ухудшает (или может ухудшить) качество функционирования
средств. Таким образом, непреднамеренные воздействия представ ляют собой один из частых и наиболее важных видов помех -
непреднамеренные помехи (НЭМП). Направление техники, занимающиееся вопросами непреднамеренных электромагнитных воздей
ствий технических средств друг на друга, получило название элек тромагнитной совместимости технических средств (ЭМС)
Согласно ГОСТ 23611-79 термин «электромагнитная совмес тимость» определяется как способность технических средств од новременно и совместно функционировать в реальных условиях
эксплуатации при воздействии непреднамеренных помех и не до
пускать непреднамеренных электромагнитных помех другим сред ствам. Термин «технические средства» в данном случае относится к широкому кругу электротехнических, электронных и радиотех нических устройств. Заметим, что в общей проблематике ЭМС
вопросы непреднамеренных воздействий электротехнических и ра диоэлектронных устройств достаточно специфичны
В данной работе речь будет идти преимущественно об ЭМС радиоэлектронных средств. Содержание научно-технического на правления ЭМС РЭС составляет изучение причин возникновения,
способов предупреждения и устранения непреднамеренных воздей ствий электромагнитной энергии, используемой одними техничес
кими средствами на другие.
11
После всего я взглянул, и вот дверь отверста на небе и прежний голос который я слышал, как бы звук трубы, говоривший со мной, сказал взойди сюда и покажу тебе чему надлежит быть после сего
Откровения святого Иоанна Богослова. Гл. 4, ст. 1
Раздел 1, ПРОБЛЕМА ЭМС
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
1.1. Краткий исторический очерк
Начало активного промышленного использования электро
магнитных процессов относится к середине XIX века:
-появление телеграфа - 1843-1844 гг.;
-телефонная связь - 1878 г. (Нью-Хейви, США);
-промышленная электростанция - 1882 г., Нью-Йорк;
-электрификация в промышленности и сельском хозяйстве - конец XIX века.
Сизобретением радио (1895-1896 г., А.С. Попов, Г. Марко ни) начинается эра радиотехники:
-оснащение судов ВМФ ряда стран средствами радиосвязи - 1900-1904 гг.;
-организация радиовещания - 20-е годы XX века;
-радионавигация - 20-е годы XX века;
-телевидение: пробное вещание - 1925 г., развитие - 40-е годы XX века;
-радиолокация: появление - 1939 год, бурное развитие
впериод Второй Мировой войны и особенно в послевоенный период.
12
С позиций сегодняшнего дня можно сказать, что с наличием естественных помех радиоприему человечество столкнулось даже раньше изобретения самого радио. Для этого стоит вспомнить, что прообразом радиоприемника был грозоотметчик А.С. Попова,
предложенный им в 1894 году. Проблема наличия непреднамерен
ных воздействий радиотехнических средств друг на друга прояви
лась с первых шагов развития радиотехники. Уже в 1906 г. в Бер
лине созывается Международная конференция с целью выработ ки некоторых правил, исключающих нарушения работы одних (из весьма немногочисленных в то время) радиостанций на другие. На чиная с этого времени, проблема возникновения и борьба с непред намеренными электромагнитными воздействиями постоянно на ходится в сфере пристального внимания специалистов Отметим
основные этапы становления проблематики ЭМС.
Первый этап относится к периоду времени от проведения пер
вых радиопередач (конец XIX века) до середины 20-х годов про шлого века. Существо проблематики на этом этапе легко предста вить, имея в виду элементную базу этого периода. В качестве ра диопередатчиков использовались электроискровые и дуговые уст ройства - генераторы затухающих колебаний, а в качестве прием ников - устройства детекторного типа. Они не позволяли осуще ствить радиопередачу с частотами выше нескольких сотен кило
герц при ширине спектра сигналов до нескольких десятков кило герц. Появление в конце 20-х годов электромашинных генерато ров не намного изменило ситуацию. Для этого периода характе рен, прежде всего, дефицит в свободных полосах частот, хотя от
части положение спасала крайняя немногочисленность радио средств. Именно правовые и технические аспекты использования радиоволн находятся в центре внимания в этом периоде, о чем сви детельствует факт Берлинской конференции 1906 году.
