Les chambres réverbérantes à brassage de mode sont des moyens d'essais de CEM (Compatibilité Electromagnétique) qui suscitent un grand intérêt principalement depuis le début des années quatre vingt dix. Elles se constituent d’une enceinte blindée dans laquelle les propriétés des cavités surdimensionnées sont applicables. Les conditions apportées par les chambres réverbérantes procurent à l’équipement sous test un caractère statistiquement isotrope qui évite de le réorienter. De plus, dans la mesure où les modes de résonance de la cavité sont exploités, la génération des champs élevés est assurée en injectant des puissances relativement faibles.

:: Norme EN 61000-4-21

La norme EN 61000-4-21 est une norme de Compatibilité Electromagnétique décrivant les techniques d'essai et de mesure en Chambre Réverbérante à Brassage de Mode. Ce texte présente les pocédures à suivre pour contrôler l'immunité electromagnétique et les emissions électromagnétiques d'équipements électriques et électroniques. Il présente aussi les caractéristiques minimales que doivent vérifier les CRBM pour procéder à des tests de CEM.

:: Fréquences de résonances

Apparition des premiers modes de résonance de la chambre à certaines fréquences qui dépendent des dimensions de la chambre.

Où a est la longueur de la cavité, b sa largeur et d sa hauteur.
m,n et p sont des entiers positifs qui définissent le mode

La premiere fréquence de résonance correspond au mode fondamental:
m=1; n=1; p=0 pour a>b>d

La cavité que nous étudions possède les dimensions qui sont données figure 01 et nous pouvons déterminer la fréquence du mode fondamental. (a>b>d)

1er mode de résonance (m,n,p = 1,1,0)
avec C = vitesse de la lumière

les modes suivants sont: (1,0,1) ; (0,1,1) ; (1,1,1)

Lorsqu’on injecte un signal radiofréquence par le biais d’une antenne dans une chambre réverbérante, deux situations peuvent être constatées:

• La fréquence injectée ne coïncide pas avec un mode de résonance de la cavité, ce qui entraine un champ de faible amplitude dans la chambre.
• La fréquence injectée coïncide avec un mode de résonance de la chambre, ce qui entraine l’établissement d’ondes stationnaires caractérisées par un champ électromagnétique d’amplitude élevée.

:: Fréquence minimale d'utilisation et recouvrement de modes

Lors des tests de CEM en chambre réverbérante, les modes de résonance sont exploités afin de générer des champs d’amplitude élevée et de modifier les conditions d’illumination (polarisation et incidence) de l’équipement testé. Cependant, dans la mesure où les cavités possèdent des modes de résonance à des fréquences fixes et distinctes, il n’est pas concevable d’appliquer des conditions constantes d’essais dans toutes les fréquences. Ainsi, une des premières contraintes pour utiliser une chambre réverbérante est que sa densité de modes soit suffisamment élevée. En règle générale, la fréquence minimale d’utilisation de la chambre peut être approximée à 5 fois la fréquence du mode fondamental. Norme EN 61000-4-21

(3<k<7) selon norme EN 61000-4-21

Dans le cas de la chambre étudiée, la fréquence minimale d’utilisation devrait être proche de 225 MHz (5 x 45 MHz).

:: Fréquence de travail

Dès lors que l’on monte en fréquence, la densité de mode augmente et l’espacement entre deux fréquences de résonance diminue. Parallèlement, lorsque la fréquence augmente, il est possible d’agir suffisamment sur les conditions aux limites pour décaler les fréquences d’apparition des modes. C’est ainsi qu’intervient le brassage de modes, en vue de modifier les conditions aux limites et d’être capable d’exciter un mode de résonance à toutes les fréquences supérieures à la fréquence minimale d’utilisation. On cherche à obtenir « un recouvrement des modes » en fréquences.

Fréquence minimale de travail.

Fréquence de travail.

:: Rôle du brasseur

Nous avons vu ci-dessus que les fréquences de résonance sont tributaires des dimensions de la cavitée. Si nous modifions les dimensions de la CRBM, nous décalons les fréquences de résonance.

