4.3 Расчеты стойкости рэс к воздействию мэмп

Решение многих актуальных задач, относящихся к самым различным областям науки и техники, было бы чрезвычайно трудно осуществить без применения ЭВМ.

Реализация расчетно-экспериментальной оценки стойкости РЭС к воздействию МЭМП на ЭВМ предполагает выполнение следующих операций:

- постановку задачи и выбор общего алгоритма ее решения;

- математическое описание задачи (набор математических выражений – модель явления);

- составление блок-схемы программы и написание программы на одном из языков программирования.

4.3.1 Формирование модели взаимодействия мэпм с рэс

Постановка задачи. Провести анализ работоспособности радиоответчика в условиях воздействия МЭМП.

Начальные сведения о воздействующей МЭМП. Предположим, что МЭМП представляет собой экспоненциальный импульс вида

Начальные сведения о РЭС. В качестве объекта исследования рассмотрим типовую структурную схему радиоответчика (рисунок 4.8), приведенную в [5]. Для проведения анализа работы данной схемы в условиях воздействия МЭМП необходимо знать: несущую частоту принимаемого (полезного) сигнала; полосу пропускания ВЧ тракта приемника; полосу пропускания приемника в целом; чувствительность приемника; эффективную площадь антенны для возможного направления прихода помехи; характеристики экрана (экранов); характеристики кабелей и проводов (линий связи).

Идеализация процесса работы радиоответчика в условиях воздействия МЭМП. Обобщенная схема взаимодействия МЭМП с рассматриваемым радиоответчиком приведена на рисунке 4.9.

Алгоритм (описание вычислительного процесса). Оценка работоспособности радиоответчика в условиях воздействия МЭМП должна содержать следующие операции (рисунки 4.8 и 4.9):

Рисунок 4.8 - Структурная схема радиоответчика

Рисунок 4.9 - Возможные пути проникновения МЭМП в цепи радиоответчика:

1 – через АФУ; 2 – через защитные экраны воздействие на ЭРЭ, схемы и линии связи; 3 – через систему заземления.

- подготовку начальных данных о воздействующей МЭМП, полезном сигнале и основных характеристиках радиоответчика;

- расчет параметров помех, вызванных воздействием МЭМП по каждому из путей ее проникновения, их суммирование и приведение к критическим точкам радиоответчика (вход приемника, вход и выход устройства обработки и формирования информации);

- определение отношения q²k = сигнал/(шум + помеха) в критических точках радиоответчика;

- изменение начальных данных и проведение повторных вычислений в случае, если значение q²k оказывается меньше заданного.

Анализ оценки стойкости радиоответчика к воздействию МЭМП приведен на рисунке 4.10

4.3.2 Формирование программы

Постановка задачи. Оценка параметров помех в приемном тракте (рисунок 4.8), вызванных прохождением части МЭМП через АФУ.

Начальные сведения о РЭС и воздействующей МЭМП те же, что и в предыдущей задаче.

Используемые математические выражения:

Рисунок 4.10. Алгоритм оценки стойкости радиоответчика к воздействию МЭМП

Для импульсных МЭМП, имеющих сравнительно низкочастотный спектр, источниками которых являются молнии, ЛЭП в режиме КЗ, и рабочего диапазона частот радиоответчика выше 100 МГц справедливы следующие выражения:

В выражениях (4.10) – (4.20), кроме общепринятых в книге использованы следующие обозначения:

Е_п(t), Е_п.max – напряженность электрической составляющей поля МЭМП, приведенная к полосе пропускания приемного тракта Δω = 2πΔf, и ее максимальное значение [при выполнении условия (4.10) влиянием МЭМП на работу радиоответчика можно пренебречь], В/м;

Е_оп(t) – соответственно огибающие Е_п(t) и Е_оп(t), В/м;

WΔt – плотность потока энергии помехи, приведенная к полосе его пропускания приемного тракта, Дж/м²;

Wa – энергия помехи на входе приемника, приведенная к полосе его пропускания, Дж;

u_a(t) – напряжение помехи на входе приемника, приведенное к полосе его пропускания.