1. Проблема электромагнитной совместимости рэс. Основные положения
Электромагнитные волны используются человечеством свыше 100 лет. Традиционные области применения электромагнитных волн это радиовещание, радиосвязь, телевидение, радиолокация, радионавигация, судовождение, радиоуправление летательными аппаратами и подвижными средствами.
В последние десятилетия появились относительно новые применения электромагнитных колебаний в таких областях как медицина, химия, геология, метеорология, астрономия, получили распространение системы спутниковой и мобильной связи, аналоговые и цифровые радиовещательные, телевизионные станции ДМВ диапазона и т.п.
Все более актуальной становится задача обеспечения совместного использования радиочастотного спектра средствами различного назначения. Поэтому, при разработке современных радиоэлектронных средств (РЭС) особенно необходимо учитывать условия их эксплуатации, включая электромагнитную обстановку, в которой надлежит работать РЭС. Возникновение и усложнение проблемы ЭМС РЭС происходило в силу различных причин, ниже перечислены некоторые из них.
1.1.1 Быстрый рост числа фиксированных и подвижных радиосредств приводит к возрастанию плотности размещения и сопровождается уменьшением территориального разноса между ними. При ограниченной емкости (частотном ресурсе) радиодиапазонов, в которых эти средства работают, уровень взаимных помех растет и нормальная работа РЭС нарушается.
1.1.2 Значительные успехи в технологии производства радиоаппаратуры позволили существенно увеличить излучаемые мощности, повысить чувствительность радиоприемников и увеличить коэффициенты усиления антенн. Соответственно, возросли мощности нежелательных излучений, восприимчивость к помехам, мощности, излученные в нежелательных направлениях.
1.1.3 Усложнение функций, выполняемых РЭС, привело к тому, что комплексы РЭС размещаются на ограниченной территории (на судах, самолетах, спутниках связи и т.п.). Число антенн на одном объекте может достигать нескольких десятков при сравнительно небольшой площади размещения. Расстояния между антеннами различных систем уменьшаются и составляют от нескольких десятков до нескольких метров и менее того. Большое количество РЭС и скученность антенн также приводят к росту взаимных помех. Электромагнитные поля работающих передатчиков могут создать в антенно-фидерных цепях соседних радиоэлектронных средств высокочастотные ЭДС достигающие десятков вольт. Это вызывает нарушение нормального функционирования РЭС, перегрузки входных каскадов радиоприемников и, если не принять специальных мер, может надолго вывести из строя чувствительную аппаратуру. Особенно значительные помехи радиоприемным устройствам могут создавать радиолокационные станции (РЛС) и мощные передатчики декаметрового диапазона. Однако не менее опасны и взаимные воздействия излучений антенн близкорасположенных радиопередающих устройств (РПРДУ). В результате могут возникать помехи на частотах, отличных от рабочих частот передатчиков, тем самым создавая мешающее влияние на работу других средств.
1.2 Основные термины и понятия эмс. Эмс как составляющая радиоэлектронной защиты
Под электромагнитной совместимостью (ЭМС) радиоэлектронных средств понимают способность этих средств одновременно функционировать в реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством при воздействии на них непреднамеренных помех, не создавая при этом недопустимых помех другим РЭС. Радиоэлектронное средство — это техническое средство, состоящее из одного или нескольких радиопередающих и (или) радиоприемных устройств и вспомогательного оборудования. Подразумевается, что все компоненты РЭС территориально находятся в одном месте. Радиоэлектронное средство — изделие и его составные части, в основу функционирования которых положены принципы радиотехники и электроники. Под электромагнитной обстановкой (ЭМО) подразумевается совокупность электромагнитных помех в виде электромагнитных полей (и наводимых ими токов или напряжений), влияющих на функционирование РЭС. Причем такое влияние может проявляться как совместно с полезным сигналом, так и без него, как через антенну, так и помимо нее. Радиоканал — это некоторая линия связи: передатчик- пространство распространения — приемник. Один передатчик может образовывать несколько радиоканалов. Работающая совокупность РЭС образует набор радиоканалов, между которыми могут образовываться помехи.
Электромагнитная помеха (ЭМП) — нежелательное воздействие электромагнитной энергии, ухудшающее качество функционирования РЭС. Радиопомеха — ЭМП в диапазоне радиочастот 9 кГц. 3000 ГГц. Электромагнитная помеха определяется, как нежелательное воздействие энергии электромагнитного поля, которое ухудшает или может ухудшить показатели качества функционирования РЭС. Источники помех могут быть как внутри РЭС, так и вне его. Электромагнитные помехи различают по их источникам — естественным и искусственным. Их принято делить на преднамеренные и непреднамеренные.
Непреднамеренная помеха (НЭМП) — это любая помеха искусственного происхождения, не предназначенная для нарушения функционирования РЭС. Непреднамеренные помехи могут быть излучаемыми и наводимыми в проводниках. Электромагнитные помехи могут серьезно ухудшить качество функционирования РЭС, вплоть до полной невозможности выполнить им свою основную функцию.
Преднамеренная радиопомеха — радиопомеха, создаваемая источником искусственного происхождения, предназначенная для нарушения работы РЭС.
Защищенность от преднамеренных помех (помехозащищенность) — способность РЭС (комплекса или системы ВВТ с РЭС) выполнять свои функциональные задачи в условиях его радиоэлектронного подавления.
Помехоустойчивость — способность РЭС выполнять свои функциональные задачи во время воздействия преднамеренной радиопомехи.
Скрытность (разведывательная защищенность) — способность РЭС противодействовать обнаружению средствами непосредственной разведки противника.
Радиоэлектронное подавление (РЭП) — совокупность организационно- технических мероприятий, направленных на радиоэлектронное подавление РЭС противника энергией электромагнитных излучений.
Радиоэлектронная разведка (РЭР) — совокупность организационно-технических мероприятий, направленных на поиск, обнаружение, анализ излучений, опознавание и определение местоположения РЭС противника, оценку создаваемой ими угрозы для последующего радиоэлектронного подавления и выдачи указания средствам поражения, а также управления средствами РЭП.
