군용 부속시설 별 시험항목 선택 및 MIL STD규격비교

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1 군용 부속시설 별 시험항목 선택 및 MIL STD규격비교
-MIL STD 461F -영국, DEF STAN -NATO, AECTP-500 경고 : 본 자료는 한국기술연구소 소유로 무단 복제를 금함 A tree which has a deep and wide spread roots since 1987 Korea Technology Institute emc.re.kr

2 1. MIL STD 461F/ DEF STAN 59-411/ NATO AECTP 500 / 대응 상용규격 비교
MIL STD 461F, 10th (18종) DEF STAN (영국) (13종) NATO AECTP th (24종) 대응 상용 규격 CE 101, 전원선, 30Hz-20kHz DEC 01, 전원 1차 측, 20Hz-150MHz NCE 01, 전원선, 30Hz-10kHz IEC CE 102, 전원선, 10kHz-10MHz DCE 02, 제어,신호,전원2차. 20Hz-150MHz NCE 02, 전원선, 10kHz-10MHz CISPR 22 NCE 05, 전원,신호 및 제어선, 30Hz-150MHz DCE 03, 전원 1차 측, Exported transient NCE 04, Exported transient, 전원선 개폐서지 IEC , EFT CE 106, 안테나, 10kHz-18GHz NCE 03, 안테나, 10kHz-18GHz EN XX, CS 101, 전원선, 30Hz-150kHz DCS 01, 전원 1차 측, 20Hz-50kHz NCS 01, 30Hz-150kHz, NCS 11 전원선(함정) IEC ,16. IEC S10 DCS 02, 제어,신호 및 전원, 50kHz-400MHz NCS 02, 제어 및 신호선, 30Hz-50kHz IEC DCS 03, 제어 및 신호선, 20Hz-50kHz DCS 10, ESD/정전기 NCS 12, ESD/ 정전기 IEC , ESD CS 103, 안테나 IM,15kHz-10GHz NCS 03, 안테나 단자 IM, 15kHz-10GHz CS 104, 안테나 Rejec., 30Hz-18GHz NCS 04, 안테나 Rejection, 30Hz-18GHz CS 105, 안테나,Cross M, 30Hz-18GHz NCS 05, 안테나 Cross M., 30Hz-18GHz EN XX CS 106(F), Transient power leads NCS 10, 단발성 서지,낙뢰/항공기 IEC , INS 4040 구형파 CS109, Structure Current. 60Hz-100kHz NCS 06, Structure Current, 60Hz-100kHz CS114, BCI , 10kHz-200MHz NCS 07, BCI, 10kHz-200MHz CS 115 BCI Impulse, 구형파 주입 NCS 08 , Lightning for aircraft, 30Hz/ minute IEC , INS 4040 CS 116 Damped sinusoidal, 10kHz-100Mz NCS 09, 정현 감쇠 진동 서지, 10kHz-100MHz IEC RE 101, MF, 30Hz-100kHz DRE 02, MF, 20Hz-250kHz NRE 01, MF, 30Hz-100kHz IEC ,10 RE 102, E-field, 10kHz-18GHz DRE 01. E-field, 10kHz-18GHz NRE 02, E-field, 10kHz-18GHz RE103, 안테나 Spri/Har, 10kHz-18GHz NRE 03, 안테나 S&H, 10kHz-18GHz RS 101, MF, 30Hz-100kHz DRS 01, M-field, 20Hz-100kHz NRS 01, MF, 30Hz-100kHz RS 103, E-field, 2MHz-18GHz DRS 02, E-field, 10kHz-18GHz NRS 02, E-field, 50kHz-18GHz IEC , CISPR 24 RS 103, Rever. Chamber, 2MHz-18GHz DRS 02, E-field, Reverberation chamber, SAE J1113/27, IEC DRS 03, DC MF NRS 04, DC MF, RS 105 EMP 50kV/m, NRS 03 , Transient EM field ITU K. 78, IEC

3 2. 각 군 주요 기기 별 MIL STD 461F 시험항목의 적용
AECTP 500, NATO Summaries AECTP 500, NATO Applications

