🗊Презентация Факторы, влияющие на ЭМС технических средств

Казанский Национальный исследовательский технический университет Кафедра РТС НИИПРЭФЖС Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств Курс магистерской программы

Введение электромагнитная совместимость технических средств - способность технического средства функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средством ГОСТ 30372-95 ГОСТ Р 50397-92 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОВМЕСТИМОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ Термины и определения

Введение. Этапы -Конец ХIX- начало ХХ века. Первые нарушения радиосвязи. Берлинская Конференция 1906 -20 -30 годы ХХ века. Индустриальные помехи - 40-50 годы Развитие военной радиоэлектроники. Начало формирования Международной правовой базы - 60 – 70 годы. Первые фатальные проявления нарушений ЭМС. Практическое освоение технологий ЭМС в военной технике. - 70 –до настоящего времени. Широкое распространение во все сферы

Введение.

Введение

Введение

Введение

Введение

Введение

Введение

Введение В условиях отсутствия централизованной координации со стороны органов управления образованием существующие пособия в значительной мере отражают лишь отдельные стороны проблематики ЭМС и личные предпочтения авторов. Большинство из них характеризует хрестоматийная притча о пятерых слепцах, описывающих слона (Рис. 1)

Введение

Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС технических средств

Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса

Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса

Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса

Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса

Понятие радиочастотного ресурса

Понятие радиочастотного ресурса

Факторы, влияющие на ЭМС технических средств

Факторы, влияющие на ЭМС технических средств

Факторы, влияющие на ЭМС технических средств Пример

Факторы, влияющие на ЭМС технических средств

Факторы, влияющие на ЭМС технических средств Особенность задач обеспечения ЭМС состоит в том, что в большинстве случаев параметры ЭМС, определяющие ослабление помех в источнике рецепторе и среде распространения представляют собой величины на несколько порядков меньшие по сравнению с близкими к ним смыслу, функциональными показателями

Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса Рассматривается пространство, координаты которого - время, частота и географические координаты

Понятие радиочастотного ресурса

Электромагнитные помехи Классификация

Электромагнитные помехи

Электромагнитные помехи

Электромагнитные помехи Излучения радиопередающих устройств.

Излучения радиопередающих устройств

Излучения радиопередающих устройств Побочные излучения Побочные – неосновные лине, обусловленные любыми нелинейным эффектами в тракте радиопередающего устройства

Излучения радиопередающих устройств Характеристики и параметры. Побочные излучения

Излучения радиопередающих устройств Характеристики и параметры излучения

Индустриальные помехи.

Индустриальные помехи. Узкополосные

Индустриальные помехи. Широкополосные

Индустриальные помехи. Кратковременные

Индустриальные помехи. Контактные помехи

Индустриальные помехи. Количественные характеристики

Индустриальные помехи.

Нормирование параметров источников НЭМП

Нормирование параметров источников НЭМП

Нормирование параметров источников НЭМП ИРП

Пути и механизмы распространения НЭМП

Пути и механизмы распространения НЭМП

Пути и механизмы распространения НЭМП при ИРП

Пути и механизмы распространения НЭМП для радиоустройств Коэффициент связи антенн

Пути и механизмы распространения НЭМП Коэффициент связи антенн

Пути и механизмы распространения НЭМП Коэффициент связи антенн.

Коэффициент связи антенн. Ближняя зона

Коэффициент связи антенн. Дальняя зона

Коэффициент связи антенн. Дальняя зона

Коэффициент связи антенн. Дальняя зона Пример: изменение условий возбуждения антенны на частотах, значительно отличающихся от значений в рабочих полосах частот. ДН двухэлементной антенны с шагом λ\4 с последовательным возбуждением