Радиоэлектронная борьба — совокупность организационно-технических мероприятий, направленных на радиоэлектронное подавление РЭС (комплексов и систем вооружения и военной техники с РЭС) противника и радиоэлектронную защиту своих РЭС (комплексов) от радиоэлектронного подавления со стороны противника.
Радиоэлектронная защита (РЭЗ) — совокупность организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) и защищенности РЭС (комплексов и систем ВВТ с РЭС) от преднамеренных радиопомех в условиях совместного применения РЭС в общих полосах частот, территориальных районах и ведения РЭБ противником. Уровень помехи измеряют в единицах напряженности электромагнитного поля (В/м, мкВ/м), либо в единицах плотности потока мощности (Вт/м 2 ). На входе радиоприемника уровень помехи можно определять в единицах напряжения либо мощности (В, Вт, мВт) или относительных единицах (дБмВт) и т.п. По спектральным и временным характеристикам различают сосредоточенные, импульсные и флуктуационные помехи. Сосредоточенная помеха это узкополосное колебание, его параметры медленно (по сравнению с центральной частотой) меняются или постоянны во времени. Частотный спектр ее ограничен. Источниками такого рода помех могут быть различного рода средства связи, работающие в узкой полосе частот. Импульсная и флуктуационная помехи образуют широкий частотный спектр. Источниками импульсной помехи являются РЭС, использующие импульсную модуляцию (например, РЛС), а также некоторые источники индустриальных помех. Флуктуационная помеха представляет собой случайный процесс — наложение случайного числа импульсов случайной величины. Это могут быть грозовые разряды, космические шумы и внутренние шумы аппаратуры.
Радиочастотный ресурс — это весь диапазон частот, пригодный для практического использования. В более узком смысле: тот диапазон частот, который выделен для данного вида использования. Весь радиочастотный ресурс разбит на диапазоны. Потребителями ресурса являются регионы, страны, области. Радиочастотный ресурс используют радиослужбы (связь, радио и телевизионное вещание, локация, навигация и т.п.), осуществляющие прием и (или) излучение радиоволн в определенных целях. При рассмотрении вопросов использования частотного ресурса вводят три понятия: распределение, выделение и присвоение частот. Понятие «распределение» применяется к службам, «выделение» — к зонам, областям или странам, «присвоение» — к радиоэлектронным системам и средствам. Распределение (полосы частот): запись в таблице распределения частот некоторой заданной полосы частот с целью ее использования одной или несколькими службами. Выделение (радиочастоты или радиочастотного канала): запись определенного частотного канала в согласованном плане принятом компетентной конференцией с целью использования его одной или несколькими администрациями для наземной или космической службы радиосвязи в одной или нескольких указанных странах или географических зонах при определенных условиях. Присвоением (радиочастоты или радиочастотного канала) называют разрешение, выдаваемое какой-либо радиостанции на использование радиочастоты или радиочастотного канала при определенных условиях. Присвоенная полоса частот — полоса частот, в пределах которой разрешено излучение станции. Ширина этой полосы частот равна необходимой ширине полосы частот плюс удвоенная абсолютная величина допустимого отклонения частоты. Присвоенная частота — средняя частота полосы частот, присвоенной станции. Администрация — любое правительственное учреждение или служба, ответственная за выполнение обязательств по Конвенции МСЭ и Регламентам.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ РАДИОСИСТЕМ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»
Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Зарипова Альбина Рануровна
В данной статье рассмотрены и исследованы проблемы электромагнитной совместимости радиосистем мобильных устройств. Произведен анализ одновременной работы радиосистем с помощью программного пакета ANSYS EMIT , предложены способы устранения ошибок на этапе проектирования.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Зарипова Альбина Рануровна
ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ РЭС СПС, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ АНАЛИЗА ЭМС В ПОЛОСАХ ЧАСТОТ СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ: АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
Оценка электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств по результатам радиоконтроля
Исследование электромагнитной совместимости излучающих радиосистем малого радиуса действия интеллектуального здания
Электромагнитная совместимость электротехнических систем малого радиуса действия
Анализ электромагнитной совместимости локальных группировок радиоэлектронных средств
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY OF MOBILE RADIO SYSTEMS
This article discusses and explores the problems of electromagnetic compatibility of radio systems of mobile devices. The analysis of the simultaneous operation of radio systems using the ANSYS EMIT software package is carried out, methods for eliminating errors at the design stage are proposed.
Текст научной работы на тему «ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ РАДИОСИСТЕМ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ»
Зарипова Альбина Рануровна Zaripova Albina Ranurovna
Уральский технический институт связи и информатики Ural Technical Institute of Communications and Informatics
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ РАДИОСИСТЕМ
ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY OF MOBILE RADIO
Аннотация: в данной статье рассмотрены и исследованы проблемы электромагнитной совместимости радиосистем мобильных устройств. Произведен анализ одновременной работы радиосистем с помощью программного пакета ANSYS EMIT, предложены способы устранения ошибок на этапе проектирования.
Abstract: This article discusses and explores the problems of electromagnetic compatibility of radio systems of mobile devices. The analysis of the simultaneous operation of radio systems using the ANSYS EMIT software package is carried out, methods for eliminating errors at the design stage are proposed.
Ключевые слова: электромагнитная совместимость, антенны, взаимные влияния, ANSYS EMIT
Key words: electromagnetic compatibility, antennas, mutual influences, ANSYS EMIT.
На сегодняшний день актуальна проблема электромагнитной совместимости, это произошло из-за стремительного развития беспроводных технологий. Современные системы связи, использующие одни и те же диапазоны радиоволн, что делает эту проблему чрезвычайно важной. Под электромагнитной совместимостью понимается возможность одновременного функционирования нескольким РЭС (Радиоэлектронных систем) в реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством связи. При воздействии не
должно создаваться непреднамеренных и недопустимых электромагнитных помех от других технических средств.
В последнее время наблюдается тенденция нового применения уже давно известных технологий. Большую популярность получила технология Bluetooth, теперь почти у каждого пользователя есть беспроводные наушники или фитнес-браслет, поэтому важно обеспечить их совместную работу, особое внимание стоит уделить воспроизведению речи, так как это вид передаваемой информации наиболее требователен к качеству канала связи. Вместе с тем следует подчеркнуть, что все эти технологии должны работать совместно в очень небольшом корпусе, что делает анализ электромагнитной совместимости еще сложнее [1].
