Автореферат (1136165), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Вместе с этими излучениями, несущим какую-либо информацию ивыполняющим коммуникационную функцию, паразитные излучения РЭСсоздают дополнительный электромагнитный фон. Непрерывное повышениевзаимных помех и ухудшение электромагнитной обстановки (ЭМО) приводит кповышениювероятностипотенциальногонарушениянормальногофункционирования РЭС.Обеспечение ЭМС основано на анализе реальной ЭМО) в местеразмещения РЭС или радиоэлектронной системы. Помехи, определяющиевнешнюю ЭМО, создаются обычно источниками, находящимися назначительном удалении, и их часто удается четко разделить на регулярныесигналы радиопередатчиков и шумоподобные сигналы.
Внутренняя ЭМОдополнительно определяется излучениями других РЭС в составерадиоэлектроннойсистемы,особенновслучаеограниченногопространственного разнесения.Сточкизрениягенерациирадиопомехустройствами,непредназначенными для излучения радиоволн, обычно используется следующаяклассификация.
К первой группе относятся РЭС, формирующие относительнорегулярные высокочастотные колебания, близкие к синусоидальным как дляосновной частоты, так и для гармоник. Вторая группа источников радиопомехявляется более широкой и включает различные устройства, не10вырабатывающие периодические высокочастотные колебания. Сюда следуетотнести практически все современные РЭС и дополнительно электроискровыеустройства, системы зажигания автомобилей и линии электропередач.Современные методы обеспечения ЭМС могут быть подразделены наорганизационные и технические.
Первая группа методов относятся главнымобразом к межсистемному уровню ЭМС и включает рациональный выборчастот для различных радиослужб, установление частотно-пространственногоразнесения между РЭС с установленными характеристиками по ЭМС,определение мест размещения РЭС и т.д., а также использование нормативнойдокументации и её разработку для новых типов оборудования.ТехническиеметодыобеспеченияЭМСподразделяютсянасистемотехнические, схемотехнические и конструкторско-технологические.Системотехническиеметодывключаютрациональноеразделениерадиоэлектронных комплексов на функциональные узлы и их пространственноеразмещение, обеспечение функционирования всех подсистем в условияхреальной ЭМО с использованием методов более низкого уровня, их выбор иоценкуэффективности,оптимизациюпроектируемыхсистемпохарактеристикам ЭМС. Схемотехнические методы направлены на поисксхемных решений, которые повышают помехоустойчивость и способствуютснижению помехоэмиссии.
Конструкторско-технологические методы включаютв себя экранирование и заземление, рациональное топологическоепроектирование печатных узлов.Применение тех или иных методов обеспечения ЭМС определяетсяконкретными решаемыми задачами. Вместе с тем, отсутствие численнойоценки эффективности решений в части ЭМС ведет к проектированию РЭС вусловиях повышенной неопределенности, что снижает интегральное качествоего результатов.На сегодняшний день основной способ обеспечения ЭМС заключается вобеспечении соответствия нормам помехоэмиссии, что достигаетсякомплексным использованием упомянутых методов и проверяетсяэкспериментально.
После завершения проектирования и конструирования РЭСизготавливают опытный образец, который подвергается лабораторнымисследованиям в установленных стандартами условиях. Проводится частотноселективная оценка излучаемых и кондуктивных помех в полосе частот,предусмотренной для данного класса оборудования. Как правило,охватываемый такими измерениями диапазон частот составляет от 9 кГц до18 ГГц для излучаемых и от 9 кГц до 300 МГц для кондуктивных помех, однакодля РЭС специального назначения эти интервалы могут быть расширены.11Все РЭС подразделяются на группы по функциональному назначению,для каждой из которых устанавливаются свои нормы помехоэмиссии, ноизмерительные схемы для таких групп не имеют принципиальных отличий.Схема открытой измерительной площадки, рекомендованная к использованиюпри выполнении сертификационных испытаний, описана в ГОСТ 51320-99.Измерения выполняются обычно следующим образом.
Угол поворотаиспытуемого объекта относительно направления на подъемное устройство сизмерительной антенной изменяется дискретно, и для каждого угла поворотаоценивается напряженность электрической составляющей электромагнитногополя при варьировании высоты подъема антенны и поляризации. Наибольшеезначение напряженности поля, измеренное в описанных условиях, считаетсяхарактерным для РЭС и далее сравнивается с нормами помехоэмиссии.Для измерения напряженности электромагнитного поля используютсяизмерительные приемники или анализаторы спектра с нормированнымипараметрами, включая полосу пропускания фильтра на промежуточной частоте(0,2; 9; 120 кГц или 1 МГц (имп.) по уровню -6 дБ).
