бQ;,, / .1
А. я. КЛЕМЕНТЕНКО, i.JS
Б. А. ПАНОВ,
В. Ф. СВЕШНИКОВ
КОНТАКТНЫЕ
ПОМЕХИ
РАДИОПРИЕМУ
U81. i 65
~ ,ДО.) ,~~v.i
'о на Трудового Красного Знамени
621 ,391.
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СССР
МОСКВА- 1979
~.

ББК 32.841
К48
УДК 621.391.8?
.,f l
;•;
,~
·,
:i;
~·
Клементенко А. Я. и др.
К48 Контактные помехи радиоприему/А . Я . Клемен ~
тенко, Б. А. Панов, В. Ф . Свешников.- М . : Воен­
издат, 1979.-
116 с., ил.
30 к.
В книге дается определение контактны м поме х ам . Излагаются
основы теории этого вида радиопоме х . Вскрывается их физическая
сущность, рассматриваются спектра л ьный состав и амплитудные ха­
рактеристики. Приводятся пРактические рекомендации по способа м
борьбы с контактными помехами и методы обеспечения условий элек ­
тромагнитной совместимости радиоэлектронных средств подвижных
объектов при наличии контактных помех.
l(нига рассчитана на радиоспециалистов, занимающихся разра­
боткой И эксплуатацией подвижных уз,лов СЩ]ЗИ И Р11дИОЭЛСКТРОIН!О Й
аппаратуры.
,1-
1{ 30402, 103
068(02)-79
БЗ-\8-14.79 .2402040000
Тпл. 1978 r.-No 89
ББК 32 .84!
6Ф1
, © Вqениэдат, 1979
'-

ПРЕДИСЛОВИЕ
На современном этапе научно-технического прогрес,са
в связи с ростом социальной активности во всех обла­
стях человеческой деятельности происходит бурное уве­
личение количества подвижных объектов . К числу таких
. объектов относятся корабли, самолеты , автомашины,
железнодорожные составы и др. Единственным средст­
вом обмена информацией с людьми, находящимися на
подвижных объектах, является радиосвязь . Количество
подвижных радиостанций во всех странах земного шара
удваивается каждые 4-5 лет.
.
Мобильная радиосвязь проникает во все новые и но­
вые сферы деятельности человека. В настоящее время
она обслуживает противопожарную службу, скорую
медицинскую помощь, такси, прессу, автоинспекцию,
геологов, работников государственного аппарата, рыба­
ков и . т. д. Еще более быстрому развитию этого вида
радиосвязи препятствует сложная помеховая об_ста­
новка на подвижных объектах .
На незначительных площадях подвижных узлов
связи расположено большое количество всевозмож­
ных радиоэлектронных средств. В числе таких средств
могут быть связные радиопередающие, радиоприемные
и радиорелейные устройства, радиолокационные стан­
ции, радионавигационная аппаратура, средства опозна­
вания и т. д.
На современном большом самол~те устанавливается
более 25 радиотехнических устройств различного назна­
чения. Радиооборудование современных больших кораб­
лей составляет 30-40 радиоэлектронных устройств. От­
сюда становится ясно, насколько трудно обеспечить
совместную работу такого большого количества радио­
средств, размещенных на одном объекте ,
На радиосвязь с подвижных объектов оказывают
влияние все традиционно известные виды помех, мно­
гие из которых хорошо и подробно изучены. Однако по ­
меховая обстановка при ведении радиосвязи с подвиж­
ных объектов характеризуется специфическими особен­
ностями. Прежде ~сего это относительно близкое раз-
1*
3