La rotation du brasseur permet d'obtenir une
"Variation virtuelle des dimensions de la chambre"

Le brasseur est constitué de pâles métalliques fixées sur un axe pivotant. En changeant l’angle du brasseur, on applique une modification sur les conditions aux limites qui permet de décaler les fréquences d’apparition des modes de résonance. Ainsi, dès lors que la densité de mode est suffisamment élevée, la chambre peut entrer en résonance quelque soit la fréquence d’excitation. Une seconde propriété du brassage de modes est le fait qu’il rende le champ statistiquement isotrope et homogène sur une révolution de brasseur. Ceci signifie que sur une révolution de brasseur, la valeur maximale du champ électromagnétique est quasiment identique en tous points de la chambre et suivant toutes les directions. Les propriétés apportées par le brasseur sont limitées en basses fréquences du fait de la faible densité de modes de résonance des cavités réverbérantes.

en absence de brasseur, etablissement de modes ordonnés
- illustration -

avec brasseur, distribution aléatoire du champ
- illustration -

Remarque:
Dans une chambre réverbérante fonctionnant convenablement, la valeur moyenne du champ sur un tour de brasseur varie de +/- 3dB en tout point du volume de test de la CRBM

:: Simulation réalisée au NIST

Simulation d'une CRBM à 750 MHz

Illustration

Simulation réalisée par Mr Halloway.
Electromagnetics Division
National Institute of Standards and Technology (NIST)
U.S. Department of Commerce, Boulder Laboratories

:: Définition du volume de test

La norme EN 61000-4-21 conseille de choisir ce volume de telle sorte qu’il soit à une distance minimale de λ/4 des parois de la chambre, calculée pour la fréquence basse d’utilisation. Dans notre cas, nous avons vérifié les caractéristiques de la chambre dans un volume cubique de dimensions: 2m x 2m x 2m.

:: Variation du champ en fonction de la fréquence sur un tour de brasseur

Principe de mesure

Nous avons placé à l'intérieure de la CRBM une antenne d'emission reliée à un générateur delivrant une puissance de 20mw soit 13dBm à une fréquence Fr. Une antenne de reception située a l'intérieur du volume de test est reliée à un analyseur de spectre dont la fréquence centrale est positionnée sur la fréquence Fr. Un PC assure l'acquisiton en continu pendant un tour de brasseur (580 acquisitions).

Résultats

:: Le facteur de qualité

La notion de facteur de qualité est générale et elle s’étend à des exemples autres que l’électromagnétisme. Dans le cas des CRBM, on s’intéresse à leur capacité à emmagasiner de l’énergie électromagnétique. La génération de champ de grande amplitude dépend directement de ce facteur de qualité qu’on appelle aussi coefficient de qualité. Ainsi, il constitue un des paramètres fondamentaux des chambres réverbérantes à brassage de modes, en particulier dans les applications aux essais d’immunité électromagnétique. Généralement, on le définit comme étant le rapport entre l’énergie moyenne emmagasinée et l’énergie dissipée par unité de temps. La relation qui le définit est la suivante :

Où U est l’énergie moyenne emmagasinée dans la cavité, Pd est la puissance active dissipée et f la fréquence.

Rappel des différents paramètres de l'étude.

1°/ Le facteur de qualité lié aux pertes dans les parois de la cavité

La CRBM ayant un fonctionnement multimodal, il fut nécessaire de définir un facteur de qualité qui est dit composite. Ce paramètre intègre la contribution des différents modes à l’énergie emmagasinée. Dans cette perspective, on considère une cavité vide dans laquelle la seule cause de perdition de l’énergie est due aux résistances hautes fréquences des parois.

2°/ Le facteur de qualité lié aux antennes

Dans l’utilisation des chambres réverbérantes, on est amené à utiliser des antennes. Ces dernières contribuent à dissiper une partie de l’énergie électromagnétique contenue dans la cavité. Elles peuvent ainsi réduire le coefficient de qualité, ce qui aura comme conséquence de diminuer les performances des CRBM.

