Джаманшалов М.У., Суранов А.А.

КазНТУ им. К.И.Сатпаева, Республика Казахстан, г.Алматы

Методы и критерии обеспечения электрмагнитной совместимости радиоэлектронных средств

Актуальность темы. Проблема электромагнитной совместимости в настоящее время является одной из наиболее сложных для решения, поскольку количество радиоэлектронных средств (РЭС) постоянно растет и возрастают требования к качеству связи. ЭМС РЭС определяется как способность РЭС функционировать в реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством при воздействии на них непреднамеренных радиопомех и не создавать недопустимых помех другим РЭС. Непреднамеренные помехи возникают из-за нежелательных излучений РЭС- внеполосных (ВИ) и побочных (ПИ) излучений, а в трактах- внеполосных (ВК) и побочных (ПК) колебаний. Способность РЭС реагировать на радиопомехи определяется параметром восприимчивости.

Критерии ЭМС одиночных радиоэлектронных средств. В основу критериев электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств может быть положен максимально допустимый уровень помехи, действующей на рецептор РЭС.

Максимально допустимый уровень помехи для рецептора может быть определен на основании следующих предпосылок:

-защите подлежат предельные тактико-технические характеристики радиоэлектронного средства;

-защите подлежит качество функционирования радиоэлектронного средства в конкретной ситуации. В случае первого подхода максимально допустимый уровень помехи определяется шумовыми характеристиками рецептора помех. При этом считается, что помеха является допустимой, если при ее воздействии реальная чувствительность рецептора (приемного устройства) ухудшается на Х дБ, где Х заранее заданная величина (обычно не превосходящая значения 1 дБ), зависящая от типа радиоэлектронного средства. Таким образом, максимально допустимый уровень помехи определяется как разница уровня собственного шума рецептора(приемного устройства) [дБм] и защитного шумового отношения :

, где .

При втором подходе на максимально допустимый уровень помехи значительное влияние оказывает уровень полезного сигнала на входе рецептора помехи. В этом случае максимально допустимый уровень помехи определяется как разница уровня полезного сигнала и защитного отношения:

,

Под защитным отношением А0 понимается такое минимальное отношение мощности полезного сигнала к мощности помехи на входе рецептора (приемника), при котором сохраняются заданные качественные характеристики (отношение сигнал/(помеха+шум), вероятность ошибки и др.)

Уровень помехи на входе рецептора определяется следующим образом

Где – спектральная плотность мощности помехового воздействия на входе рецептора(приемника); –характеристика избирательности рецептора.

Критерии ЭМС группировки однотипных радиоэлектронных средств. В этом случае в качестве критерия ЭМС можно использовать понятия допустимой помехи,сформулированное следующим образом: помеха является допустимой (выполняется условия ЭМС), если ее действия приходит к возрастанию используемой или защищаемой напряженности поля полезного сигнала в месте расположенной приемной антенны рецептора на величину, не превосходящую Х дБ, где Х-заранее заданная величина.Поскольку в группировках однотипных РЭС помеховое воздействие рассматривается как комбинация помехового воздействия от многих эммитеров, то с учетом случайности условий распространения радиоволн возникает задача определения параметров помехового воздействия эквивалентного воздействия на рецептор совокупности помех от многих источников группировки. В данном случае используемый уровень полезного сигнала может быть найден из условия

С вероятностью, больше заданной, где- уровень эквивалентной помехи.

Учет случайного характера условий распространения радиоволн может производиться одним из следующих методов:

-методом суммирования мощностей;

-методом упрощенного умножения.

В соответствии с методом суммирования мощностей учет случайного характера условий распространения радиоволн производиться следующим образом:

где–защищенный уровень полезного сигнала (медианное значение) [дБм]; -медианное значение уровня эквивалентной помехи [дБм];

kн-коэффициент логонармального распределения, определяющий заданную надежность ЭМС;

- среднеквадратичное отклонения уровня полезного сигнала [дБ]

-среднеквадратичное отклонения уровня эквивалентной помехи[дБ]

Параметрыиопределяются посредством поочередного суммирования в соответсвии со следующими процедурами:

медианное значение:[дБм]

среднеквадратичное отклонение:

где

где –медианное значение уровня эквивалентной помехи на k –м шаге суммирования [дБм] ;- среднеквадратическое отклонения уровня эквивалентной помехи на k-ом шаге суммирования[дБ]; Pk-медианный уровень прибавляемой к эквивалентной k-й помехи[мВт],

-среднеквадратичное отклонение прибавляемой к эквивалентной k-й помехи[дБ].

В соответствии с методом упрощенного умножения учет случайного характера условий распространения радиоволн производиться следующим образом.

Рассчитываются приведенные к полезному сигналу медианные уровни помех от всех эмиттеров группировки:

где Pi- медианный уровень помехи от i-того эмиттера группировки[дБм].

При помощи итерационной процедуры определяется используемый уровень полезного сигнала. Для этого вычисляются вспомогательные параметры:

Вычисляются значения нормальной функции распределения вероятности:

Значение используемого уровня полезного сигнала считается найденным, если выполняется условие

где- заданная надежность электромагнитной совместимости; N-количество эмиттеров помех в группировке, подлежащих к учету при анализе электромагнитной совместимости.

Нормы частотно-территориального разноса. Уравнение ЭМС устанавливает взаимосвязь энергетических, частотных и пространственных параметров радиоэлектронных средств (РЭС) полезного сигнала (рецептора радиопомех) и РЭС мешающих сигналов (источников непреднамеренных радиопомех), при которых обеспечивается требуемое качество функционирования.[4] Обычно уравнение ЭМС составляет для «дуэльной» ситуации, когда оценка ЭМС производиться для двух РЭС, одно из которых рассматривается в качестве приемника полезного сигнала, а второе РЭС является источником непреднамеренных радиопомех.

где –чувствительность радиоприемника (рецептора помех) [дБВт]; А -защитное отношение для приемника в совмещенном канале[дБ];-запас на замирания сигнала и радиопомехи[дБ].

-мощность радиопомехи на входе приемника [дБВт];

где- мощность радиопередатчика источника радиопомех[дБВт];Gрпд- коэффициент усиления антенны источника помех в направлении на приемник[дБи];- коэффициент усиления антенны приемника в направлении на источник помех[дБи];Uрпд,Uрпм-затухание в антенно-фидерном тракте соответственно источника помех и приемника [дБ];-ослабление радиопомехи в линейном тракте приемника [дБ] - частотная расстройка источника помех и приемника[МГц];

L®- потери на трассе распространения сигналов то передатчика ( в данном случае источника радиопомех) к приемнику (рецептору радиопомех) [дБ].

Эти потери принято называть основными потерями передачи, которые рассчитываются от входа передающей изотропной антенны до выхода приемной изотропной антенны.

В ходе оценки ЭМС необходимо определить требуемое удаление потенциально не совместимых радиопередающих и радиоприемных средств при различных частотных расстройках и при различных вариантах взаимной ориентации их антенн. Полученные результаты для наземных РЭС с учетом принятой модели распространения радиоволн и без учета влияния рельефа местности представляют собой оценку сверху требуемых территориальных разносов.