Материал: Ю.Е.СЕДЕЛЬНИКОВ - Электромагнитная совместимость

деленной полосе частот, однако в силу ряда причин имеют место нежелательные радиоизлучения за пределами этой полосы. При учете влияния НЭМП на рецептор необходимо считаться со всеми ее видами: излучаемыми на основной частоте и частотах нежела­ тельных излучений; создаваемыми цепями питания, управления, коммутации и заземления и др. Нежелательные электромагнитные поля, создаваемые некоторым РЭС, частично ослабляются в са­ мом источнике помех. Ослабление НЭМП в месте их возникнове­ ния будем характеризовать коэффициентом ослабления Тиш, где индекс I определяет принадлежность излучения к основному излу­ чению или одному из видов создаваемых НЭМП;

•имеет место передача электромагнитной энергии от ИП к РП. Этот процесс определяется многими факторами: свойствами среды, параметрами антенн, расстоянием между РП и ИП, взаим­ ной ориентацией их антенн, поляризацией излучения и т.д. Излу­ чение и прием НЭМП могут осуществляться антеннами радиоуст­ ройств в направлениях, соответствующих главным, боковым или задним лепесткам диаграмм направленности антенн (ДНА), а так­ же корпусами устройств, элементами фидерного тракта, кабелями

ит.д. Ослабление НЭМП в среде распространения будем характе­ ризовать коэффициентом Lk, где к - номер пути воздействия НЭМП на рецептор;

•электромагнитная энергия помехи принимается рецептором

иоказывает влияние на его функционирование. Рецептор может различным образом реагировать на внешние электромагнитные воздействия.

Рис. 1.2. Схема воздействия НЭМП на РП

По аналогии с ИП можно говорить об основном механизме воздействия, принципиально необходимом конкретному устрой­ ству, и нежелательном, обусловленным техническим несовершен­ ством РП. Так, для радиоприемника основным является прием сиг-

21

налов в полосе частот, соответствующей спектру передаваемого сообщения, а неосновным (нежелательным) - прием по побочным каналам, прием, помимо антенн и т.д. Ослабление НЭМП, наблю­ даемое при прохождении ее через цепи рецептора, можно характе­ ризовать коэффициентом £РШ, где ,v - номер канала приема Значе­ ние мощности НЭМП, приведенное ко входу рецептора с учетом действия помехи 7-го вида по £-му пути воздействия и г-му каналу приема, будет:

где Рт - мощность ИП на рабочей частоте.

Для конкретных РЭС и типа помех можно указать такой пре­ дельный уровень помехи РРПдоп, который соответствует требуе­ мому качеству функционирования, если Ррп< РРПдап Такие поме­ хи называют допустимыми Электромагнитная совместимость в

группе средств выполняется, если все создаваемые непреднаме­

ренные помехи являются допустимыми для всех РП рассматри­ ваемой группы.

Имеющее место нарушение ЭМС может быть вызвано либо неправильной организацией использования радиочастотного ре­

сурса с пересечением областей ОИПн, и ОРПнг, либо техническим несовершенством устройства-источника, устройства-рецептора, а также тех параметров ЭМС источника и рецептора, которые оп­ ределяют ослабление помех на пути распространения, т.е. пара­ метров, определяющих значения £ип/, Lk и Zprb. В этих случаях для обеспечения ЭМС очень важно выявить конкретные причины воз­ действия непреднамеренных помех: найти их источники и пути рас­ пространения и определить причины, вызывающие подвержен­

ность рецепторов действию определенных помех. С этой целью необходимо более подробно рассмотреть свойства различных РЭС

иих элементов с точки зрения создания, распространения НЭМП

иподверженности им.

Взаключение отметим одно, достаточно важное обстоятельстве.

Особенность задач обеспечения ЭМС состоит в том, что в большин­ стве случаев параметры ЭМС, определяющие ослабление помех в источнике, рецепторе и среде распространения, представляют собой

величины, на несколько порядков меньшие по сравнению с близкими

22

к ним по смыслу функциональными показателями. Читателю следу­ ет ясно представлять то, что относительно малые значения величин совершенно не означают возможность их игнорирования, например таких, как уровни излучений вне рабочей полосы частот или уровни дальних боковых лепестков, на несколько порядков меньшие по срав­

нению с мощностью излучения в рабочей полосе частот или соответ­

ствующей главному лепестку ДН антенны.

