Диссертация (1136166), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Электромагнитная обстановка (ЭМО), как отмечалось выше, характеризуетреальные условия, в которых должно функционировать РЭС во время эксплуатации.ОпределениепараметровЭМОможетбытьаналитическим(прогнозирование),выполняемым с помощью вероятностных, детерминированных и смешанных моделей[18],атакжеэлектромагнитныхэкспериментальным,полей.ВбазирующихсясоответствиистремянарезультатахуровнямиЭМСизмеренийвыделяютмежсистемную, внутрисистемную и внутриаппаратурную ЭМО. Решение задачи расчетаэмиссии излучаемых радиопомех позволит прогнозировать влияние собственныхизлучений РЭС на ЭМО в месте предполагаемого размещения.5.
Методы обеспечения ЭМС направлены на решение задачи обеспечения ЭМС вшироком смысле и рассматриваются ниже.6. Испытания и измерения в области ЭМС. Измерения обычно направлены наисследование ЭМО и установление численных значений параметров ЭМС. Одним изнаправлений, входящих в состав данного аспекта, является создание специальныхизмерительных средств. Сюда также включают развитие методов выполнения измеренийпо ЭМС РЭС, в т.ч. статистических. Обособленной областью являются эргономика и28автоматизация измерений по ЭМС [6], снижение их трудоемкости, особенно при сбореинформации об ЭМО в течение длительного времени для накопления статистики.МетодыизмеренийхарактеристикЭМС,принятыедляпрактическогоиспользования, в значительной степени влияют на точность и повторяемость результатов.Поэтому их содержание наряду с условиями проведения измерений регламентируетсяспециальными документами вместе с требованиями к применяемым измерительнымустройствам и приборам.Предлагаемые в последующих разделах диссертации решения непосредственносвязаны с рассматриваемым аспектом ЭМС.
Они направлены на расширение спектраметодов оценки помехоэмиссии со стороны РЭС. Поскольку условия проведениясертификационных испытаний нормируются, то будет, как ожидается, наблюдатьсядостаточнаякорреляциямеждурезультатамимоделированияилабораторныхисследований, если методология виртуальной сертификации будет предполагатьиспользование подходов и моделей, обеспечивающих и приемлемую погрешностьизмерений.7. Методология создания и эксплуатации РЭС с учетом ЭМС обычно базируетсяна системном подходе, при котором учитываются все факторы, существенно влияющие наЭМС, включая ЭМО в предполагаемом месте эксплуатации.
Системный подходприменяется на каждом из отмеченных выше уровней ЭМС. Значительную роль вметодологии обеспечения ЭМС играют частные концепции, используемые для отдельныхклассов РЭС. Они позволяют учесть особенности функционирования оборудования иформирования им радиопомех.Таким образом, проблема обеспечения ЭМС многогранна.
Другой особенностьюявляется эволюционный характер её трансформации в ходе проектирования РЭС.На разных стадиях используют различные подходы к данной проблеме, уточняятребования по ЭМС и развивая меры по их достижению при разработке проекта РЭС.Работы по обеспечению ЭМС начинаются на стадии эскизного проектирования с анализаэлектромагнитной обстановки в предполагаемом месте эксплуатации, возможного ущербапри невыполнении ЭМС, а также с оценки степени, в которой потребуется удовлетворятьтехнические аспекты и нормы по ЭМС. Выпускаемая продукция широкого потребления вобязательномпорядкедолжнаудовлетворятьстандартампоэлектромагнитнойсовместимости, относящимся к данному классу оборудования.Задача обеспечения помехоустойчивости решается на основе обнаружения узлов,работающих в тяжелых условиях воздействия электромагнитных помех и паразитноговзаимодействия с другими элементами через эфирный и кондуктивный механизмы29передачи радиопомех.
Для упрощения установления таких участков обычно используютметод матрицы взаимодействий [19], содержание которой составляет определенная накачественном уровне степень взаимного влияния элементов в системе.Настадиитехническогопроектированияработыпообеспечениюэлектромагнитной совместимости также целесообразно начинать с прогнозированияЭМО, включая информационный поиск и — при необходимости — экспериментальноеисследованиепредполагаемых местэксплуатации.ПроектируемоеРЭСусловноразделяется на зоны, характеризующиеся различными уровнями помехоэмиссии ипомехоустойчивости. Затем устанавливают требуемые уровни помехоустойчивости ипомехоэмиссии для различных компонентов системы, необходимые общие и специальныемероприятияпообеспечениюЭМС,разрабатываютметодыподтвержденияэлектромагнитной совместимости, а также контрольные мероприятия.Помимо отмечавшихся выше, на стадии технического проектирования широкоиспользуютследующиемеры,ведущиекулучшениюхарактеристикЭМСисоставляющие основу её обеспечения [20]:— определение характеристик электрических схем с точки зрения передачисигналов, в т.ч.
паразитных;— определение требований по ЭМС к линиям передачи радиосигналов;— распределение цепей передачи радиосигналов по категориям — высокого инизкого уровней, цифровых, сигналов управления и питания для последующегоразделения при конструировании;— определение общих требований по экранированию каждого функциональногоузла РЭС;— разработкасистемызаземления,отвечающейтребованиямпоЭМС,специальных средств фильтрации и подавления радиопомех.Из изложенного следует, что для практического применения в проектированиисовременных РЭС разработано множество подходов и методов, направленных наобеспечение ЭМС.
