INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA

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1 EMI_EMC EMC EM SATÉLITES E AMBIENTES DE TESTE 1

2 INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA Degradação do desempenho de um equipamento, canal de transmissão ou sistema, causada por uma perturbação eletromagnética. COMPATIBILIDADE ELETROMAGNÉTICA Capacidade de funcionar satisfatoriamente um dispositivo, equipamento ou sistema para no seu ambiente eletromagnético, sem introduzir perturbação eletromagnética intolerável em tudo que se encontre nesse ambiente. 2

3 Impedância de uma onda plana no ar UM POUCO DE TEORIA: Campo elétrico [V/m] ERP = Effective Radiated Power Onda plana em campo distante Teoria de Maxwell Corrente variante no tempo dentro de uma linha de transmissão desenvolve um campo magnético e consequentemente, um campo elétrico. Estes dois campos interagem entre si matematicamente. Acoplamento por campo elétrico Acoplamento por campo magnético 3

4 Na América do Norte, interferência em sistemas de comunicação levou a Congresso dos EUA a promulgar a Lei das Comunicações. EMI foi um problema durante a Segunda Guerra Mundial e não evoluiu até os anos Conferências sobre EMI começaram. A Army Signal Corps of Engineers e a U.S. Air Force criaram fortes programas para lidar com EMI e áreas afins NASA intensificou programas de controle de EMI de seus veículos de lançamento e projetos de sistemas espaciais devido a problemas causados pelos radares Distant Early Warning (DEW) *. *DEW: Sistema de estações de radar na região do Ártico até norte do Canadá. Foi criado para detectar entrada de bombardeiros soviéticos durante a Guerra Fria e fornecer aviso antecipado de uma invasão terrestre. Fonte: wikipédia 4

5 Sistemas espaciais devem tolerar perturbações eletromagnéticas do meio natural, induzidas e as causadas pelo homem. Componentes naturais são descargas atmosféricas para lançadores e campo magnético terrestre para veículos espaciais SpaceCraft charging (ECSS-E-ST E ST 06 ) é definida como acúmulo de cargas elétricas do objeto espacial quando imerso no plasma. Descargas eletroestáticas resultam do atrito da nave com o ar ou outros detritos. Interferências externas man made, intencionais ou não, são causadas por radares ou feixes de telecomunicações durante operações solo ou sequencia de lançamento. EMC Intersistema se aplica entre o lançador e suas cargas úteis ou entre veículos espaciais. EMI Intrasistema é definido como entre todos os equipamentos eletroeletrônicos e eletromecânico dentro do veículo espacial e pela presença de campos magnéticos auto induzidos. Isto compreende campos eletromagnéticos intencionais e irradiados e e emissões parasitas entre equipamento de bordo. 5

6 ECSS-E-ST Requerimentos dos efeitos eletromagnéticos detalhados de sistemas, Condições gerais de teste, Requerimentos de verificação ao nível de sistema Métodos de testet de sub-sistemas e equipamentos. 6

7 7

8 EMC com o sistema Lançador: REQUERIMENTOS Lightning (descargas atmosféricas):.proteção do sistema espacial de ambos diretos e indiretos efeitos de relâmpagos podem ser a combinação de medidas preventivas e técnicas de proteção pós- perturbação. Capacidade dos receptores do veículo espacial devem ser demonstrados d pelo fornecedor do mesmo. Equipamentos não devem demonstrar mal funcionamento, degradação, ou desvio após ser exposto a sinais interferentes, estando operando ou não durante esta. Margem de segurança de EMI deve ser aplicada aos equipamentos nos momentos de pré lançamento e durante o mesmo. Compatibilidade com rádio frequência: Deve-se considerar as frequências usadas no lançador. Emissões espúrias nas antenas usadas no lançador devem ser especificadas. Sensibilidade dos possíveis receptores vítimas, incluindo resposta de frequência fora da banda. Menor e maior frequências usadas pelos receptores do sistema espacial. Características das antenas, como ganho, perda, diretividade, etc. 8

9 EMC Intrasistema: Alcançada pela: Alocação de requerimentos de EMI ao nível de equipamento documentado pelo EMCCP, incluindo limites de emissão radiada e conduzida e níveis de susceptibilidade. Controle da propagação radiada e conduzida. Blindagem Exceto fios e cabos): Ambiente pode ser protegido por Malha de Faraday. Módulos podem receber proteções individuais e cabos podem ser cobertos (papel p alumínio). Importante considerar aberturas de degasagem (funcionam como guias de ondas). Aterramento do ambiente: Diagramas de aterramento deverão ser estabilizados incluindo os EGSE s. Referências de terra devem estar bem definidos para cada alimentação, sinal, fontes de RF ou receptores. REQUERIMENTOS Os EGSE s eosmgse s s não devem degradar a performance do veiculo ou satélite e não impactarem aterramento ou isolação dos sistemas. Também não devem sofrer com os sinais aplicados nos testes de imunidade radiada ao veículo ou satélite. Cablagem (telecomunicações, alimentação, atuadores, sensores):: Cabos de mesma categorias devem ser montadas juntas. Cabos de categorias diferentes devem ser espaçados de pelo menos 5 cm ou blindados entre si. Em cablagem blindadas, pontos de aterramentos (com pinos dedicados) devem ser efetuados em um dos extremos. A resistência i e indutância i séried éidda blindagem devem ser mínimas. 9

