Електромагнитна съвместимост на радиоелектронни средства - лекция. Електромагнитна съвместимост на радиоелектронно оборудване (EMC RES) Осигуряване на електромагнитна съвместимост на радиоелектронно оборудване
Начало Енциклопедия Речници Повече подробности
Електромагнитна съвместимост на радиоелектронно оборудване (EMC RES)
Способността на радиоелектронно устройство (РЕС) да функционира в реални условия на работа с необходимото качество при излагане на непреднамерени смущения, без да създава радиосмущения на други РЕС от силовата група. Проблемът на ЕМС е на първо място с особеностите на функциониране на електронните устройства, които като правило включват три основни елемента - радиопредавателни, радиоприемателни и антенно-фидерни устройства. В този случай радиопредавателното устройство е предназначено за генериране, модулиране и усилване на високочестотни токове, радиоприемателното устройство е за селекция, преобразуване, усилване и откриване на електрически сигнали, а антенно-фидерното устройство е за излъчване и селекция на електромагнитни трептения. на радиообхвата, както и преобразуването им в електрически токове.
Всеки от горепосочените елементи на ВЕИ има свой собствен ефект върху ЕМС. Радиопредавателното устройство, което е източник на радиоизлъчване, се характеризира със следните параметри: честота, ширина на спектъра, мощност, тип модулация. В структурата на излъчване на радиопредавателно устройство се разграничават следните видове излъчване: основно, извънчестотно и фалшиво.
Като се имат предвид избраните видове излъчване, основните параметри на радиопредавателните устройства, които влияят на ЕМС, са: мощността на основното излъчване, ширината на спектъра на основното излъчване, носещата честота (централната честота на спектъра на основното излъчване), обхвата на работните честоти, стабилността на предавателя, честотите (широчината на честотната лента) и нивата на извънлентови и паразитни емисии и др.
Приносът на радиоприемника към проблема с ЕМС на радиоелектрониката се определя от наличието на различни канали за приемане, както на сигнали, така и на смущения.
Има основен канал за приемане (минималната честотна лента, в която е възможно да се осигури висококачествено (надеждно) приемане на съобщение с необходимата скорост) и неосновни канали за приемане, които от своя страна са разделени на съседни (честотни ленти равна на основния канал и непосредствено до долната и горната му граница) и странична (честотна лента извън основния приемен канал, в която сигналът или смущението преминава към изхода на радиоприемника). Наличието на неосновни канали за приемане се определя не само от параметрите на елементната база на приемния път, но и от принципите на конструиране на радиоприемно устройство.
Най-известният от страничните канали за приемане е така нареченият огледален канал. Този приемен канал е задължителна част от суперхетеродинните приемници. Отличителна черта на огледалния канал за приемане е същата чувствителност като основния канал за приемане.
Основните параметри на радиоприемното устройство, които влияят на EMC, са: чувствителност, работен честотен диапазон, честотна лента, стойност на междинната честота, селективност, стойност на затихване по огледалния канал и др.
Разглеждайки антенно-фидерното устройство от гледна точка на тяхното влияние върху ЕМС, отбелязваме, че то решава проблемите на пространствения, поляризационния и до известна степен честотен избор на радиовълни. В този случай пространствената селекция се извършва поради насочените свойства на повечето видове антени, които се характеризират със зависимостта на нивото на излъчено или получено лъчение от посоката. Тази зависимост се нарича диаграма на излъчване. По правило диаграмата на излъчване има основен и страничен лоб на излъчване (приемане).
Възможностите за избор на поляризация на антенните системи се определят от неговия тип, например антената с камшик генерира (приема) електромагнитно трептене с вертикална поляризация, спирална антена с кръгова поляризация.
Изборът на честота на антените се определя от зависимостта на нейните параметри от честотата на излъчваните или преобразувани радиоизлъчвания. Параметрите на антенно-фидерните устройства, които влияят на EMC, са: ширина на диаграмата на излъчване, ниво на страничния лоб, работен обхват и т.н. Трябва да се отбележи, че много от тези параметри съставляват тактическите и технически характеристики на радиопредаване, радиоприемане и антено-фидер устройства.
По този начин дори една ВЕИ има голям брой параметри и характеристики, които определят нейната ЕМС, и осигуряването на нормално съвместно функциониране на десетки различни ВЕИ в едно съоръжение или стотици и хиляди ВЕИ в група от войски е сериозна задача.
ВОЕННА МИСЪЛ № 6/1990 г., стр. 16-20
Контрол на войските
Капитан 1-ви рангА. С. ТИТОВ
УСПЕХЪТ на военноморските сили в провеждането на бойни действия за отблъскване на вражеската агресия и нанасяне на ответни удари по него до голяма степен се определя от ефективността на функционирането на радиоелектронното оборудване и системи (РЕС), без използването на които в съвременните условия е невъзможно контролират силите или използват техните оръжия. Но интензивното оборудване на кораби и плавателни съдове, самолети и подводници, системи за управление и поддръжка на електронни електронни системи от различни видове и предназначения рязко усложни проблема с тяхната електронна защита.
Оперативната и тактическата необходимост от интегрирано използване на радиоелектроника от различни видове и предназначения в едни и същи зони по едно и също време и на еднакви или сходни честоти води до появата на непреднамерени смущения (UII), когато електромагнитното излъчване на някои средства прави трудно или невъзможно е да се използват други средства (системи). Създаването на NRP се улеснява и от желанието да се увеличи излъчената мощност на предаване и чувствителността на приемните устройства на системите за електронна война, за да се увеличи устойчивостта на въздействието на оборудването за електронна война на противника.
Важността на защитата на радиоелектронните устройства от непреднамерени смущения и мащабът на този проблем обуславят обективната необходимост от отделянето му в самостоятелна задача - осигуряване на електромагнитна съвместимост (ЕМС) на радиоелектронното оборудване. Практиката за използване на системи за радиоелектронна борба на кораби, съединения и формирования в учения, както и опитът от локални войни потвърдиха уместността и трудността на решаването на този проблем.