мещение потенциальных источников помех к радиопри­
емным устройствам, из-за чего существует большое
число возможных путей воздействия помех на радио­
прием, и даже сравнительно слабые помехи могут ока­
зывать мешающее влияние. Другая особен_ность состоит
в возникновении контактных помех при ведении радио­
связи во время движения подвижвых объектов. _
Э_тот вид помех специалистам по радиотехнике и ра­
диолюбителям известен давно. Во время прослушивания
они проявляются в виде треска и шума за счет проте­
кания высокочастотного тока через несовершенные пе­
ременные контакты, неплотные или разъеденные р)J<аВ­
чиной механические сочленения.
Совершенно по-новому встал вопрос о поведении
переменных контактов, образующихся из эл.ементов
конструкции транспортной базы и облучаемых мощными
электромагнитными полями установленных радиопере­
датчиков, при организации радиосвязи с подвижных
объектов. Из-за своей широкополосности и достаточно
высокого уровня контактные помехи на подвижных объ­
ектах являются преобладающими по сравнению со всеми
другими видами помех. Поэтому без детального изуче­
ния контактных помех и разработки эффективных спо­
собов борьбы с ними трудно обеспечить устойчивую
радиосвязь с подвижных объектов. До сих пор этому
вопросу уделялось недостаточно внимания. Многие ав­
торы стремились подогнать контактные помехи под один
из уже изученных видов помех и тем самым считать
проблему решенной. Проблема борьбы с контактными
помехами заслуживает самостоятельного рассмотрения.
Специфический характер организации радиосЕязи
в условиях действия контактных помех изучен недоста­
точно полно, что •является одной из основных причин,
препятствующих более быстрому развитию железнодо­
рожной, корабельной, автомобильной и самолетной ра­
диосвязи. Данная работа в некоторой степени воспол­
няет пробел в этой области . В ней делается попытка
дать определение контактным помехам, вскрыть их исто­
чники и физическую сущность, проанализировать спект­
ральные и амплитудные характеристики, разработать
предложения по .методам борьбы с помехами этого
вида и обеспечения условий электромагнитной совмести­
мости радиоэлектронных средС'1'В, установленнь1х на
подвижных объектах.

-"" """ "" """ "" """ """ "" """ "" """ """ "" """ "" """ """ "" """ "" """ "~""""""""""""""""""""""""""""""= Г л а в а 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОМЕХОВОй ОБСТАНОВКЕ
НА ПОДВИЖНЫХ УЗЛАХ СВЯЗИ
1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
До настоящего времени по контактным помехам нет
фундаментальных изданий и даже не существует твердо
установившихся понятий и определений . Напротив,
очень часто приходится встречать разное, а иногда про­
тиворечивое толкование одних и тех же вопросов в этой
области.
Специалисты по измерениям температуры вращаю­
щихся деталей машин под ко~пактными помехами по­
нимают помехи, обусловленные появлением термоэлект­
родвижущих сил между контактирующими с трением
скольжения элементами измерительных цепей . В ряде
работ контактными помехами называются шумы, возни­
кающие в результате дискретности изменения очагов
контактной проводимости и дисперсной структуры ма­
териалов проводников. В некоторых материалах кон­
тактные помехи отождествляются с индустриальными
помехами от коммутации токонесущих цепей различ­
ного электрического и радиотехнического оборудования .
Определение контактных помех дано авторами ра ­
бот [6, 12]. Из них первая статья посвящена исследова­
нию контактных помех в антенно-мачтовых устройствах
при воздействии на них ветровых_ нагрузок, а вторая
при ведении дуплексной связи с автомашины. В каиге [2]
помехи от облучаемых переменных контактов на судаi
называются такелажными.
Контактными помехами в дальнейшем будем назы­
вать помехи радиоприему, возникающие в результате
воздействия электромагнитного поля радиопередатчиков
в ближней зоне на н:онтакты с переменнь1м сопротивле-
-ни ем
при работе радиосредств в движении.
5