Тема ЭМС становиться с каждым днем все актуальней из-за стремительного развития технологий и сложности радиоэлектронных средств. Для обеспечения качественной работы изделия, на этапе разработки необходимо учитывать ЭМС и внешние воздействия в виде электромагнитных помех. Общая концепция методологии основана на системном подходе к решению задачи обеспечения ЭМС. Системный подход приводит к многоплановости решения задачи обеспечения ЭМС на различных уровнях и комплексности решений [2].
Анализ ЭМС радиосистем мобильных устройств представляет собой сложные расчеты, поэтому был разработан ряд программных пакетов, которые не только помогут сделать расчеты, но и смоделировать ситуации, в которых могут быть выявлены основные нарушения ЭМС.
Для исследования электромагнитной совместимости был выбран программный пакет ANSYS EMIT. EMIT — это ведущее в отрасли программное обеспечение для моделирования радиочастотных помех (RFI) в сложных средах. Результатом расчета программного пакета является полное решение волновых уравнений, позволяющее надежно спрогнозировать эффекты RFI в многоантенной среде с несколькими передатчиками и приемниками. Мощный
аналитический движок EMIT вычисляет все важные радиочастотные взаимодействия, включая нелинейные эффекты компонентов системы. Как только причина помех будет раскрыта, EMIT позволяет быстро оценить различные меры по смягчению RFI, чтобы прийти к оптимальному решению. На рисунке 1 показан пример диагностики RFI в EMIT.
Рисунок 1. Пример диагностики RFI в EMIT
В мобильном устройстве используется одновременно несколько передатчиков и приемников, в данном примере у нас есть три приемника и три передатчика. Из-за нелинейности таких устройств, как усилитель мощности, могут возникать нежелательные продукты интермодуляции, которые могут вызывать помехи, даже если отдельные сигналы этого не делают. В широком смысле интермодуляция — это взаимодействие между двумя или более частотами, проходящими через активную или пассивную нелинейную
электрическую цепь или через любой компонент, который генерирует нежелательные частоты [3].
В матрице сценариев на рисунке 1 квадрат, подсвеченных красным, означает, что электромагнитная совместимость нарушена. При исследовании сложных моделей сначала устраняются проблемы при работе одного передатчика и приемника, а после уже взаимные влияния нескольких. В данном случае квадрат пересечений Tx / Rx подсвечен красным. Если открыть подробный график результатов, то можно видеть, что проблема возникает за пределами настроенного канала Rx, то есть это внеполосные помехи, которые вызваны несущей частотой Tx на 150 МГц. В данном случае выходная мощность превышает чувствительность приемника. Для устранения этой проблемы был поставлен полосовой фильтр на вход Rx. Это отражено в виде блок-схемы на рисунке 1.
Далее можно оценить сценарии N-on-1, чтобы увидеть, как система работает, когда несколько Tx работают одновременно. Красная линия показывает путь от передатчика (или передатчиков) к приемнику, при котором возникают критичные помехи. Сигнал поступает от Tx Wi-Fi, затем он объединяется с выходом Tx-Cellular на входе усилителя что привело к появлению продуктов интермодуляции третьего порядка на частоте 500 МГц. Чтобы не допустить попадания сигнала от Tx Wi-Fi к Tx-Cellular было решено поставить полосовой фильтр. Если фильтр поставить сразу на предыдущем шаге, можно увидеть, что проблема не будет решена, поэтому необходимо учитывать принцип декомпозиции.
Таким образом, ANSYS EMIT позволяет произвести комплексный анализ электромагнитной совместимости радиосистем мобильных устройств. В данном исследовании устранение электромагнитных помех было выполнено за счет установки полосового фильтра. Проблема электромагнитной совместимости является актуальной задачей и с каждым годом более
востребованной в изучении, так как происходит активное развитие технологий и большой спрос на услуги связи.
1. Environment of electromagnetic compatibility of radio-electronic communication means Challenges [Электронный ресурс] // IEEE communications surveys & tutorials (submitted) — Электрон. Дан [2016]. — Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/340287037.
2. Исследование вопросов электромагнитной совместимости систем связи, радионавигационных спутниковых систем и систем других служб [Электронный ресурс] // Electromagnetic compatibility — Электрон. дан. — [2017]. — Режим доступа: http://tekhnosfera.com/issledovanie-voprosov-elektromagnitnoy-sovmestimosti-sistem-svyazi-radionavigatsionnyh-sputnikovyh-sistem-i-sistem-drugih.
3. Малков Н.А., Пудовкин А.П. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств// Тамбов Издательство ТГТУ 2007. — 288 с.
Оценка электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств по результатам радиоконтроля Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ / РАДИОКОНТРОЛЬ / ЗАЩИТНОЕ ОТНОШЕНИЕ / НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ / КРИТЕРИИ ЭМС / ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY / RADIO MONITORING / PROTECTION RATIO / NONLINEAR EFFECTS / EMC CRITERIA
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Антипин Борис Маврович, Виноградов Евгений Михайлович
Предложен подход к оценке электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, основанный на измерениях уровней сигналов и помех, частоты которых лежат в полосе преселектора и в полосах побочных каналов приема приемника, в местах размещения приемных антенн радиоэлектронных средств. Подход предполагает знание защитных отношений и характеристик односигнальной и многосигнальной избирательностей приемника.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Антипин Борис Маврович, Виноградов Евгений Михайлович
Алгоритм оценки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств
Электромагнитная совместимость электротехнических систем малого радиуса действия
Алгоритм спектрального метода анализа электромагнитной совместимости, основанный на частотно-ограниченных моделях радиоэлектронных средств
Расчет взаимных помех между проектируемыми и действующими радиосредствами на локальном объекте
Методика анализа электромагнитной безопасности радиоэлектронных средствпри воздействии непреднамеренных
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Radioelectronics electromagnetic compatibility estimation based on spectrum monitoring results
Approach to radioelectronics electromagnetic compatibility estimation based on measurements of signal and interference levels at receiving antenna places whose frequencies come into spurious channels and preselector bandwidth of receiver is proposed. The approach assumes knowledge of protection ratios and singleand multi-signal selectivity of receiver.