Пример за сложността на проблемите на електромагнитната съвместимост на електронните системи е потъването на английския разрушител Sheffield в англо-аржентинския въоръжен конфликт. Корабът е бил атакуван от разстояние около 30 км от два самолета Super Etander, които са изстреляли две ракети Exocet. Един от тях удари лъка си. Ракетата е била открита визуално шест секунди преди удара. Успехът на удара беше улеснен от факта, че радарът за откриване на въздушни цели с метров обхват на разрушителя беше изключен по време на атаката, за да се избегнат смущения в сателитната комуникационна система Flitsatcom, чрез която се водеха преговори с Лондон.
Важността на въпросите за осигуряване на електромагнитна съвместимост на електронните системи се показва и от опита на бойната подготовка, когато непреднамерените смущения са една от причините, влияещи върху ефективността на интегрираното използване на радиоелектронно оборудване. Следователно осигуряването на условия за ефективно функциониране на системите за радиоелектронна борба на кораби и съединения вече е неразделна част от мерките за организиране на тяхното бойно използване. Електромагнитната съвместимост се определя както от характеристиките на самите ВЕИ, така и от създаването на подходящи режими на тяхната работа. Въпросите за неговото осигуряване трябва да се решават през целия жизнен цикъл на електронните енергийни системи - на етапите на проектиране, подготовка и бойна употреба.
Военноморските сили на капиталистическите държави обръщат голямо внимание на този проблем. Работата по осигуряване на EMC на електронни зони се извършва в рамките на специални програми (например в САЩ - „TESER-80“). Те осигуряват изследване, разработване и изпитване на съществуващи и разработени модели радиоелектронни оръжия и са насочени към въвеждане на системен подход към проектирането и оборудването на кораби с радиоелектронно оборудване, като се отчита тяхната електромагнитна съвместимост; разработване на система от стандарти в областта на ЕМС; подобряване на техническите характеристики на електронните устройства, които влияят на EMC (намаляване на страничните лобове на диаграмите на излъчване на антенните устройства, намаляване на броя на каналите за излагане на непреднамерени смущения и др.); въвеждане на ефективни защитни устройства срещу ННН риболов, чийто принцип на действие ще отчита както характеристиките на бойната употреба, така и дизайна на електронните електроцентрали. Мерките, насочени към осигуряване на EMC на радиоелектрониката, включват правилния избор на работни честотни диапазони, подобряване на характеристиките на излъчване и приемане и повишаване на устойчивостта на шум срещу непреднамерени смущения, както и ограничаване на параметрите, които влияят на електромагнитната съвместимост.
Значителна част от дейностите по осигуряване на ЕМС се извършват на етапите на подготовка и водене на бойни действия. На етапа на подготовка се прогнозира очакваната радиоелектронна и електромагнитна обстановка в зоната на бойните действия (с помощта на формите на радиоелектронните системи, експлоатационния опит и бойната подготовка се идентифицират потенциално несъвместими радиоелектронни системи и нивата на непреднамерени изчисляват се смущенията и се определят опасни ситуации на смущения); извършват се честотни назначения на групи или отделни ВЕИ, уточняват се забранени честоти за работа (основно за ВЕИ съоръжения); установява се приоритет при използването на ВЕИ; определят се сектори от пространството, в които трябва да работят; въвеждат се временни и пространствени ограничения върху работата на разпределителните мрежи; разработват се изисквания за осигуряване на EMC при конструиране на корабни поръчки; определят се мерките за контрол, тяхната честота и др.
При провеждане на бойни действия е препоръчително използването на ВЕИ в съответствие с предварително разработените варианти. През този период могат да се правят само техните корекции поради промени в тактическата и електронната обстановка. Когато корабите работят като част от формация, осигуряването на електромагнитна съвместимост на електронните зони е особено трудна задача. Ако на един кораб видовете и параметрите на непреднамерените смущения са известни и могат да бъдат взети предвид във всички приложения, тогава за връзка на кораби тяхното определяне може да не е достатъчно точно поради промени в състава и местоположението на електронните зони по време на битка. операции.
Сложният характер на бойното използване на системите за радиоелектронна борба на формирование (обединение) налага разглеждането им като единна система, отличаваща се с: йерархична структура на конструкцията; наличието на голям брой взаимосвързани и взаимодействащи елементи; разнородност на интензивните информационни потоци; многокритериален; взаимодействие с външната среда.
Йерархичната структура на тази система (фиг. 1) предопределя наличието на два вида взаимоотношения между нейните управляващи и изпълнителни елементи - подчинение и взаимодействие. Първите се характеризират като правило само с информационни връзки, които осигуряват обмен на командна информация Иинформация за състоянието. Второто е, че между подсистемите (елементите), наред с обмена и информацията, се установяват и нежелани връзки, един вид от които е комуникацията чрез електромагнитно поле. Тя е единствената Ипредопределя възможността за възникване на електромагнитна несъвместимост на ВЕИ. Следователно при решаване на конкретни проблеми от подсистемите на ВЕИ могат да възникнат конфликтни ситуации (работа в обща честотна лента, едновременна работа на няколко подсистеми на ВЕИ и др.).
Ориз. 1. Структура на ВЕИ системата
Тъй като подсистемите решават задачите си автономно, общата задача за осигуряване на ЕМС изисква тяхната координация, т.е. координация с цел повишаване на общия общ ефект от функционирането на системата. В същото време информацията за състоянието и параметрите на отделните ВЕИ, техните работни условия в системата може да не е достатъчно пълна или да се промени. В резултат на това координаторът е изправен пред проблема да взема решения в условия на несигурност. Задачата на всеки локален елемент за вземане на решение също се разглежда като проблем за вземане на решение в условия на несигурност, тъй като се осъществява във връзка с действията на елементи за локално решение на други подсистеми. И успехът на координацията на системата зависи от избора на диапазони за оценка на параметрите.