4 3. 시험항목별 시험목적, 민감 기기 규격 시험목적 민감 /발생기기 CE 101 CE 102 CE 106 CS 101
각종 전력 변환기(UPS, VVVF,CVCF 등)로부터 방사되는 전원 하모닉 주파수 소나, 4-20mA analog 신호선 CE 102 일반 SMPS, PWM 전력 제어기기에서 방사되는 잡음 주파수 대역 중파, 단파 통신기기, 초단 증폭기 CE 106 무선 송신기의 부차 고조파 발생 여부, BPF 성능, 신호파와 부차 고조파 차이 무선 송신기 CS 101 각종 전력변환기로부터 발생되는 전원 고조파 하모닉에 대한 내성시험 포트가 많은 각종 감시장치, 소나 CS 103 무선 수신기의 Inter-modulation 주파수에 대한 내성평가 무선 수신기 CS 104 무선 수신기의 BPF 성능 검사. 안테나를 통해 외래 전자파 배제능력 평가 CS 105 무선 수신기의 Cross-Modulation 주파수에 대한 내성평가 CS 106 릴레이 등 개폐기에 의한 반복성 개폐서지에 대한 내성 시험 대부분의 프로세서 제어기기 CS 109 1uV 정도 전자계 민감 기기에 대한 Structure Current에 의한 자계영향 평가 동조형 (Tuned) 수신기 CS 114 전원선 등 배선을 통해 유입되는 전자기파에 대한 내성 평가, 불합격률 낮음 CS 115 전원 개폐기 Chattering, EMP, 낙뢰 등 상승시간이 빠른 Transient 내성 평가 CS 116 낙뢰, 대전류 개폐서지, EMP 등 감쇠 진동 서지에 대한 내성평가 대부분의 전기.전자기기 RE 101 대 전류 사용기기로부터 발생되는 Magnetic Field 발생량에 의한 간섭예방 수십-수천 A 대전류 사용기기가 발생원 RE 102 모든 전기, 전자기기로부터 방사되는 전자기파의 발생량에 의한 간섭예방 대부분의 전기.전자기기 대상 RE 103 무선 송신 안테나에서 방사되는 Spurious and Harmonic 발생량 제한, 간섭방지 RS 101 표시장치 류, 자장의 영향을 받는 기기에 대한 내성시험 표시장치, 릴레이, 자계센서,진공관 RS 103 공간 전계에 대한 기기의 내성 평가 Load cell, 4-20mA, 각종센서 RS 105 고 고도 핵 전자기파에 대한 공간 전계 내성평가, 전도내성 : MIL STD 가공선이 있는 모든 전기. 전자 기기

5 4. 제품, 부품 별 군용 시험 규격과 시험 항목을 어떻게 적용하고 선정하나 ?
4. 제품, 부품 별 군용 시험 규격과 시험 항목을 어떻게 적용하고 선정하나 ? MIL STD 461F시험항목 선택 -시험의 목적, 사용 위치, 주변기기 연결, 시료에 사용환경 및 입출회로 신호에 대한 충분한 이해 -시료의 종류, 용도, 회로 Block diagram 이해 - EMI 발생량 예측, 전자파 민감성 예측 시료에 대한 회로이해. 발생량, 민감성 예측 시료가 사용되어지는 장소,환경 시험규격의 적용목적에 대한 이해

6 5. MIL STD 461F의 Emission과 Susceptibility level간의 에너지 Margin 비교

7 MIL STD 461F 과 NATO 규격 비교

8 6. CE 101, Conducted Emissions, Power Leads, 30 Hz to 10 kHz, NCE01
전력변환기류의 저차수 하모닉 발생량을 제한 B. 주요 발생기기 : UPS, VVVF, CVCF 등 C. 민감 기기 : Sonar, 4-20mA AI/AO D. 적용기기; 전원선(Hot, Neu) 해상함정, 잠수함, 육군항공(부속기기), 해군항공(ac) E. 특징 : dc, AC 주파수; 50/60, 400Hz, 항공기 및 LISN의 종류에 따라 6가지 제한값 종류 E. NATO 규격과 차이점 : NCE 01와 같음 *다만, NCE 05를 시험하는 경우 생략

