Попытки решить этот вопрос введением нормативных документов (например, [5]), где регламентируются параметры, определяющие ЭМС РЭС (уровни побочных излучений (ПИ) передатчиков (ПРД); одно-, двух- и трехсигнальные характеристики частотной избирательности приемников (ПРМ); чувствительность каналов побочного приема (КПП) и т. п.), полного успеха не имеют, так как эти параметры неизбежно носят усредненный характер и далеко не всегда гарантируют обеспечение ЭМС конкретной пары «эмиттер – рецептор».
На каждом этапе проектирования РЭС и РТК для обеспечения ЭМС любой пары «эмиттер – рецептор»необходимо определить фактический уровень наводимой на входе рецептора мощности Рr; уровень мощности Ptr,, допустимый с точки зрения приемлемого изменения рабочих характеристик рецептора; выявить каналы проникновения электромагнитной энергии, вносящие наибольший вклад; сформулировать технические или организационные мероприятия, необходимые для выполнения неравенства Рr< Ptr .
Для решения этих вопросов необходимо знать:
– физические процессы, происходящие в эмиттерах, и уровень генерируемых ими излучений в широком диапазоне частот;
– зависимость от частоты затухания электромагнитной энергии от эмиттера до рецептора (пространственное затухание с учетом эффектов затенения и дифракции на элементах конструкции носителя или группировки РЭС, эффективность экранирования аппаратуры, затухание в селективных элементах, индуктивные и емкостные наводки, потери из-за рассогласования в трактах и т. п.);
– критерии количественной оценки вариации рабочих характе-ристик РЭС и подсистем РТК при воздействии непреднамеренных помех в зависимости от их спектрального состава (уменьшение потенциала за счет снижения чувствительности ПРМ (блокирование), снижение вероятности приема информации, увеличение частотных отстроек в системе связных РЭС, возрастание уровня шумов на выходе ПРМ и т. п.);
– количественные характеристики возможных технических мер по увеличению развязок между эмиттером и рецептором в зависимости от частоты, а также возможные организационные мероприятия (оптимальное размещение аппаратуры; синтез антенн с низкими уровнями боковых лепестков (БЛ) диаграммы направленности (ДН); оптимизация формы импульса излучаемого сигнала, использование промежуточных устройств и поверхностей со специальными свойствами; оптимизация процедуры назначения частот и временное регламентирование работы РЭС; супрессирование передатчика (ПРД) и бланкирование приемника (ПРМ) в группе импульсных РЭС и т. п.). Под бланкированием приемника понимают использование устройств, прерывающих цепь полезного сигнала в приемнике на время действия импульсной мешающей помехи.
Экспериментальное определение перечисленных зависимостей в большинстве случаев, особенно на первых стадиях проектирования, труднодостижимо или невозможно. Имеющимися в литературе разрозненными результатами часто не удается воспользоваться “по аналогии”, поскольку современные РТК редко повторяют друг друга. По этой причине в последнее десятилетие за рубежом создан ряд системных вычислительных программ для оценки радиолокационных систем, с помощью которых с большей или меньшей полнотой удается прогнозировать непреднамеренные помехи рецепторам и искажение рабочих характеристик РЭС. Эти программы разработаны на основе математических моделей спектров излучаемых сигналов эмиттеров, восприимчивости рецепторов, передаточных функций различных каналов распространения электромагнитной энергии. Многие из них используются на государственном уровне, а библиотека подпрограмм непрерывно корректируется и пополняется новыми моделями, в том числе учитывающими различные нелинейные эффекты с использованием экспериментальных данных (например, перекрестную модуляцию, снижение чувствительности ПРМ из-за блокирования, насыщение феррита в специальных суперэкранированных кабелях и т. д.). На восприимчивость к помехам существенно влияют также нелинейные характеристики смесителей и такие линейные элементы, как частотно-избирательные устройства и усилители. Удовлетворительных теоретических моделей для описания этих факторов и устройств пока не создано [2].
В больших РТК наблюдаются влияния эмиттера на рецептор по многим каналам, например, пространственные электродинамические взаимодействия блоков РЭС, кабельных линий, кабельных линий и блоков РЭС и т.п. Однако большинство наблюдавшихся на практике и отмеченных в литературе воздействий эмиттера на рецептор связано с влиянием через излучающие и распределительные устройства антенн. Учитывая прогресс в экранировании аппаратуры и многочисленные публикации об успехах в разработке помехоустойчивых информационных линий передачи на основе фотонной связи, уделим основное внимание особенностям прогноза ЭМС канала «антенна эмиттера - антенна рецептора».
Проблему прогнозирования ЭМС РЭС и РТК традиционно принято подразделять на две части [2]:
– внутрисистемную ЭМС, для которой характерно близкое расположение РЭС, учет их взаимодействия в пределах одного РТК и анализ характеристик антенн в ближней и дальней зонах с учетом влияния конфигурации поверхности носителя или окружающих устройств;
– межсистемную ЭМС, для которой характерно электро-динамическое взаимодействие антенн разных РТК в дальней зоне с учетом подстилающей поверхности и условий распространения радиосигналов через промежуточную среду.
Электродинамическая ситуация в случае внутрисистемной ЭМС отличается от межсистемной ЭМС тем, что взаимодействие антенн происходит, как правило, в ближнем поле, где еще не сформировались диаграммы направленности (ДН), а реальные коэффициенты усиления (КУ) отличаются от их значений в дальней зоне, где для учета межантенных развязок успешно используется метод геометрической теории дифракции (ГТД) [6].
1.2. Системные аспекты моделирования канала
«эмиттер-рецептор»
1.2.1. Модели канала «эмиттер-рецептор»
Сложность РЭС и РТК, геометрии носителя и подстилающей поверхности обычно таковы, что строгое решение соответствующих электродинамических задач, даже с привлечением современных ЭВМ, оказывается труднодостижимым.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.