Взаимодействието между координатора и решаващите елементи от по-ниско ниво в теорията на координацията се основава на два принципа.
Първо.Прогноза за взаимодействие. Координаторът прогнозира необходимите честотни несъответствия и разстоянията между несъвместимите електронни зони, които ще осигурят дадено ниво на непреднамерени смущения. Ако се окаже, че редът на прилагане на ВЕИ в подсистемата, приет от местните решаващи елементи, осигурява определеното качество на работата на ВЕИ, тогава координационната задача е изпълнена.
Второ.Координация на взаимодействието. Всеки местен елемент на решение има право да взема решения самостоятелно. Принципът включва координиране на местните функции за качество, така че да може да се намери решение, когато подсистемите работят независимо. Ролята на координатора се свежда до координиране на функцията за качество на системата и функциите за качество на локалната подсистема. По време на координацията се предвиждат условията на ЕМС в системата за всички варианти на тактическата обстановка и на всеки етап от решаването на бойна задача. Ако съгласуването на пространствено-времевия и честотния режим на работа на всички тези радиоелектронни средства не осигури условията за тяхната електромагнитна съвместимост, тогава се променя тактическият строй на корабите и организацията на бойното използване на техните подсистеми. Индикатор за качеството на координацията е ефективността на тези системи при решаване на бойна задача.
Координацията на проблемите с електромагнитната съвместимост между корабните връзки има свои собствени характеристики. Една от тях е, че те са включени като подсистема в система от по-висок ред, например асоциация. Следователно техните задачи са напълно определени от целите на системата от по-висок ред и осигуряването на съвместимост се извършва не само в интерес на ефективното функциониране на средствата за връзка, но и на цялата система като цяло.
Друга особеност е, че координацията не се стреми към постигане на оптимум, а е насочена само към подобряване на характеристиките на използваната система. Проблемите на подсистемите също се формират, за да се получи задоволително, но не непременно оптимално решение. Практически строг оптимум по много причини се оказва нереализуем (идеална система), тъй като често няма достатъчно информация за факторите, влияещи върху резултата от избраните решения, има времеви ограничения, а възможностите на ВЕИ подсистемите не са неограничени. .
Осигуряването на електромагнитна съвместимост предполага наличието на априорна информация за параметрите на излъчванията на радиоелектронната зона, тактическата структура на връзката, организацията на тяхното използване и др. Въз основа на тази информация, използвайки модели на взаимодействие, се анализира средата на електромагнитни смущения, идентифицират се най-опасните източници на непреднамерени смущения, оценява се тяхното смущаващо въздействие и се правят прогнози брой и видове ВЕИ, чиято работа може да бъде частично или напълно потисната.
Анализът и оценката на смущаващата (електромагнитна) обстановка обикновено се извършва на няколко нива: сдвоено, когато се отчитат ефектите от смущенията, създадени от всяко от двете радиоелектронни средства; група, когато се вземат предвид действията на цялата група ВЕИ за всеки приемник; системен, когато се разглежда влиянието на всички ВЕИ, включени в дадена система, върху всяка група.
Най-разработените въпроси са оценката на електромагнитната обстановка в ситуация на дуел (оценка по двойки). Въпреки това, решаването на проблемите за осигуряване на EMC на ВЕИ чрез анализирането му в дуелни ситуации не винаги е оправдано и не отразява пълната картина на смущаващите влияния, тъй като в повечето случаи между ВЕИ възникват по-сложни връзки. Същото може да се каже и за груповата оценка. Следователно, когато се оценява EMC, цялата група от несъвместими електронни устройства трябва да се разглежда като единна система.
Техническите и организационни мерки за осигуряване на ЕМС на ВЕИ са достатъчно подробно описани в специализираната литература. Нека само да отбележим, че нормализирането на тяхното честотно-териториално разделение е необходима, но недостатъчна мярка за осигуряване на ЕМС, тъй като не изключва непреднамерени смущения, причинени от: непрекъсната промяна на режимите на работа и работните честоти поради намеса на противника; промени в относителната позиция на несъвместими средства поради промени в ситуацията; случаен характер и непълна информация за емисиите в широка честотна лента.
Процесът на съгласуване включва два важни момента - установяване на приоритета на експлоатацията на ВЕИ и оценка на ефективността на мерките за осигуряване на тяхната електромагнитна съвместимост. Електронното оборудване на една или повече подсистеми може да работи в последователни, паралелни и серийно-паралелни времеви режими. В случай, че не е възможно да се осигури ЕМС чрез използване на технически средства за защита и честотно-териториално разнообразие на радиоелектронни зони, се извършва временно регулиране (класиране на тяхната работа). Извършва се въз основа на оценки за ефективността на приноса на конкретен инструмент за решаване на всеки проблем. Така изчислената приоритетна матрица дава възможност на всеки етап от работата на системата да се осигурят времеви регулации за работата на нейните компоненти.
Оценката на ефективността на мерките за осигуряване на електромагнитни разпределителни системи може да се извърши въз основа на показатели за техния успех и полезност. Индикаторите за успех могат да бъдат както вероятностни индикатори (вероятност за откриване, вероятност за проследяване и т.н.), така и индикатори за промени в тактическите параметри на отделни активи и цялата система (намаляване на обхвата на откриване, намаляване на пропускателната способност и т.н.). Индикаторите за полезност характеризират приноса на системата за електронно захранване на кораба (съединението) към ефективността на системата от по-високо ниво (командване, обединение) при решаване на бойни задачи. В крайна сметка координацията на въпросите на ЕМС се свежда до разпределяне на честотните и пространствено-времеви ресурси на системата за електронно разпределение по такъв начин, че да се осигури решаването на бойни задачи с определена ефективност.