Текст научной работы на тему «Оценка электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств по результатам радиоконтроля»
Б. М. Антипин, Е. М. Виноградов
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М. А. Бонч-Бруевича
Оценка электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств по результатам радиоконтроля
Предложен подход к оценке электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, основанный на измерениях уровней сигналов и помех, частоты которых лежат в полосе преселектора и в полосах побочных каналов приема приемника, в местах размещения приемных антенн радиоэлектронных средств. Подход предполагает знание защитных отношений и характеристик односигнальной и многосигнальной избирательностей приемника.
Электромагнитная совместимость, радиоконтроль, защитное отношение, нелинейные эффекты, критерии ЭМС
Закон «О связи»1 в качестве важнейших целей контроля за излучениями радиоэлектронных средств (РЭС) указывает на обеспечение их электромагнитной совместимости (ЭМС). Обеспечение ЭМС дает возможность одновременно функционирующим в одном регионе РЭС качественно выполнять свои функции в сложной помеховой обстановке и не создавать недопустимых помех друг другу. Поэтому при получении разрешения на использование радиочастот и радиочастотных каналов Радиочастотная служба проводит расчеты ЭМС вновь вводимого РЭС с уже действующими радиосредствами2. Расчеты основываются на принятых методиках и действующих нормативных документах, в качестве которых, в частности, выступают нормы частотно-территориального разноса РЭС.
При эксплуатации РЭС поддержание их ЭМС осуществляется радиоконтролем, проводимым предприятиями радиочастотной службы, и инспекционными проверками владельцев радиопередающих устройств территориальными управлениями Роскомнадзора. Современная практика проведения радиоконтроля в соответствии с «Правилами осуществления радиоконтроля»3 сводится в основном к регулярным измерениям параметров излучений радиопередатчиков и сравнением полученных значений с требованиями Норм ГКРЧ4 (далее — Нормы) и разрешений на работу РЭС. При этом негласно подразумевается,
1 Федеральный закон «О связи» от 07.07.2003 № 126-Ф3. URL: http://minsvyaz.ru
2 Порядок проведения экспертизы возможности использования заявленных радиоэлектронных средств и их электромагнитной совместимости с действующими и планируемыми для использования радиоэлектронными средствами, рассмотрения материалов и принятия решений о присвоении (назначении) радиочастот или радиочастотных каналов в пределах выделенных полос радиочастот. Утвержден решением ГКРЧ от 20.12.2011 № 11-13-02. URL: http://minsvyaz.ru
3 Правила осуществления радиоконтроля в Российской Федерации. Утверждены Постановлением Правительства РФ от 01.04.2005 №175. URL: http://base.garant.ru/12139431
4 Нормы ГКРЧ 17-08, 18-07, 19-02. URL: http://base.consultant.ru
© Антипин Б. М., Виноградов Е. М., 2012 97
что если значения измеренных параметров удовлетворяют требованиям Норм и разрешений, то в отсутствие других нарушений правил использования радиочастотного спектра ЭМС обеспечивается, в противном случае — обеспечения нет5.
При указанном подходе, как правило, проводят измерения частоты, ширины полосы частот, занимаемой излучением, и уровней внеполосных излучений РЭС. Однако по целому ряду причин существующие Нормы ГКРЧ, с требованиями которых сравниваются измеренные значения для получения корректного ответа на вопрос, обеспечивается ЭМС РЭС или нет, не могут быть использованы. В качестве одной из таких причин, на взгляд авторов настоящей статьи, является то, что суть и содержание Норм ближе к проведению сертификационных испытаний параметров передатчиков систем радиосвязи, проводимых непосредственно в трактах передатчиков, чем к проверке соблюдения ЭМС действующих РЭС, выполняемой с помощью средств радиоконтроля излученного электромагнитного поля. Кроме того, Нормы неприменимы для радиоконтроля непосредственно, так как содержат требования к измерительным процедурам, невыполнимые в условиях радиоконтрольных измерений при работе контролируемого передатчика в штатном режиме. Это касается прежде всего измерений ширины полосы частот, занимаемых излучениями, и уровней внеполосных излучений передатчиков, поскольку при измерении указанных параметров Нормы 19-02 требуют использования специальных тестовых сигналов, которые могут быть сформированы передатчиком только во взаимодействии с оператором связи (владельцем РЭС). Данное обстоятельство вступает в противоречие с п. 11 «Правил осуществления радиоконтроля в Российской Федерации»6, где отмечено, что «. радиоконтроль осуществляется без участия и уведомления владельцев радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств».
Весьма важен и тот факт, что результаты измерений параметров излучений передатчиков далеко не всегда отражают реальную ситуацию обеспечения ЭМС РЭС. Так, например даже многократное превышение норм на допустимые отклонения частоты передатчиком радиовещательной службы, может не сказаться на состоянии ЭМС РЭС на практике. То же самое можно отметить и в отношении отклонения частоты для некоторых других систем связи. С другой стороны, внутрисистемные требования к отклонению частоты передатчиков базовых станций в сотовых системах связи на порядок выше, чем указано в требованиях Норм 17-08.
В отношении методик оценки ЭМС необходимо отметить следующее. В настоящее время методики оценки ЭМС при вводе в эксплуатацию новых РЭС и сетей связи и реализующее их программное обеспечение используют информацию о параметрах действующих РЭС и об их местоположении, которая содержится в базе данных (БД) частотных присвоений и РЭС. Реализуемые в соответствии с указанными методиками расчеты опираются только на математические модели, описывающие излучения передатчиков, потери энергии на трассах распространения и процессы взаимодействия помех и полезных сигналов в радиоприемных устройствах (РПУ). Результаты измерений, полученные с помощью
5 При появлении помех процедура радиоконтроля предусматривает наряду с измерениями установление причин возникновения помех с целью их дальнейшего устранения.
