Электромагнитная совместимость радиоэлектронных устройств: Конспект лекций, Часть 1 (Рассмотрены методы обеспечения электромагнитной совместимости с помощью антенной техники)

№ 3269

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТАГАНРОГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

_____________________________________________

Н.Н. Кисель

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ

РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Конспект лекций

Часть 1

Для студентов специальностей  071500,201100

Таганрог 2002

УДК 621.396.6.0019.4(075.8)

Составитель Кисель Н.Н.

Электромагнитная совместимость радиоэлектронных устройств. Конспект лекций. Часть 1. Таганрог: Изд-во ТРТУ. 2002. 74 с.

Рассмотрены методы обеспечения электромагнитной совместимости с помощью антенной техники. Предназначено для студентов 4-5 курсов специальностей 071500, 201100, 201700,200700 при изучении курсов «Электромагнитная совместимость РЭС», «Антенны и устройства СВЧ».

Ил. 3  . Библиогр.: 122 назв.

Рецензент  Г.И. Костромитин, канд. техн. наук., доцент кафедры АиРПУ ТРТУ

СОДЕРЖАНИЕ

1. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ, ОПРЕДЕЛЯ-ЮЩИХ ЭМС АНТЕННЫХ CИСТЕМ………………………….	5
1.1. Системный подход к проблеме ЭМС …………………..	5
1.2. Системные аспекты моделирования канала “эмиттер-рецептор”…..……………………………….…………..	10
1.2.1. Модели канала “эмиттер-рецептор” .…………………	10
1.2.2. Учет свойств радиотрассы при расчете пространственной развязки .…………………………………………………	14
1.2.3. Ослабление электромагнитного поля за счет дифракции ………………………………………………………….	15
1.2.4. Избирательные свойства трактов ПРД и ПРМ …….	18
1.2.5. Свойства антенн ПРД и ПРМ ………………………....	19
1.2.6. Поляризационный фактор ……………………………..	22
1.2.7. Диаграмма направленности и коэффициент усиления ……………………………………………………….……	23
1.3. Алгоритмы назначения оптимальных частот РЭС РТК ……………………………………………………………..…..	24
1.4. Особенности размещения бортовых антенн ЛА …..….	28
2. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭМС С ПОМОЩЬЮ АНТЕННОЙ ТЕХНИКИ …….…………….……	32
2.1. Особенности выбора параметров и конструкции антенн ………………………………………………………………	32
2.2. Помехозащищенность антенн. Ближнее и дальнее боковое излучение …………….………………………………….	35
2.2.1. Решение вопросов ЭМС по ближнему боковому излучению антенн ……………………………………..………….	35
2.2.2. Решение вопросов ЭМС по дальнему (пуассоновс-кому) боковому излучению антенн ..……………………………	40
2.3. Улучшение помехозащищенности антенн с использо-ванием структур пространственной развязки .………………..	46
2.3.1. Основные способы пространственной развязки антенн .………………………………………………………………	46
2.3.2. Принципы обеспечения развязки антенн  при использовании ребристых периодических структур ….……...	48
2.3.3. Влияние поляризационных характеристик на развязку между антеннами ……………………………….…………………	54
2.3.4. Влияние аберрации ЗА на параметры ЭМС …….……...	56
2.4. Адаптивные методы обеспечения ЭМС ..…….……….…...	57
2.4.1. Изменение характеристик антенн в зависимости от сигнально-помеховой обстановки …………………….………...	57
2.4.2. Адаптивные компенсаторы помех (АКП) ……………….	58
2.4.3. Адаптивные антенные решетки (ААР) ………………….	58
2.4.4. Активные методы адаптации ..……………………………	59
2.5. Измерение параметров антенн .……………………………..	59
3. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ЭМС АНТЕННЫХ СИСТЕМ РЭС. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ..	61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ……………………...	62

.

1. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЭМСАНТЕННЫХ СИСТЕМ

1.1.  Системный подход к проблеме ЭМС

Проблема обеспечения ЭМС включает:

– прогнозирование непреднамеренных потенциально опасных электромагнитных связей между различными частями радиоэлектронных систем (РЭС) и радиотехнических комплексов (РТК);

– разработку на основе прогноза, теоретических и экспериментальных данных технических или организационных мероприятий, снижающих уровни этих опасных связей до приемлемых значений.

Обеспечение ЭМС является сложной комплексной задачей, требующей учета на возможно более ранней стадии создания РЭС и РТК. Это связано с тем, что взаимные непреднамеренные помехи могут определяться количеством и геометрией расположения излучающих и распределительных систем, спектральным составом передающих РЭС и уровнем восприимчивости приемных устройств, степенью экранирования аппаратуры и ее размещением, трассировкой сигнальных, управляющих и силовых линий, временным регламентом работы отдельных частей РТК и т. д. [1-3].

В процессе решения проблемы ЭМС выделяют три основные стадии [4].

Первая стадия – это решения, предпринимаемые на этапе проектирования РЭС. На этом этапе для заданной модели электромагнитной обстановки проблема ЭМС может быть решена достаточно точно и эффективно. Однако модель реально не может учесть все сопутствующие факторы, связанные с инженерной реализацией и технологией производства (например, совместимость со смежными радиоэлектронными системами, помехи от побочных частот и собственных гетеродинных трактов, т.е. внутрисистемную ЭМС, трудно прогнозируемые наводки смежного оборудования). Поэтому полное решение проблемы обеспечения ЭМС достигается на последних этапах  разработки и конструирования, изготовления и испытаний.

Вторая стадия – проведение испытаний по критериям ЭМС и измерения параметров отдельных узлов РЭС и готового изделия.

Третья стадия – эксплуатация, где в результате тех или иных причин РЭС функционируют в условиях, отличающихся от расчетных.

Рассмотренные этапы тесно связаны между собой. Так, на стадии проектирования должны быть учтены особенности технологии и эксплуатации, в то же время на этапе эксплуатации возникает необходимость соответствующей коррекции параметров РЭС, производства контрольных измерений, привлечения методов обнаружения, разрешения сигналов и помех, что больше свойственно первым двум стадиям.

Требования по обеспечению ЭМС вступают, как правило, в противоречия с другими требованиями к комплексу – по использованию частот в РЭС, массогабаритными и стоимостными характеристиками. Поэтому крайне важна конструктивная оптимизация этих требований, т.к. окончательное решение является компромиссным. На практике реализация этого положения затруднена из-за малого объема (особенно в начальной стадии проектирования РЭС) априорной информации об электромагнитной обстановке и недостаточного числа апробированных математических моделей, описывающих затухание электромагнитной энергии в различных каналах на пути от источника (эмиттера) к приемнику (рецептору) [2].