran und trotzdem hochoffiziell
kalibriert sein muss, kannst Du ein "EMCO Near Field Probe Kit" nehmen.
Damit kann man auch senden. Aber Vorsicht, ich hatte bei einem
Einstrahltest die mittlere H-Probe bei meinem Set abgeraucht :-(

Hast Du den Widerstand ersetzt?


Peter

[Joerg]

Post by Peter Thoms
Joerg schrieb
[...]

Post by Joerg
Der Dipol ist normalerweise die Methode der Wahl, aber nur im Fernfeld
(viele Antennenlaengen weg). Wenn das nah dran und trotzdem hochoffiziell
kalibriert sein muss, kannst Du ein "EMCO Near Field Probe Kit" nehmen.
Damit kann man auch senden. Aber Vorsicht, ich hatte bei einem
Einstrahltest die mittlere H-Probe bei meinem Set abgeraucht :-(

Hast Du den Widerstand ersetzt?

Es gab eine ziemlich Qualmwolke, runtertropfendes Plastik usw, voll
abgefackelt :-(

[Peter Thoms]

Joerg schrieb
[...]

Post by Joerg
Es gab eine ziemlich Qualmwolke, runtertropfendes Plastik usw, voll
abgefackelt :-(

Schadee,

hätte ich sonst genommen und hingefrickelt.


Peter

[Joerg]

Post by Peter Thoms
Joerg schrieb
[...]

Post by Joerg
Es gab eine ziemlich Qualmwolke, runtertropfendes Plastik usw, voll
abgefackelt :-(

Schadee,
hätte ich sonst genommen und hingefrickelt.

Das war nur noch ein Klumpen.

[Peter Thoms]

Joerg schrieb
[...]

Post by Joerg
Das war nur noch ein Klumpen.

Mannomann,

neulich sind mir auch zwei Widerstände wie eine Lampe verbrannt:
Der Sender stand auf automatischer Anpassung, falscher Finger, und hatte
sein volles Programm ausprobiert :|.

Hatte die Probe auch Ferrit als Balun oder haben die sich das geschenkt?


Peter

[Michael Koch]

Hallo Joerg,

Post by Joerg
Es gab eine ziemlich Qualmwolke, runtertropfendes Plastik usw, voll
abgefackelt :-(

Und wie sieht es innendrin aus? Ist das nur eine Windung, oder mehrere?
Noch irgendwelche zusätzliche Bauteile zwischen der Windung und der BNC
Buchse?
Ich sehe noch nicht so recht ein, wieso ich $1500 für ein paar Spulen
bezahlen sollte, die man genausogut selber wickeln könnte.

Gruss
Michael

[Peter Thoms]

Michael Koch schrieb

Post by Michael Koch
Hallo Joerg,

Post by Joerg
Es gab eine ziemlich Qualmwolke, runtertropfendes Plastik usw, voll
abgefackelt :-(

Und wie sieht es innendrin aus? Ist das nur eine Windung, oder mehrere?
Noch irgendwelche zusätzliche Bauteile zwischen der Windung und der BNC
Buchse?
Ich sehe noch nicht so recht ein, wieso ich $1500 für ein paar Spulen
bezahlen sollte, die man genausogut selber wickeln könnte.

Du könntest zum Kalibrieren noch
- eine Speiseleitung auf einen Lastwiderstand so aufdröseln daß die Sonde
dazwischen paßt und sich im homogenen Feld befindet.


Peter

[Michael Koch]

Hallo Peter,

in dem Text den du mir geschickt hast steht die Formel für die Spannung
an einer Rahmenantenne drin:

U = E * n * F * 2 * pi * f / 3e8

mit
U = Spannung an der Antenne
E = Feldstärke
n = Windungszahl
F = Rahmenfläche
f = Frequenz

Damit ist der gesuchte Zusammenhang zwischen Spannung und Feldstärke
eindeutig bestimmt. Bleibt nur noch eine Frage offen:
Wie bestimme ich die Spannung an der Antenne? Da der Wellenwiderstand
der Antenne nicht bekannt ist, weiss ich ja nicht wie stark der
HF-Generator (50 Ohm Innenwiderstand) belastet wird.

Post by Peter Thoms
Du könntest zum Kalibrieren noch
- eine Speiseleitung auf einen Lastwiderstand so aufdröseln daß die Sonde
dazwischen paßt und sich im homogenen Feld befindet.