3°/ Le facteur de qualité global d’une CRBM (Q total)

Le facteur de qualité global de la chambre est donné par la relation suivante :

Où:
Qg est le facteur de qualité global de la chambre et N a le nombre d'antennes présentes dans la chambre. Généralement, on utilise deux antennes, une en émission et l’autre en réception.

Il est à remarquer que lorsqu’on est en basse fréquence, le facteur de qualité global est assimilable à celui des antennes. Par contre en hautes fréquences le facteur de qualité lié aux pertes dans les parois devient prédominant.

Calcul Théorique

Calcul Théorique jusqu'a 18 GHz . (Fréq Log)

4°/ Les pertes d’insertions de la chambre : (CCF)

CCF : Chamber Calibration Factor Max

Perte d'insertion Max et Moyenne

5/ Constante de temps de la chambre :

La constante de temps entre 100 MHz et 1 GHz varie entre 1 µs et 10 µs. Et entre 1 GHz et
20 GHz elle a une valeur quasi constante de 10 µs.

La norme EN 61000-4-21 précise que si la constante de temps de la chambre est supérieur à 40% de toute la largeur d’impulsion de la forme d’onde d’essai pour plus de 10 % des fréquences d’essaies, on doit ajouter des absorbants à la chambre ou augmenter la largeur d’impulsion.

Constante de temps de la CRBM

Banc de mesure du facteur de qualité:

En pratique le facteur de qualité est mesuré en établissant le rapport entre une puissance injectée dans la chambre au niveau de l'antenne d'emission et une puissance reçue sur une antenne de référence. Ce rapport est appelé le facteur d'étalonage de la chambre (CCF: Chamber Calibration Factor ) et obtenu dans sa valeur moyenne ou maximum sur un tour de brasseur.

Schéma de principe

Banc de montage

Résultats

Facteur de qualité jusqu'a 18GHz

avec :

 

:: Caractérisation de la CRBM

A la suite de l’installation de la chambre des laboratoires TELICE et LEOST, il est nécessaire d’effectuer un étalonnage de la chambre afin de connaître ses performances. Cette procédure doit être impérativement effectuée avant de pouvoir effectuer des essais d’immunité et elle vise à évaluer l’efficacité du brassage de modes, les pertes d’insertion, le facteur de qualité et la fréquence basse d’utilisation.

La procédure d’étalonnage nécessite de relever dans un temps très court un certain nombre de variables telles que la valeur du champ électrique, la puissance d’entrée et la puissance reçue par l’antenne de réception, et ce pour chaque angle donnée du brasseur. Par conséquent, il est préférable de faire appel à un logiciel qui permet le contrôle des différents instruments.

1°/ Vérification de l’efficacité du brasseur

Avant toute manipulation ou toute étude, une phase de vérification de l’efficacité du brasseur est nécessaire. La norme EN 61000-4-21 sur laquelle on se base demande un certain nombre d’échantillons indépendants, par exemple un nombre minimal de 50 échantillons indépendants est nécessaire si on travaille entre f s et 3f s .On rappelle que f s est la fréquence la plus basse de l’étude.

Le principe de mesure consiste à faire mouvoir le brasseur sur 360° avec une certaine vitesse de rotation, tout en enregistrant la puissance reçue par l’antenne de réception. Durant une révolution de brasseur on doit prélever un nombre d’échantillons qui dépendent des performances du système d’acquisition.

Le protocole consiste à injecter une certaine puissance à fréquence donnée dans la chambre par l’intermédiaire d’un générateur. Le choix de l’antenne est effectué en fonction de la gamme de fréquence étudiée. Dans notre cas la gamme de fréquence se situe entre 100 MHz et 1 GHz d’où l’utilisation des antennes log périodique. La puissance envoyée dans la chambre est rayonnée par une première antenne d’émission. Cette antenne est orientée vers un coin de la chambre. Ainsi en faisant faire au brasseur une rotation sur 360°, on relève un certain nombre d’échantillons. L’acquisition s’effectue à l’aide d’une antenne de réception qui est directement reliée à un analyseur de spectre. Le schéma qui suit montre le protocole utilisé.