Най-сложният проблем е организацията на взаимодействието между военноморските сили и клоновете на други видове въоръжени сили по въпросите на електронната война. Решението на този проблем е от особено значение за предотвратяване (разрушаване) на евентуална агресия или отблъскване на внезапна атака на противника. Внезапността на военните действия не оставя време за подготовка и развитие на всички въпроси на взаимодействието, включително бойното използване на радиоелектронно оборудване и системи. Оттук и изискванията за степента на бойна готовност на дежурните сили и средства, необходимостта от изпреварване, ясна координация на тяхната работа по място, време, честотни диапазони, сектори на отговорност и числеността на разпределените сили и средства.
По същество не се променят въпросите за осигуряване на ЕМС на ВЕИ, които подлежат на одобрение: разпределението на честотно-времевите и пространствените ресурси за работа на ВЕИ и осъществяването на подходящ контрол. Очевидно би било препоръчително да ги включите в раздела за електронна защита в приложението към плановете за бойно взаимодействие. Разработваният документ трябва да отразява под формата на таблици и графики: разпределението на честотата (основна, резервна, забранена); график на работа на разпределителната зона; сектори на работа на разпределителните мрежи; зависимост на нивото на непреднамерените смущения от разстоянието поотделно за брегови и корабни електронни разпределителни системи. Всички тези въпроси трябва да бъдат разработени предварително и да се оцени тяхната ефективност. Ако съставът на силите се промени, незабавно трябва да се направят съответните корекции.
Важно е да се отбележи, че ЕМС не е единственият фактор, влияещ върху ефективността на ВЕИ. Следователно, когато се организира тяхното използване, е необходимо да се вземе предвид влиянието на мерките за електромагнитна съвместимост върху други компоненти на електронната защита (защита на електронни устройства от смущения, създадени от противника и др.).
Проблемите с осигуряването на електромагнитна съвместимост на радиоелектронното оборудване по време на комплексното им използване не могат да бъдат решени чрез установяване на строг алгоритъм на действие за всички случаи. Всеки път трябва да се вземат предвид много различни фактори, да се реагира своевременно на всички промени в обстановката (оперативно-тактическа, радиоелектронна, електромагнитна), характера на използването на силите и радиоелектронните средства и да се оцени ефективността на решаване на поставената задача за избраните варианти за функционирането им.
Изглежда целесъобразно при планирането на бойното използване на формированията да се предвиди решаването на проблема с осигуряването на EMS на ВЕИ в рамките на специална операция за нарушаване на функционирането на системата за управление на противника и осигуряване на надежден контрол на собствените сили .
За да коментирате трябва да се регистрирате в сайта.
Министерство на транспорта на Руската федерация (Минтранс на Русия)
Федерална агенция за въздушен транспорт (Росавиация)
Федерално държавно бюджетно образование
институция за професионално висше образование
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ ЗА ГРАЖДАНСКА АВИАЦИЯ
Отдел No12
КУРСОВА РАБОТА
ПО ДИСЦИПЛИНАТА "ЕЛЕКТОМАГНИТНА СЪВМЕСТИМОСТ НА РАДИОЕЛЕКТРОННАТА ТЕХНИКА"
Попълнено от ученик от 803 група
Казаков Д.С.
Записна книга номер 80042
Санкт Петербург
Изходни данни за изчисление
Първоначалните данни за изчислението се избират според последните три цифри от номера на книжката за оценка:
Основна честота на излъчване: f0Т = 220 [MHz];
Честота на основния приемен канал: f0R =126 [MHz];
Мощност на излъчване на честота: PT(f0Т) = 10 [W];
Усилване на предавателната антена спрямо приемната антена: GTR = 10 [dB];
Усилване на приемната антена по посока на предавателната: GRT =7 [dB];
Разстояние между антените: d = 1.2 [km];
Честотна чувствителност на приемника: PR(f0R) = -113 [dBm];
Скорост на трансфер на данни: ns = 2,4 [kbit/s];
Индекс на честотна модулация: mf = 1,5.
Тази работа използва оперативните и техническите характеристики на приемния път на радиостанцията за въздушна комуникация Baklan-20:
Междинна честота RP: fIF = 20 [MHz];
IF честотна лента: VR = 16 [kHz];
RP честота на локалния осцилатор: fL0 = 106 [MHz].
Процедурата за анализ на EMC на двойка IP-RP
1. Честота на основното излъчване на IP: f0T = 220 [MHz].
2. Минимална честота на паразитно излъчване от IP: fSTmin = 22 [MHz].
3. Максимална честота на паразитно излъчване от IP: fSTmax = 2200 [MHz].
4. Честота на основния RP приемен канал: f0R =126 [MHz].
5. Минимална честота на страничния канал за приемане на RP: fSRmin =12,6 [MHz].
6. Максимална честота на страничния канал за приемане на RP: fSRmax=1260 [MHz].
7. Изисквано разделение между работните честоти на IP и RP:
0,2 f0R =25,2 [MHz].
OO |220-126|<25,2 - не выполняется;
OP 220< 1260 - выполняется, 220>12.6 - изпълнена;
PO 22< 126 - выполняется, 2200 >126 - в процес;
PP 22< 1260 - выполняется, 2200 >12.6 - изпълнено.
Въз основа на резултатите от сравняването на честотите на IP радиацията и реакцията на RP, заключаваме: тъй като неравенството OO не е изпълнено, тогава от тези комбинации е необходимо да се вземат предвид OP, PO, PP. OO комбинацията е изключена от анализа.
Последващият EMC анализ се основава на сумирането на данните (в децибели) съгласно израза:
IM(f,t,d,p) = PT (fT)+GT (fT,t,p)-L(fT,t,d,p)+GR(fR)-PR (fR)+CF(BT, BR,?f).
