Ю.Е.СЕДЕЛЬНИКОВ - Электромагнитная совместимость

Для реальной аппаратуры всегда имеет место превышение занимаемыми областями ОШ11 и QPI1J соответствующих им необхо­ димых значений:

причины чего носят различный характер. Часть из них имеет прин­ ципиальный характер, например, превышение области создавае­ мых полей телевизионным передатчиком над плановым, соответ­ ствующим его зоне обслуживания, другие - связаны с техническим несовершенством конкретного устройства, приведшим к увеличе­ нию полосы занимаемых частот, наличию неосновных каналов приема, появлению нежелательных связей между элементами или устройствами и т д.

В любом случае, при нарушении ЭМС, трактуемым как нали­ чие нежелательных пересечений областей Пип, и ЭРП.. возможны две принципиально различные ситуации, при которых имеет место:

- пересечение областей ОИП; и С1РПу, хотя пересечение соответ­ ствующих необходимых областей ОИПн; и ОРПи? отсутствует (рис. 4.3)

- пересечение и занимаемых, и соответствующих им необхо­ димых областей (рис. 4.4):

Принципиальное отличие этих ситуаций заключается в сле­ дующем. Если пересечение необходимых областей отсутствует, а занимаемых - имеет место, это означает, что нарушение ЭМС возникло вследствие технического несовершенства либо устрой­ ства-источника, либо устройства-рецептора. С принципиальной точки зрения, совместная работа может быть обеспечена, причем только при улучшении технических параметров (параметров ЭМС) аппаратуры.

171

т

Рис 4 3 Случай непересекающихся необходимых областей С!ИПя, и £2РП„

Рис. 4.4. Случай пересекающихся необходимых областей ПИПн1 и Qpn,iy

Если имеет место пересечение необходимых областей, это означает, что только при улучшении технических параметров уст­ ройств-источников и рецепторов ЭМС не может быть обеспечена. Для обеспечения ЭМС в этих ситуациях необходимо изменить принцип действия указанных устройств с целью сокращения про­ тяженности необходимых областей и (или) ОРПну (рис. 4.5). Другой путь состоит в изменении организации их работы в час­ тотной, временной или пространственной областях с целью исклю­ чения пересечений областей ОИПя, и (или) QPI1HJ (рис. 4.6).

172

т

Рис 4 5 Сокращение размеров необходимых областей

До принятия мер

J После принятия мер

Рис 4 6. Разнос занимаемых областей

Таким образом, с точки зрения использования радиочастот­

ного ресурса, существо различных мер обеспечения ЭМС состоит

вследующем:

-Организационно-технические меры - организация рациональ­

ного использования радиочастотного ресурса в интересах всей со­ вокупности используемых и вновь создаваемых технических средств: планирование его использования на уровне радиослужб, а также регламентация разумно допустимых превышений разме-

173

ров занимаемых областей над необходимыми значениями в целом

идля различных групп радиоэлектронных средств.

-Системотехнические меры - выработка принципов работы технических средств, направленных на сокращение размеров необходимых областей £1ИПн, и £2РПн7, а также рациональное пере­ распределение радиочастотного ресурса между элементами систе­ мы в пределах возможностей, определенных на основе организа­ ционно-технических мер.

-Схемотехнические меры - обеспечение условий, при кото­ рых протяженность занимаемых областей сокращается в сторону приближения к соответствующим необходимым значениям:

те или иные приемы, принимаемые на уровне схемных решений, не затрагивающих принцип действия аппаратуры.

- Конструкторско-технологические меры - использование различных приемов на уровне конструктивных решений и техно­ логических процессов производства.

Во многих случаях на практике целью схемотехнических и конструкторско-технологических мер обеспечения ЭМС является такое уменьшение размеров занимаемых областей, при которых их протяженность отвечает допустимым значениям, определенным организационно-техническими мерами, т.е. стандартам и нормам, регламентирующим параметры ЭМС различных технических средств.

Трактовка проблемы ЭМС как проблемы использования ра­ диочастотного ресурса позволяет дать наглядное толкование сле­ дующему факту. Как отмечалось в разд. 1, непреднамеренные по­ мехи принято разделять на две категории - излучения радиопере­ датчиков и индустриальные помехи. С позиций использования радиочастотного ресурса такое деление имеет совершенно четкое объяснение. Любые электронные и электротехнические средства предназначены для использования электромагнитных процессов с определенными целями исключительно в пределах внутреннего объема указанных устройств.

Таким образом, необходимые области £2ИПн, и ОРПн7 локали­ зованы в пространстве соответственно пространственным коорди­ натам указанных устройств. Поэтому для источников и рецепто­

174

ров этой категории устройств всегда выполняется условие отсут­

Это означает, что любые нарушения ЭМС в группе источни­ ков и рецепторов в категории «индустриальные помехи» являются только следствием технического несовершенства последних. Это означает, что задачи обеспечения ЭМС для этой категории прин­ ципиально могут быть решены на основе принятия схемотехни­ ческих и конструкторско-технологических мер.

