Немецкая автонавигация в электромагнитном поле

01.11.2017

Сев в автомобиль, мы обычно легко определяем, какой он марки. Автоконцерны говорят с нами на языке дизайна, и акцент у каждого бренда свой, узнаваемый. Но касается это почему-то только машин. Офисные и производственные помещения компаний, делающих ставку на дизайн, внутри могут оказаться на удивление унылыми и безликими. Сборочные заводы похожи друг на друга, но хотя бы понятно, что там делают. А зайдите в любую штаб-квартиру — это просто офис. И то ли банк в нем сидит, то ли горнорудная компания — не поймешь никогда. Помню свое разочарование, когда оказался внутри знаменитой мюнхенской башни "Четыре цилиндра", где квартирует верхушка BMW: серые коридоры, стеклянные перегородки, скромные лампы дневного света и неброская офисная мебель.

   Центры безопасности, дизайна, подразделения, занимающиеся научно-исследовательскими работами,— совсем другое дело. Зная это, автоконцерны любят сдабривать деловые журналистские программы посещением подобных мест.

Через массивную стальную дверь проходим в камеру, изолированную от внешнего электромагнитного поля. Под ногами — металл, тысячи фантастического вида конусов торчат из стен и свисают с потолка. Во-первых, автомобиль — это приемник сигналов. Радиоволны, излучаемые другими устройствами, не должны влиять на навигационные сервисы, работу систем управления, безопасности. Физики, работающие здесь, называют это электромагнитным иммунитетом. Во-вторых, автомобиль сам не должен стать источником опасных излучений — на этот счет есть масса нормативов, которым машина должна соответствовать, такую работу специалисты именуют контролем эмиссии.

Лаборатория ЭМС BMW находится на территории большого центра BMW, занимая несколько этажей одного из зданий. Производить фото- и видеосъемку на территории BMW Group строго запрещено. Сторонняя продукция не испытывается, испытуемые изделия только BMW Group. Выездными работами лаборатория не занимается. Штатный состав лаборатории составляет около 10 человек, из которых 2 инженера-испытателя, программист, ведущий специалист, 2 техника и 4 человека, занимающихся обеспечением цикла испытаний (кроме непосредственно проведения испытаний/измерений в камерах). Все помещения лаборатории объединены в единый технологический комплекс, управление которым производится из операторской. 

Операторская находится между помещениями 3-метровой и 10-метровой камер. В нее выведены системы пожаротушения, мониторинга газов и водеонаблюдения. Проведение испытаний осуществляется посредством программного обеспечения производства BMW Group, объединяющего в себе функции управления испытательным, измерительным оборудованием, а также вспомогательным оборудованием камер и систем безопасности. Оборудование операторской укомплектовано в виде стоек с испытательным оборудованием (усилители мощности до 100Вт Amplifier Research, MILMEGA, генераторы сигналов Rohde&Schwarz, программируемые источники питания, высокочастотные коммутаторы) и измерительной стойки (измерители мощности, анализаторы спектра и приемники Rohde&Schwarz). Подключения испытательного оборудования производятся в полностью автоматическом режиме. Переключения испытательных схем осуществляется с помощью высокочастотных коммутаторов посредством программного обеспечения. Операторская вплотную примыкает к 10-метровой полубезэховой камере (ПБЭК) и имеет вход в камеру. Часть операторской отведена для расположения огромного спектра инструментов, для которого предназначена различные выдвижные полки, стойки, передвежные столы и другая специализированная мебель.
   10-метровая камера покрыта поглощающим материалом длиной порядка 1м производства «Frankonia» и ферритом. Дверь в операторскую полностью автоматическая, с ферритом с внутренней стороны и закрывается передвижной стенкой с поглотителем. Въездные ворота в ПБЭК с поглотителем также автоматические, оснащены автоматическим пандусом. В камере имеется подвесная логопериодическая мощная антенна с размахом около 4м на рельсах, закрепленных на потолке, с возможностью перемещения по камере. Подводимые к антеннам и подвижным частям камеры кабели уложены в специальные гибкие диэлектрические направляющие, способные при перемещении и изгибах кабелей укладывать их определенным образом, исключающих возможность их излома и неправильной скрутки. Над поворотным столом на потолке камеры имеется опускающиеся крепления для магнитной антенны и полеобразующей установки для создания сильных низкочастотных однородных электрических полей. Также используются различные измерительные антенны, закрепленные на передвижной антенной мачте, для различных частот.
   GPS-антенны, имитирующие сигналы от спутников расположены на всей поверхности потолка камеры. Подводимые к автоматизированному испытательному оборудованию кабели до проходных панелей способны автоматически складываться и убираться из зоны камеры в фальшстены. Проходные панели и откидные люки с набором разъемов предназначены только для передвигаемого ручным способом испытательного оборудования и испытуемого технического средства. 
Управление испытательным оборудованием, системами безопасности и испытуемым техническим средством осуществляется по волоконно-оптическим линиям. Системы газового пожаротушения не применяются из-за опасности для здоровья человека. Тушение пожара осуществляется водой с помощью системы сигнализации и распылителей, установленных внутри камеры без ущерба для оборудования ПБЭК, т.к. поглощающий материал «Frankonia» водостойкий, а части ПБЭК, нуждающиеся в защите, герметичны. По всему объему камеры расположены датчики мониторинга содержания различных газов в воздухе. Также в ПБЭК имеется система отвода выхлопных газов. Это связано с тем, что основная продукция, подлежащая испытаниям автомобильная. Ввод электропитания и других электрических соединений осуществляется через соответствующие фильтры или преобразователи, расположенных вне камеры. Система видеонаблюдения выведена на мониторы операторской и распределена оптической связью по всей камере. Используемые видеокамеры переносные, имеют экранированный корпус с аккумуляторными батареями внутри и преобразователи сигнал-свет и подключаются с помощью оптоволокна к проходным панелям ПБЭК. 
   ПБЭК оснащена автоматическим поворотным столом диаметром 11м, оснащенным динамометрами для вращения колес автомобилей (имитация движения автомобля до скорости 300км/ч ). Грузоподъемность стола 60 тонн, угловая скорость 10° в секунду. Такая система поворотного стола, динамометров, а также подвесных антенн и распределенных GPS-антенн позволяет имитировать реальные ситуации эксплуатации транспортных средств и работу при этом их бортовых систем. Например, при работающих динамометрах и повороте стола с автомобилем, создается имитация входа автомобиля в заданный поворот на трассе. С помощью GPS-систем имитируется прием сигнала со спутника. Перед испытуемым ставится второй автомобиль с настроенной бортовой электронной системой на первый. Между автомобилей располагается подвесная излучающая антенна, направленная на испытуемый автомобиль, конструкция которой не мешает совместной работе бортовых систем двух автомобилей. Таким образом моделируется ситуация приема сигнала со спутника испытуемым автомобилем, движущимся с заданной скоростью по трассе на повороте, и приемопередача сигнала на второй автомобиль в условиях воздействия внешнего электромагнитного поля. 
   Силовая часть поворотного стола и динамометров находится в экранированном помещении под ПБЭК. Пол ПБЭК хорошо экранирован от помех силовой части.
Под ПБЭК также находится другое экранированное помещение для размещения мощных усилителей до 10кВт. Положения операторское и комнаты усилителей выбрано для минимизации длины соединений аппаратуры. Комната оборудована мощной системой вентиляции, охлаждения и отвода воздуха, а также системой водяного охлаждения нагрузок и отдельных частей мощного оборудования.
ПБЭК с измерительным расстоянием 3м используется для испытаний отдельных негабаритных изделий или частей систем. Такая автоматизация, как в 10-метровой камере отсутствует, за исключением автоматизации подключения испытательного оборудования от операторской до ПБЭК. Работы в камерах в основном ведутся по стандартам MIL-STD , автомобильным ISO и MЭК . Все камеры соответствую тсандартам CISPR-16-1. Обе камеры расположены так, чтобы конвеерные испытания автомобилей были максимально удобными и быстрыми, т.е. автомобиль из соседнего цеха может проехать в ПБЭК и далее, после окончания испытаний на ЭМС, переместиться на следующий за ПБЭК стенд для испытаний подвески автомобиля. 