6 Правила осуществления радиоконтроля . http://base.garant.ru/12139431 98
радиоконтроля, носят консультативный характер и, как правило, непосредственно при расчетах не используются. Вследствие этого оценка ЭМС, выполненная с использованием таких методик, может сопровождаться ошибками по следующим причинам:
БД частотных присвоений и РЭС может быть неполной (особенно, если оценка проводится во ФГУП «Главный радиочастотный центр», а не в регионе, где разворачиваются средства) или, как показывает практика, содержать ошибки;
• модель, с помощью которой оцениваются потери в пространстве распространения, может быть неадекватна анализируемой ситуации;
• БД частотных присвоений и РЭС не содержит информации относительно ожидаемого уровня индустриальных помех в местах развертывания РЭС.
Учитывая изложенное, в настоящей статье предложен подход к оценке ЭМС РЭС, основанный на измерениях как уровней сигналов, так и уровней помех, действующих по основному и по побочным каналам приема (ПКП) приемных устройств РЭС в местах, где установлены или предполагается установить антенны РЭС, содержащих РПУ. В настоящее время станции радиоконтроля (СРК) измеряют напряженность поля контролируемых радиосигналов. Однако эти измерения проводятся, как правило, не в местах расположения приемных антенн РЭС, и потому практически трудно напрямую использовать их результаты для оценки ЭМС. Поэтому наибольший интерес в данном случае ЭМС представляет информация об электромагнитной обстановке в точках размещения функционирующих РЭС или в предполагаемых точках размещения новых РЭС, содержащих РПУ. Измерения, выполненные средствами радиоконтроля в этих точках, позволяют непосредственно оценить уровни возможных помех (в том числе создаваемых РЭС, информация о которых отсутствует в БД частотных присвоений и РЭС) в реальных условиях распространения радиоволн, а также уровень внешнего индустриального фона и его распределение по частоте. Измерения должны быть организованы таким образом, чтобы полученные результаты можно было использовать непосредственно для оценки ЭМС функционирующих и вводимых в эксплуатацию РЭС.
Для оценки ЭМС достаточно обычных измерений параметров излучений, выполняемых радиоконтрольным оборудованием на стационарных постах радиоконтроля, а также значений напряженности поля, создаваемой этими излучениями (включая полезный сигнал). Измерения должны охватывать полосу частот, перекрывающую полосу пропускания преселектора приемника планируемого к постановке РЭС, а также частоты ПКП. Результаты измерений в точках, где размещаются приемные антенны, заменяют расчеты уровней сигналов и помех на входе приемника, выполняемые по методике оценки ЭМС, и соответствуют реальной электромагнитной обстановке. При этом они позволяют избежать ошибок в расчетах, обусловленных отмеченными ранее факторами. Дальнейший анализ ЭМС совпадает с традиционным аналитическим анализом. Информация, полученная средствами радиоконтроля, используется для оценки качества приема полезного сигнала приемником по критериям оценки ЭМС, учитывающим возможные пути прохождения помех в приемнике и нелинейные эффекты, которые могут вызвать мощные помехи.
Для выполнения необходимых расчетов нужно знать ряд параметров приемников. В подходе, рассматриваемом в настоящей статье, при аналитическом расчете учитывались
Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2012. Вып. 6======================================
характеристики приемников, представленные в их спецификациях, а также в стандартах на соответствующие радиотехнологии и в форме № 1 ГКРЧ.
Оценка ЭМС ведется, как правило, на энергетическом уровне, поскольку, в конечном счете, именно отношением мощностей сигнала и помехи определяется качество работы РЭС. Поэтому в первую очередь необходимо определить характеристики и параметры РПУ, позволяющие оценить энергетические параметры сигнала и помех на его входе, при которых качество приема полезного сигнала не ухудшается ниже определенного предела.
Основным параметром, определяющим нижнюю границу энергетики полезного сигнала, является чувствительность приемника, т. е. минимальный уровень мощности на его входе, который в отсутствие внешних помех обеспечивает заданное качество приема полезного сигнала. Для аналоговых систем требуемое качество сигнала считают достигнутым, если на выходе приемника обеспечены определенный уровень сигнала и определенное отношение «сигнал/шум» [см. лит.]. Для цифровых систем связи в зависимости от типа системы, используемой радиотехнологии, а в ряде случаев — и от типа канала системы, качество приема определяют частотой ошибок (BER) или остаточной частотой ошибок (RBER) при приеме бита информации, и частотой ошибок при приеме кадра информации [см. лит.].
В реальных условиях эксплуатации наличие внешних помех приводит к тому, что для обеспечения требуемого качества связи приходится работать с сигналами, уровни которых превышают чувствительность приемника даже в сетях, где используются регулировки мощности абонентских и/или базовых станций. Чтобы решить вопрос о наличии или об отсутствии ЭМС РЭС по результатам радиоконтроля в местах установки приемных антенн, нужно измеренные уровни помех сравнить с максимально допустимыми для требуемого качества приема при известном уровне полезного сигнала. Сделать это можно, используя определенные параметры и характеристики РПУ.
Для основного канала приема наиболее важными параметрами являются динамический диапазон, защитное отношение А и характеристика частотной избирательности. Информация о последней может отсутствовать, если известна зависимость защитного отношения от отстройки мешающего сигнала относительно частоты настройки РПУ. Защитное отношение в спецификацию РПУ не включается, однако в задачах оценки ЭМС играет важную роль. Его значения для разных типов сигналов и помех можно получить из стандартов на соответствующие радиотехнологии, отчетов и рекомендаций Европейской конференции администраций почт и электросвязи и Международного союза электросвязи. Защитное отношение используется, если помеха действует по линейным каналам приема. Примеры защитных отношений представлены в табл. 1 и 2.
К числу других параметров, определяющих качество приема полезного сигнала при наличии непреднамеренных помех со стороны других РЭС, относится восприимчивость приемника по ПКП, выраженная в децибелах относительно чувствительности приемника. В спецификациях РПУ она указана как избирательность по ПКП. Наиболее восприимчивы к помехам ПКП, сигналы в которых обрабатываются линейно. Именно они определяют значение избирательности, указанное в спецификациях РПУ.