Оценка на амплитудата на смущението
8. Изходна мощност на IP при честотата на основното излъчване:
PT(fOT) = 101g(PT (fOT)/ PO) = 101g(10/10-3)=40 [dBm].
9. Изходна мощност на SM при честота на фалшиво излъчване:
PT(fST) = PT(fOT) - 60 = 37 - 60 = - 20 [dBm].
10. Усилване на IP антената в посока RP: GTR (f) =10 [dB].
11. Усилване на IP антената в посока IP: GRT (f) =7 [dB].
12. Загуби по време на разпространение на радиовълни с дължина l в свободно пространство на разстояние d съгласно израза:
L[dB] = 201g(l / 4рd) = 20lg(c/4рfd).
· OP: fSRmin=12,6 [MHz];
· Софтуер: fSTmin=22 [MHz];
· PP: fSRmin=12,6 [MHz].
LOP[dB] = 20lg(3*108 / 4*3,14*12,6*106*1200) = -56[dB];
LPO[dB] = 20lg(3*108 / 4*3,14*22*106*1200) = -60,9 [dB];
LPP[dB]= 20lg(3*108 / 4*3,14*12,6*106*1200) = -56 [dB].
антена за усилване на честотни смущения
13. Мощността на смущението на входа на RP PA(f) dBm се определя от сумата от данни в редове 8...12:
OP: PA(f) = PT(fOT) + GTR (f) + GRT (f) + LOP = 1 [dBm];
PO: PA(f) = PT(fST) + GTR (f) + GRT (f) + LPO = -63,9[dBm];
PP: PA(f) = PT(fST) + GTR (f) + GRT (f) + LPP = -59[dBm].
14. Чувствителност към RP на честотата на главния приемен канал:
PR(f0R)= -113[dBm].
15. Възприемчивост на RP на честотата на страничния приемен канал:
PR(fSR)= PR(f)+ 80 = -113+80=-33 [dBm].
16. Предварителна оценка на нивото на ЕМП в dB, определено от разликата в данните в редове 13 и 14 или 13 и 15:
· OP: 1+33=34[dBm];
· PO: -63,9+113=49,1[dBm];
· PP: -59+33=-26[dBm].
Въз основа на резултатите от получените данни заключаваме, че е необходимо да преминем към COP - честотна оценка на смущенията, т.к. OO, OP и PO > -10 dB.
Оценка на честотните смущения
I. Корекция на резултатите от AOP, като се вземе предвид разликата в честотните ленти на IP и RP
17. Честота на повторение на импулса на изхода на ИП при импулсно излъчване: fc=ns/2
fc=2,4/2= 1,2 [kHz].
18. IP честотна лента: VT = 2F(1+ mf), т.к mf > 1
VT =2*1,2(1+1,5)=6 [kHz].
19. RP честотна лента: VR = 16 [kHz].
20. Коефициент на корекция:
защото съотношението на IP и RP честотните ленти е VR > VT, следователно няма нужда от корекция.
II. Корекция на резултатите от AOP, като се вземе предвид честотната разлика между IP и RP
22. RP честота на локалния осцилатор: fL0 = 106 [MHz].
23. Междинна честота на RP: fIF = 20 [MHz].
24. Защото липсва OO комбинацията, тогава пропускаме точки 24 и 25.
26. Определете стойността на отношението:
f0T /(fL0+ fIF) = 220/(106+20)=1,74 (най-близкото цяло число 2).
27. Резултатът от умножението на данните от редове 22 и 26:
106*2 = 212 [MHz].
28. Определете честотното разстояние в комбинацията OP съгласно редове 1, 23, 27:
|(l)± (23) -(27)| = |220± 20-212| = 12 [MHz].
29. Корекцията CF dB в комбинацията OP се определя съгласно ред 28 и фиг. 6.1 урок:
CF=40lg((BT+BR)/2?f)= 40lg((6*103+16*103)/2*12*106)=-121,5[dB].
30. Определете стойността на отношението f0R/f0T:
fOR/fOT = 116/220 = 0,51; изберете f0R/f0T =1 като най-близкото цяло число.
31. Резултатът от умножаването на данните от редове 1 и 30: 220*1 = 220 [MHz].
32. Определете честотното разстояние в софтуерната комбинация според данните в редове 4 и 31: ?f=220-116=94 [MHz].
33. Определяме корекцията на CF dB в софтуерната комбинация, съгласно данните в предходния параграф и фиг. 6.1:
CF=40lg((BT+BR)/2?f) = 40lg((6*103+16*103)/2*94*106) = -157,3[dB].
34. Защото няма PP комбинация, тогава пропускаме точки 34 и 35.
36. Крайният резултат IM dB, получен чрез сумиране на данните в редовете:
21 и 25 за OO,
21 и 29 за ОП,
21 и 33 за софтуер,
21 и 35 за PP.
Ако за някаква комбинация IM е ?-10 dB, тогава можем да приемем, че липсва.
· OP: 34 -138,6 = -87,6[dBm];
· PO: 49,1-157,3=-108,2[dBm];
За комбинации от OO, OP, IM софтуер? -10dB, т.е. Няма смущения при дадено честотно разстояние, следователно DOP не е необходим.
Таблица 1
Линия № |
Комбинация |
|||||
Корекция на ЧОП 1 |
||||||
CHOP 2 корекция |
||||||
Използвани книги
1. Фролов В.И. Електромагнитна съвместимост на радиоелектронно оборудване: Учебник / GA Academy, Санкт Петербург, 2004 г.
Подобни документи
Актуалност на проблема за електромагнитната съвместимост (ЕМС) на радиоелектронни системи. Основни видове електромагнитни смущения. Материали, осигуряващи проводима инсталация. Приложение на радиопоглъщащи материали. Методи и оборудване за изпитване на ЕМС.
