MIL-STD-1377 Wirksamkeit von Abschirmungen und Filtern für Kabel, Spleißstellen und Waffengehäuse bei der Vermeidung von Gefahren durch elektromagnetische Strahlung

Der vom US-Verteidigungsministerium entwickelte Standard „MIL-STD-1377 Wirksamkeit von Abschirmungen und Filtern für Kabel, Steckverbinder und Waffengehäuse zur Vermeidung von Gefahren durch elektromagnetische Strahlung“ beschreibt die Testmethoden für die Abschirmungs- und Filterwirksamkeit für Waffendesignunternehmen, um festzustellen, ob die relevanten Anforderungen des Standards „MIL-P-24014 Militärische Spezifikationen: Allgemeine Anforderungen zur Vermeidung von Gefahren durch elektromagnetische Strahlung in Munition“ umgesetzt werden.

Der Zweck dieser Methoden besteht darin, die Wirksamkeit der Abschirmung und Filter von Kabeln, Steckverbindern und Waffengehäusen bei der Vermeidung von Gefahren durch elektromagnetische Strahlung zu bestimmen.

Diese Norm beschreibt Verfahren zur Messung der Schirmdämpfung von Waffengehäusen, Kabeln und Kabelverbindungen in Frequenzbereichen zwischen 100 Kilohertz und 30 Megahertz sowie zwischen 1000 Megahertz und 10 Gigahertz. Aufgrund von Gerätebeschränkungen werden die Prüfverfahren zur Schirmdämpfung in zwei separaten Frequenzbereichen durchgeführt. Die Messung der Schirmdämpfung zwischen 30 Megahertz und 1000 Megahertz ist nicht erforderlich, da die Marine diese Frequenzen nur begrenzt nutzt und Erfahrungswerte zeigen, dass sich Schirmdämpfungsmängel in diesem Bereich wahrscheinlich in einem der beiden gemessenen Frequenzbereiche bemerkbar machen würden.

Die obere Grenzfrequenz für die in dieser Norm beschriebenen Prüfverfahren kann gegebenenfalls auf 40 Gigahertz erhöht werden. Diese Norm umfasst auch Verfahren zur Messung der Filterwirksamkeit von Hochfrequenz-(HF-)Unterdrückungsvorrichtungen (Filtern) für Schusswaffenschaltkreise im Frequenzbereich zwischen 100 Kilohertz und 10 Gigahertz.

Für die Zwecke dieser Norm gelten zusätzlich zu den in der Norm MIL-P-24014 angegebenen Begriffen und Definitionen die folgenden Definitionen:

• Eine Oktave ist das Intervall zwischen zwei Frequenzen im Verhältnis 2:1.
• Unter einem Waffengehäuse versteht man die Metallhülle, die eine Waffenschaltung umgibt, beispielsweise eine Waffenabdeckung.
• Ein Waffenkabel ist eine Verkabelung außerhalb eines Waffengehäuses, die für die Verbindung mit Schaltkreisen im Inneren des Gehäuses vorgesehen ist.
• Ein Waffengehäusebruch ist jeder Bruch oder jede Verbindung im metallischen Waffengehäuse.
• Die Oberflächenübertragungsimpedanz ist das Verhältnis der Größe des Längsspannungsabfalls über der Außenfläche der Abschirmung zum Strom innerhalb der Abschirmung.
• Die Abschirmwirksamkeit ist ein Maß für die Abschirmqualität.
• Unter Filtereffizienz versteht man die minimale Dämpfung eines Filters.

Die Anforderungen für Schirmwirkungsmessungen an Kabeln (100 Kilohertz bis 30 Megahertz) sind wie folgt definiert:

• Die Prüfvorrichtung sollte wie in der Abbildung in der Norm dargestellt angeordnet sein. Die Signalquelle muss ein beliebiger HF-Signalgenerator oder Leistungsoszillator sein, der über eine Stromausgangskapazität verfügt, die mit dem in dieser Norm angegebenen Amperemeter und Voltmeter kompatibel ist.
• Es sollte jedes abgeschirmte HF-Strommessgerät verwendet werden, das den Mittelleiterstrom eines Koaxialkabels im gewünschten Frequenzbereich messen kann. Ein solches Gerät besteht aus einer kleinen Metallbox und einem HF-Panel-Amperemeter. Das im Inneren der Box montierte Amperemeter ist mit den Mittelleitern zweier Schottverbinder verbunden, die auf gegenüberliegenden Seiten der Box montiert sind. Zur Anzeige des Zählerstands dient ein kleines Anzeigefenster auf der Vorderseite der Box. Die Empfindlichkeit des Amperemeters muss mit der Ausgangsstromkapazität des Signalgenerators kompatibel sein.
• Zum Anschluss der Signalquelle und des Amperemeters an das Prüfkabel wird üblicherweise ein Adapter verwendet. Dies kann erreicht werden, indem man geeignete Steckverbinder auf gegenüberliegenden Seiten einer kleinen Metallbox platziert und die entsprechenden Mittelleiter im Inneren verbindet. Wenn ein mehradriges Kabel geprüft werden soll, ist die Auswahl der an die Signalquelle anzuschließenden Leiter optional.
• Ein Ende der Prüfleitung sollte mit einem Kurzschluss abgeschlossen werden, der die Integrität der Abschirmung gewährleistet.
• Es sollte ein HF-Spannungsmesser oder ein symmetrisches bzw. nahezu symmetrisches Eingangsdesign verwendet werden. Die Voltmetersonde sollte mit symmetrischen Sondenspitzen von jeweils etwa 8 mm Länge ausgestattet sein. Das Voltmeter muss auf den Signalgenerator abgestimmt sein, damit es HF-Spannungen von nur 1 Millivolt pro Ampere Ausgangsstromkapazität des Signalgenerators messen kann.
• Der Stromkreis von der Signalquelle zum zu prüfenden Kabel muss abgeschirmt sein, um eine direkte Verbindung mit der Voltmetersonde zu verhindern. Die Wirksamkeit dieser Abschirmung muss größer sein als die Wirksamkeit des zu prüfenden Kabels. Dies lässt sich feststellen, indem der Kabeladapter kurzgeschlossen wird und bei eingeschaltetem Signalgenerator die Spannung und der Mittelleiterstrom gemessen werden. Der aus dieser Anordnung errechnete Oberflächenkopplungswiderstand muss mindestens 20 Dezibel niedriger sein als der Oberflächenkopplungswiderstand des Prüfkabels.

