Этапы и общие методы анализа ЭМС заданного комплекса РЭС

Как следует из проведенного выше рассмотрения рис.1.2, проблема достижения ЭМС заданной совокупности РЭС требует первоначального изучения и последующей оценки исходной помеховой ситуации – электромагнитной обстановки (ЭМО). Изучение ЭМО включает в себя получение количественных данных обо всех параметрах, необходимых для проведения расчетов ЭМС – пространственных (расстояния между взаимодействующими РЭС, углы между линиями, их соединяющими, высоты подвеса антенн, профили трасс распространения ПС и МС ), энергетических (мощности передатчиков ПС и МС, кпд их фидерных трактов, диаграммы направленности антенн), параметров радиоприемных устройств (чувствительность, полоса пропускания ВЧ тракта, восприимчивость к помехам по паразитным каналам приема и др.) и, разумеется, частотных (частоты передатчиков ПС и МС).

В целом задача определения степени достижения ЭМС в конкретной ситуации сводится к решению двух частных задач: внешней и внутренней (по отношению к данному РЭС) [1,2].

Внешняя задача заключается в оценке электромагнитной обстановки (ЭМО) в точке расположения приемника-рецептора, определяемой как совокупность параметров полезного и мешающих сигналов на входе рецептора. При этом составляется статистическая модель ЭМО, которая наряду с постоянными параметрами (расстройки несущих частот ПС и МС, их средние значения мощностей и др.) включает в себя все вероятностные параметры полезного и мешающих радиосигналов с учетом статистической природы их формирования и распространения: случайности параметров модулирующих сигналов при данном виде модуляции, быстрых и медленных замираний полезного и мешающих радиосигналов, возможных нелинейных эффектов в приемнике при повышенных уровнях радиосигналов на входе приемника). Внутренняя задача заключается в количественном определении степени воздействия непреднамеренных помех на качество функционирования РЭС. Решение внутренней задачи обычно производится с использованием методов статистической радиотехники и статистической теории оптимального приема сигналов, развитых применительно к случаям воздействия непреднамеренных помех с учетом необходимости обеспечения ЭМС РЭС.

Решение о том, достигнута ли ЭМС рассматриваемой совокупности РЭС, должно приниматься, исходя из допустимости или недопустимости рассчитанных процентов временинедопустимого снижения качества функционирования радиоприемных устройств всех РЭС в данной ЭМО из-за воздействия мешающих сигналов. Отсюда вытекает трехэтапная схема решения задачи оценки ЭМС:

 

 

Этап 1. Решается задача оценки ЭМО. Как отмечалось выше, ее исходными данными являются географические и энергетические характеристики и параметры источников полезных и мешающих сигналов. Результатом решения этой задачи являются количественные детерминированные и вероятностные характеристики полезных и мешающих сигналов, воздействующих на приемное устройство каждого из РЭС. При этом совокупность мешающих сигналов, потенциально опасных в отношении нарушения ЭМС и требующих проведения количественного анализа, называют помеховой обстановкой.

Этап 2. Решается задача оценки ухудшения качества приема полезного сигнала из-за влияния непреднамеренных помех. Исходными данными для ее решения являются результаты решения задачи первого этапа. Результат решения задачи второго этапа характеризует степень.

Этап 3. По результатам решения задачи второго этапа производится оценка ЭМС РЭС, исходя из превышения или непревышения допустимых значений рассчитанными по выбранному критерию ЭМС процентами временинедопустимого снижения качества функционирования радиоприемных устройств всех РЭС в данной ЭМО из-за воздействия мешающих сигналов.

Оценка ЭМС РЭС может производиться различными методами:

1/ расчетным;

2/ экспериментальным – на основе измерений ряда параметров взаимодействующих РЭС;

3/ смешанным (сочетание расчетного и экспериментального методов).