дисертация, добавена на 02/08/2017
Изчисляване на честотната лента на общия радиотраектория на приемника. Избор на броя честотни преобразувания и междинни честотни оценки. Блокова схема на приемника. Разпределение на селективността и печалбата по пътищата. Определяне на шумовата стойност на приемника.
курсова работа, добавена на 13.05.2009 г
Изчисляване на параметрите на смутителя. Мощност на предавателя на баражно и целево смущение, средства за създаване на пасивно смущение, параметри на оловно смущение. Алгоритъм за шумозащита на структура и параметри. Анализ на ефективността на използването на комплекс от смущения.
курсова работа, добавена на 21.03.2011 г
Методи за дискретна модулация, базирани на дискретизация на непрекъснати процеси както по амплитуда, така и по време. Предимството на цифровите методи за запис, възпроизвеждане и предаване на аналогова информация. Амплитудна модулация с една странична лента.
резюме, добавено на 03/06/2016
Графика на зависимостта на максималния обхват на пряка видимост от височината на целта при фиксирана височина на монтаж на антената. Изчисляване на параметрите на средствата за създаване на пасивни смущения. Оценка на изискванията за хардуерни и софтуерни ресурси на фондовете на конфликтните страни.
курсова работа, добавена на 20.03.2011 г
Изчисляване на блоковата схема на честотната модулация на приемника. Изчисляване на честотната лента на линейния път и допустимия шум. Избор на средства за осигуряване на селективност в съседните и огледалните канали. Изчисляване на входната верига с трансформаторно свързване.
курсова работа, добавена на 09.03.2012 г
Изчисляване на мощността на предавателя за баражни и насочени смущения. Изчисляване на параметри за средства за създаване на отклонение и намеса. Изчисляване на средствата за защита от шум. Анализ на ефективността на използването на комплекс от средства за защита от смущения и шум. Блокова схема на заглушител.
курсова работа, добавена на 03/05/2011
Пример за намаляване на шума с подобрено заземяване. Подобрено екраниране. Инсталиране на филтри на часовникови сигнални шини. Примери за осцилограми на предавани сигнали и ефективността на потискане на смущенията. Компоненти за потискане на смущения в телефони.
курсова работа, добавена на 25.11.2014 г
Съставяне на блокова схема на цифров радиоприемник. Избор на елементна база. Изчисляване на честотен план, енергиен план и динамичен диапазон. Избор на цифрова елементна база на приемника. Честота на честотната лента на сигнала. Максимална печалба.
курсова работа, добавена на 19.12.2013 г
Създаване на модел на антена и оптимизиране на нейния дизайн. Свойства на хоризонтална поляризационна антена, като се вземат предвид свойствата на земната повърхност в посока на максимална насоченост и влиянието на диаметъра на проводниците на симетричен вибратор върху работната честотна лента.
Постоянното увеличаване на плътността на разполагане на радиоелектронно оборудване с ограничен честотен ресурс води до повишаване на нивото на взаимни смущения, което нарушава нормалната работа на това оборудване. Плътното разполагане на ВЕИ и техните антени води до факта, че електромагнитните полета, излъчвани от антените на радиопредавателите, могат да създадат високочестотни ЕМП в антените на радиоприемниците, което може да създаде претоварване на входните етапи и нарушаване на нормалното функциониране на радиоприемници (RPM) или дори тяхната повреда.
При анализиране на вътрешнообектната електромагнитна съвместимост се използват следните видове оценки:
1) Парна баня.При сдвоена оценка на ЕМС се взема предвид влиянието на смущението от радиопредавател (RPT) на една RES върху RPM на друг обект.
2) Група.При групова оценка, като се вземе предвид ефектът на смущението на всички RPM върху един RPM на обект
3) Комплекс.При цялостна оценка на ЕМС се анализира съвместимостта на всяка от ВЕИ на обекта с всички останали ВЕИ на този обект.
EMC RES на даден обект се изчислява в следния ред:
1) Определяне на потенциално несъвместими двойки ВЕИ,
2) Изчисляване на енергийните характеристики на неволни радиосмущения,
3) Определяне на степента на осигуряване на ЕМС.
Въз основа на честотен анализ се определят източниците и рецепторите на радиосмущения. Изчисляването на енергийните характеристики на радиосмущенията включва определяне на мощността на общите радиосмущения, доведени до RPM входа, като се вземе предвид проникването на радиосмущения през пътя на антената-фидер.
Определянето на степента на осигуряване на EMC на ВЕИ на обекта се извършва въз основа на двойна или групова оценка на EMC.
Ред на поведение оценяване по двойки EMC RES:
1) Определете мощността P ij на непреднамерени радиосмущения, намалена до входа на i-тата RPM, от j-тата смущаваща RPM;
2) Аналитично определяне на допустимата мощност Pi допълнителни непреднамерени радиосмущения на входа на i-тия RPM от j-тия RPM;
3) Сравнете нивото на мощността на радиосмущението, в dB, на входа на RPM с допустимото и определете степента на осигуряване на ЕМС, която се определя от индикатора
(1)
Групова оценка EMC RES се извършва съгласно следния алгоритъм:
1) Определя се сумарната мощност P iΣ на радиосмущенията, подадени на входа на i-тия RPM от RPD на обекта;
2) Аналитично определяне на допустимата мощност P i на допълнителни радиосмущения на входа на i-тата RPM на оценената RES;
3) Сравнете нивото на общата мощност на радиосмущението с допустимото ниво и определете степента на осигуряване на ЕМС на приемника на оценяваните ВЕИ с РПД на останалите ВЕИ на съоръжението.
Показателят за осигуряване на ЕМС на електронните зони на обекта, в dB, при групова оценка се определя по формулата
(2)
Стойностите и в децибели характеризират степента на граница на EMC (ако е положителна) или степента на недостатъчност на осигуряването на EMC (ако е отрицателна).