В качестве измерительныхиспользуют преимущественно дипольные, рамочные и логопериодическиеслабонаправленные антенны.Очевидно, что задача численной оценки эмиссии электромагнитныхпомех должна решаться с использованием систем автоматизациипроектирования (САПР). Проведенный в работе анализ показал, что наиболееблизкимипонеобходимойфункциональностиявляютсяСАПРэлектродинамического моделирования, но и они не могут использоватьсянепосредственно для моделирования сертификационных испытаний, т.к. необеспечивают численный анализ всех требуемых физических процессов.Поэтомуимеющиесясредстваавтоматизацииследуетпризнатьмалопригодными для моделирования сертификационных испытаний.Возможность моделирования сертификационных испытаний имеетследующее обоснование.
При численном анализе помехоэмиссии следуетучитывать процессы излучения электромагнитных волн отдельными участкамипроводников и их пространственную трансформацию. Расчет показанийизмерительного приемника может быть осуществлен путем схемотехническогомоделирования. Для расчета напряженности электромагнитного поля,формируемого РЭС в точке наблюдения, должен использоваться принципсуперпозиции, а также, при необходимости, должна учитываться планируемаяпространственная ориентация антенны. Физическая правомочность перехода отлабораторных испытаний к их моделированию обеспечивается использованиеммоделей,адекватноотражающихвсесущественныеособенностирассматриваемого процесса.12Ключевыми моментами в развитии теории виртуальной сертификацииявляются:— построение моделей измерительных средств, вовлеченных в процесссертификационных испытаний, с учетом требований стандартов;— переход к формальному представлению РЭС, позволяющемупостроить его приближенную электродинамическую модель, сообразнуюрешаемой задаче;— разработка методов моделирования условий выполнения измеренийпри сертификационных испытаниях РЭС.В работе показано, что схемные модели измерительных приемников (ИП)с жесткой структурой могут иметь лишь ограниченное применение, посколькув этом случае утрачивается возможность моделирования сканирования почастоте, изменения полосы пропускания фильтра промежуточной частоты и т.д.Поэтому моделирование существенных функций ИП будет невозможным.Ввиду этого необходимо разработать общие принципы формирования новыхмоделей, не имеющих отмеченных недостатков, и на их основе строить схемызамещения измерительных приемников.Несмотря на то, что каждый отдельно взятый образец РЭС обладаетсвоими характеристиками в части ЭМС, оценочный расчет результатовсертификационных испытаний позволяет в значительной степени упростить ихпрохождение в лабораторных условиях.
Перевод сертификационных испытанийв виртуальную плоскость не заменяет их проведения в принятой форме, т.е. дляреальных образцов РЭС, и предлагается как дополнительный этаппроектирования.Прогнозируемый эффект расчетной оценки помехоэмиссии РЭС настадии проектирования состоит:— в значительном сокращении объема и длительности лабораторныхисследований РЭС за счет анализа излучений только в критических полосахчастот, в которых по результатам виртуальной сертификации наблюдаетсязначительная эмиссия радиопомех;— в определении предполагаемых направлений максимальногоизлучения РЭС;— в использовании результатов виртуальной сертификации дляпрогнозирования ЭМО при включении РЭС в состав комплекса.На основе проведенного анализа была сформулирована цель ипоставлены задачи диссертационной работы.Вторая глава диссертации посвящена разработке моделей средствизмерений, используемых при сертификационных испытаниях РЭС по эмиссииизлучаемых радиопомех. Вначале выполняется концептуальная проработка13параметрическихифункционально-интерфейсныхмоделей.Далееразрабатываются модели узлов измерительных приемников, являющихсяосновным средством оценки помехоэмиссии.
Разрабатываются модели ИП каксредств измерений, развиваются подходы к повышению их вычислительнойэффективности за счет перехода к диапазонным моделям, обладающимменьшими возможностями по конфигурированию, либо за счет спектральныхпреобразований входного сигнала и перехода к упрощенным моделямизмерительных приемников. В виртуальной форме выполняется абсолютная иотносительная калибровка моделей ИП, предусмотренная требованиямистандартов к измерительному оборудованию, подтвердившая их применимостьв качестве виртуальных средств измерений.
Разрабатываются схемы замещениядополнительных измерительных средств, используемых при исследованиирадиопомех — анализатора кратковременных радиопомех и анализаторов сопределением функции распределения амплитуд. Предлагается методикаиспользования моделей ИП при решении практических задач.В диссертации предложено и теоретически обосновано использованиепараметрических (ПМ) и функционально-интерфейсных моделей (ФИМ) дляРЭС, в т.ч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