Das habe ich jetzt nicht verstanden. Bitte nochmal etwas ausführlicher
zum mitdenken.


Gruss
Michael

[Helmut Wabnig]

On Sun, 21 Dec 2008 19:48:38 +0100, Michael Koch

Post by Michael Koch
Hallo Peter,
in dem Text den du mir geschickt hast steht die Formel für die Spannung
U = E * n * F * 2 * pi * f / 3e8
mit
U = Spannung an der Antenne
E = Feldstärke
n = Windungszahl
F = Rahmenfläche
f = Frequenz
Damit ist der gesuchte Zusammenhang zwischen Spannung und Feldstärke
Wie bestimme ich die Spannung an der Antenne? Da der Wellenwiderstand
der Antenne nicht bekannt ist, weiss ich ja nicht wie stark der
HF-Generator (50 Ohm Innenwiderstand) belastet wird.

Post by Peter Thoms
Du könntest zum Kalibrieren noch
- eine Speiseleitung auf einen Lastwiderstand so aufdröseln daß die Sonde
dazwischen paßt und sich im homogenen Feld befindet.

Das habe ich jetzt nicht verstanden. Bitte nochmal etwas ausführlicher
zum mitdenken.

Er meint eine Helmholtz-Spule.

http://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Spule

Mach mal, auf 200 MHz.

W:

[Peter Thoms]

Michael Koch schrieb
[...]

Post by Michael Koch
Damit ist der gesuchte Zusammenhang zwischen Spannung und Feldstärke
Wie bestimme ich die Spannung an der Antenne? Da der Wellenwiderstand der
Antenne nicht bekannt ist, weiss ich ja nicht wie stark der HF-Generator
(50 Ohm Innenwiderstand) belastet wird.

Durch Vergleich arbeitest Du Dich voran, einmal Antenne, einmal 50Ohm-Probe
an gleicher Stelle.

Post by Michael Koch

Post by Peter Thoms
Du könntest zum Kalibrieren noch
- eine Speiseleitung auf einen Lastwiderstand so aufdröseln daß die Sonde
dazwischen paßt und sich im homogenen Feld befindet.

Also, nehme zwei Blechplatten und bringe sie auf jeder Länge auf die
Impedanz "R"(Abschlußwiderstand).
R
/ \
/ \
| |
| x | x => Probe
| |
\ /
\ /
TX

Post by Michael Koch
Das habe ich jetzt nicht verstanden. Bitte nochmal etwas ausführlicher zum
mitdenken.

Durch Sendeleistung und Abmessungen der Blechplatten kommst Du auf die
Feldstärke zwischen den Blechplatten.
Nebenbei erhältst die korrespondierende Ausgangsspannung der Probe.
Die Probe braucht noch "Balun" und einen hochohmigen 50Ohm-Abschuß.
Als Balun gehen Ferritperlen auf Koaxleitung und als Abschluß irgendwelche
SMD-Widerstände.

Ist das zu aufwändig?


Mit grinsenden Grüßen
Peter

[Michael Koch]

Hallo Peter,

Post by Peter Thoms
Durch Vergleich arbeitest Du Dich voran, einmal Antenne, einmal 50Ohm-Probe
an gleicher Stelle.

Und womit bzw. wie vergleiche ich die Spannung an der Antenne, ohne die
Spannung zu stark zu beeinflussen? Oszi mit 10:1 Tastkopf? Der hat 12pF,
kann man das noch vernachlässigen?

Post by Peter Thoms
Also, nehme zwei Blechplatten und bringe sie auf jeder Länge auf die
Impedanz "R"(Abschlußwiderstand).
R
/ \
/ \
| |
| x | x => Probe
| |
\ /
\ /
TX

Post by Michael Koch
Das habe ich jetzt nicht verstanden. Bitte nochmal etwas ausführlicher zum
mitdenken.

Durch Sendeleistung und Abmessungen der Blechplatten kommst Du auf die
Feldstärke zwischen den Blechplatten.
Nebenbei erhältst die korrespondierende Ausgangsspannung der Probe.
Die Probe braucht noch "Balun" und einen hochohmigen 50Ohm-Abschuß.
Als Balun gehen Ferritperlen auf Koaxleitung und als Abschluß irgendwelche
SMD-Widerstände.
Ist das zu aufwändig?