Цялостната оценка на ЕМС на електронните разпределителни системи е най-сложна и рядко се извършва на практика.
Технически параметри на ВЕИ, влияещи върху тяхната ЕМС
Основните стандартизирани технически параметри, които определят ЕМС на ВЕИ са:
1) За радиопредавателни устройства:
· Носеща мощност на RPD;
· Честотна лента на основното излъчване на РПД;
· Отклонение на носещата честота на RPD предавателя от номиналната стойност;
· Ниво на извънлентови емисии (EO) на RPD;
· Ниво на паразитни емисии (PI), включително интермодулационни емисии (IMR) на RPD;
2) За радиоприемници:
· RPM чувствителност, която характеризира способността на приемника да приема слаби сигнали, т.е. нивото на приемания сигнал, при което предаваната информация може да бъде възпроизведена със задоволително качество;
· RPM селективност по съседен канал (AC), по страничен приемен канал (SRC), интермодулация;
· Ниво на излъчване на RPM локални осцилатори, което характеризира възможността за излъчване на смущения от приемника при честотите на локалните осцилатори и техните хармоници.
В допълнение към стандартизираните параметри на предаватели и приемници, EMC на електронните зони се влияе от:
· Диаграма на насоченост (DP) при излъчване и приемане на работни честоти;
· DN при честоти на извънчестотни и паразитни излъчвания от RPD;
· DN на честоти на съседни и странични канали на RPM приемника;
· Временен режим на работа на ВЕИ за излъчване и приемане.
Поради технологичното несъвършенство на RPD, техният емисионен спектър освен основното излъчване (EI) съдържа нежелани извънлентови и паразитни излъчвания, извън необходимата честотна лента.
ДА СЕ фалшиви емисии отнасям се:
· Радиоизлъчвания от хармоници;
· Радиоизлъчване при субхармоници;
Раманово радио излъчване;
· Интермодулационно радиоизлъчване.
Поради неидеалните параметри на RPM, в допълнение към основния приемен канал, те имат голям брой неосновни канали - съседни и странични, които не са предназначени за получаване на полезен сигнал. Страничните канали за приемане включват канали, включително междинни, огледални, комбинирани честоти и хармоници на честотите за настройка на RPM.
Поради недостатъчната селективност на RPM са възможни смущения в съседния приемен канал, смущения поради блокиращия ефект и ефекта от прехвърлянето на шума на локалния осцилатор към междинния честотен път на приемника. Блокиращият ефект се проявява като промяна в съотношението S/N на изхода RPM под въздействието на радиосмущения на неговия вход, чиято честота е в честотната лента, започвайки от честотата на съседния канал до честотата на при което нивото на затихване на смущението от съседни RPM вериги е -80 dB. Ефектът от трансфера на шума на локалния осцилатор е да преобразува част от енергийния спектър на шума на локалния осцилатор RPM с ширина, равна на лентата на пропускане на пътя на RPM IF в междинна честота и шума, влизащ в пътя на RPM IF под формата на шум енергия.
Когато нелинейните елементи на RPM са изложени на две или повече радиосмущения, в него могат да възникнат интермодулационни смущения, причиняващи реакция на изхода на RPM, както и кръстосано изкривяване - промяна в спектъра на полезния радиосигнал при изхода на RPM при наличие на модулирани радиосмущения на входа му.
Признаците за радиосмущения, преминаващи през антената въз основа на наблюдавания ефект на RPM изхода са:
· Пълно изчезване на смущенията на изхода, когато антената е изключена от RPM и вместо нея е свързана еквивалентна антена;
· Изменението на нивото на смущението е синхронно с промяната в посоката на антената на приемника-смущаващ приемник, когато антената на източника на смущение е неподвижна;
· Значителна зависимост на нивото на смущения от вида на използваната антена или разположението й на обекта;
· Значително намаляване на нивото на смущения при пълно или частично екраниране на отвора на антената.
Признаците за смущения, преминаващи през екрана на RPM, са значително увеличаване на смущенията на изхода на RPM с изкуствено влошаване на качеството на екранирането му и обратно - намаляване на смущенията с подобряване на качеството на екранирането. Тези ефекти могат да бъдат постигнати чрез следните методи:
· Частично или пълно премахване на шасито от корпуса при свързване на RPM чрез удължителни ремонтни кабели;
· Чрез поставяне на RPM в допълнителен екран.
За да се определи вида на смущението според естеството на неговия смущаващ ефект, трябва да се ръководи от следните разпоредби:
· смущенията, причинени от извънчестотни емисии от RPM, се възприемат като повишаване на нивото на шума на изхода на RPM;
· смущенията, причинени от паразитни излъчвания от RPM и поради наличието на странични канали за приемане на RPM, се възприемат като неясна (трудноразличима) модулация на RPM – източник на непреднамерени радиосмущения;
· ефектът от блокиране на RPM се проявява в едновременно намаляване на нивото на полезния сигнал и шума (промишлени радиосмущения) под въздействието на смущения. Смущението изглежда потиска (блокира) полезния сигнал, докато модулацията на радиопредавателя-източник на смущение на изхода на RPM не се чува;
· интермодулационните смущения обикновено се чуват на RPM изхода ясно като модулация на един от едновременно работещите RPM източници на радиосмущения.
Електромагнитна съвместимост на радиоелектронно оборудване
Посоката на радиоелектрониката, предназначена да осигури едновременната и съвместна работа на различни радио, електронни и електрически съоръжения, се нарича електромагнитна съвместимост на радиоелектронното оборудване (EMC RES).