Для категории НЭМП-излучения радиопередатчиков дело обстоит принципиально иным образом. Любые радиопередающие устройства по своему назначению создают электромагнитные поля за пределами своих внутренних объемов. Это уже означает прин­ ципиальную возможность наличия пересечений необходимых об­ ластей Г2ИПн, и QPthy. Кроме того, в силу фундаментальных законов электромагнетизма, электромагнитное поле в открытом простран­ стве не может быть локализовано в пределах только некоторой ограниченной его части. Также не может быть локализован лю­ бой сигнал конечной длительности в пределах финитной частот­ ной области. Поэтому имеет место превышение занимаемых обла­ стей над необходимыми значениями. Существование нежелатель­ ных пересечений областей означает, что в общем случае принятие мер только схемотехнических и конструкторско-технологических может оказаться недостаточным при обеспечении ЭМС для кате­ горий источников НЭМП-излучений радиопередатчиков.

4.3. Организационно-технические меры обеспечения ЭМС

4.3.1. Организация использования радиочастотного ресурса

Как уже было отмечено, существо организационно-технических мер с позиций использования радиочастотного ресурса состоит в орга­ низации рационального его использования определенными категория­ ми пользователей. Среди всей совокупности указанных мер можно выделить две основные группы:

• распределение ресурса между различными категориями пользователей. Наглядной трактовкой содержания этих мер явля-

175

ется распределение в пространстве V-F-T необходимых областей, соответствующих тем или иным категориям пользователей;

• регламентирование допустимой протяженности занимаемых областей, соответствующих источникам и рецепторам различных категорий. Указанная регламентация заключается в стандартиза­ ции (нормировании) параметров ЭМС для различных групп аппа­ ратуры и обеспечении правовых и технических основ соблюдения указанных норм. С точки зрения использования радиочастотного ресурса существо этой группы мер заключается в регламентации размеров необходимых областей и допустимых превышений зани­ маемых областей, соответствующих источникам и рецепторам по­ мех различных категорий.

Перечисленные группы мер применяются на различных уров­ нях: международном, национальном, региональном, отраслевом и т.д.

Международный уровень. С момента открытия РЧР (конец позапрошлого столетия) и по настоящее время процесс использо­ вания РЧР развивается в двух направлениях: освоение ресурса в диапазонах все более высоких частот и непрерывно возрастающее использование его в уже освоенных диапазонах. Огромное соци­ альное и экономическое значение РЧР для всех народов земного шара привело к необходимости его распределения на основе меж­ дународных соглашений при разделении на отдельные полосы ча­ стот и их закрепление за определенного вида радиослужбами. Ком­ плекс задач, возникающих в международном масштабе в связи с пользованием РЧР, находится в ведении Международного союза электросвязи (МСЭ), который имеет в своем составе Международ­ ный комитет по регистрации частот (МКРЧ), Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ). Согласованные международные решения оформляются Генераль­ ным секретариатом МСЭ (Женева) в виде сборника документов «Регламент радиосвязи» [23], выпущенного впервые в 1959 г. и до­ полняемого последующими международными соглашениями в свя­ зи с распределением и перераспределением полос частот, напри­ мер, для космической радиослужбы (1963 и 1971 гг.), подвижных служб авиационной (1966 и 1978 гг.) и морской (1967 и 1974 гг.).

Первое международное соглашение относилось к распределению радиоканалов в диапазонах СВ и ДВ и было принято в 1906 г.

176

(Берлин) с участием 29 стран. Был согласован вид сигнала бедствия SOS и впервые выделен для него радиоканал. Процесс дальнейшего распределения РЧР продолжался на последующих международныхкон­ ференциях. В 1927 г. было согласовано использование диапазона 10 кГц

... 60 МГц (1=5 м), в 1947 г. диапазона 10 кГц ... 40 ГГц (7,5 мм) и в 1971 г. - 10 кГц ... 275 ГГц (1,1 мм).

В 1979 г. состоялась Всемирная Административная радиокон­ ференция (ВАКР-79) с участием 142 стран, которая уточнила со­ держание этого важного сборника международных документов.

Основополагающим документом, определяющим общие принципы использования радиочастотного ресурса, является Регламент радиосвязи [23], которым определен ряд основопо­ лагающих правил, относящихся к вводу в строй мощных радио­ вещательных станций, ограничению помех, работе отдельных видов радиослужб (воздушная и морская подвижные службы, воздушные и морские радиомаяки, передача сигналов бедствия и т.д.). Важнейшим составляющим документом Регламента ра­ диосвязи является Таблица распределения радиочастот. Этот международный документ регламентирует распределение диа­ пазона радиочастот (9 кГц - 275 ГГц) между различными ра­ диослужбами.

