МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Д.Ф. Устинова

Кафедра радиоэлектронных систем управления И4

В.П.Смолин

ЭЛЕКРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ

Санкт-Петербург

2004

1. Проблема электромагнитной совместимости рэс. Основные положения

1.1 Введение

Электромагнитные волны используются человечеством свыше 100 лет. Традиционные области применения электромагнитных волн это радиовещание, радиосвязь, телевидение, радиолокация, радионавигация, судовождение, радиоуправление летательными аппаратами и подвижными средствами.

В последние десятилетия появились относительно новые применения электромагнитных колебаний в таких областях как медицина, химия, геология, метеорология, астрономия, получили распространение системы спутниковой и мобильной связи, аналоговые и цифровые радиовещательные, телевизионные станции ДМВ диапазона и т.п.

Все более актуальной становится задача обеспечения совместного использования радиочастотного спектра средствами различного назначения. Поэтому, при разработке современных радиоэлектронных средств (РЭС) особенно необходимо учитывать условия их эксплуатации, включая электромагнитную обстановку, в которой надлежит работать РЭС. Возникновение и усложнение проблемы ЭМС РЭС происходило в силу различных причин, ниже перечислены некоторые из них.

1.1.1 Быстрый рост числа фиксированных и подвижных радиосредств приводит к возрастанию плотности размещения и сопровождается уменьшением территориального разноса между ними. При ограниченной емкости (частотном ресурсе) радиодиапазонов, в которых эти средства работают, уровень взаимных помех растет и нормальная работа РЭС нарушается.

1.1.2 Значительные успехи в технологии производства радиоаппаратуры позволили существенно увеличить излучаемые мощности, повысить чувствительность радиоприемников и увеличить коэффициенты усиления антенн. Соответственно, возросли мощности нежелательных излучений, восприимчивость к помехам, мощности, излученные в нежелательных направлениях.

1.1.3 Усложнение функций, выполняемых РЭС, привело к тому, что комплексы РЭС размещаются на ограниченной территории (на судах, самолетах, спутниках связи и т.п.). Число антенн на одном объекте может достигать нескольких десятков при сравнительно небольшой площади размещения. Расстояния между антеннами различных систем уменьшаются и составляют от нескольких десятков до нескольких метров и менее того. Большое количество РЭС и скученность антенн также приводят к росту взаимных помех. Электромагнитные поля работающих передатчиков могут создать в антенно-фидерных цепях соседних радиоэлектронных средств высокочастотные ЭДС достигающие десятков вольт. Это вызывает нарушение нормального функционирования РЭС, перегрузки входных каскадов радиоприемников и, если не принять специальных мер, может надолго вывести из строя чувствительную аппаратуру. Особенно значительные помехи радиоприемным устройствам могут создавать радиолокационные станции (РЛС) и мощные передатчики декаметрового диапазона. Однако не менее опасны и взаимные воздействия излучений антенн близкорасположенных радиопередающих устройств (РПРДУ). В результате могут возникать помехи на частотах, отличных от рабочих частот передатчиков, тем самым создавая мешающее влияние на работу других средств.

1.2 Основные термины и понятия эмс. Эмс как составляющая радиоэлектронной защиты

Под электромагнитной совместимостью (ЭМС) радиоэлектронных средств понимают способность этих средств одновременно функционировать в реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством при воздействии на них непреднамеренных помех, не создавая при этом недопустимых помех другим РЭС. Радиоэлектронное средство - это техническое средство, состоящее из одного или нескольких радиопередающих и (или) радиоприемных устройств и вспомогательного оборудования. Подразумевается, что все компоненты РЭС территориально находятся в одном месте. Радиоэлектронное средство - изделие и его составные части, в основу функционирования которых положены принципы радиотехники и электроники. Под электромагнитной обстановкой (ЭМО) подразумевается совокупность электромагнитных помех в виде электромагнитных полей (и наводимых ими токов или напряжений), влияющих на функционирование РЭС. Причем такое влияние может проявляться как совместно с полезным сигналом, так и без него, как через антенну, так и помимо нее. Радиоканал - это некоторая линия связи: передатчик- пространство распространения - приемник. Один передатчик может образовывать несколько радиоканалов. Работающая совокупность РЭС образует набор радиоканалов, между которыми могут образовываться помехи.

Электромагнитная помеха (ЭМП) - нежелательное воздействие электро­магнитной энергии, ухудшающее качество функционирования РЭС. Радиопо­меха - ЭМП в диапазоне радиочастот 9 кГц...3000 ГГц. Электромагнитная помеха определяется, как нежелательное воздействие энергии электромагнитного поля, которое ухудшает или может ухудшить показатели качества функционирования РЭС. Источники помех могут быть как внутри РЭС, так и вне его. Электромагнитные помехи различают по их источникам - естественным и искусственным. Их принято делить на преднамеренные и непреднамеренные.