или стандарт канала, А, дБ
GSM7 200 9 (речь)
микрофон7 около 300 (цифр) 18
Теория электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и систем
Учебное пособие посвящено актуальной проблеме радиоэлектроники ‒ совместной работе радиоэлектронных средств при наличии системных помех. В нем излагаются методы анализа совместимости, основанные на измерении и моделировании. Приводятся методики анализа совместимости, которые иллюстрируются примерами расчета. Среди методов обеспечения совместимости основное внимание уделяется организационным, таким как распределение частот, выбор местоположении РЭС и т. д. Материал пособия соответствует программе учебного курса «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств». Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 11.03.01, 11.03.02, 11.04.01, 11.04.02 при изучении учебного курса учебного курса «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем».
- Основная коллекция ЭБС
- Южный федеральный университет
- ВО — Бакалавриат
- 11.03.01: Радиотехника
- 11.03.02: Инфокоммуникационные технологии и системы связи
- ВО — Магистратура
- 11.04.01: Радиотехника
- 11.04.02: Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Кисель,Н. Н. Теория электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и систем : учебное пособие / Н. Н. Кисель. — Таганрог : Южный федеральный университет, 2016. — 173 с. — ISBN 978-5-9275-2144-9. — Текст : электронный. — URL: https://znanium.com/catalog/product/994707 (дата обращения: 16.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образоания «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Инженерно-технологическая академия Н.Н.Кисель ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И СИСТЕМ Учебное пособие Таганрог Издательство Южного федерального университета 2016
УДК 621.391.82(075) ББК 32.841 К443 Печатается по решению редакционно-издательского Совета Южного федерального университета Рецензенты: доктор технических наук, профессор кафедры информационной безопасности систем и технологий. СКФУ Макаров А.А.; заведующий кафедрой антенн и радиопередающих устройств, доктор технических наук, профессор Юханов Ю.В. Кисель, Н.Н. Теория электромагнитной совместимости радиоэлектрон ных средств и систем : учебное пособие / Н.Н.Кисель ; Южный федеральный университет. – Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2016. – 173 с. ISBN 978-5-9275-2144-9 Учебное пособие посвящено актуальной проблеме радиоэлектроники ‒ совместной работе радиоэлектронных средств при наличии системных помех. В нем излагаются методы анализа совместимости, основанные на измерении и моделировании. Приводятся методики анализа совместимости, которые иллюстрируются примерами расчета. Среди методов обеспечения совместимости основное внимание уделяется организационным, таким как распределение частот, выбор местоположении РЭС и т. д. Материал пособия соответствует программе учебного курса «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств». Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 11.03.01, 11.03.02, 11.04.01, 11.04.02 при изучении учебного курса учебного курса «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем». ISBN 978-5-9275-2144-9 УДК 621.391.82(075) ББК 32.841 ©Южный федеральный университет 2016 © Кисель Н.Н., 2016 К443
О Г Л А В Л Е Н И Е 1. ОЦЕНКА ЭМС СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ……………………………5 2. РАДИОЧАСТОТНЫЙ РЕСУРС………………………………..…..7 2.1. Основные понятия. 7 2.2. Управление ресурсом. 8 3. НЕПРЕДНАМЕРЕННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОМЕХИ 12 4. ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ 22 4.1. Излучения передающих устройств. 22 4.2. Контактные помехи. 31 4.3. Внеполосные излучения . 31 4.4. Шумовые излучения . 34 4.5. Восприимчивость приемных устройств через антенну. 35 4.6. Блокирование. 39 4.7. Перекрестные искажения . 41 4.8. Интермодуляционные помехи. 44 4.9. Избирательность и чувствительность приемных устройств..48 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ АНТЕННЫХ УСТРОЙСТВ……………. 52 5.1. Параметры антенн как фактор ЭМС. 52 5.2. Коэффициент затухания между антеннами . 54 5.3. Расчет зон взаимного влияния антенн. 61 5.4. Распространение сигналов . 64 5.5. Особенности распространения радиоволн в городских условиях………………………………………………………………71 6. ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ ПОМИМО АНТЕННЫ……………………………………………………………..73 6.1. Поле индукции от источников помех. 73 6.2. Основные характеристики экранирования . 79 6.3. Экранирование магнитного и электрического полей в ближней зоне. 81 6.4. Анализ эффективности электромагнитного экранирования ..82 6.5. Конструктивное исполнение экранирования. 85 6.6. Рекомендации по проектированию многослойных комбинированных экранов . 89 6.7. Система заземления . 92 7. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА 97
7.1. Влияние помехи по основному каналу приема . 99 7.2. Влияние помехи по соседнему каналу приема. 99 7.3. Влияние индустриальных помех. 102 7.4. Алгоритм анализа ЭМО конкретных радиослужб. 103 8. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ…………………. 104 8.1. Принципы расчета электромагнитной совместимости. 104 8.2. Расчет межсистемной совместимости. 105 8.3. Расчет внутрисистемной совмесстимости . 106 8.4. О внутриаппаратурнои совместимости. 107 8.5. Способы помехозащиты . 107 9. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЭМС АНТЕННЫХ СИСТЕМ…………………….………………….110 9.1. Системный подход к проблемеЭМС . 110 9.2. Системные аспекты моделирования канала «эмиттер рецептор». 114 9.2.1. Модели канала «эмиттер-рецептор». 114 9.2.2. Учет свойств радиотрассы при расчете пространственной развязки. 117 9.2.3. Ослабление электромагнитного поля за счет дифракции . 119 9.2.4. Избирательные свойства трактов ПРД и ПРМ . 121 9.2.5. Свойства антенн ПРД и ПРМ. 122 9.2.6. Поляризационный фактор. 125 9.2.7. Диаграмма направленности и коэффициент усиления .126 9.3. Алгоритмы назначения оптимальных частот РЭС РТК . 126 9.4. Особенности размещения бортовых антенн ЛА . 130 10. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭМС С ПОМОЩЬЮ АНТЕННОЙ ТЕХНИКИ……………………………………………..134 10.1. Особенности выбора параметров и конструкции антенн. 134 10.2. Помехозащищенность антенн. Ближнее и дальнее боковое излучение. 137 10.2.1. Решение вопросов ЭМС по ближнему боковому излучению антенн. 137 10.2.2. Решение вопросов ЭМС по дальнему (пуассоновскому) боковому излучению антенн. 141