Mesures

Calcul du nombre d'échantillons indépendant

On rappelle que l’efficacité de brassage est critique dans les basses fréquences de la gamme choisie car les modes de résonances sont très espacés. On utilise la méthode qui fait appel à la fonction d’autocorrélation. Pour déterminer le nombre d’échantillons indépendants on se base sur les prescriptions de la norme EN 61000-4-21 qui indique que les échantillons sont décorrélés pour une valeur de la fonction d’autocorrélation égale à 0.37.

Rappel: fonction d'autocorrélation

Cette méthode consiste à déterminer la fonction d’autocorrélation d’une série d’échantillons qu’on enregistre au cours de la rotation du brasseur. A chaque échantillon correspond une puissance mesurée au cours d’une révolution de brasseur ainsi la puissance mesurée tient lieu de variable aléatoire.

Si durant une révolution du brasseur, on prélève N échantillons, on peut déterminer ainsi la période angulaire d’échantillonnage comme suit :

Le but étant de déterminer l’angle limite qui satisfait la prescription de valeur de fonction d’autocorrélation. Dans le cas de la norme EN 61000-4-21, on propose une valeur de 0.37 pour la valeur de la fonction d’autoccorrélation. A cette valeur correspond un angle minimal entre deux acquisitions d’échantillons, qui est l’angle de corrélation. Il est à noter qu’en théorie, pour que les échantillons soit parfaitement indépendants, la fonction d’autoccorrélation doit être égale 0.

Si la valeur de la période d’échantillonnage est plus grande que l’angle de corrélation, on peut considérer que les N échantillons sont statistiquement indépendants. Dans le cas contraire, seul un certain nombre d’échantillons sont indépendants.

Exemple: Calcul du nombre d'échantillons indépendant pour 100MHz

a/ On fait l'acquisition de 580 valeurs pour un tour de brasseur (360°)

b/ On applique la fonction d'autocorrélation entre chaque valeur.

c/ Aprés avoir converti l'axe des X en angle (580 acquisitions = 360°) on regarde la correspondance de l'angle pour une valeur d'autocorrélation de 0,37. Ici nous optenons 9°

Autocorrélation à 100MHz ==> (9°)

Autocorrélation à 800MHz ==> (2°)

d/ Résultats obtenus avec différentes fréquences

Tableau 01

Ce tableau montre que les 50 échantillons indépendants que prescrit la norme sont obtenus à partir de 200 MHz. Ainsi, le brasseur de modes devient efficace quand on monte en fréquence comme l’indique le tableau. Néanmoins, le brasseur a tendance à fournir un même nombre d’échantillons entre 600 MHz et 1 GHz. Dans le cas de l’étalonnage, on va opter pour un angle de brasseur de 6°. Cette valeur d’angle de corrélation est suffisante pour satisfaire la prescription de 50 échantillons indépendants. Une fois le nombre d’échantillons indépendants connu pour chaque fréquence, il faut envisager la procédure d’étalonnage.

:: Etalonnage de la chambre réverbérante à brassage de mode

Dans cet objectif, nous avons du mettre en place un programme pratique qui permet l’automatisation des mesures car la caractérisation de la chambre nécessite de relever plusieurs paramètres tels que la puissance injectée et la puissance maximale reçue sur une révolution de brasseur par l’antenne de réception. De plus, nous devons commander un certain nombre d’appareil comme le brasseur de modes, la sonde de champ électrique, le générateur…. La mise en place du programme de mesure permet un gain de temps précieux et une difficulté moindre pour les mesures.

Le banc de mesure à automatiser est le suivant :

Banc de mesure automatisé

Sur ce schéma, les angles du volume d’étude constitueront les 8 positions pour les quelles les mesures de champ devront être effectuées.

Les caractéristiques à relever et le programme développé

La procédure d’étalonnage permet de rassembler les données de la sonde de champ électrique, c'est-à-dire les composantes E x, E y et E z. Pour ces composantes, on ne relève que les valeurs maximales. Au niveau des puissances, une acquisition de la puissance d’entrée, de la puissance maximale et moyenne reçues par l’antenne de réception est effectuée. Il est nécessaire de commander le brasseur afin de contrôler sa vitesse de rotation si on utilise le mode continu, ou le pas de déplacement si on opte pour un mode pas à pas. Dans notre cas, nous effectuons notre étalonnage en utilisant le mode pas à pas. Les paramètres à relever sont regroupés dans le tableau ci-dessous.