Из определения следует, что контактные помехи
присущи всем подвижным узлам связи, работающим
в движении по радио одновременно на прием и пере­
дачу. Причиной возникновения контактны х помех явля­
ются контакты с переменным сопротивлением, находя­
щиеся в электромагнитном поле радиопередатчиков.
Контактами с переменным сопротивлением или пере­
менными контактами в данном случае называются си­
стемы из двух или более соприкасающихся металли­
ческих элементов · конструкции подвижного · объекта,
сопротивление между которыми в движении изменяется
по случайному закону в широких пределах.
В любом подвижном объекте имеется большое коли­
чество всевозможных контактов. На стоянке сопротив­
ление этих контактов остается постоянным. Такие кон­
такты с постоянным сопротивлением даже в мощном
электромагнитном поле радиопередатчиков существен­
ных помех радиоприему не создают. Совершенно другая
картина наблюдается в движении, когда сопротивле­
ние контактов в результате толчков, тряски, вибрации и
качки начинает случайным образом изменяться. Тогда
переменные контакты при наличии электромагнитного
поля своих радиопередатчиков становятся источниками
достаточно интенсивных и широкополосных помех ра­
диоприему, названных контактными помехами.
Отсюда также следует, что на подвижных объектах
принципиально нельзя рассматривать помехи своих
радиопередатчиков, работающих на разных радиона­
правлениях, только как мешающее действие посторон­
них радиостанций на основных рабочих частотах и их
гармониках. На подвижных узлах связи при наличии
контактов с переменным сопротивлением в электромаг­
нитном поле своих радиопередатчиков возникает совер­
шенно специфический вид помех ·С характерными, только
им присущими параметрами.
В прав·ильности высказанных соображений можно
убедиться путем измерения или даже прослушивания
помех на подвижных - объектах на стоянке и в движении
при включенных и выключенных своих радиопередатчи­
ках. Контактные помехи имеют жесткую корреляцион­
ную связь с работой радиопередатчиков подвижных объ ­
ектов и зависят от мощности и частотного спектра, из ­
лучаемого ими электромагнитного поля . Они существуют
6

только при наличии работающих на излучение своих ра­
диопередатчиков в движении, а их источниками явля­
ются переменные контакты .
1.2. ПОМЕХОВАЯ ОБСТАНОВКА НА ПОДВИЖНЫХ
УЗЛ АХ СВЯЗИ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Помеховая обстанов к а на подвижных объектах, так
же как и в л юбых радиоэлектронных 1<0мплексах, опре­
деляется количество м потенциально-воз м ожных источ­
ников помех, уровнем и частотным распределением
создаваемых ими помех на входе радиоприемных уст­
ройств.
Помехами вообще называются всякие посторонние
по отношению к действующему каналу связи электро­
магнитные и электрич ес кие колебания, привоJI.ящие
к иска:жению основных полезных сигналов и ухудшению
достоверности переда ва е м ой информации .
Изучение по м е х о в ой об становки предполагает клас­
сификацию по мех по т е м или иным признакам . Но, к
сожалению, до настоящего времени как в нашей стране,
так и за рубе ж ом нет общепринятой классификации по­
мех радиопри ему. Это поло ж ени е объясняется тем, что
в рамках одной кла с сификации практически невозможно
разделение помех GO всей совокупности характеризую­
щих их признаков .
По происхождению помехи делят 1-ia искусственные
и естественные. Возникно ве ние искусственных помех свя­
зано с деятел ьностью ч е лов е ка, естественных - с явле­
ниями и процессам и , проис х одящими в природе.
По статистическим свойствам принято деление по­
мех на синусоидальные, флуктуационные и импульсные .
В последнее время согл асно рекомендациям Междуна­
родного конс ультативного комитета по радио (МККР)
признано цел есообра з ным выд елить еще один вид по­
мех - квазиимпульсны е . Это промежуточный вид , соче­
тающий свойства флуктуационных и импульсных помех.
Экспериментальная статистика свидетельствует, что
большая группа индустриальны х помех может быть от­
несена к этому виду . Типичным примером синусоидаль­
ных помех являются сосредоточенные по спеитру помехи
от посторонних радиостанций.
По характеру воздействия на радиоприем различают
аддитивные и мультипликативные помехи. Аддитивные
7