10.3. Улучшение помехозащищенности антенн с использованием структур пространственной развязки. 146 10.3.1. Основные способы пространственной развязки антенн . 146 10.3.2. Принципы обеспечения развязки антенн при использовании ребристых периодических структур. 147 10.4. Влияние поляризационных характеристик на развязку между антеннами. 153 10.5. Адаптивные методы обеспечения ЭМС. 155 10.5.1. Изменение характеристик антенн в зависимости от сигнально-помеховой обстановки. 155 10.5.2. Адаптивные компенсаторы помех (АКП) . 156 10.5.3. Адаптивные антенные решетки (ААР) . 156 10.5.4. Активные методы адаптации. 157 10.6. Измерение параметров антенн. 157 11. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ЭМС АНТЕННЫХ СИСТЕМ РЭС. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ…………….159 Библиографический список. 160 ВОПРОСЫ……………………………………………………………170
1. ОЦЕНКА ЭМС СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ Проблема электромагнитной совместимости РЭС приобретает важное значение не только в рамках отдельных служб радиосвязи, но и между разными службами [1-123]. Под ЭМС РЭСпонимается их способность одновременно функционировать с требуемым качеством при воздействии на них непреднамеренных радиопомех, не создавая недопустимых радиопомех другим радиосредствам. Под электромагнитной обстановкой (ЭМО) понимается совокупность электромагнитных полей РЭС различных служб радиосвязи в области пространства. Оценка ЭМС РЭС является общей задачей процесса согласования условий совместной работы РЭС, в ходе которой формируются условия, удовлетворяющие критерию ЭМС в данной электромагнитной обстановке. Эти условия могут включать: территориальные ограничения на размещение станции источника помех; ограничение источника мешающих сигналов в направлении на станцию, подверженную помехе; защитные полосы и частотные ограничения РЭС; значение необходимого подавления боковых лепестков диаграмм направленности передающей и приёмной антенн; оптимизацию параметров расположения РЭС и ориентации антенн и др.[2-5]. Под критерием обеспечения ЭМС обычно принимают защитное отношение приемника ‒ минимальное допустимое отношение сигнал/радиопомеха на входе приемника, обеспечивающее требуемое качество функционирования в условиях воздействия непреднамеренных радиопомех. Численное значение защитного отношения, как правило, зависит от типа помехового сигнала. Для решения проблемы ЭМС РЭС используются организационные и технические меры. Технические меры обеспечения ЭМС, применяемые как правило, на этапе проектирования аппаратурысвязаны с изменением технических параметров РЭС (например, снижение уровней внеполосных и побочных излучений передатчиков, повышение избирательных свойств приемников, снижение уровней боковых лепестков диаграмм направленности антенн и др.). Организационные меры применяются для оборудования,
которое уже находится в экспуатации, и включают рациональное назначение рабочих частот, сочетаемое с введением частотных, территориальных, временных и пространственных ограничений, накладываемых на РЭС.
2. РАДИОЧАСТОТНЫЙ РЕСУРС 2.1. Основные понятия Радиочастотный ресурс (РЧР) ‒ это радиочастотные электромагнитные сигналы, создаваемые с целью передачи или информации или энергии. Основные признаки РЧР‒ частота электромагнитных полей (полоса частот), время Т их существования и трехмерное пространство V, в пределах которого поля распространяются с энергией, достаточной для регистрации соответствующими приборами. Второстепенные признаки РЧР‒ поляризация поля, модуляция, направленность распространения поля и др. Использование РЧР рассматривают по отношению к некоторой части какого-либо диапазона, выделенной радиослужбе конкретного назначения. Степень использования РЧР характеризуется степенью использования части РЧР в i-м по счету радиоканале iY ,i i i i dT dV df Y где i df ‒ полоса частот i-го радиоканала, определяемая полосой частот i-го излучателя; i dV ‒ трехмерная область пространства, в которой распространяются излучаемые i-м излучателем электромагнитные волны («радиопространство» i-го радиоканала). Протяженность, площадь или объем области пространства определяется мощностью i-го излучателя и чувствительностью i-го приемника с учетом направленности передающей и приемной антенн; i dT ‒ время работы i-го излучателя по отношению к одним суткам. Эффективность использования РЧР при условии обеспечения ЭМС РЭС является критерием степени использования РЧР. Вследствие ограниченности РЧР его распределение по видам радиослужб в пределах регионов мира осуществляется в соответствии с международными соглашениями по различным странам. В пределах каждой страны распределение РЧР осуществляют национальные организации. Комплекс задач, возникающих в международном масштабе в
связи с пользованием РЧР, находится в ведении Международного союза-электросвязи (МСЭ, InternationalTelecommunicationUnion,ITU), который имеет в своем составе Международный комитет по регистрации частот (МКРЧ), Международный консультативный комитет по радио (МККР) и Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ). Согласованные международные решения оформляются Генеральным секретариатом МСЭ (Женева) в виде сборников документов «Регламент радиосвязи», созданного впервые в 1959 г. и дополняемого последующими международными соглашениями в связи с распределением и перераспределением полос частот, Регламентамеждународнойэлектросвязи. ВнастоящеевремячленамиМСЭявляется191государство,крометог о,около630компаний(учреждений,организаций)являютсячленамиСек торовМСЭ. Первое международное соглашение относилось к распределению радиоканалов в диапазонах СВ и ДВ и было принято в 1906 г. (Берлин) с участием 29 стран. Был согласован вид сигнала бедствия SOS и впервые выделен для него радиоканал. Процесс дальнейшего распределения РЧР продолжался на последующих международных конференциях. В 1927 г. было согласовано использование диапазона 10 кГц . 60 МГц, в 1947 г. диапазона 10 кГц . 40 ГГц и в 1971 г. ‒ 10 кГц . 275 ГГц. Условной верхней границей радиочастот принята частота 3000 ГГц. 2.2. Управление ресурсом Под системой «управления радиочастотным ресурсом» понимают комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на совместное пользование радиочастотным ресурсом все возрастающим числом потребителей при обеспечении ЭМС применяемых РЭС. Задача управления РЧР решается в трех направлениях ‒ организационном, техническом и экономическом. Организационные принципы включают распределение полос радиочастот, т.е. представление радиослужбам различного назначения права пользования определенными полосами частот;