Tableau 02

• E x.max: est la valeur maximale de la composante selon l’axe (Ox) sur un tour de brasseur à une fréquence donnée de même pour E y.max, E z.max.
• E total: est la valeur maximale du champ total sur un tour de brasseur à une fréquence donnée.
• E total moyen: est la moyenne du champ total sur un tour de brasseur à une fréquence donnée.
• P in: est la puissance d’entrée.
• P max reçue: est la puissance maximale reçue sur un tour de brasseur à une fréquence donnée.
• P max moyen: est la moyenne des puissances maximales reçues sur une rotation de brasseur à une fréquence donnée.

L’automatisation du banc est effectuée à l’aide du logiciel Labview dont la face avant est présentés ci-dessous.

Logiciel d'acquisition des différents paramétres.

Définition du pas de fréquences.

Les variables qui se trouvent dans le tableau 02 sont valables pour une rotation de brasseur et pour une position et une fréquence donnée. Or, l’étude s’effectue sur une gamme de fréquence de 100 MHz à 1 GHz selon un pas de fréquence logarithmique comme l’énonce le tableau 03 de la norme EN 61000-2 .

Tableau 03. Norme EN 61000-2

avec:

• les fréquences sont à l’échelle logarithmique.
• le nombre d’échantillons sont indépendants.
• fs est la fréquence de départ.

Définition du volume d'essai.

La norme EN 61000-4-21 conseille de choisir ce volume de telle sorte qu’il soit à une distance de λ/4 des parois de la chambre, calculé pour la fréquence basse d’utilisation. Le volume choisi étant un cube, la sonde de champ électrique a été successivement placée à chaque sommet du cube, soit 8 positions de la sonde. Pour chacune de ces 8 positions, nous avons relevé les différentes caractéristiques (cf. : tableau 01) pour les 50 points de fréquence de la gamme 100MHz- 1GHz.

Vérification de l’uniformité du champ

1°/ Temps d'acquisation (remarque) :

Le nombre d'acquisition total est de:
(60 acquisitions par tour de brasseur) x (50 pas de fréquence) x (8 positions de la sonde) = 24000 acquisitions ce qui réprésente une journée pour chaque position de la sonde.

2°/ Acquisation et traitement des données:

Une fois les valeurs relevées, un traitement doit être effectué afin de vérifier l’uniformité du champ. Ce traitement consiste à estimer l’écart type pour les composantes Ex, Ey et Ez mesurées aux 8 extrémités du volume d’étude. En effet, le critère d’uniformité du champ est formulé sous forme d’écart type.

Lors du traitement des données, nous sommes amenés à utiliser la valeur mesurée de la puissance d’entrée mesurée par le wattmètre. Or, cette valeur doit être corrigée car la puissance réellement injectée est également dépendante du câble blindé et de l’antenne d’émission qui sont situés dans la chambre. De même pour la partie réception.

Les corrections à envisager sont les suivantes :

• Les pertes dans les câbles,
• Le coefficient de réflexion des antennes S11 (Tx et Rx)
• Le rendement de l’antenne

3°/ Correction câble et antenne:

3.1 - Pertes dans les câbles

Pertes d’insertions du câble de 6 m et de 4 m utilisés au cours de l’étude (Pin=0 dBm)

3.2 - Coefficient de réflexion des antenne (S11)

S11 des antennes Rx et Tx

3.3 - Rendement des l'antennes

h : facteur de rendement des antennes = 0.75

4°/ Correction des puissances injectées:

5°/ Correction des puissances reçues:

6°/ Normalisation de tous les champs mesurés : (Ex, Ey, Ez) x 8 Positions

La première étape consiste à normaliser les valeurs maximales des composantes de champ mesurées par rapport à la racine de la puissance d’entrée.