Коэффициент связи антенн. Дальняя зона

Коэффициент связи антенн в учетом влияния реальных радиотрасс. В реальных условиях , зависит и от условий распространения радиоволн на конкретной радиотрассе. Существенно влияют: диапазон частот; наличие или отсутствие прямой видимости, а также расстояние между антеннами источника и рецептора; вертикальный профиль подстилающей поверхности; характер подстилающей поверхности (суша, водная поверхность) и ее параметры (волнение, характер растительного покрова С точки ЭМС существенны: рефракция радиоволн наиболее длинноволновой части радиочастотного диапазона; отражения от ионосферы аномальное распространения радиоволн вследствие образования приземных волноводов, отражений от элементов рельефа и ,облаков нарушение условий однолучевого механизма распространения радиоволн сложный характер влияния крупномасштабных элементов рельефа, проявляющийся не только в эффекте затенения, увеличивающий затухание, но и дифракционных эффектах, снижающих затухание волн в областях тени

Коэффициент связи антенн в учетом влияния реальных радиотрасс.

Коэффициент связи антенн в учетом влияния реальных радиотрасс.

Частотные зависимости коэффициентов передачи фидеров Их значения могут изменяться в широких пределах в зависимости от состава элементов фидеров, их конструкции и частоты. С позиций ЭМС практическое значение имеет, главным образом, то, что коэффициенты передачи для некоторых полос частот могут соответствовать малому затуханию НЭМП. Причинами являются: наличие частотных зависимостей параметров нерегулярностей в фидерах; интерференция волн, прошедших участки с нерегулярностями многомодовый характер распространения радиоволн в фидерах на частотах, значительно превышающих частоты ОН и ОКП.

Пути распространения ИРП Излучаемые и кондуктивные ИРП К действию излучаемых ИРП согласно существующей терминологии принято относить любые случай воздействия ИП на рецепторы, когда отсутствуют непосредственные электрические соединения их цепей следует различать два случая: - электрические цепи находятся в ближней зоне . - цепи подвергаются воздействию электромагнитного поля дальней зоны.   Характер ЭМП ближней и дальней зоны существенно различен..

Электромагнитное поле элементарных источников в ближней и дальней зоне

Электромагнитное поле элементарных источников в ближней и дальней зоне

Связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП. С принципиальной точки зрения механизм электродинамической связи полностью не отличается от соответствующего излучению и приема антеннами радиотехнических устройств. Но по эффективности они значительно уступают антеннам радиоустройств: -физические размеры проводников электрических цепей обычно значительно меньше длины волны. Рассогласованы, но в пределах отдельных узких полос частот возможно эффективное излучение и прием вследствие эффекта сопряженного согласования - При излучении и приеме широкополосных ИРП спектр и форма «принимаемых сигналов», как правило, значительно отличаются от «передаваемых» электродинамическая связь источников ИРП и рецепторов, не являющихся радиоприемниками как правило не играет существенной роли при условии расположения их в дальней зоне. Указанная связь существенна когда рецепторами помех являются радиоприемные устройства

Связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП.

Связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП. Ближняя зона. Эквивалентные цепи

Кондуктивная связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП   Механизм передачи электромагнитной энергии обусловлен распространением направляемых электромагнитных волн в волноведущей структуре, образованной двумя или более проводниками, где могут распространяться направляемые электромагнитные волны Т-типа с критической частотой равной нулю

Кондуктивная связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП

Кондуктивная связь проводников цепей источников и рецепторов

Кондуктивная связь проводников цепей источников и рецепторов

Параметры связи источников и рецепторов ИРП Связь ИП и РП обусловлена наличием - электромагнитной связи проводников в ближнем поле (емкостная или индуктивная связь); - распространения направляемых волн, как правило Т-типа, в различных проводниках, присоединенных к рецептору (кондуктивная связь); комбинированных механизмов связи, сочетающих наличие излучаемых помех, возбуждение направляемых волн в проводниках соединительных цепей с последующим их распространением как кондуктивных помех. Связь ИП и РП количественно определяется значениями коэффициентов переноса помех

