
- •Анализ электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств
- •Оглавление
- •10. Описание антенных устройств в задачах эмс 198
- •11. Оценка потерь на трассах распространения 223
- •12. Критерии оценки эмс 261
- •13. Организационные методы обеспечения эмс 289
- •Список использованных сокращений
- •Введение
- •1. Проблема эмс и причины ее появления
- •Основные понятия и определения
- •Причины появления проблемы эмс
- •Последствия отсутствия эмс и особенности изучения проблемы эмс рэс
- •2. Источники и рецепторы электромагнитных помех (эмп)
- •Классификация эмп по связям с источником помехи и некоторые их характеристики
- •2.1.1. Естественные эмп.
- •Чувствительность некоторых полупроводниковых приборов к электростатическому разряду
- •2.1.2. Искусственные эмп
- •Рецепторы эмп. Внутрисистемная и межсистемная эмс
- •Пути проникновения помех. Виды помех в электрических цепях
- •3. Измерение параметров эмс технических средств
- •Измерение кондуктивных помех и восприимчивости к ним
- •Измерение помех излучения и восприимчивости к ним
- •4. Технические методы подавления и защиты от помех
- •Экранирование
- •Фильтрация
- •Заземление
- •5. Радиочастотный спектр и его использование
- •Радиочастотный спектр и диапазоны частот
- •Диапазоны частот электромагнитных колебаний
- •Основные понятия, связанные с использованием рчс
- •Регулирование использования рчс в Российской Федерации
- •Стандартизация и международная кооперация в области эмс
- •6. Общий подход к анализу и обеспечению эмс
- •Требования к методам анализа эмс
- •Анализ параметров эмс систем на стадии разработки
- •Анализ внутрисистемной и межсистемной эмс рэс
- •Основные направления по решению проблемы эмс
- •7. Описание излучений радиопередатчиков в задачах эмс
- •Виды излучений радиопередатчиков
- •Основное и внеполосное сигнальное излучения
- •7.2.1. Класс излучения
- •7.2.2. Параметры и модели основного и внеполосных излучений
- •Границы областей внеполосных излучений относительно центральной частоты основного излучения в зависимости от диапазона рабочих частот передатчика и необходимой ширины полосы частот
- •Точки излома спектральной маски для рис. 7.2
- •Точки излома масок спектров, представленных на рис. 7.3
- •Параметры модели (7.1)
- •Побочные излучения радиопередатчиков
- •Параметры модели (7.9)
- •Предельные значения мощности побочных излучений в контрольной полосе
- •Шумовые излучения передатчика
- •Параметры эмпирической модели, представленной выражением (7.10)
- •8. Описание радиоприемных устройств в задачах эмс
- •Общие характеристики радиоприемных устройств, определяющие их совместимость с окружением
- •Основной канал приема радиоприемника и его описание
- •Побочные каналы приема и их описание
- •Параметры модели (8.9)
- •Оценка коэффициента частотной коррекции
- •Результаты расчета относительной расстройки частоты Δp
- •9. Нелинейные эффекты в приемопередающей аппаратуре и их оценка в задачах эмс
- •Анализ нелинейных явлений в каскадах радиоаппаратуры
- •Компрессия сигнала в радиоприемнике. Параметры, определяющие динамический диапазон приемника по основному каналу приема
- •Эффект блокирования радиоприемного устройства. Основные параметры, характеристики и методы их измерения
- •Перенос шумов гетеродина
- •9.4.1. Фазовый шум генератора
- •9.4.2.Перенос шумов гетеродина
- •Интермодуляция
- •9.5.1. Порядок интермодуляции. Наиболее опасные порядки интермодуляции
- •9.5.2. Интермодуляция в радиоприемных устройствах. Параметры, связанные с эффектом интермодуляции
- •9.5.3. Интермодуляция в радиопередатчиках
- •9.5.4. Точка пересечения и расчет уровней интермодуляционных продуктов на нелинейном элементе
- •9.5.5. Измерение и расчет точек пересечения
- •9.5.6. Динамический диапазон приемника по интермодуляции и связь параметров нелинейности
- •9.5.7. Оценка мощности интермодуляционных продуктов с использованием точки пересечения
- •Перекрестные искажения
- •Оценка нелинейных явлений в задачах эмс рэс
- •9.7.1. Оценка эффекта блокирования рпу
- •Представление функции Pb(X) при оценке эффекта блокирования
- •Характеристики блокирования приемников некоторых цифровых систем связи
- •9.7.2.Оценка уровней интермодуляционных продуктов в радиопередатчиках
- •Параметры эмпирической модели (9.66)
- •9.7.3. Оценка интермодуляции в радиоприемниках
- •Границы частотных интервалов для анализа нелинейных эффектов в приемнике
- •Эмпирические модели для оценки эффекта интермодуляции в радиоприемниках
- •9.7.4. Оценка перекрестных искажений
- •10. Описание антенных устройств в задачах эмс
- •Некоторые общие сведения о характеристиках антенн
- •Особенности описания антенных устройств в задачах эмс
- •Детерминированное описание диаграмм направленности антенн
- •10.3.1. Дна в области рабочих частот.
- •10.3.2. Дна на нерабочих частотах
- •Параметры диаграмм направленности за пределами диапазона рабочих частот антенн.