помехи алгебраически суммируются в приемном устрой­
стве с полезными сигналами. Большинство из известных
видов помех, такие, как тепловые шумы, дробовой эф­
фект, атмосферные, космич~ские и индустриальные по­
мехи, может быть причислено к этому классу. Действие
мультипликативных помех состоит в модуляции по слу­
чайному закону амплитуды и фазы полезного сигнала.
Помехи этого вида связаны в основном с распростране­
нием радиоволн.
Тогда общая формула сигнала S (t), принятого по
радио с учетом воздействия на него помех различного
вида, может быть представлена в виде
М
N
S(f)= ~ f1mSm(f-'tт)+~Sn(f).
(1.1)
m=I
ll=I
Первая часть формулы (1.1) отражает факт много­
лучевого характера распространения радиоволн. Сигнал,
переданный по радио, приходит к месту приема раз­
ными путями, число которых равно М. На каждом из
этих путей сигнал по-разному затухает, что учиты­
вается множителем μm, и запаздывает на различное
время 1:m. Вторая
часть формулы показывает, что на
переданный сигнал накладывается N различных адди­
тивных помех.
Помеховая обстановка на подвижных узлах связи
характеризуется многообразием видов помех и путей
воздействия их на радиоприем. Общий уровень помех
на входе радиоприемного устройства подвижного объекта
образуется в результате наложения мешающих воздей­
ствий от множествг. источников, различающихся как по
местонахождению, так и по виду создаваемых ттми ра­
диопомех.
В интересах изучения помеховой обстановки на под­
вижных объектах классификацию радиопомех целесо­
образно начать с разделения на внешние и внутренние
помехи .
К внешним радиопомехам относятся помехи, источ­
ники которых расположены за пределами подвижного
объекта, а их воздействие на полезный сигнал осуществ­
ляется через антенны приемных устройств . Для радио­
приемных устройств подвижных узлов связи внешними
помехами являются:
8

--
сосредоточенные помехи от посторонни х радио-
станций;
•
космические помехи;
атмосферные помехи;
индустриальные помехи.
К внутренним помехам относятся радиопомехи,
источники которых расположены в ну три самого подвиж­
ного объекта. Они могут проникать в приемный тракт
как через антенно-фидерное устройство, так и по це­
пям питан ия, заземле ния, коммутации и через несовер­
шенные экраны приемников . Возникновение внутренних
помех связано с функционированием установленного
электро- и радиообор удования, а также с .работой машин
и агрегатов, обеспечивающих передвижение узла связи.
Внутренние помехи по своему проис хождению можно
подразделить:
-
на помехи от электрооборудования подвижного
объекта;
на помехи от собственных радиопередатчиков;
-
на взаимные ,помехи между радиоприемниками;
-
на контактные помехп.
Характеристики внешних помех достаточно хорошо
изучены во многих работах и в данной работе не рас­
сматриваются.
Основными путями воздействия внутренних помех
в условиях подвижных объектов являются :
-
непосред,ственное облучен,ие п,рлем,ных антенн
элек11ромагнитным iП9ле-м поме х (,прямая связь);
-
гальваническая связь приемников с источниками
помех ;
-
косвенная связь.
Под косвенной связью понимается емкостная, индук ­
тивная или электромагнитная связь приемника с вто­
ричным носителем помех. При этом под вторичными но­
сителями подра зумеваются переносчики пом.ех, не имею­
щие гальванической связи ни с источником помех, ни
с приемником. В условиях подвижных объектов ими мо­
гут быть проводящая масса корпусов, различного рода
кабели, контактный провод на электрифицированных
железных дорогах, электропроводка освещения и т. д.
Внутренние помехи от электрооборудования подвиж­
ных объектов по своему происхождению и характеру
не отличаются от индустриальных ,по м ех. Они возни­
кают в результате искрения или резкого изменения ра"
g

