средствах и конструкции объекта, на практике часто ограничива ются первым шагом - предварительной оценкой ЭМС. В этих слу чаях анализ ЭМС практически сводится к сравнению уровней по мех, создаваемых ИП, с допустимыми значениями для соответ ствующих рецепторов. Значения указанных величин берут соглас но НТД на анализируемые устройства. Таким образом, в ходе пред варительной оценки ЭМС осуществляется проверка условий:
-®ИП + — -®РПдоп’ |
(3 .44) |
Hm + LH <ЯРПдоя; |
(3.45) |
Еип+ £,,.< ЕРПдоп, |
(3.46) |
где Еип, Нип, ?7ИП - значения напряженности электрического и
магнитного полей и напряжений помех на зажимах источника, со ответствующие данным НТД для анализируемого устройства;
Ет доп, ЯРПдоп, ЕРПдоп - уровни восприимчивости рецептора, также в соответствии с НТД; LE, LH, LE - коэффициенты переноса помех.
Проверка выполнения условий (3.44) - (3.46) проводится для ряда частот, соответствующих имеющимся данным НТД. Значе ния коэффициентов переноса помех Zt при предварительных оцен ках часто принимают равными 0 дБ, а значений LE, LH - либо также равными 0 дБ, либо с поправкой, учитывающей расстояние между ИП и РП:
'О Я>ЯНТЛ
(3.47)
601g(E/EHTO)E<7?HT4’
где R и 7?нтд - расстояние между ИП и РП и стандартное расстоя ние согласно НТД.
Если для всех значений частот условия (3.42) - (3.44) выполня ются, считается, что данные рецептор и источник помех совместимы.
На последующих шагах может проводиться уточнение зна чений коэффициентов переноса помех. Для этого необходимо рас полагать достаточно полной информацией о конструкции элемен тов ИП, РП межблочных соединений, экранирующих свойствах элементов конструкции и т.д. В настоящее время универсальных процедур, позволяющих оценивать значения коэффициентов матри цы [Z] для широкого класса аппаратуры, не существует. В каждом конкретном случае анализ коэффициентов переноса [Z] должен ре шаться отдельно с учетом специфики конкретного конст
146
руктивного выполнения. В ряде случаев в этих целях при необхо димости могут использоваться современные программные паке ты анализа ВЧ и СВЧ цепей, например MICROWAVE OFFICE.
3.7. Экспериментальные методы в задачах анализа ЭМС
Экспериментальные методы чрезвычайно широко используют ся в практике ЭМС и являются основным инструментом при решении следующих групп задач:
-измерения параметров ЭМС источников и рецепторов по мех с целью определения соответствия их требованиям норматив но-технической документации (стандарты, нормы, технические условия и т.д.);
-определение уровней допустимых помех для различных их видов рецепторов;
-комплексная проверка выполнения ЭМС в различных сис
темах;
-углубленное изучение различных сторон проблемы ЭМС,
втом числе с целью выработки более совершенных показателей, определяющих свойства источников и рецепторов помех по отно шению к проблеме ЭМС, совершенствования методов измерений и испытаний и средств измерений и измерительного оборудова ния и т.д. Эта группа задач представляет предмет деятельности
довольно узкого круга профильных специалистов и в данном по собии не рассматривается.
3.7.1.Измерение параметров ЭМС источников
ирецепторов помех
Измерение параметров ЭМС источников и рецепторов помех осуществляется с целью определения соответствия нормативным
требованиям и поэтому играет весьма значительную роль в реше нии проблемы ЭМС в целом. Указанные измерения имеют ряд важ ных особенностей:
-широкая номенклатура технических средств, показатели
ЭМС которых подлежат контролю;
-широкий диапазон частот, в которых проводятся измерения,
атакже широкий динамический диапазон измеряемых величин;
147
-специфический характер организации и проведения изме
рений параметров ЭМС.
Первые из двух перечисленных особенностей относятся
ксредствам измерений. Создание указанных средств измерений представляет предмет профессиональной деятельности специали
стов соответствующего профиля. Остановимся на последней из них, имеющей принципиальный характер. Как известно, из основ мет рологии, измерение параметров любых физических величин осу ществляется с некоторой погрешностью, которая соответствует различию между истинным значением измеряемой величины и из меренным ее значением. Ее составляющими являются.
-субъективная составляющая погрешности, связанная с опе
ратором;
-инструментальная составляющая, обусловленная конечной точностью измерительных средств,
-методическая составляющая, обусловленная используемым методом измерений.