Die Anforderungen an Schirmwirkungsmessungen an Steckverbindern (100 Kilohertz bis 30 Megahertz) sind wie folgt definiert:

• Die Schirmdämpfung von Kabelsteckverbindern im gesteckten Zustand wird üblicherweise im Rahmen der Kabelmessung gemessen. Wenn die Anwendung erfordert, dass ein Steckverbinder beim Zusammenstecken eine Abschirmung bietet, sollten Messungen der Abschirmwirksamkeit wie folgt durchgeführt werden.
• Die Signalquelle und die Messausrüstung sollten wie oben angegeben sein.
• Adapterkabel: Die beiden zu prüfenden Steckerteile sollten mit kurzen abgeschirmten Kabeln verbunden werden, indem ein Kabel wie oben angegeben kurzgeschlossen wird und das andere mit einem Kabeladapter geliefert wird.
• Stiftverlängerungseinsatz: Es muss ein spezieller Stiftverlängerungseinsatz wie in der Abbildung gezeigt verwendet werden. Der Zweck des Plug-Ins besteht darin, einen Pfad für den Mittelleiterstrom und eine Methode zum Positionieren der Anschlüsse relativ zueinander bereitzustellen. Die Verbindung sollte aus leitfähigem Material bestehen und lang genug sein, um die Enden der ursprünglichen Verbindungsstifte mindestens einen Zehntel Zoll voneinander entfernt zu halten. Wenn ein mehrpoliger Stecker getestet wird, sollte einer der äußersten Pins zur Verlängerung ausgewählt werden. Der zu diesem Pin führende Leiter muss der Leiter sein, an den das Signal angelegt wird.
• Messtechnik: Der Geräteaufbau muss der Abbildung entsprechen, jedoch wird anstelle einer Messleitung ein Prüfsteckerpaar mit Adapterkabel verwendet. Wenn der Ausgang der Signalquelle angelegt wird, sollten der Mittelleiterstrom und die maximale Spannung zwischen den beiden Steckergehäusen bei Frequenzen von nicht mehr als 100 Oktave von 30 Kilohertz bis 1 Megahertz gemessen werden. Um die maximale Spannung zu erreichen, müssen die Anschlüsse relativ zueinander manipuliert werden. Dies sollte mit einem nichtleitenden Verarbeitungsgerät erfolgen.
• Die Oberflächenübertragungsimpedanz sollte berechnet werden, indem die Spannungsmessung durch die Strommessung bei jeder Testfrequenz geteilt wird. Jede Berechnung muss separat gemeldet werden.

Diese Norm definiert außerdem Anforderungen für die folgenden Messungen der Schirmwirkung:

• Messungen der Schirmdämpfung in Waffengehäusen (100 Kilohertz bis 30 Megahertz)
• Messungen der Schirmdämpfung an Kabeln (1000 Megahertz bis 10 Gigahertz)
• Messungen der Schirmdämpfung in Waffengehäusen (1000 Megahertz bis 10 Gigahertz)
• Wirksamkeitsmessungen an Filtern unter 30 Megahertz bei bekannter Belastung.
• Wirksamkeitsmessungen unter 300 Megahertz an Filtern für unbekannte Belastung.
• Wirksamkeitsmessungen über 300 Megahertz an Filtern für unbekannte Belastung.

Unsere Organisation verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen im Bereich Wissenschaft und Technologie weltweit aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. Zu den zahlreichen Prüf-, Mess-, Analyse- und Evaluierungsstudien, die wir für Unternehmen in verschiedenen Branchen durchführen, gehören auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „MIL-STD-1377 Wirksamkeit von Abschirmungen und Filtern für Kabel-, Verbindungs- und Waffengehäuse bei der Verhinderung von Gefahren durch elektromagnetische Strahlung“.