Глава 1. Проблема электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств

§ 1.1. История и причины возникновения проблемы эмс рэс

На сегодняшний день электромагнитные волны используются для передачи и приема информации, в радиовещании, телевидении, радиосвя­зи, радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, радиоуправлении, радиотелеметрии. Кроме того, широкое применение электромагнитные волны находят в медицине, геологии, метрологии и многих других областях.

С ростом числа РЭС неизбежно обостряются проблемы, связанные с их взаимным влиянием друг на друга.

Анализ динамики роста числа РЭС показывает, что, в частности, число действующих РТС непрерывно растет. Так, количество передвиж­ных радиостанций удваивается каждые 4...5 лет. Еще быстрое увели­чивается число РЛС.

Многие РТС работают в непосредственной близости друг от друга. Особенно это относится к бортовым системам.

Так, на типовом боевом американском фрегате имеется около 20 связных приемников, 3 поисковые РЛС, 3 навигационных приемника и около 10 других РЭС. Все эти РЭС имеют около 40 антенн. На авиа­носце "Энтерпрайз" число антенн достигает 500.

Расстояние между антеннами составляет в СВ и КВ диапазоне до 30 м, в СВЧ диапазонах 10 м.

Еще острее эта проблема стоит в самолётных и спутниковых РТС. Например, на самолёте F-19 располагается около ста антенн различ­ных диапазонов.

Кроме увеличения числа РЭС наблюдается тенденция к увеличению их мощности излучения. Например, существуют клистроны со средней мощностью 1 МВт, а импульсной - до 100 МВт.

В силу своей неидеальности, радиопередающие устройства, наряду с генерацией на основной частоте, имеют в спектре генерируемой мощности гармоники и субгармоники основной частоты, их уровень на 50…90 дБ ниже уровня основной гармоники и может достигать сотен Вт, а чувствительность современных приёмников на несколько порядков лучше (РЛ приёмник -130…-160 дБ·Вт, т.е. 10^-13…10^-16 Вт).

Основные причины обострения электромагнитной обстановки, приводящие к возникновению проблемы ЭМС:

1. Непрерывный рост числа действующих РТС.

2. Повышение мощности передатчиков и чувствительности приёмников.

3. Противоречие между ограниченностью пространства, в пределах которого могут размещаться бортовые РТС, и сложностью радиотехничес­ких задач, решаемых этими системами.

4. Резкое увеличение числа действующих помех на самолётные и спутниковые РТС.

5. Миниатюризация радиоаппаратуры.

6. Возрастание уровня и количества помех от радиоэлектронных, радиотехнических и энергетических устройств.

§ 1.2. Эмс рэс и непреднамеренные помехи

Под ЭМС РЭС понимают их способность функционировать без ухудшения качественных показателей в условиях совместной работы.

На начальном этапе развития радиоэлектроники ЭМС обеспечивалась одним из двух путей:

1. Распределением частот.

2. Схемно-конструктивным усовершенствованием каждым разработ­чиком РТС отдельных узлов и блоков.

Однако на сегодняшний день оба этих направления практически исчерпаны и поэтому возникло новое направление в радиоэлектронике, обслуживающее проектирование, разработку и эксплуатацию РЭС в условиях существенных ограничений.

Уровень помех измеряется в единицах напряжённости электрического поля (В/м, мкВ/м, дБ·мкВ/м) или единицах плотности потока мощности (Вт/м², дБ·Вт/м²).

Для характеристики распределения плотности помехи по частоте используются единицы измерения дБ·Вт/(м²·кГц) или дБ·Вт/(м²·октава).

Единицы измерения дБ·мкВ/м и дБ·Вт/м² показывают в децибелах значение напряжённости поля или потока мощности относительно вели­чин мкВ/м или Вт/м².

Спектр помех простирается от единиц Гц до 3·10 ГГц. По спектральным и временным характеристикам различают помехи: а) сосредоточенные (узкополосное колебание), б) импульсные, в) флуктуационные (случайные).

Классификация непреднамеренных помех приведена на рис.1.1