Радиослужба — понятие, относящееся к использованию ра­ диотехнических средств по определенному для каждого вида служб целевому назначению. К различным радиослужбам относятся: ра­ дионавигация, радиолокация, радиовещание, фиксированная связь, морская подвижная радиосвязь, стандарты частоты, радиолюби­ тельская, воздушная и морская радионавигация, воздушная под­ вижная связь, радиометеорология, наземная подвижная связь, фик­ сированная, радиоастрономия, космические исследования, косми­ ческая связь, связь с помощью ИСЗ, радионавигация с помощью ИСЗ и радиометеорология с помощью ИСЗ.

Предполагается, что соблюдение всеми странами правил со­ гласно Таблице распределения радиочастот и дополняющих ее документов будет обеспечивать отсутствие НЭМП между РЭС раз­ личных радиослужб многих стран.

Остановимся на этом документе несколько подробнее. Для рас­ пределения полос частот земной шар разделен на три района.

177

В район 1 входят все страны Европы и Африки, а также Монголия,

азиатская часть бывшего СССР и частично Турция; район 2 - стра­ ны Северной и Южной Америки; район 3 - страны Азии, Австра­

лии и Океании.

Уточним понятия (термины), относящиеся к распределению диапазона радиочастот:

•распределение - службы;

•выделение - зоны или страны;

•присвоение — конкретные средства.

За каждым из географических районов Таблицей распреде­ ления радиочастот для всех перечисленных радиослужб закрепле­ ны определенные участки диапазона радиочастот (9 кГц - 275 ГГц)

(распределены между радиослужбами). Кроме того, определен ста­ тус отдельных радиослужб при распределении им общих полос

частот (основные, вторичные и разрешенные). Распределение полос

частот по радиослужбам первого региона представлено на диаг­ рамме, представленной на рис. 4.7.

Национальный уровень Национальная политика стран в об­

ласти распределения радиочастотного ресурса строится на базе

Регламента радиосвязи и ряда других международных соглашений, в соответствии с Таблицей распределения радиочастот Это. в том числе, означает централизованное, на государственном уровне распределение полос частот между радиослужбами в масштабе конкретной страны При этом учитываются взаимные интересы стран - соседей. В частности, частоты, присвоенные радиостанци­ ям соседних стран, не располагаются вблизи границ частотной полосы, выделенной для данной радиослужбы.

Это планирование направлено на ослабление (исключение) помех между средствами радиослужб соседних стран. Выделение полос частот для различных радиослужб стран представлено на­ циональными Таблицами распределения *.радиочастот

* В большинстве промышленно развитых стран выделены две категории различных радиослужб - гражданские и военные и существуют соответствую­ щие им Таблицы распределения полос частот

178

На национальном уровне процесс распределения полос частот между радиослужбами, а также контроль за их выполнением обеспе­ чивается работой специальных правительственных органов: в США — Федеральной комиссией по связи, подчиненной непосредственно Президенту страны, в России - Государственной Комиссии по радио­ частотам, радиочастотными органами, а также соответствующими организациями в составе Министерства Обороны и ФАПСИ.

Выделение частотных полос и присвоение частот конкретным РЭС во всех цивилизованных странах осуществляется на основе на­ циональных Таблиц распределения радиочастот. Эти функции вы­ полняют специальные государственные органы, отвечающие за ис­ пользование радиочастотного ресурса в масштабе конкретной стра­ ны. Форма организации процессов назначения частот и контроля за использованием частотного ресурса определяется национальными законодательными актами. Как правило, порядок назначения частот зависит от вида службы, категории средств и пользователей. В лю­ бом случае процесс имеет централизованный характер, хотя и вклю­ чает наличие нескольких уровней - национальный, региональный, местный и т.д. Обычной практикой является решение вопросов по маломощным источникам и малоприоритетным пользователям на низшем (местном) уровне, более важных - на региональном и т.д.

В РФ общий порядок назначения радиочастот для эксплуата­ ции РЭС всех категорий определяется ее нормативными актами, в том числе «Положением о порядке назначения (присвоения) ра­ диочастот в Российской Федерации для радиоэлектронных средств всех назначений», принятым ГКРЧ РФ 29.06.98 (протокол № 7/2).

Положение устанавливает в Российской Федерации основные принципы и общие условия назначения (присвоения) радиочастот для радиоэлектронных средств всех назначений. Им определяются про­ цедура представления заявок на частотные назначения (присвоения), правила международной координации частотных назначений (при­ своений) и выдачи разрешений на их использование, права и обязан­ ности заявителей (пользователей), порядок учета частотных назначе­ ний (присвоений), контроля за их использованием, порядок выявле­ ния и устранения радиопомех, возникающих при эксплуатации РЭС.

Согласно «Положению» регулирование распределением частот для различных категорий пользователей осуществляется спе­

180