Причини за влошаване на проблема с EMC:
общият брой на едновременно работещите RTU се увеличава, особено тези, инсталирани на движещи се обекти;
Мощността на радиопредавателите нараства, като за някои видове радиооборудване достига десетки мегавати;
честотните ленти, използвани от много модерно радио оборудване, се разширяват;
все повече се въвеждат електронни средства за автоматично управление, мониторинг и диагностика, базирани на аналогова и цифрова технология;
увеличава се оборудването на мобилните обекти с радиоелектроника, с увеличаване на плътността на разположението на оборудването;
условията на работа на ВЕИ на самолетите се влошават, тъй като те се оказват в полезрението на все повече наземни ВЕИ, разположени на голяма територия.
Тенденции в решаването на проблема с ЕМС:
усъвършенстване на индивидуални схеми и дизайнерски решения;
планиране на разпределението на радиочестотите.
системен характер;
като се вземе предвид EMC на всички етапи от жизнения цикъл: разработка – производство – експлоатация.
Инженерът трябва да знае:
причини за смущения;
свойства и характеристики на различни ВЕИ елементи, които влияят върху процесите на създаване на смущения и податливост към тях;
основни методи и инструменти за анализ на показателите за ЕМС;
принципи и основни насоки за осигуряване на ЕМС;
стандарти и разпоредби в областта на ЕМС.
Видове радиосмущения
Електромагнитните смущения са нежелано излагане на електромагнитна енергия, което влошава (или може да влоши) работата на продукта.
Намесата е различна:
по произход,
по структура,
по спектрални и времеви характеристики.
Естествени смущенияпричинени от електромагнитни процеси, които съществуват в природата и не са пряко свързани с човешката дейност:
Причини за появата:
електрически процеси, протичащи в атмосферата;
топлинни радиоизлъчвания от земната повърхност, тропосферата и йоносферата;
шумови радиоизлъчвания от извънземни (космически) източници.
Свойства: Непрекъснат или импулсен широколентов процес, който в рамките на честотната лента на приемника се счита за близък до нормалния бял шум.
Изкуствени смущения – причинени от човешка дейност и причинени от различни електромагнитни процеси в технологиите.
умишлени - специално създадени с цел нарушаване на нормалното функциониране на конкретни ВЕИ (създаване и противодействие).
Непреднамерени смущения (UNEI) - създават се от източници с изкуствен произход, които не са предназначени да нарушават функционирането на електронната разпределителна система.
Възниква по време на работа:
радиотехника,
електронен,
електрическо оборудване.
Отделно
причинени от RU радиация;
индустриални смущения.
Вътрешен шум
шум в проводими материали
шум във вакуумни тръби
шум на твърдотелно устройство
Шумова температура на антената
Външните смущения и вътрешният шум са енергийно еквивалентни, така че се оценяват по един параметър - шумовата температура на антената - което ви позволява да определите мощността, подадена към съвпадащия приемник от приемната антена на шумови смущения за всяка честотна лента:
Psha = k T a B
Psha (W) - мощност на приемната антена на шумови смущения
k = 1.38 · 10 -23 (J/K) – константа на Болцман;
T a (K) - шумова температура на антената
B (Hz) – честотна лента
Фигура 1. 1 - вътрешен шум; 2 – градски шумове; 3 – шум в селските райони; 4 - космически шум; 5 – атмосферен шум.
Пътища за неволна намеса.
Източник на смущения(IP) - радиотехника, електротехника, електронно оборудване, което създава електромагнитни смущения по време на работа.
Рецептори за смущения(RP) – устройства, подложени на смущения.
Въздействие на смущението: - пряко; - непряк
Директно въздействие
източникът на смущения е предавателят, рецепторът е приемникът. Преобладава излъчването и приемането на нежелани вибрации от антените на устройството.
Електромагнитното поле на смущения се създава от токове, протичащи в различни елементи на захранващите структури. В околното пространство съществуват смущения под формата на свободно разпространяващи се или направлявани електромагнитни вълни. Смущението действа върху рецептора поради появата на индуциран ЕМП в елементите на електрическите вериги на RP.
Елиминиране на NEMF – значително отслабване по пътя на разпространение.
Случай 1: свободно разпространяващи се вълни
Нивото на смущения зависи от:
на IP мощност;
разстояние до рецептора (r)
дължина на вълната на смущение ();
параметри на околната среда;
местоположение
близо до зона r
междинна зона /2
далечна зона r > r 2 max / (r max – максимален размер на апертурата на антената).
Далеч: енергията се предава от електромагнитни вълни, които се разпространяват свободно в околното пространство.
Имоти:
напречна структура на електромагнитните полета;
компонентите на полето се променят с разстоянието пропорционално на 1/r
постоянство на ъгловото разпределение на интензитета на електромагнитните полета при промяна на разстоянието;
Излъчването и приемането на смущения може да се осъществява както от антени, така и от корпуси, кабели, инсталационни елементи, захранващи и управляващи вериги.
Междинен: електромагнитните полета, излъчвани от отделни участъци от токовите области на IP, имат напречна структура и представляват разпространяващи се електромагнитни вълни. Полученото поле в приемащата точка е суперпозиция на тези вълни. Фазовите отношения се определят както от ъглови координати, така и от разстоянието между IP и RP.
Близо: енергийните плътности на електрическите и магнитните полета не са равни. Стойностите на компонентите на напрежението се променят с разстоянието пропорционално на 1/r 2 и 1/r 3 .
Съществуват в кабели, вълноводи – предавателни линии.
Характеристика: разпространение без значително отслабване.
Галванична връзка– при наличие на общи елементи в електрическите вериги на ИП и РП.
Обусловено от:
проводими токове;
поради несъвършенството на изолационните материали;
наличието на общи части в заземителните вериги.
Непряко влияние– няма пряк трансфер на електромагнитна енергия.
Въздействие поради:
промени в параметрите на околната среда;
промяна на параметрите на елементите на устройството;
промяна на режимите на работа на устройството.
Например: промени в параметрите на йоносферата; промяна на режима на потребление на енергия.