выделение полос частот или частот отдельных радиоканалов. Организационные принципы распределения, выделения и назначения полос частот в международном масштабе закреплены международными соглашениями, которые являются основой для национального законодательства в масштабах каждой страны. Организационный принцип является исходным для обеспечения ЭМС в конкретных условиях эксплуатации РЭС. РЧР может быть распределен организационно следующим образом: ‒ разнос по частоте, когда радиосредства могут работать одновременно, в том числе в одном месте, но в разных радиоканалах (необходимо обеспечить полосу частот излучения полезного сигнала по возможности минимальной, высокую стабильность частоты излучения); ‒ разнос по радиопространству, когда радиосредства могут работать одновременно и в одинаковых радиоканалах, но занимать различные радиопространства; в частности, разнос по радиопространству означает возможность присвоения нескольким радиостанциям одной и той же частоты радиоканала при условии, что они размещены на определенных расстояниях друг от друга (необходимо обеспечить мощность излучения полезного сигнала достаточной для его передачи на заданное расстояние без излишнего расширения радиопространства, радиопространство должно быть минимальным); ‒ разнос по времени, когда средства могут работать в одних и тех же радиоканалах и (или) занимать одно и то же радиопространство, но в разное время. Вследствие ограниченности РЧР, совместное пользование одной и той же полосой частот (одинаковыми радиоканалами) различными радиослужбами в настоящее время приобретает все возрастающее значение. Работа на совмещенных частотах возможна при условии обеспечения разноса по радиопространству при обеспечении ЭМС каждого средства как вновь используемого, так и находящегося в эксплуатации. Поэтому в настоящее время все более существенными становятся организационно-технические концепции «управления РЧР», такие как анализ параметров ЭМС радиопередающих,
радиоприемных и антенных устройств, анализ распространения радиоволн в рассматриваемых полосах частот и в конкретных пространственных условиях [2-5]. При управлении РЧР анализ параметров ЭМС проводится по результатам их измерений и теоретических расчетов на базе математических моделей. При этом учитываются эмпирические данные, накопленные в результате эксплуатации радиосредств в полосах частот, в пределах которых осуществляется назначение частоты радиоканала. Технические рекомендации нормативнотехническая документация (НТД) по назначению частот радиоканалов формулируются на основе результатов сбора и обработки информации технического и организационного. При создании национальной НТД учитываются международные документы, в первую очередь «Регламент радиосвязи». Важными техническими рекомендациями по управлению РЧР являются методы более эффективного пользования ресурсом (например, применение однополосных систем по сравнению с двухполосными), перспективные требования к параметрам ЭМС РЭС, методы контроля пользования ресурсом и др. К важным организационным рекомендациям можно отнести методы сбора и обработки информации об использовании и параметрах ЭМС радиосредств, методы применения вычислительной техники при распределении, выделении и назначении частот радиоканалов, методы планирования все возрастающего использования РЧР, методы прогнозирования дальнейшей эксплуатации РЧР. При решении задачи управления РЧР в качестве входных данных входных данных используют данные, определяющих электромагнитную обстановку (ЭМО), в которой может работать радиосредство с присваиваемой частотой радиоканала; данные о радиосредствах, на которые уже выданы лицензии; данных о технических параметрах (характеристиках) ЭМС средств, находящихся в эксплуатации; данных о существующих рекомендациях, стандартах, нормах и технических требованиях, содержащихся в международной и национальной НТД; топографические данные, учитывающие профиль местности, растительный покров и другие факторы, необходимые для расчета
условий распространения радиоволн между передатчиком и приемником. Используемые математические модели управления РЧР разделяют на следующие основные виды: ‒ модели возможных источников помех (моделируются параметры ЭМС передатчиков, приемников и антенн); ‒ модели организационно-технических характеристик радиосредств, действующих в определенных географических условиях (используются как субмодели в моделях назначения частот); ‒ модели назначения частот, основанные на учете требований НТД организационного характера (расчеты возможного обеспечения ЭМС базируются на существующих и будущих назначениях или присвоениях частот радиоканалов); ‒ модели затухания радиоволн при распространении на действительной трассе; поскольку значения затухания зависят от частоты, то используется серия моделей; ‒ модели территориального размещения средств и определения площадей обслуживания передатчиками с учетом топографических данных; ‒ модели расчетов мощностей полезного и мешающего сигналов и соответствующих отношений сигнал-помеха; если имеются данные о возможных изменениях уровней этих сигналов, то расчет критериев ЭМС выполняется в зависимости от наличия или отсутствия таких условий.
3. НЕПРЕДНАМЕРЕННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОМЕХИ Электромагнитные помехи (ЭМП) представляют собой электромагнитные, электрические и магнитные явления (процессы), созданные непреднамеренным источником в пространстве или проводящей среде, которые влияют на полезный сигнал при его приеме и (или) преобразовании к определенному виду [3]. Техническое устройство, реагирующее на полезный сигнал или на помеху, принято называть рецептором. При теоретическом изучении параметров непреднамеренных ЭМП (НЭМП), общих закономерностей их возникновения и действия на рецепторы математические модели строятся на основе статистической обработки экспериментальных результатов. Таблица 1 Классификация непреднамеренных электромагнитных помех Классификационный признак Вид НЭМП Источник помехи Станционная, индустриальная, естественная, контактная Среда распространения Излучаемая, кондуктивная Частота Высокочастотная, низкочастотная Проявление во времени Непрерывная, длительная, непродолжительная, кратковременная, регулярная, нерегулярная, случайная стационарная, случайная нестационарная Энергетический спектр Синусоидальная, импульсная, флуктуационная, модулированная Отношение к рецептору Узкополосная, широкополосная, внешняя, внутренняя, межсистемная, внутрисистемная, аддитивная, мультипликативная, симметричная, несимметричная Отношение рецептора к помехе Блокирующая, перекрестная, интермодуляционная, допустимая, недопустимая, приемлемая