Значительная часть из них может быть легко реализована в системахавтоматизации проектирования.Классификация и содержание методов обеспечения ЭМС РЭС. Современныеметоды обеспечения ЭМС могут быть подразделены на две большие группы —организационные и технические [15]. Первая группа методов относятся главным образомк межсистемному уровню ЭМС и включает рациональный выбор частот для различныхрадиослужб, установление частотно-пространственного разнесения между РЭС сконкретными характеристиками по ЭМС, определение места размещения РЭС и т.д.30К организационным методам следует отнести и использование при проектированииРЭС различной нормативной документации, а также её разработку для новых типовоборудования и уточнение ранее утвержденных документов. Существующие в областиЭМС документы, в особенности стандарты, способствует внедрению новых техническихсредств и ускорению научно-технического прогресса в целом.
Большую роль в этомиграет разработка научно-технической документации опережающего характера [21],которая базируется на результатах научно-исследовательских и опытно-конструкторскихразработок, позволяющих оценить целесообразность производства и эксплуатации РЭС сновыми характеристиками, в т.ч. по ЭМС.Организационные методы обеспечения ЭМС тесно связаны с экономическимивопросами.
Требования к новому качеству РЭС по показателям ЭМС приводят кнеобходимости дополнительных затрат задолго до получения экономического эффекта.Применение РЭС и компонентов с улучшенными характеристиками позволяет увеличитьчисло одновременно эксплуатируемых электронных средств и интенсифицироватьиспользование радиоканалов. Таким образом, эффект от реализации требований по ЭМСпроявляетсявформеповышениякачестваистабильностифункционированияоборудования, снижении временных и материальных затрат на ввод в эксплуатацию и т.п.Кроме того, выше отмечалась необходимость исключения итерационных циклов,связанных с доработкой и повторным проведением сертификационных испытаний попомехоэмиссии,достижениекоторогозначительноснижаетобщиезатратынапроектирование и его длительность.
Проведение мероприятий по ЭМС также должнобыть экономически целесообразным, что учитывается, например, при разработке норм напомехоэмиссию [22].Технические методы обеспечения ЭМС подразделяются на системотехнические,схемотехнические и конструкторско-технологические. Системотехнические методывключают рациональное разделение радиоэлектронных комплексов на функциональныеузлы и их пространственное размещение, обеспечение функционирования всех подсистемв условиях реальной ЭМО с использованием методов более низкого уровня, их выбор иоценку эффективности, оптимизацию проектируемых систем по характеристикам ЭМС иоценку предельно достижимых их значений на текущем уровне научно-техническогоразвития.Схемотехнические методы направлены на поиск и использование схемныхрешений,которыеповышаютпомехоустойчивостьиспособствуютснижениюпомехоэмиссии.
Для этого обычно используют фильтры, дополнительные инерционныецепи, средства защиты от перенапряжений и т.д. Такие элементы вводятся в31электрические схемы либо на основе анализа ЭМС для проекта конкретного устройства,либо в соответствии с требованиями нормативных документов.Конструкторско-технологические методы в настоящее время являются одними изосновных на уровне внутриаппаратурной ЭМС.
Они включают в себя экранирование изаземление, использование специальных линий передачи радиосигналов, рациональноетопологическое проектирование печатных узлов и межсоединений. Основные вопросы иклассические решения конструкторского обеспечения ЭМС широко освещены влитературе, например, в [10, 15, 17, 23]. Технологическая составляющая рассматриваемогокласса методов состоит в том, что технология производства не должна способствоватьпорождению помеховых сигналов. Например, контактные и переходные сопротивления,наличиекоторыхобусловленотехнологическимипричинами[24,25],могутспособствовать эмиссии радиопомех.
Ввиду этого технологический уровень производстваРЭС важен и с точки зрения ЭМС.Конструкторско-технологические и схемотехнические методы обеспечения ЭМСявляются основными при проектировании РЭС и при разработке технологическихпроцессов их производства. В зависимости от степени сложности, временных ифинансовыхресурсовприменениевсехуказанныхметодовсопровождаетсяиспользованием тех или иных исследовательских подходов, которые могут бытьаналитическими либо экспериментальными.
Преимуществом аналитических подходов, ккоторым относят анализ, расчеты и прогнозирование [15], являются невысокие затратывремени и средств при наличии соответствующих вычислительных сред. Обычно в ихоснове лежит математическое моделирование. Недостаток состоит в некотором отрыве отреальных условий функционирования оборудования.Экспериментальные методы обеспечения ЭМС базируются на измерениях, обычносвязанных с оценкой ЭМО или уровней излучаемых либо кондуктивных радиопомех. Онихарактеризуются приближенностью к реальности, однако обычно требуют существеннобольших временных и финансовых затрат. Экспериментальные методы сложно применитьк проектируемым устройствам, т.к. они требуют создания макетов либо опытныхобразцов, что ведет к увеличению длительности проектирования и дополнительнымрасходам.Задача обеспечения ЭМС для разрабатываемых РЭС может решаться эффективнеес использованием моделирования; экспериментальные методы, если это необходимо,могут привлекаться на стадии тестирования опытного образца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