бочих токов в цепях различных электрических устройств.
К числу таких устройств могут быть отнесены коллек­
торные генераторы и моторы постоянного тока, комму­
тационное оборудование, регуляторы, выключатешi и
переключатели, система зажигания двигателей внутрен­
него сгорания и другое электрооборудование. Особенно
большое число таких источников помех на судах и са­
молетах.
Из внутренних помех наибольшую величину состав­
ляют помехи от систем зажигания двигателей внутрен­
него сгорания, которые установлены на всех подвижных
объектах, кроме электропоездов.
Уровень радиопомех на автомобиле ЗИЛ-150 без
оборудования помехоподавляющими устройствами мо­
жет достигать 500 мкВ, что практически исключает воз­
можность ведения устойчивой радиосвязи.
Основными методами подавления внутренних помех
индустриального характера являются полное и частич­
ное экранирование системы зажигания и каждого в от­
дельности электрооборудования, а также фильтрация
цепей этого оборудования, которые могут создать по­
мехи радиоприему.
Этим путем уровень поля помех на том же автомо­
биле ЗИЛ-150 может быть снижен до 2 мкВ/м. При
этом необходимо иметь в виду, что даже в пределах под­
вижного объекта большое значение имеет удаление при­
емных антенн и радиоприемных устройств от источни­
ков помех . Напряженность поля помех с удалением от
их источников быстро убывает. Поэтому радиоприемные
устройства и их антенны должны быть, безусловно, уда­
лены от источников поме х на расстояние более л/21r,.
При отсутствии гальванической связи источника по­
мех с радиоприемным . устройством воздействие помех
в диапазоне 0,15-3,0 МГц в радиусе до 10 м от прием ­
ной антенны происходит в основном за счет емкостных
и индуктивных связей.
С увеличением частоты радиус ближней зоны умень·
шается и поэтому антенны радиосредств, работающих
в диапазоне частот выше 100 МГц, можно располагать
на более близком расстоянии от источников помех.
На подвижны х узлах связи имеются также специ­
фические помехи, характерные только для конкретного
того или иного вида транспорта . В качестве примеров
таких помех можно привести радиопомехи, вызванные
10

электризацией самолетов, помехи от высоковольтных
линий электропередачи и контактной сети электрифици­
рованных железных дорог и др.
Электризация самолетов может происходить в ре­
зультате трения корпуса самолета о воздух и взвешен­
ные в нем частицы пыли, дыма, снежинок, льдинок и т. д .
Корпус самолета может электризоваться также за счет
соприкосновения его с уже заряженными частицамJ,I,
находящимися в воздухе, или путем индукции при по­
лете вблизи заряженных облаков. Плотность электри­
ческих зарядов имеет наибольшее · значение в местах
корпуса самолета, где ма.Jiый радиус изгиба или име­
ются острые кромки. Так, например, у ко-нцов крыльев,
лопастей винтов она в 5-8 раз выше, чем плотность за­
ряда на поверхности средней части фюзеляжа. Уровень
электризаци'И корпуса самолета (вертолета) бывает на­
столько высок, что может привести к коронному разряду
с широким спектром помех.
Электростатические помехи зависят от скорости по­
лета. Их уровень возрастает пропорционально кубу ско­
рости. Вредность электризации не ограничивается только
этим. Разность потенциалов в различных местах наэле­
ктризованного корпуса самолета вызывает протекание
уравнительных токов, которые, проходя через перемен­
ные контакты в полете, создают дополнительные помехи.
Явления электризации им,еют место и в условиях на­
земных подвижных объектов. Наrпример, при ветреной
погоде, движении по запыленным дорогам к0рпуса
автомашин также приобретают значительный электро­
статический заряд, который может привести к возник­
новению помех радиоприему.
На железнодорожном транспорте высоковольтные
линии и контактная сеть являются источниками до­
·вольно интенсивных помех радиоприему. Помехи высоко­
вольтных линий обусловлены наличием коронного раз­
ряда высокого на , пряжения на неровностях и неоднород­
ностях проводов этих линий. Контактная сеть создает
импульсные помехи радиоприему при нарушении кон­
такта между проводом контактной сети и пантографом
электровоза. Воздействие этих помех на приемные ан­
тенны подвижного объекта характеризуется возникно­
вением во в х одных контурах радиоприемников затухаю­
щих колебаний. Частота следования импульсных помех
такова, что отдельные серии затухающих колебаний вза-
11