9 7. CE 102, Conducted Emissions, Power Leads, 10kHz to 10 MHz (NCE02)
스위칭 전원의 전도 잡음 발생량 관리 B. 주요 발생기기 : PWM, SMPS,위상 제어기기 C. 민감 기기 : 극 저주파 통신, 중.단파 통신기기 D. 적용기기; AC전원선(Hot, Neu), dc 모든 기기 E. 특징 : 전압의 크기에 따라 제한값 가변하여 적용 E. NATO 규격과 차이점 : NCE 02 동일

10 8. CE 106, Conducted Emissions/ 안테나 단자, 10kHz to 40 GHz
A. 시험목적 무선 송수신기의 선택도 평가, 하모닉량 관리 B. 주요 발생기기 : 무선 송수신기 C. 민감 기기 : 인접대역의 무선 송수신기 D. 적용기기; -안테나 단자에서 전도적의 측정 E. 특징 : F. 장비구성: E. NATO 규격과 차이점 : NCE 03과 동일 CE106 limits. Conducted emissions at the EUT antenna terminal shall not exceed the values given below. a. Receivers: 34 dBμV b. Transmitters and amplifiers (standby mode): 34 dBμV c. Transmitters and amplifiers (transmit mode): Harmonics, except the second and third, and all other spurious emissions shall be at least 80 dB down from the level at the fundamental. The second and third harmonics shall be suppressed to a level of -20 dBm or 80 dB below the fundamental, whichever requires less suppression. NCE-03의 경우; The second and third harmonics shall be suppressed log p (where p = peak power output in watts, at the fundamental) or 80 dB, whichever requires less suppression. EUT Operating Frequency Range Start Frequency of Test - 10 kHz to 3 MHz : 10 kHz - 3 MHz to 300 MHz : 100 kHz - 300 MHz to 3 GHz : 1 MHz - 3 GHz to 40 GHz : 10 MHz

11 9. NCE 04, 접점 개폐 Transient voltage limitation(Sea systems)
B. 주요 발생기기 : - Relay, AC/DC 개폐 스위치, 접점 C. 민감 기기 : 일반 프로세서 제어기기, 센서류 D. 적용기기; AC, DC 사용전압 별 제한 값 E. 특징 : 바리스터/MOV, Zenner diode F. NATO 규격과 차이점; -MIL STD 461F에 없는 규격 a) For measurements at the EUT (Contactor Switching): The maximum voltage excursion of the superimposed exported transient, relative to the supply voltage waveform, shall not exceed: V peak for 440 V 3-phase AC equipment . 600 V peak for 115 V 1-phase AC equipment V peak for 720 V DC equipment . 960 V peak for 355 V DC equipment . 480 V peak for 28 V DC equipment The period for which any individual voltage excursion of the transient exceeds: V peak for 440 V 3-phase AC equipment . 400 V peak for 115 V 1-phase AC equipment V peak for 720 V DC equipment . 640 V peak for 355 V DC equipment . 320 V peak for 28 V DC equipment Shall not exceed 10 & S. (measured from the time the voltage exceeds these limits to the time it returns to, and remains within, the limits). The period for which the voltage excursion of the transient exceeds: V peak for 440 V 3-phase AC equipment . 300 V peak for 115 V 1-phase AC equipment V peak for 720 V DC equipment . 500 V peak for 355 V DC equipment . 250 V peak for 28 V DC equipment Shall not exceed 5 ms (measured from the time the voltage exceeds these limits to the time it returns to, and remains within, the limits). b. For measurements at the LISN (EUT Functional Switching): The maximum superimposed voltage excursion of the exported transient, . 200 V peak for 440 V 3-phase AC equipment . 60 V peak for 115 V 1-phase AC equipment . 200 V peak for 720 V DC equipment . 96 V peak for 355 V DC equipment . 48 V peak for 28 V DC equipment

12 10. NCE 05,해상, 공군, 육상 기기 별 CE/ 30Hz-100MHz(공군 150MHz)
A. 시험목적 : 2kHz 미만은 주로 전력 위상변환기에서 발생되는 저차수 하모닉 성분이 소나 또는 4-20m 아날로그 제어선에 미치는 영향을 최소화 시키기 위해 시험하며 2kHz-100MHz 대역은 SMPS, PWM제어설비에서 발생되는 전도성 잡음을 관리하기 위해 시험 B. 주요 발생기기 : SCR 위상 제어, PWM, SMPS, Motor류 C. 민감 기기 : 4-20mA 아날로그 회로, 소나, 저주파 송수신기 D. 적용기기; E. NATO 규격과 차이점

