Принципы обеспечения ЭМС при разработке и эксплуатации РЭС

При решении задач по обеспечению ЭМС РЭС, являющихся комплексными и многоплановыми, необходим системный подход. Это значит, что в процессе анализа задачи необходимо выявить источники помех, определить амплитудно-частотные и временные характеристики ЭМП, оценить ЭМО и пути распространения ЭМП, установить восприимчивость аппаратуры или узлов и обеспечить ЭМС по критериям НТД и ГОСТ каждой части РЭС и совокупности независимо от того, как эти части объединены конструктивно.

Рассмотрим в общем виде сущность методов обеспечения ЭМС при разработке и эксплуатации РЭС.

1. Экранирование:

· анализируется структура помехонесущего поля в ближней и дальней зонах распространения;

· на основе знания структуры ЭМП выбирается тип и материал экрана, определяются требования к конструкции экрана;

· анализируется принцип действия экрана на основе теории поля и радиотехнических цепей, рассчитывается эффективность экранирования с учетом конструктивных особенностей экрана (отверстий, влияния переходных контактов соединений - стыков, спаев и уплотняющих прокладок);

· определяется эффективность экранирования функциональных узлов, в т.ч., микросборок;

· определяется эффективность экранирования проводов, витых пар проводов, кабелей всех видов на основе теории емкостных и индуктивных связей;

· реализуются практические рекомендации по конструированию экранов, способам их заземления, применения уплотняющих прокладок, методам и материалам соединений и пр.;

· реализуются технологические мероприятия, обеспечивающие надежность и стабильность экранирования при длительной эксплуатации и воздействии вредных факторов окружающей среды;

· составляются методики контроля качества и надежности экранов при оценке эффективности экранирования.

2. Фильтрация помех:

· выявление требований к фильтрации кондуктивных помех, создаваемых источниками питания;

· анализ принципов построения фильтров с учетом их конструкторско-технологических особенностей и требований к эффективности фильтрации (вносимого затухания в частотном диапазоне);

· расчет эффективности фильтрации помех различными типами помехоподавляющих элементов и фильтров;

· выбор типа фильтра для конкретных случаев с учетом его электрических и конструкторско-технологических характеристик и обоснования выбора типа фильтра, например, встроенного в разъем, антенных поглощающего и отражательного фильтров;

· реализация конструкторско-технологических мер по поддержанию стабильности и эффективности фильтра при длительном воздействии факторов внешней среды и механических воздействий;

· выбор методов измерения характеристик ЭМС фильтров и их контроля.

3. Заземление:

· определение электрических и конструкторских требований к системе заземления как цепи распространения помех, на основе знаний особенностей защитного и высокочастотного заземления РЭС;

· определение характеристик ЭМС заземления (учет импедансов шин заземления, перемычек и металлизации с учетом минимизации и конструкторско-технологического исполнения);

· выбор схемы заземления из вариантов одноточечного, многоточечного и гибридного типов;

· обоснование применения изолирующих трансформаторов, разделения цепей заземления, выбора схемы заземления источников питания и др.

· реализация практических рекомендаций по конструированию цепей заземления и контролю их параметров в эксплуатации.

4. Монтажные соединения:

· определение путей проникновения и распространения ЭМП в монтажных соединениях на основе теории емкостных и индуктивных связей;

· расчет параметров линий передачи сигналов и помех с учетом возможных искажений сигналов в зависимости от быстродействия и степени рассогласования импедансов цепей;

· анализ электрически длинных и коротких линий передач с выявлением причин возникновения помех отражений;

· проведение классификации монтажных соединений: кабели, провода, скрученные пары, печатный монтаж, разъемные и неразъемные соединения, экранированные соединители, гибкие монтажные соединения, стежковый монтаж и т.д.;

· расчет влияния помех в монтажных соединениях;

· разработка методов проектирования помехозащищенных печатных плат - однослойных и многослойных;

· разработка рекомендаций по конструированию монтажных соединений с учетом их ЭМС и стабильности параметров монтажа под воздействием факторов окружающей среды.

5. Элементная база:

· выявление взаимосвязи между характеристиками РЭС и характеристиками ЭМС радиокомпонентов;

· определение требований к характеристикам ЭМС помехоподавляющих элементов (конденсаторов, катушек индуктивности, диодов), ВЧ транзисторов, тиристоров, электровакуумных приборов, микросхем, микросборок и др.;

· определение временных и частотных характеристик элементной базы;

· учет процессов образования импульсов внутренних помех в цепях питания, вызванных коммутацией цифровых микросхем и оценка восприимчивости к ним микросхем;

· оценка восприимчивости микросхем к внешним помехам;

· определение характеристик статической и динамической помехоустойчивости цифровых микросхем;

· реализация рекомендаций по учету характеристик ЭМС элементной базы при конструировании микросборок, печатных плат, узлов и блоков РЭС.

6. Защита от молний (мощный электромагнитный импульс):

· анализ необходимости защиты РЭС от ударов молнии;

· анализ характеристик прямых и непрямых ударов молнии;

· анализ эффекта действия ЭМИ на РЭС и расчетно-экспериментальные оценки помехозащищенности РЭС;

· оценка помехозащищенности радиоэлементов во входном тракте РЭС;

· конструкторские решения по защите от ЭМИ РЭС в наземных сооружениях, подвижных объектах и летательных аппаратах;

· рекомендации по проектированию защищенных от ЭМИ изделий;

· разработка рекомендаций по методике испытаний на защиту от ЭМИ и контроля качества защиты РЭС от ЭМИ.

Анализируя принципы обеспечения ЭМС РЭС, можно сделать вывод, что знание электродинамики, схемотехники, системотехники, распространения радиоволн, конструкторско-технологических принципов при разработке, проектировании и эксплуатации РЭС любого назначения, знание специфики работы и технических характеристик устройств передачи, приема, обработки и хранения информации является непременным условием для успешной и профессиональной работы специалистов разработчиков РЭС.