Normalisation pour 1W injecté

Où :

• Emax x.y.z est la mesure maximale à partir de chaque axe de la sonde.
• P.réel injectée est la puissance moyenne d’entrée dans la chambre au cours de la rotation d'un tour du brasseur.
• Ex,y,z est la mesure maximale à partir de chaque axe de la sonde divisée par la racine carrée de la puissance d’entrée.
  

7 °/ Calcul de la moyenne du maximum normalisée

Ensuite, il est nécessaire de calculer les moyennes des valeurs de champ mesurées aux 8 positions pour chaque composantes Ex, Ey et Ez pour déterminer leur écart type associé.

Pour chaque fréquence inférieure à 10 fs, on doit calculer la moyenne normalisée pour toutes les mesures de champs E, en accordant un poids égal à chaque axe (à savoir, chaque composante rectangulaire).

Remarque : < > indique la moyenne arithmétique, à savoir, <E>24 représente la somme des 24 maximums rectangulaires de champs E (normalisés) divisée par le nombre de mesures.
Cette étape doit être répétée pour chaque fréquence supérieure à 10 fs en remplaçant 24 par 9.

Normalisation pour 1W injecté

8 °/ Vérification des prescriptions d’uniformité de champ

Nous allons vérifier pour chaque fréquence inférieure à 10 fs si la chambre satisfait aux prescriptions d’uniformité de champ.

L’uniformité de champ est spécifiée comme un écart type par rapport à la valeur moyenne normalisée des valeurs maximales normalisées, obtenues à chacun des 8 emplacements au cours d’une rotation du brasseur. L’écart type est calculé en utilisant les données provenant de chaque axe de sonde indépendamment et celles de l’ensemble total.

L’écart type est donné comme suit :

Où:

• n est le nombre de mesures,
• Ei est la mesure individuelle normalisée de champ E (à la racine carrée de la puissance d’entrée)
• <Ei> est la moyenne arithmétique des mesures normalisées de champ E.
  

Nous allons traiter le cas du vecteur x comme exemple.

Où:

• E.xi est la mesure individuelle de vecteur x.
• <E.x> est la moyenne arithmétique des vecteurs normalisés E.max.x des 8 emplacements de mesure.

Et pour tous les vecteurs :

L’écart type est exprimé en dB/moyenne :

Une fois les corrections apportées, les écarts types des différentes composantes de champ sur les 8 positions ont pu être estimés. Les résultats sont présentés ci-dessous.

Ecart type des différentes composantes de champ électrique

La norme EN 61000-4-21 impose une tolérance en matière d’uniformité qui est représentée par la ligne rouge dans la courbe ci-dessus (cf. Limite). L’écart type doit être de 4 dB à 100MHz en décroissant linéairement à 3 dB à 400 MHz et au-delà il doit être inférieur à 3dB. La norme tolère toutefois un nombre de 3 fréquences par octave qui peuvent dépasser la limite.

Les écarts types pour toutes les composantes individuelles de champ et pour l’ensemble total des données sont dans les limites de tolérance et ceci pour les fréquences comprises entre 400 MHz et 1 GHz. Par conséquent, le volume de 2 m x 2 m x 2 m  défini préalablement dans la chambre satisfait bien les prescriptions d’uniformité de champ.

La difficulté réside dans la gamme inférieure à 400 MHz dont l’écart type des donnés dépasse ponctuellement la limite imposée par la norme. Toutefois, le texte de norme tolère que 3 points de fréquence excèdent la limite. Ainsi, la fréquence à partir de laquelle les exigences de la norme sont satisfaites est rabaissée à 200 MHz. Lors de l’utilisation de la chambre pour des tests d’immunité, il sera nécessaire de tenir compte de cette fréquence. Le champ pourra être considéré comme statistiquement uniforme dans le volume de travail de 2 m x 2 m x 2 m et à partir de 200 MHz.

:: Estimation du champ électrique pour une puissance constante injectée

D’un point de vue expérimental, pour déterminer le champ dans la chambre on utilise l’expression suivante qui est basée sur les valeurs maximales de puissance de l’antenne de réception. Elle est obtenue en effectuant la moyenne sur n emplacements de l’antenne de réception.