13 11. CS 101, Conducted Susceptibility/ 전원선(AC/DC), 30Hz to 150kHz
A. 시험목적: Phase당 100A이하 기기 B. 주요 발생기기 : SCR위상제어기기, VVVF,CVCF 등 C. 적용기기 : 전원 고조파에 영향을 받을 수 있는 기기 D. 특징 : 무선 송수신 주파수가 주어지면 Starting 주파수 결정 E. 장비구성: 장비에 따라 setup 방법 달라짐 F. NATO 규격과 차이점 : 동일 G. 시험상 주의: 증폭기의 손상을 방지하기 위한 회로구성 H. 유사 상용규격 : IEC ,16. IEC S10

14 12. CS 103, CS 104, CS 105,CS 106 Limits 7.1.1 CS103 limit for antenna port The EUT shall not exhibit any inter modulation products beyond specified tolerances when subjected to the limit requirement provided in the individual procurement specification CS104 limit for antenna port The EUT shall not exhibit any undesired response beyond specified tolerances when subjected to the limit requirement provided in the individual procurement specification. 7.2.3 CS105 limit for antenna port The EUT shall not exhibit any undesired response, due to cross modulation, beyond specified tolerances when subjected to the limit requirement provided in the individual procurement specification. 7.2 CS106 limit, Transient for Power leads The EUT shall not exhibit any malfunction, degradation of performance, or deviation from specified indications, beyond the tolerances indicated in the individual equipment or subsystem specification, when subjected to a test signal with voltage levels as specified in Figure CS106-1.

15 13.CS106, 단발성 서지시험의 교정과 시험장비 구성 A. 시험목적; 낙뢰와 같은 단발성 서지에 대한 내성평가
B. 주요 발생기기 : 낙뢰, HEMP, 개폐서지 C. 적용기기; 대부분의 ac사용기기, 통신포트의 길이가 길거나 자유공간에 노출되어 있는 경우 D. 특징 : 과전압 보호소자를 취부하면 대부분 시험에 합격되어 난이도 높지 않음 E. 장비구성: 장비에 따라 setup 방법 달라지면 동상모드로 신호를 인가하여 시험됨 F. NATO 규격과 차이점 : 동일 G.유사 상용규격 : IEC , Surge

16 14. CS 109, Structure Current, 60Hz-100kHz (NCS 06-1과 동일)
시험목적: 금속 함체에 주파수 성분을 가진 전류가 흐를 때, 기기 내 부의 동조회로가 영향을 받는 정도를 평가하기 위함 B. 적용 : 금속 함체내 동조(Turn)회로가 있는 기기 C. 시험의 중요도 : 동조회로가 있는 경우에만 적용

17 15. CS 114, Bulk Current Injection, 10kHz-200MHz (NCS 07)
A. 시험목적; RF 신호가 시료 케이블에 결합되는 경우 견디는 능력 평가 B. 주요 발생기기 : RF 무선 송신기 C. 적용기기; 대부분의 ac사용기기, 입출 케이블이 있는 장비 D. 특징 : 필터를 취부하면 대부분 시험에 합격. 난이 도 낮음 E. 장비구성: 장비 setup시 기기간 이격 거리에 주의 F. NATO 규격과 차이점 : NCS 07과 동일 G. 유사 상용규격 : IEC Injection signal; 50% duty, pulse modulation

18 16. CS 114, Bulk Current Injection, 10kHz-200MHz (NCS 07)

19 17. CS 115, Bulk Current Injection, Impulse Excitation (NCS 08)
A. 펄스 주입 : 분당 30 Hz 주기 B. 시험목적 : 개폐성 서지에 견디는 능력 평가 C. 적용: 항공기, 우주, 육상기기의 전원선 및 신호선 구매 규격에 있는 경우 해상함정, 잠수함 부속설비와 장비 D.시험의 중요도: 기기의 오동작 평가에 매우 중요. E. 유사 상용규격 : IEC , EFT. INS 4040 JASO surge