- •Статистическое описание диаграмм направленности антенн
- •Параметры функции f(g) для области бокового усиления
- •Потери в антенно-фидерном тракте и потери рассогласования
- •Учет поляризационных характеристик антенн и сигналов
- •Ослабление мешающих сигналов при несовпадении поляризации с приемной антенной
- •Ближняя зона
- •11. Оценка потерь на трассах распространения
- •Общие положения
- •Модели для оценки потерь на трассах распространения и цифровые карты местности
- •Графические модели
- •Аналитические модели
- •Расчетные соотношения, используемые в классической модели Хата
- •Расчетные соотношения, используемые в модели cost 231 Хата
- •Расчетные соотношения, используемые в модифицированной модели Хата
- •Среднеквадратическое отклонение (ско) потерь на трассах распространения
- •Оценка потерь на дифракцию
- •11.5.1. Зоны Френеля.
- •11.5.2. Дифракция на клине
- •11.5.3. Дифракция на цилиндре
- •12. Критерии оценки эмс
- •Рабочие характеристики и оценка качества работы рэс
- •12.2. Виды рабочих характеристик рэс различного назначения
- •12.3. Критерии эмс
- •Защитные отношения для систем тв (625 строк), работающих в соседнем канале
- •Защитные отношения для аналоговых каналов звукового сопровождения тв
- •Защитные отношения для цифровых каналов звукового сопровождения тв, дБ
- •Защитные отношения по совмещенному каналу для некоторых современных систем связи, дБ
- •Защитные отношения для некоторых современных систем связи в зависимости от расстройки помехи, дБ
- •12.4. Моделирование процессов управления мощностью передатчиков в сетях сухопутной подвижной связи
- •13. Организационные методы обеспечения эмс
- •13.1. Частотно-территориальное планирование
- •13.2. Управление параметрами радиосигналов
- •13.3. Радиоконтроль и его роль в управлении использованием радиочастотного спектра и обеспечения эмс
- •Заключение
- •Список литературы
- •Анализ электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств
- •197376, С.- Петербург, ул. Проф. Попова, 5
6. Общий подход к анализу и обеспечению эмс
Требования к методам анализа эмс
Анализ ЭМС должен проводиться на всех этапах жизненного цикла РЭС, начиная с этапа разработки РЭС, ввода РЭС в эксплуатацию и в процессе функционирования РЭС. На этапе разработки изделие должно быть спроектировано таким образом, чтобы оно не только выполняло свое функциональное назначение, но и имело параметры ЭМС не хуже требуемых в задании на разработку. На этапе ввода РЭС в эксплуатацию задача состоит в выборе местоположения и частоты РЭС, т. е. в разработке частотно-территориального плана размещения РЭС (или совокупности РЭС), для которого выполняются условия внутрисистемной и межсистемной ЭМС. Наконец, в процессе эксплуатации РЭС анализ ЭМС осуществляют в основном путем радиоконтроля за излучениями РЭС, а поддерживают, используя технические методы устранения неполадок в работе РЭС или административные методы при выявлении нарушений условий эксплуатации РЭС.
Анализ параметров ЭМС на этапе разработки изделия и анализ ЭМС совокупности РЭС при вводе РЭС в эксплуатацию проводят с использованием, как вычислительных методов анализа, так и посредством измерений.
Основными целями анализа являются:
оценка того, что анализируемое устройство или совокупность РЭС соответствуют требованиям ЭМС;
обеспечение разработчиков изделия или частотно-территориального плана (ЧТП) размещения совокупности РЭС информацией достаточной для устранения любого предсказываемого несоответствия требованиям ЭМС.
Хотя указанные цели преследуют любые методы анализа ЭМС, в дальнейшем остановимся только на аналитических вычислительных методах.
Оценка соответствия характеристик ЭМС совокупности РЭС требованиям, предъявляемым к этим характеристикам, производится на основе критериев ЭМС. Если критерии ЭМС не выполняются, то характеристики ЭМС не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Эти же критерии используются и для отбора информации, предоставляемой разработчикам ЧТП, о помехах, возникающих между РЭС.
Объем и вид информации, предоставляемой разработчикам ЧТП и достаточной для устранения несовместимости РЭС, зависит от вида рассматриваемых РЭС и структуры анализируемой совокупности РЭС. В любом случае эта информация должна позволить выявить источник помехи и способ, которым помеха воздействует на качество приема полезного сигнала, а также значение необходимого подавления помехи, чтобы обеспечить ЭМС.
Методика анализа ЭМС РЭС должна моделировать принцип функционирования анализируемой совокупности РЭС. Поэтому методика анализа ЭМС современных сетей подвижной радиосвязи, в которых применяются регулировки мощности базовых и/или абонентских станций, будет отличаться от методики анализа ЭМС РЭС, в которых такие регулировки отсутствуют.
Что касается самой процедуры анализа ЭМС совокупности РЭС, то, учитывая всегда существующую некоторую неопределенность значений параметров, характеризующих исследуемую ситуацию, этот анализ следует проводить с учетом следующих требований:
Начальные аналитические методы должны быть осторожными. Это означает, что появление условий возможного возникновения помех должно быть увеличенным, чтобы гарантировать, что никакие возможные проблемы, связанные с вопросами обеспечения ЭМС не упущены. В связи с этим начальный анализ выполняется для ситуации так называемого «наихудшего случая».
Методология анализа должна быть избыточной, т. е. следует использовать по возможности больше (минимум два) разных методов оценки ЭМС для идентификации любых проявлений помехи.
Анализ должен проводиться поэтапно, что, в частности, может означать большое число проходов по анализируемой конфигурации с внесением в анализ дополнительных деталей и новой информации при каждом проходе.
Перечисленные требования относятся в первую очередь к методикам, использующим детерминированное описание исследуемых ситуаций. При использовании статистического имитационного моделирования неопределенность некоторых параметров описания закладывается в законы распределения этих параметров, которые используются в процессе моделирования. Выбор этих законов должен быть хорошо обоснован. Для получения достоверных вероятностных оценок ЭМС требуется обычно большой объем выборочных значений, т. е. большое число прогонов имитационной модели.