При измерениях параметров ЭМС факторы, определяющие
субъективную и инструментальную составляющие суммарной по
грешности, не имеют принципиальных отличий от традиционных ра диотехнических измерений. Методическая составляющая погреш
ности измерения параметров ЭМС имеет отличия и при том весь ма значительные. При измерениях параметров ЭМС наличие зна чительной методической погрешности измерений связано с двумя обстоятельствами. Во-первых, определенная методическая по грешность присуща самому методу измерения. Например, при из мерениях плотности потока мощности электромагнитного поля, мощности электромагнитной волны, распространяющейся в волно
воде, и т.д. широко применяются методы, основанные на явлении поглощения ЭМВ. Электромагнитная энергия преобразуется в теп ловую. что приводит к изменению температуры поглощающего эле мента. Измеряется приращение температуры АТ, по которому оп ределяют интенсивность измеряемого электромагнитного поля: П
=П(А7), Р = Р(АТ). При любом конкретном способе аппаратурной реализации подобных методов неизбежно присутствует некоторая
методическая составляющая погрешности, связанная с явлени ями теплообмена в измерительных элементах, инерцион
148
ностью процессов нагрева и некоторыми другими факторами. Для типовых измерений радиотехнических величин относительная ве личина методической составляющей погрешности может дости
гать единиц и даже нескольких десятков процентов.
При измерениях параметров ЭМС, помимо аналогичной со ставляющей, связанной с используемым методом измерения элек трической величины, имеет место другая составляющая, нетипич ная для большинства традиционных радиотехнических измере ний. Она определяется отличием объекта от приписываемой ему модели и является преобладающей при измерении параметров ЭМС. Ее величина может составлять не единицы процентов, как
это типично для большинства традиционных радиотехнических из мерений, а единицы и даже десятки децибел. Приведенный пример
позволяет понять причины такого положения дел.
Пусть, например, осуществляется измерение мощности выход ных колебаний радиопередатчика на основной частоте и частотах побочных излучений согласно схеме, приведенной на рис. 3.12.
Рис 3.12. К измерению мощности побочных излучений радиопередатчика
При измерениях мощности основного излучения согласно приведенной схеме измеренное значение будет достаточно близ
ким к истинному значению. При измерении мощности колебаний на частотах гармоник - составляющая методической погрешно сти многократно возрастает. Причинами этого являются:
- при измерениях в основной полосе частот импеданс на грузки хорошо согласован с выходным сопротивлением генера-
149
тора (усилителя мощности) радиопередатчика. На частотах гар моник это условие не может быть выполнено. Действительно, при
создании образца радиопередатчика, безусловно, принимались меры по его согласованию с фидером, на частотах гармоникнет. Изменение импеданса нагрузки приведет к изменению режима ра боты радиопередатчика на частотах гармоник, что, в свою оче редь, может вызвать изменение уровней выходных колебаний на частотах гармоник;
- вследствие рассогласования изменится доля мощности, от ветвляемая из волноводного тракта в измерительную часть схе мы. Кроме того, на частотах гармоник возможно нарушение одно модового режима работы фидера. В результате в волноводе ста новится возможным распространение более одного типа волн. Мно гомодовый характер распространения волн от передатчика к на
грузке неизбежно будет приводить к изменению коэффициента пе
редачи устройства ответвления, причем эта величина будет суще
ственно зависеть от модового состава и относительных мощнос тей волн, переносимых различными модами. Поскольку модовый
состав имеет непредсказуемый характер (различен не только для различных фидеров, но и для однотипных фидеров вследствие раз
броса их параметров), доля мощности, ответвляемая на частотах
гармоник, будет не только отличаться от основного колебания, но и
иметь значительные разбросы от образца к образцу. Аналогичным образом обстоит дело с измерениями большин
ства параметров ЭМС. Принципиальный характер наличия этой составляющей методической погрешности имеет важные практи ческие следствия:
-используемые методы измерений должны быть стандарти зированными, чтобы результаты измерений, проведенных в раз
личных организациях, были сопоставимыми;
-поскольку целью измерений параметров ЭМС источников
ирецепторов помех является проверка их соответствия требова
ниям нормативно-технической документации (стандартов, норм, технических условий), указанная НТД в качестве неотъемлемой ее части должна содержать в полном объеме данные об используе мых методах измерений, параметрах измерительной аппаратуры
ивспомогательных средствах измерений;
150