20 18. CS 116, Damped sinusoidal Transient to the cables and power leads, 10kHz-100MHz (NCS 09)
Neu, Return선 시험 않함. 잠수함의 경우 압력용기 외부 배선에만 적용 D. 시험의 중요도: 비교적 높지 않음 E. 시험시간: 5분간 F. 유사 상용규격: IEC

21 19. NCS 01, 02-2, 전도내성/ NCS 03,04,05 = MIL 461F CS103,104,105 NCS 01, 전원선, 30Hz-150kHz NCS 02, 제어 및 신호선, 30Hz-50kHz NCS 03, 안테나 단자 IM, 15kHz-10GHz Inte-rmodulation products of 2 signals NCS 04, 안테나 Rejection, 30Hz-18GHz/20GHz Out of band signal rejection NCS 05, 안테나 Cross M., 30Hz-18GHz/20GHz Cross modulation NCS 06, Structure current, 60Hz-100kHz NCS 07, Bulk cable injection, 10kHz 400MHz NCS 08, Bulk cable injection, Impulse excitation 시험목적: 개폐접점의 스위칭 서지, 채터링

22 20. NCS 08 Impulse / NCS 10, Imported Lightning/ Aircraft 비교

23 21. NCS 11 & NCS 12, ESD

24 22. MIL STD 461F, RE 101 = NRE 01 set up and limit

25 23. MIL STD 461F RE 102

26 NRE 02

27 14. MIL STD 461F RE 103 vs NRE 03 5.18.2 RE103 limits. 2. NRE03 LIMITS
Harmonics, except the second and third, and all other spurious emissions shall be at least 80 dB down from the level at the fundamental. The second and third harmonics shall be suppressed to a level of -20 dBm or 80 dB below the fundamental, whichever requires less suppression. 측정거리 For transmitter frequencies less than or equal to 1.24 GHz, the greater distance of the following relationships shall be used: R = 2D2/λ R = 3λ For transmitter frequencies greater than 1.24 GHz, the separation distance shall be calculated as follows: For 2.5 D < d use R = 2D2/λ For 2.5 D ≥ d use R = (D+d)2/λ Calculate the transmitter ERP in dBW, based on the receiver meter reading V, using the following equation: ERP = V + 20 log R + AF - 135 where: V = reading on the measurement receiver in dBμV R = distance between transmitter and receiver antennas in meters AF = antenna factor of receiver antenna in dB (1/m) Compare this calculated level to the measured level recorded in d 2. NRE03 LIMITS Harmonics, except the second and third, and all other spurious emissions shall be at least 80 dB down from the level at the fundamental. The second and third harmonics shall be suppressed to log p (where p = peak power output in watts, at the fundamental) or 80 dB, whichever requires less suppression

28 14. MIL STD 461F RS 101 vs NRS 01-1, set up and limits

29 16. MIL STD 461F RS 103 vs NRS 03-1

30

31 17. MIL STD 461F RS 103 vs DRS-02, Reverberation chamber 측정환경
Reverberation chambers 장비구성 기존 RS 103측정방법과 Reverberation chamber방식 비교 Frank Leferink 및 미 해군 Naval surface warfare center응용사례

32 18. NRS 04 Radiated Susceptibility, Magnetic Field(DC)
2 NRS04 LIMITS A test level of 800 A/m or higher (up to 4800 A/m for some submarine applications) shall be applied to simulate DC magnetic field effects. The test field shall be ramped continually up and down at a linear rate of 1600A/m/s to the required test level. 19. Scan rate/time difference

33 20. RS 105, EMP/Transient EM field 전계 내성 시험
A. 주입신호: 50kV/m 단발성 전계 B.시험목적 : HEMP, HPEM에 대한 내성 평가 C.적용: 휴대용 개인용 전기.전자 기기 및 통신망이 없는 기기를 제외하고 금속 함체 외부에 설치되는 대부분의 전기, 프로세서 제어기기에 대한 시험이 요구됨(자동차 포함) D. 시험의 중요도: 현재는 실시하지 않고 있으나 북한의 핵개발 후 극동지역 새로운 핵 냉전시대 도래로 중요도 높음 E. 유사 상용규격: ITU K78, 81. IEC 등 연관 MIL STD : MIL STD