Сущность обеспечения ЭМС

Обеспечение электромагнитной совместимости рэс

Развитие радиотехники связано с увеличением радиоэлектронных средств, применяемых во всех отраслях народного хозяйства и обороны. В связи с этим, вопрос о нормальном “электромагнитном сосуществовании” различных действующих радиотехнических, электронных, электротехнических средств выходит на первый план. Решение этой сложной научно-технической задачи возлагается на проектировщика, который должен видеть проблему обеспечения жизнеспособности РЭС в целом в условиях её эксплуатации с учётом реальной электромагнитной обстановки (ЭМО). В процессе разработки и производства изделия требования к обеспечению его ЭМС должны учитываться на всех этапах, наряду с требованиями надёжности, технологичности, миниатюризации и др.

Сущность обеспечения ЭМС

Электромагнитная совместимость РЭС определяется способностью этих средств функционировать одновременно в реальных условиях эксплуатации при воздействии непреднамеренных электромагнитных помех (НЭМП) и не создавать недопустимых электромагнитных помех (ЭМП) другим средствам. Анализ современного состояния проблемы ЭМС РЭС позволяет выделить следующие разделы, определяющие научно-техническую основу ЭМС /15, 16/.

1). Радиочастотный ресурс (РЧР)

Изучение условий пользования радиоканалами различными радиослужбами и разработка принципов управления, прогнозирования ресурсов, нормирования его параметров, совершенствование нормативно-технической документации (НТД). В соответствии с нормами Международного консультативного комитета по радио (МККР) весь нормируемый от ЭМП диапазон частот разбит на следующие полосы /16/:

· 9 - 535 кГц; 535 - 1605 кГц;

· 1605 - 4000 кГц; 4 - 29,7 мГц;

· 29,7 - 100 мГц; 100 - 470 мГц;

· 470 - 2450 мГц; 2450 - 10500 мГц;

· 10500 - 40000 мГц; 40000 - 275000 мГц.

2). Непреднамеренные электромагнитные помехи (НЭМП)

Выявление источников и определение энергетических, частотных и временных характеристик НЭМП, статистический анализ, моделирование и изучение влияния среды на их распространение, изучение влияния НЭМП на работу различных приемников (рецепторов) помех, создание научно-технической документации на допустимые уровни помех и т.п.

3). Характеристики ЭМС

Технические характеристики любой РЭС можно разделить на две группы: функциональные и влияющиена ЭМС. К первой группе можно отнести, например, мощность радиопередатчика и чувствительность приемника. Ко второй группе - мощность побочного излучения и восприимчивость приёмника на боковом канале.

Анализ характеристик ЭМС различных РЭС позволяет их рассчитывать и совершенствовать для конкретной электромагнитной остановки (ЭМО). Различают три уровня действия ЭМП:

· внутриаппаратная ЭМС (в блоке, узле и т.п.);

· внутрисистемная ЭМС (внутри радиоэлектронного комплекса);

· межсистемная ЭМС (между различными системами и комплексами).

4). Электромагнитная обстановка

Определение реальных условий, в которых работает или будет работать конкретное изделие при наличии или отсутствии полезного сигнала на входе в случае действия НЭМП через этот вход или помимо него. В соответствии с тремя уровнями ЭМС определяют аналогично и три вида ЭМО.

5). Методы и способы обеспечения ЭМС

Для обеспечения ЭМС служат организационные и технические мероприятия.

Организационные мероприятия относятся в основном к уровню межсистемной ЭМС и заключаются в рациональном выборе частот радиоканалов для различных радиослужб, определяют места размещения средств и т.д. (но для защиты систем и комплексов от воздействий внешних ЭМП применяются и технические мероприятия).

Технические мероприятия делятся на конструкторско-технологические и схемотехнические. Конструкторско-технологические реализуются в основном на внутрисистемном и внутриаппаратном уровнях обеспечения ЭМС. Требования обеспечения ЭМС должны быть составной частью технического задания (ТЗ) на разработку и в последующем техническими условиями (ТУ) на изделие в производстве и эксплуатации.

Основные понятия ЭМС

В области ЭМС используются специфические термины и понятия, которые позволяют классифицировать, определять и исследовать процессы с единой терминологией. Однако, следует отметить, что до сих пор эти понятия в ряде случаев у разных авторов противоречат друг другу или неточны.

В связи с этим, необходимо ввести основные понятия и термины, достаточно обоснованные физически и признанные широким кругом исследователей.

Электромагнитная помеха - электромагнитный, электрический или магнитный процесс, созданный любым источником в пространстве или проводящей среде и влияющий на операции с полезным сигналом в РЭА.

ЭМП, созданная в пространстве, называется излучаемой помехой, а созданная в проводящей среде - кондуктивной помехой.

Как правило, НЭМП возникают вследствие случайных процессов, протекающих в источниках помех, и потому они носят вероятностный характер и описываются статистическим аппаратом.

Рецептор - любое техническое устройство, реагирующее на электромагнитный полезный сигнал и (или) на ЭМП. Рецептор - это радиоприемное устройство, ЭВМ, электронное устройство, система и т.п.

Электромагнитная обстановка - совокупность электромагнитных, электрических, магнитных полей, токов и напряжений помех и сигналов в заданной области пространства, которая влияет или может влиять на работу рецептора. Количественно ЭМО определяется характеристиками ЭМС рецептора.

Радиочастотный ресурс - совокупность возможных для использования радиочастотных электромагнитных полей для передачи и приема информации или энергии.

Восприимчивость рецептора - мера реакции на внешнюю ЭМП как при наличии, так и при отсутствии полезного сигнала.

Порог восприимчивости - максимально допустимый уровень НЭМП, при котором рецептор работает с приемлемым качеством.

Помехоустойчивость рецептора - свойство противостоять внешним и внутренним ЭМП за счет выбора структуры полезного сигнала и принципа построения рецептора.

Помехозащищенность рецептора - свойство противостоять внешним и внутренним ЭМП за счет схемных и конструкторских способов, не нарушающих выбранную структуру полезного сигнала и принципа построения рецептора.

Экранирование - способ ослабления ЭМП с помощью металлической оболочки (экрана), обладающей высокой электрической или магнитной проводимостью.

Фильтрация - ослабление напряжения и токов помехи с помощью электрической цепи (фильтра), вносящей затухание в заданных пределах и в заданных полосах частот.

Заземление - электрическая цепь, обладающая свойством сохранять минимальный (нулевой) потенциал.

Экран - элемент конструкции РЭА в виде металлической и, как правило, заземленной оболочкой с высокой электрической или магнитной проводимостью, служащий для ослабления ЭМП в определенной области пространства в широком диапазоне частот.

При решении задач по обеспечению ЭМС определяющим является анализ ЭМП и их классификация. Чем точнее определен класс и вид ЭМП, тем надежнее и эффективнее разработчик РЭС может предложить защиту от помех.

Классификация ЭМП приведена в таблице 1.1 /17/.

Таблица 1.1. Классификация ЭМП