Второй этап с некоторой условностью можно ограничить периодом до конца 30-х годов. Революционным событием для этого периода явилось изобретение в 1906 г. Ли де Форестом трехэлект родной лампы и последующим изобретением лампового генера тора (Мейслер, 1913 г.). Совершенствование вакуумных приборов
привело к тому, что уже к середине 20-х годов они позволили ко ренным образом усовершенствовать технику радиопередачи и ра-
13
диоприема: генерировать незатухающие колебания (т.е. узкополос
ные процессы), усиливать принимаемые сигналы (т.е. снизить мощ ность излучения). Техника электровакуумных приборов быстро прогрессировала, что позволило уже к концу 30-х годов начать освоение диапазона метровых волн. Эти обстоятельства на неко торое время сняли напряженность, связанную с дефицитом полос частот. Развитие техники радиопередачи и радиоприема позволи ло уже в 30-е годы создать сеть радиовещания и положить начало применению средств сухопутной и воздушной подвижной радио телефонной связи. Однако стремительно развивающаяся электри фикация в промышленности и бытовых нуждах породила пробле му непреднамеренного воздействия электромагнитных полей, со
здаваемых при работе электрических устройств (двигатели, элект ротранспорт, электросварка и др.), на средства радиоприема. Непреднамеренные воздействия со стороны электротехнических средств на радиоприемники получили название «индустриальные помехи», сохранившееся в более широком понимании до настоя щего времени. Проблематика борьбы с непреднамеренными воз
действиями в этот период в основном охватывала негативные по следствия работы электротехнических средств, а борьба с индуст
риальными помехами - основное ее содержание.
Следующий этап 40-е - 50-е годы XX в. В этот период проис ходит ряд важных сдвигов, изменивших, в конечном счете, отно шение к проблеме непреднамеренных воздействий, наиболее су щественные из которых:
-изобретение и промышленное освоение генераторных при боров СВЧмагнетрона и клистрона, что существенно повысило верхнюю границу используемого диапазона радиочастот;
-активное развитие военной радиоэлектроники*;
-начавшийся в конце 40-х годов процесс быстрого развития радиовещания и телевизионного вещания.
‘ Опытная РЛС, установленная в Пирл-Харборе 7 декабря 1941 г. обнару жила на подлете большую группу самолетов, а персонал станции доложил об этом по команде. Однако руководство базой не приняло это предупреждение все рьез, что в последующем привело к национальной трагедии и вступлению США во Вторую Мировую войну.
14
Ki
В этот период происходит осознание существования пробле мы непреднамеренных воздействий как серьезного фактора, влия ющего на эффективность использования радиотехнических средств
ввоенной сфере и гражданских применениях. К этому периоду
формируется понятие «электромагнитная совместимость радио
электронных средств» и закладываются научно-методологические основы обеспечения ЭМС. На этот период приходится становле ние международной правовой и организационной базы обеспече ния ЭМС, в том числе формирование структуры органов для ко
ординации действий на международном уровне, согласовавших международное распределение полос частот в диапазоне до 40 ГГц,
вуже 1947 году.
Следующий этап условно охватывает период до 70-х годов. Как и предыдущие, этот этап обусловлен прогрессом в создании
элементной базы радиоэлектроники. Данный этап проходит под знаком широкого использования нового класса активных уст ройств - полупроводниковых приборов. Полупроводниковые три оды (транзисторы) ведут начало от разработок 1948-1951 гг. (Д. Бардин, У. Браггейн, У. Шокли). Использование транзисто ров, а затем интегральных микросхем на их основе привело к зна
чительному снижению объемов аппаратуры, ее массы и энергопот ребления. Достаточно отметить, что ЭВМ М-20, выпускаемая в СССР в 60-е годы и выполненная на лампах, занимала площадь спортивного зала средних размеров и требовала специальной, мощ
ной системы охлаждения. Примерно равная ей по производитель ности ЭВМ на транзисторной базе - «Наири» уже занимала объем порядка большого письменного стола. Возможность сокращения объемов РЭС дала мощный импульс к расширению сфер примене ния радиотехники как в бытовом, так и в профессиональном пла не. Соответственно количественному и качественному росту по вышался удельный вес и значение вопросов обеспечения ЭМС РЭС.
Наконец, последующие этапы вплоть до настоящего време ни характеризуются, помимо продолжающегося широкого распро странения радиоэлектроники в новые области человеческой дея тельности, еще одной важной вехой в ее развитии. Этот очередной качественный скачок происходит, в 80-е годы в связи с огромным прогрессом в технологии микроэлектроники, позволившим созда-
15