Непреднамеренная помеха (НЭМП) - это любая помеха искусственного происхождения, не предназначенная для нарушения функционирования РЭС. Непреднамеренные помехи могут быть излучаемыми и наводимыми в проводниках. Электромагнитные помехи могут серьезно ухудшить качество функционирования РЭС, вплоть до полной невозможности выполнить им свою основную функцию.

Преднамеренная радиопомеха - радиопомеха, создаваемая источни­ком искусственного происхождения, предназначенная для нарушения работы РЭС.

Защищенность от преднамеренных помех (помехозащищенность) - способность РЭС (комплекса или системы ВВТ с РЭС) выполнять свои функ­циональные задачи в условиях его радиоэлектронного подавления.

Помехоустойчивость - способность РЭС выполнять свои функцио­нальные задачи во время воздействия преднамеренной радиопомехи.

Скрытность (разведывательная защищенность) - способность РЭС противодейс­твовать обнаружению средствами непосредственной разведки противника.

Радиоэлектронное подавление (РЭП) - совокупность организаци­онно- технических мероприятий, направленных на радиоэлектронное подав­ление РЭС противника энергией электромагнитных излучений.

Радиоэлектронная разведка (РЭР) - совокупность организацион­но-технических мероприятий, направленных на поиск, обнаружение, анализ излучений, опознавание и определение местоположения РЭС противника, оценку создаваемой ими угрозы для последующего радиоэлектронного по­давления и выдачи указания средствам поражения, а также управления средствами РЭП.

Радиоэлектронная борьба - совокупность организационно-техни­ческих мероприятий, направленных на радиоэлектронное подавление РЭС (комплексов и систем вооружения и военной техники с РЭС) противника и радиоэлектронную защиту своих РЭС (комплексов) от радиоэлектронного подавления со стороны противника.

Радиоэлектронная защита (РЭЗ) - совокупность организацион­но-технических мероприятий, направленных на обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) и защищенности РЭС (комплексов и систем ВВТ с РЭС) от преднамеренных радиопомех в условиях совместного применения РЭС в общих полосах частот, территориальных районах и ведения РЭБ про­тивником. Уровень помехи измеряют в единицах напряженности электромагнитного поля (В/м, мкВ/м), либо в единицах плотности потока мощности (Вт/м²). На входе радиоприемника уровень помехи можно определять в единицах напряжения либо мощности (В, Вт, мВт) или относительных единицах (дБмВт) и т.п. По спектральным и временным характеристикам различают сосредоточенные, импульсные и флуктуационные помехи. Сосредоточенная помеха это узкополосное колебание, его параметры медленно (по сравнению с центральной частотой) меняются или постоянны во времени. Частотный спектр ее ограничен. Источниками такого рода помех могут быть различного рода средства связи, работающие в узкой полосе частот. Импульсная и флуктуационная помехи образуют широкий частотный спектр. Источниками импульсной помехи являются РЭС, использующие импульсную модуляцию (например, РЛС), а также некоторые источники индустриальных помех. Флуктуационная помеха представляет собой случайный процесс - наложение случайного числа импульсов случайной величины. Это могут быть грозовые разряды, космические шумы и внутренние шумы аппаратуры.

Радиочастотный ресурс - это весь диапазон частот, пригодный для практического использования. В более узком смысле: тот диапазон частот, который выделен для данного вида использования. Весь радиочастотный ресурс разбит на диапазоны. Потребителями ресурса являются регионы, страны, области. Радиочастотный ресурс используют радиослужбы (связь, радио и телевизионное вещание, локация, навигация и т.п.), осуществляющие прием и (или) излучение радиоволн в определенных целях. При рассмотрении вопросов использования частотного ресурса вводят три понятия: распределение, выделение и присвоение частот. Понятие "распределение" применяется к службам, "выделение" - к зонам, областям или странам, "присвоение" - к радиоэлектронным системам и средствам. Распределение (полосы частот): запись в таблице распределения частот некоторой заданной полосы частот с целью ее использования одной или несколькими службами. Выделение (радиочастоты или радиочастотного канала): запись определенного частотного канала в согласованном плане принятом компетентной конференцией с целью использования его одной или несколькими администрациями для наземной или космической службы радиосвязи в одной или нескольких указанных странах или географических зонах при определенных условиях. Присвоением (радиочастоты или радиочастотного канала) называют разрешение, выдаваемое какой-либо радиостанции на использование радиочастоты или радиочастотного канала при определенных условиях. Присвоенная полоса частот - полоса частот, в пределах которой разрешено излучение станции. Ширина этой полосы частот равна необходимой ширине полосы частот плюс удвоенная абсолютная величина допустимого отклонения частоты. Присвоенная частота - средняя частота полосы частот, присвоенной станции. Администрация - любое правительственное учреждение или служба, ответственная за выполнение обязательств по Конвенции МСЭ и Регламентам.