имно не перекрываются, из-за чего амплитуда помехи
на выходе приемника изменяется в широких пределах.
Однако и здесь нельзя оrраничиврться только учетом
помех индустриального характера. Контакты контактной
сети и ее опор при прохождении железнодорожного со­
става от колебаний и вибраций становятся переменными
и под воздействием облучения электромагнитным полем
передатчиков проходящих подвижных узлов связи излу­
чают контактные помехи. Кроме того, контактная сеть
_снижает эффективность борьбы с контактными помехами
на железнодорожном транспорте.
При наличии контактной сети нельзя для борьбы
с контактными помехами в полной мере использовать
пространственный разнос между передатчиками и при­
емниками. Это объясняется тем, что при любом про ­
странственном разносе между передатчиками и прием­
никами приемная антенна всегда находится вблизи
помехонесущей проводки, в данном случае - контакт­
ной сети.
1.3 . КОНТАКТНЫЕ ПОМЕХИ РАДИОПРИЕМУ
и их источники
При эксплуатации радиосредств, установленных на
подвижных объектах, было замечено, что уровень помех
радиоприему при одновременной работе передающих
и приемных средств во время движения резко возрастал
по сравнению с уровнем помех на стоянке при всех про­
чих равных условиях. Около основной рабочей частоты
пере,датчика и ее гармонических составляющих появ­
лялись широкие полосы частот с высоким уро1щем по­
мех и поэтому практически непригодных для использо­
вания в качестве рабочих частот для приемников под­
вижного объекта.
Достаточно прекратить движение или выключить
радиопередатчики, как уровни помех принимали обыч­
ные значения. Описанные явления не могли быть объяс­
iшмы возрастанием уровней внутренних помех индуст­
риального характера, а мешающее воздействие внешних
помех (атмосферных, космических, промышленных и со­
средоточенных) не зависит от состояния подвижного
объекта и установленного на нем радиоэлектронного
оборудования ,
12

Также не подтвердилось предположение о расши­
рении спектра излучений собственных радиопередатчи­
ков во время движения объекта. При настройке прием­
ника работа собственных передатчиков прослушивалась
лишь в пределах узких полос частот, значительно мень­
ших, чем полосы частот, поражаемых для приема.
Эти соображения побудили разработчиков к тща­
тельному анализу явлений, сопровождающих процесс
ведения радиосвязи с подвижных объектов во время
их движения.
Было установлено, что причина появления повышен­
ного уровня помех радиоприем у при организации двух­
сторонней радиосвязи с автомашин, самолетов, верто­
летов, судов и железнодорожных поездов кроется во
взаимодействии электромагнитного поля в ближней
зоне своих передатчиков и несовершенных контактов
конструкции транспортной базы подвижных объ­
ектов.
Работающие радиопередатчики как на стоянке, так
и в движении на металлических корпусах, кузовах,
верхнепалубны х надстройках и других деталях кон­
струкции подвижных объектов наводят значительный
высокочастотный потенциал. Величина этой наведенной
электродвижущей силы (ЭДС) зависит от многих факто­
ров : мощностей, частоты и спектра излучений передат­
чиков, геометрических размеров, материала, формы и
состояния облучаемых конструкций подвижных объек­
тов . Измеренные величины наведенных ЭДС в зависи­
мостn от мощности излучения передатчиков и мест
проведения измерений составляют десятки и сотни
вольт.
Протекание тока, вызванного наведенной ЭДС, по
элементам конструкции подвижных объектов приводит
к возникновению вторичного электромагнитного поля,
взаимодействующего , с облучающим полем передат­
чика.
На стоянке спектр электромагнитного поля вторич­
ного излучения совпадает со о пектро м первичного
электромагнитного поля. Вторичное электромагнитное
поле в этом случае воспринимается так же, как и пер­
вичное, и не создает помех радиоприему.
Заряженная поверхность конструкции подвижного
о·бъекта становится излучателем вторичного электро­
маг ни.тного поля с широким спектром частот, - когда
13

