- •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
Анализ параметров эмс систем на стадии разработки
Для анализа параметров ЭМС системы на стадии разработки может быть использован модульный подход, который дополняет существующие методологии конструирования электронных систем. Для этого разрабатываемую систему представляют в виде набора составляющих ее модулей. Модульный подход к оценке характеристик ЭМС при проектировании системы предполагает, что на самом нижнем уровне этой оценки элементарный модуль состоит из одной единственной печатной платы. На следующем уровне модуль будет представлять собой некоторый блок, входящий в состав системы, и состоять из нескольких плат. И, наконец, модулем является сама система, составленная из блоков. Для модулей всех уровней должны быть заданы граничные значения характеристик, определяющих взаимодействие между модулями, которые включают в себя:
Максимальные значения излучений, которые допустимы для модуля данного уровня. Определяются значениями напряженности поля как функции частоты.
Восприимчивость к излучениям. Определяется значением максимальной напряженности поля в зависимости от частоты, которая допустима в месте расположения модуля, прежде чем ее влияние скажется на рабочих характеристиках модуля.
Уровень кондуктивных помех, создаваемых модулем. Определяется значением максимальной амплитуды тока в зависимости от частоты, которая может поступать от портов интерфейса и по цепям питания, прежде чем результирующее излученное поле от кабелей, соединяющих модули, превзойдет допустимые пределы, либо нарушатся рабочие характеристики соседних модулей.
Восприимчивость к кондуктивным помехам. Определяется значением максимальной амплитуды тока в зависимости от частоты, которую можно допустить на портах интерфейса модуля без нарушения его рабочей характеристики.
Эти характеристики должны быть заданы как для печатных плат, так и для составленных из них блоков и интерфейсов. Задаются они в технических условиях на разработку модулей системы или определяются нормативно-техническими документами на определенный тип оборудования.
На рис. 6.1 представлена процедура разработки системы, включающая оценку ее характеристик ЭМС. В этой структуре можно выделить два этапа разработки. Один из них происходит в вычислительной среде с использованием ЭВМ, где, после разбиения системы на модули, происходит оценка всех характеристик каждого модуля, как функциональных характеристик, так и характеристик ЭМС.
Исследуя на модели характеристики ЭМС каждого модуля, входящего в систему, можно сделать сравнение прогнозируемых рабочих характеристик и характеристик, требуемых по техническому заданию. Это позволит установить, насколько характеристики ЭМС разрабатываемого модуля соответствуют предъявляемым требованиям.
Для печатной платы ее излучение можно рассчитать, исходя из распределения по плате тока высокой частоты, которое получают на стадии моделирования печатной платы, а восприимчивость к излучениям посредством наложения на это распределение тока, наведенного на плату внешним полем. Определив токи, входное и выходное сопротивление портов печатной платы и линий питания, можно найти помехи, которые создает плата через токи проводимости, т. е. кондуктивные помехи, а также ее восприимчивость к ним.
Процедура может быть продолжена на модули, составленные из нескольких печатных плат, и на систему в целом. Если результаты моделирования не отвечают предъявляемым требованиям к характеристикам ЭМС, то необходимо провести пересмотр проектов исходных модулей.
Второй этап происходит в аппаратной среде, где измеряются характеристики модулей, включая их характеристики ЭМС. Если результаты измерений не подтверждают результатов расчетов и характеристики ЭМС не отвечают требованиям технического задания или технических условий, то приходится возвращаться к исходным проектам модулей и, может быть, пересматривать даже математические модели, положенные в основу анализа.
Поскольку на практике конфигурация большой системы при установке на объектах может меняться, то при разработке такой системы часто целесообразно не моделировать характеристики ЭМС системы в целом, а определить в терминах параметров ЭМС критерии для рабочих характеристик отдельных модулей. В этом случае характеристики ЭМС всей системы вне зависимости от ее конфигурации могут быть описаны определенной комбинацией характеристик ЭМС ее составных частей.