10 VERIFICAÇÃO EMEVP -Electromagnetic Effects Verification Plan (anexo B da norma ECSS-E- ST-20C) É o veículo para tecer procedimentos e condições de teste. Fornece instruções para condução de todas atividades requeridas para que os efeitos do ambiente eletromagnético sejam compatíveis com os requerimentos do projeto. Todos os detalhes de controle do ambiente de teste, condições, métodos, e respostas esperadas do DUT devem estar detalhados aqui. EMEVR - Electromagnetic Effect Verification Report (anexo C da norma ECSS-E- ST-20C) Documenta atividades, resultados e análises do plano traçado na EMEVP. 10

11 CONDIÇÕES DE TESTE Tolerâncias: Distância: +/- 5% Frequência:+/-2% Amplitude do receptor: +/- 2dB Amplitude dos sistemas de medidas (incluindo cabos): +/- 3dB Tempo: +/- 5% Resistores: 5% Capacitores: +/- 20%. 11

12 LOCAL DE TESTE Podem ser utilizadas câmaras blindadas para isolar contaminações de e para ambiente externos. Local não blindados se comprovado baixo ruído. O nível de ruído de fundo deve ser avaliado antes de ligar o DUT. Planos de terra (chapas de cobre) de >2m 2 aterrados com <2,5mohm. 12

13 LOCAL DE TESTE Line Impedance Stabilization Networks (LISN S) são utilizadas para isolar linhas de alimentações e algumas vezes, de comunicações, afim de conexão com aparatos externos ao ambiente de teste. 13

14 OPERAÇÃO DO EUT Em medidas de EMISSÃO, EUT deve ser colocado em modo de máxima transmissão; Em ensaios de SUSCEPTIBILIDADE, EUT deve ser colocado no modo mais frágil; Todos os modos de operação devem ser testados, de maneira que todos circuitos it sejam colocados à prova; Zonas de exclusão de frequências (faixas de operação do sistema) devem ser consideradas. Nos teste de susceptibilidade, EUT deve ser monitorado. 14

15 EQUIPAMENTOS DE TESTE Medidores seletivos, como receptores especializados e analisadores de espectro são utilizados; Osciloscópios; ProbesP b de corrente calibrados com testt fixture indicado d nanorma MIL- STD-461E; Amplificadores. 15

16 TESTE DE EMISSÃO Filtros de vídeo não devem ser aplicados; Gráficos de Amplitude & Frequência devem ser apresentados. Software EMC 32 da Rohde & Schwarz 16

17 TESTE DE SUSCEPTIBILIDADE Sinais de perturbação são modulados por PAM (Pulsed Amplitude Modulation), a 1KHz, duty-cycle =50 %, on/off ratio = 40dB; CW são utilizados para frequências abaixo de 100 khz; Varredura de frequência podem ser de 10 passos por década; d Dever haver registros de que sinais pertubantes atendem requerimentos. 17

18 CALIBRAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE MEDIDA Devem ser calibrados pelo menos a cada 2 anos ou quando são avariados. No início de cada ensaio de emissão, o sistema de teste deve ser verificado pela injeção de um sinal conhecido. 18

19 LIMITES RECOMENDADOS (ANEXO A) E PROCEDIMENTOS 19

20 CE LINHAS DE ALIMENTAÇÃO MODO DIFERENCIAL 30 HZ A 100KHZ 20

21 CE LINHAS DE ALIMENTAÇÃO MODO COMUM E DIFERENCIAL 100KHZ A 100MHZ 21

22 CE LINHAS DE ALIMENTAÇÃO CORRENTE DE IN RUSH Limites de 5x10 4 A/s durante operação normal. Limites de 2x10 6 A/s ao ligar sistemas. 22

23 EMISSÃO DE CAMPO MAGNÉTICO DC, MOMENTO MAGNÉTICO Sensores magnéticos são colocados em 6 semi eixos. EUT é colocado em mesa girante e rotacionado em frente aos sensores magnético. 23

24 RE EMISSÃO RADIADA 30 MHZ A 18 GHZ 24

25 CS IMUNIDADE CONDUZIDA 30 HZ A 100 KHZ Propósito: Verificar a habilidade d do EUT em suportar sinais i acoplados nas linhas de alimentações. 25

26 CS BCI BULK CABLE INJECTION 50 HZ A 100 MHZ Propósito: Verificar a habilidade d do EUT em suportar sinais i acoplados nas linhas de alimentações e cabos associados. 26

27 CS TRANSIENTES NAS LINHAS DE ALIMENTAÇÃO Propósito: Verificar a habilidade d do EUT em suportar spikes acoplados nas linhas de alimentação. 27

28 RS CAMPO MAGNÉTICO, 30 HZ A 100 KHZ Propósito: Verificar a habilidade d do EUT em suportar campos magnéticos. 28

29 RS CAMPO ELÉTRICO, 30 MHZ A 18 GHZ Propósito: Verificar a habilidade d do EUT em suportar campos elétricos. Limite: 10 V/m Polarizações Vertical e Horizontal AM ou PAM podem ser utilizados Polarização circular não é utilizado 29

30 RS CAMPO ELÉTRICO, 30 MHZ A 40 GHZ MIL STD 461E 30

31 ESD DESCARGA ELETROESTÁTICA 31

32 REFERÊNCIAS ECSS-E-ST-20-07C Electromagnetic compatibility ECSS-E-ST-20C Electrical and electronic (EMEVP e EMEVR) MIL-STD-461E Requirements for the Control of EMI Characteristics of Subsystems and Equipment IEC Part 4-2:Testing and measurement techniques Electrostatic discharge immunity test Testing For EMC Compliance Montrose, Nakauchi LAB34 - The Expression of Uncertainty in EMC Testing UKAS 2002 Vocabulário Eletrotécnico Internacional Capítulo 161: Compatibilidade Eletromagnética Wikipédia 32

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