Проиллюстрируем это на простейшем модельном примере. Пусть источником является радиопередатчик мощностью L0 Вт. Приемник, расположенный на небольшом расстоянии от него, имеет чувствительность 10~12Вт. Предположим, что уровень допу­

стимой помехи равен Р п=10_,1Вт. Связь источника и рецептора осуществляется через передающую и приемную антенны Допус­ тим, что коэффициент связи антенн, т.е. отношение мощностей на входе передающей и выходе приемной антенн, равен 10'2

Пусть спектр излучения радиопередатчика и величина ослаб­

ления помехи в рецепторе (АЧХ приемника) имеют вид, показан­ ный на рис 1.3

Рис 1 3 К примеру оценки ЭМС

В условиях примера прием помехи рецептором ослаблен: Сип = ЮЛ L ~ ЮЛ ТР11=104. Таким образом, уровень помехи, при­

нимаемой рецептором, составляет 10~10 Вт. Эта величина в 100 раз превышает уровень чувствительности приемника и в 10 раз допус-

23

тимый уровень помехи. Приведенный пример имеет единственную цель: показать, что относительно низкий уровень излучения пере­

датчика вне рабочей полосы частот (0,01%), приема вне рабочей полосы - (0,01%) и коэффициента связи антенн (1%) не обеспечил в данном случае отсутствие недопустимого влияния радиопередат­ чика на радиоприемник.

Подчеркнем, что в практике обеспечения ЭМС интересуются значениями параметров, определяющих уровни помех и воспри­ имчивость к ним, представляющих собой величины на несколько порядков меньшие по отношению к аналогичным, характеризую­ щим функциональные показатели.

В дополнение к сказанному сделаем еще одно замечание. По­ скольку, как это было показано приведенным примером, в зада­

чах ЭМС оперируют с относительно малыми величинами, на прак­

тике для их задания используется логарифмическая шкала, т.е. ве­ личины, выражают в децибелах:

-мощность: Р = 10 lgP дБ Вт;

-ослабление по мощности: L = 10 IgZ дБ Вт;

-напряжение: U - 20 lgl7 дБ В;

-ослабление по напряжению: U = 20 lgt7 дБ.

Расчетные соотношения, соответственно, также видоизменя­ ются. Например, соотношение (1.4) для величин, выраженных

в децибелах, принимает вид:

В дальнейшем будут использоваться обе формы записи: в ло­ гарифмической шкале и в натуральном масштабе. Чтобы избежать возможной путаницы, величины, выраженные в децибелах, набра­ ны полужирным курсивом.

24

Все сделал Он прекрасным в свое время и вложил мир в сердиа их, хотя человек не может постигнуть дел которые Бог делает, от начала и до кониа

Экклезиаст. Гл. 3, ст. 11

Раздел 2. ФАКТОРЫ,

ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭМС РЭС

2.1. Электромагнитные помехи

Электромагнитной помехой (ЭМП) называют нежелательное воздействие электромагнитной энергии, которое ухудшает или

может ухудшать качество функционирования технических средств. Радиопомеха - электромагнитная помеха, соответствующая диапазону радиочастот 9 кГц - 3000 ГГц. Радиопомехи, в неиз­ бежном присутствии которых работают различные радиоэлектрон­

ные средства, делятся на естественные и искусственные. Естественные помехи вызваны электромагнитными процес­

сами, объективно существующими в природе и не связанными с деятельностью человека. Рассмотрим основные виды, источники и причины их возникновения.

Источники естественных ЭМП делятся на земные (в том чис­

ле в ее атмосфере) и внеземные (вне Земли и ее атмосферы).

2.1.1. Естественные радиопомехи

Земные источники. В диапазоне частот ниже 30 МГц преоб­ ладают атмосферные помехи (АЭМП), вызванные электрически-

25