Où,

• PMaxRec est la puissance maximale reçue sur le nombre donné de pas de brasseur à un emplacement de l’antenne
• h rx est le facteur d’efficacité de l’antenne
• λ est la longueur d’onde.

Cette équation permet d’estimer l’amplitude moyenne sur les 8 positions de l’antenne de réception du champ électrique maximum. Cette expression est fondée sur les puissances maximales reçues sur un tour de brasseur par l’antenne de réception placée à 8 positions.

L’évolution de la moyenne des champs maximaux sur les 8 points dans la chambre présente l’allure suivante :

Estimation de l’amplitude du champ E (P in=13 dBm)

Remarque : Cette estimation est obtenue pour une puissance d’entrée quasi constante de 13 dBm soit 20 mW lue sur le générateur.

Comme le montre la courbe, l’amplitude du champ électrique est modeste dans les basses fréquences. Ceci s’explique par le fait que le brassage de modes n’est pas très efficace car les modes de résonance sont espacés. Pour les hautes fréquences, on a un champ électrique qui a une amplitude d’environ 10 V/m car le nombre de mode est plus élevé en haute fréquence.

Cependant, au cours de cette mesure nous avons réglé la puissance injectée à partir de la donnée affichée par le générateur. Par conséquent, nous ne sommes pas certains que la puissance injectée était parfaitement constante sur toute la gamme explorée. Cette mesure doit être renouvelée par la suite en employant un wattmètre à l’entrée de la chambre afin de garantir que les valeurs du champ sont obtenues pour une puissance identique à chaque fréquence.

:: Conclusion

Les travaux d’évaluation de la CRBM ont donnés des résultats très satisfaisants. En effet, sachant que la fréquence fondamentale de la cavité se situe à 45.5 MHz, on pouvait s’attendre à obtenir une homogénéité statistique de champ suffisante aux alentour de 227 MHz. Or, les courbes d’écart type obtenu dans un volume conséquent ( 2 m x 2 m x 2 m) ont montré que l’homogénéité satisfaisait les critères spécifiés dans la norme EN 61000-4-21 dès 200 MHz.

D’un autre côté, le coefficient de qualité présente une croissante légèrement plus faible avant 1 GHz mais atteint des valeurs très élevées atteignant quasiment 50 000.

Le calcul de la moyenne des champs maximum aux 8 positions de l’antenne de réception pour une puissance injectée de 20 mW, présente une courbe continuellement croissante le long de l’axe des fréquences. Cette courbe possède des variations relativement modestes qui laissent penser que le contrôle de l’amplitude de la contrainte appliquée lors d’un test d’immunité s’effectuera convenablement.

De plus, nous avons constaté qu’en injectant une puissance de 20 mW nous pouvions obtenir un champ proche de 10 V/m ce qui est très satisfaisant. Nous pouvons nous attendre à obtenir un champ approchant 100 V/m pour une puissance de 1 Watt injecté. A titre de comparaison, pour une puissance de 1 Watt injectée dans une cellule TEM qui offre un volume d’essai beaucoup plus réduit ( environ 10 cm 3), un champ électrique d’environ 20 V/m est obtenu.

Notre prochaine étape va consister à établi la courbe du champ normalisé pour 1 Watt injectée. Ceci consistera à établir la moyenne des champs maximum pour 8 points de l’antenne de réception en injectant une puissance parfaitement constante de 1 Watt sur la gamme de fréquences explorée.

A l’issu de ce travail, nous pourrons établir un abaque groupant les valeurs de champs attendues en fonction des puissances injectées. Ceci pourrait permettent de mettre en œuvre un test d’immunité sans procéder systématiquement à une nouvelle calibration de la puissance injectée.

:: Remerciements et Contacts

Hamid Ouaddi (Ingénieur doctorant/ Alstom Transport)

Virginie Deniau (Chargée de Recherche / Leost)

Jean Rioult (Ingénieur de Recherche / Leost)

Lamine Kone (Ingénieur de Recherche / Telice)