Воздействие НЭМП на рецепторы. Варианты воздействия НЭМП

Воздействие НЭМП на рецепторы. Принято выделять две различающиеся группы рецепторов: - прием НЭМП радиоприемниками при условии воздействия на их на антенный вход; все остальные варианты, включая прием излучаемых помех радиоприемниками при воздействии помимо антенного входа, Разделение на приведенные группы имеет принципиальный смысл: Радиоприемные устройства по своему основному назначению должны реализовывать функции приема электромагнитных колебаний Все остальные виды нежелательных воздействий в той или иной мере связаны с техническими несовершенствами устройств

Воздействие НЭМП на рецепторы. Воздействие НЭМП на радиоприемники Для описания воздействия помех через антенный вход пользуются понятием «канал приема» Основным каналом приема (ОКП) называется полоса частот, находящаяся в полосе пропускания приемника и соответствующая необходимой полосе частот для передаваемого сообщения Полосы частот, которые соответствуют нежелательному приему, называют неосновными (или нежелательными) каналами приема

Каналы приема

Каналы приема

Прямое прохождение помех. Из-за неидеальной частотной избирательности линейных каскадов приемника (преселектора, фильтров в каскадах УРЧ и, главным образом, каскадов УПЧ) характеристика частотной избирательности приемника всегда отличается от прямоугольной. Из-за существенного отличия характеристики частотной избирательности от прямоугольной становится возможным прием помех с частотами, примыкающими к основному каналу приема. Указанный механизм приема, обусловлен только недостаточно высокой избирательностью линейных каскадов приемника.

Побочные каналы приема Побочным каналом приема (ПКП) радиоприемника называется полоса частот, находящаяся за пределами основного канала приема, в которой сигнал проходит на выход радиоприемника

Внеполосные эффекты. Блокирование и перекрестные искажения Блокированием называется изменение уровня сигнала или отношения сигнал-шум на выходе радиоприемника при действии интенсивной радиопомехи, частота которой не совпадает с частотами основного и побочных каналов приема радиоприемника. Перекрестными искажениями называется изменение структуры спектра сигнала на выходе радиоприемника при одновременном действии сигнала и модулированной радиопомехи, Явления блокирования и перекрестных искажений имеют общую природу, обусловленную нелинейными свойствами активных элементов

Внеполосные эффекты. Блокирование и перекрестные искажения

Интермодуляция в приемнике. Интермодуляцией называется возникновение помех на выходе приемника при действии на его входе двух и более радиопомех, частоты которых не совпадают с частотами основного и побочного каналов В цепях до смесителя интермодуляция возникает при воздействии интенсивных радиопомех, амплитуды которых соответствуют нелинейному участку характеристики активного элемента. В результате образуются колебания биений с частотами вида Аналогичные явления имеют место в смесителе

Восприимчивость радиоприемников к НЭМП и характеристики частотной избирательности. Прямое прохождение и ПКП. Односигнальная избирательность

Восприимчивость радиоприемников к НЭМП и характеристики частотной избирательности. Внеполосный прием. Двухсигнальная избирательность

Восприимчивость радиоприемников к НЭМП Стандартные параметры: восприимчивость по блокированию и перекрестным искажениям восприимчивость по интермодуляции Это значения соответствующих характеристик двухсигнальной избирательности при стандартных уровнях сигнала и частотной растройки Параметры восприимчивости радиоприемников нормируются для ряда классов применения рядом стандартов и другой НТД Для аппаратуры военного назначения – в обязательном порядке.

Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками. - каким образом внешние по отношению к рецептору электромагнитные процессы могут воздействовать на его электрические цепи; -к какой реакции приводят и как проявляется воздействие этих электрических колебания в цепях рецептора, проявляющееся как ухудшение качества функционирования.

Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками

Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками Характер проявления

Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками Помехи высокой интенсивности Энергия разрушения элементов РЭС.  

Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками Параметры восприимчивости

Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками Нормирование параметров восприимчивости