Meine beiden Empfangs-Antennen sind viel zu gross, da kann ich keinen
Plattenkondensator drum herum bauen.

Gruss
Michael

[Peter Thoms]

Michael Koch schrieb

Post by Michael Koch
Hallo Peter,

Post by Peter Thoms
Durch Vergleich arbeitest Du Dich voran, einmal Antenne, einmal
50Ohm-Probe an gleicher Stelle.

Und womit bzw. wie vergleiche ich die Spannung an der Antenne, ohne die
Spannung zu stark zu beeinflussen? Oszi mit 10:1 Tastkopf? Der hat 12pF,
kann man das noch vernachlässigen?

Öhh,

1/10 davon wären ok.
Nehm ein Meßempfänger, es gibt auch ein log. IC von AD, das ginge auch.
Den Typ kenne ich jetzt nicht auswendig, vorne 50Ohm, hinten irgendwie
Gleichspannung als dBm.

[...]

Post by Michael Koch

Post by Peter Thoms
Ist das zu aufwändig?

Meine beiden Empfangs-Antennen sind viel zu gross, da kann ich keinen
Plattenkondensator drum herum bauen.

Eine Probe würde reichen :).


Peter

[Peter Thoms]

Michael Koch schrieb
[...]

Post by Michael Koch

Post by Peter Thoms
Durch Sendeleistung und Abmessungen der Blechplatten kommst Du auf die
Feldstärke zwischen den Blechplatten.
Nebenbei erhältst die korrespondierende Ausgangsspannung der Probe.
Die Probe braucht noch "Balun" und einen hochohmigen 50Ohm-Abschuß.
Als Balun gehen Ferritperlen auf Koaxleitung und als Abschluß
irgendwelche SMD-Widerstände.
Ist das zu aufwändig?

Meine beiden Empfangs-Antennen sind viel zu gross, da kann ich keinen
Plattenkondensator drum herum bauen.

Falls Du noch Kraft hast: gurgel nach AD8307, es gibt dazu viele Beispiele.


Schöne Feiertage
Peter

[Joerg]

Post by Michael Koch
Hallo Joerg,

Post by Joerg
Es gab eine ziemlich Qualmwolke, runtertropfendes Plastik usw, voll
abgefackelt :-(

Und wie sieht es innendrin aus? Ist das nur eine Windung, oder mehrere?
Noch irgendwelche zusätzliche Bauteile zwischen der Windung und der BNC
Buchse?
Ich sehe noch nicht so recht ein, wieso ich $1500 für ein paar Spulen
bezahlen sollte, die man genausogut selber wickeln könnte.

Du kannst sie selbstwickeln. Aber schoen vergossen und robust kostet
Dich das an Ingenieur-Euros mehr als das Koefferchen. Von der
Kalibration mal ganz abgesehen (lots of $$$). Wenn das nur zum Basteln
ist, dann nimm einige Stuecke Rigid Coax und loete Loops dran.

[Peter Thoms]

Michael Koch schrieb

Post by Michael Koch
Hallo,
ich messe die Störstrahlung eines Testobjekts in 3m Entfernung. Es werden
zwei Antennen verwendet, eine von 30-200MHz und eine von 200-1000MHz. Die
Messung erfolgt mit einem Hameg5014 in Verbindung mit der SW5012E Software
(das ist die Vorgängerversion der AS100E Software).

[...]

Schau mal nach einem groben Kochrezept in Deinem Postfach.


Peter

[Michael Koch]

Hallo Leute,

nach einigem herumsuchen und durchfragen habe ich den entscheidenden
Suchbegriff gefunden:

VSQ oder Vergleichsstrahlungsquelle

Sowas wird z.B. bei TESEQ angeboten:
http://www.teseq.ch/ch/de/products_solutions/emc_radio_frequency/reference_sources/index.php?navid=32

oder auch hier:
http://www.deg-messtechnik.at/sites/products_emv_acc_referencesource_de.htm

Ich habe noch keine Preise angefragt, aber billig sieht das nicht aus.

Der Selbstbau wäre eigentlich ganz einfach: Ein Quarzoszillator,
dahinter ein AC Treiber, und dann eine kleine Antenne mit genau
festgelegten Abmessungen. Leider wird man um eine Kalibrierung nicht
drum herum kommen.

Wo kann man sich eine kalibrierte VSQ ausleihen?

Und nun viel Spass beim Kalibrieren der Weihnachtsbäume...

Michael