Расчетные методы оценки ЭМС используются при решении следующих задач:

- прогнозирование электромагнитной обстановки;

- перспективное планирование и эффективное использование спектра радиочастот;

- подготовка материалов для заключений (решений) на право пользования определенными полосами частот;

- определение степени обеспечения ЭМС РЭС;

- оценка степени влияния непреднамеренных помех на качество функционирования РЭС;

- оценка эффективности мер по обеспечению ЭМС РЭС;

- разработка норм частотно-территориального разноса между РЭС.

Учитывая важность решения задач ЭМС, во многих странах, в том числе и в России, существует целая система нормативных документов (Государственных стандартов, Норм на параметры излучения передатчиков и т.д.), которые регламентируют основные характеристики и параметры РЭС, влияющие на их ЭМС. К числу наиболее важных нормативных документов такого рода относятся следующие:

 

ГОСТ 30372- 95. Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения;

ГОСТ 23882-710. Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. Номенклатура параметров и классификация технических характеристик;

ГОСТ Р50842-95. Устройства радиопередающие народнохозяйственного применения. Требования к побочным радиоизлучениям. Методы измерения и контроля;

ГОСТ Р 51319-910. Совместимость технических средств электромагнитная. Приборы для измерения индустриальных радиопомех. Технические требования и методы испытаний.

ГОСТ Р 51320-910. Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные. Методы испытаний технических средств – источников индустриальных помех;

Нормы 19-02. Нормы на ширину полосы радиочастот и внеполосные излучения радиопередатчиков гражданского применения.

 

1.5 Общие методы обеспечения ЭМС

Обеспечение ЭМС на практике достигается реализацией комплекса обязательных для пользователей радиоспектра организационно-технических мер, устанавливаемых и контролируемых соответствующими государственными органами:

а) централизованное распределение и выделение полос частот различным службам радиосвязи;

б) научно обоснованное управление использованием радиоспектра;

в) жесткий контроль выполнения нормативных показателей ЭМС (в частности, ограничение мощности радиоизлучений в определенных направлениях).

Одним из важнейших технических способов достижения ЭМС РЭС является обеспечение частотно-территориального разноса (ЧТР) этих РЭС. ЧТР представляет собой совокупность частотного разноса (ЧР – разности рабочих частот передатчиков ПС и МС) и минимально необходимого территориального разноса (ТР) каждого из передатчиков мешающих сигналов относительно рецептора. ТР для каждого мешающего передатчика зависит, в частности, и от совокупности параметров Rм, и так называемого “ситуационного плана” (рис. 1.8).

На рис.1.8 приняты следующие обозначения: ПРС – радиостанция основной (полезной) системы радиосвязи (СРС), подверженная воздействию МС от другого РЭС; МРС - радиостанция мешающей СРС, являющаяся источником МС для рассматриваемой ПРС; Rc – длина трассы распространения ПС; Rм – длина трассы распространения МС; f пд _с –частота ПС; ДНА – диаграмма направленности антенны; МС - мещающий радиосигнал; j _м – угол прихода МС; f пд _м – частота МС;; a _м – угол исхода МС.

 

Помимо общих организационно-технических мер применяются различные

специальные технические средства, уменьшающие влияние МС на качество приема ПС посредством снижения уровня МС на входе рецептора или ослабления влияния МС на качество приема за счет использования компенсаторов помех. Рассмотрение таких средств проведено в главе 10.

 

Рис.1.8 Cитуационный план помеховой ситуации при воздействии одного мешающего сигнала

 

Общая методика анализа ЭМС РЭС, включающая в себя общий алгоритм анализа ЭМС, подготовку и первичный анализ исходных данных для произвольного сложного случая ЭМО, алгоритм проверки выполнения ЭМС для каждоговарианта взаимодействия в данной ЭМО, примеры расчетов ЭМСдля различных вариантов и список литературы, содержащий большое количество нужных для расчетов Рекомендаций МСЭ-Р, даны в [12 - АС Техн осн ].