Лаборатория ЭМС Mercedes-Benz находится на отдельной территории недалеко от города. Здание лаборатории включает в себя офисную часть, ПБЭК-10, ПБЭК-3, экранированные камеры с площадками вокруг них и место под строительство камер и помещений для испытаний на внешние воздействующие факторы. Производить фото- и видеосъемку на территории MB Technology разрешалось только с разрешения представителей компании.
MB Technology испытывает не только собственную продукцию, в отличие от BMW. По партнерским программам испытывается продукция Porsche AG и Volkswagen Group . Также проводятся испытания стороннего оборудования на коммерческой основе. Выездными работами лаборатория не занимается. 
   Штатный состав лаборатории составляет 10 человек, из которых 2 инженера-испытателя, программист, ведущий специалист и 6 человек обеспечивают работоспособность лаборатории с технической и документальной точек зрения. При этом, если закончена работа по испытаниям с момента подключения испытуемого образца и до момента оформления протоколов и других бумаг, работа инженеров считается законченной и, при наличии работ в других лабораториях или камерах ЭМС, инженеры отправляются туда. 
Аттестация испытательного и поверка измерительного оборудования проводится сторонними организациями или средствами лаборатории с присутствием экспертов по месту расположения лаборатории ЭМС. Так, приемники Rohde&Schwarz поверяются работниками Rohde&Schwarz непосредственно в лаборатории MB Technology. Антенны аттестуются или поверяются непосредственно в ПБЭК без их отключения или перевозки. 
   Размещение и оснащение лаборатории MB Technology практически полностью аналогично лаборатории BMW Group. Имеются мобильные испытательные системы и комплексы, такие, как передвижная малогабаритная стойка с усилителями MILMEGA и генератором сигналов, а также мобильные решения Amplifier Research. 
   Особенностью комплекса MB Technology является система датчиков распределения газов в камере по слоям, датчики водорода и азота, т.к. Mercedes-Benz испытывает автомобили на водородных двигателях. Операторская расположена между 3-хметровой и 10-метровой камерами и имеет вход в каждую из них. 3-метровая камера используется также для проведения кондуктивных помех. На уровне испытательного стола с пластиной заземления в стене камеры имеется полоска с зажимами для быстрого контакта пластины заземления со стеной камеры. Испытательный стол (как и все испытательное оборудование) также обладает специальными характеристиками, учитывающими все нюансы стандарта ЭМС, для которого он предназначен.

Пример модели таких камер можно увидеть на видео ниже, а самих испытаний в разделе "Библиотека/видео"