под действием вибрации, тряски и качки электрические
сопротивления между элементами конструкции начи­
нают меняться в широких пределах. Токи проводимости
наведенных ЭДС, протекая через такие переменные
контакты, изменяют свой спектральный состав. Электро­
магнитное поле вторичного излучения в этом случае бу ­
дет отличаться от облучающего поля. Теперь в составе
спектра _ радиопомех кроме всех компонент первоначаль ­
ного электромагнитного поля передатчиков, как это было
на стоянке, появляются дополнительные, расположен ,
ные как в пределах полосы частот об лучающего излу­
чения, так и за ее пределами .
Полосы частот, пораженных контактными помехами,
возникают не только около основных и гармонических
излучений передатчиков подвижного об1,екта . В опреде­
ленных условиях ими поражаются также . частоты, об­
разованные комбинациями частот одновременно рабо ­
тающих передатчиков. Экспериментально обнаружена
зависимость уровня контактных помех и полосы зани­
маемых ими частот от скорости движения подвижного
объекта.. Объяснение указанных явлений приводится
в последующих главах книги.
На самолетах, вертолетах, судах, автомашинах и
поездах очень много различных механических соедине ­
ний, плотность соприкосновения деталей в которых
в процессе движения подвижного объекта становится
непостоянной. Переменные контактные сопротивления
возникают между деталями конструкций подвижных
объектов там, где отсутствует сплошная сварка или
пайка. До настоящего времени на многих видах транс­
порта еще в массовом масштабе применяется сварка
прерывистым ШВ'ОМ и даже клепка, которые не
обеспtчивают постоянного электрического сопротивJiе­
ния между проводящими элементами конструкции. По­
этому даже на корпусах судов, фюзеляжах самолетов,
кузовах вагонов и автомашин образуются переменные
контакты.
Наибольшую опасность с точки зрения контактных
помех имеют контакты, связанные с ходовой . частью
транспорта. Так, например, на железнодорожном транс­
порте наибольший уровень контактных помех создают
тележки, суфле и межвагонные соединения. Высокий
уровень контактных помех возникает при контактиро- ·
вании элементов конструкцщ-1 с бощ1шой цоверхностыQ
14

или большими размерами (верхнепалубные мачты и
леерные ограждения на судах, крыши вагонов и кузо­
вов, оттяжки антенн).
Акустическое проявление контактных помех при
прослушивании зависит от характера изменения кон­
тактных со-противлений в порождающих их переменных
контак1'ах. Контактные помехи за счет непостоянства
переходного сопротивления между осью и лопастями
вертолета прослушиваются в виде интенсивной шумовой
помехи, помехи за счет резких изменений контактного
сопротивления между колесами железнодорожного ва­
гона и рельсами - в виде характерного треска с часто•
~ той прохождения рельсовых стыков колесам~,: вагонов.
Таким образом, условиями · · возникновения контакт­
ных помех являются наличие облучающего электро­
магнитного поля и контактирующихся элементов из про­
водящего материала с переменными контактными соп­
ротивлениями между ними. Условия эти выполняIQтся
всегда при ведении двухсторонней радиосвязи с под­
вижных объектов во время движения.

Глава 2
ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
КОНТАКТНЫХ ПОМЕХ
2.1 . ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ
Выяснение физики возникновения контактных помех,
оценка влияния того или иного фактора на частотный
спектр и ра,спределение их уровня могут быть mроведе н ы
путем теоретическою анализа явлений при облученш1
переменных контактов высокочастотным электрома г нит­
ным полем . Результаты такого анализа необходи,мы так­
же для теоретического обоснования и целенаправленной
разработки мер борьбы с контактньiми помехами .
В у,сло,виях С'ЮЯ.НКll между элементами корпуса под­
вижных объектов существует у,стойчивый во времен·и
контакт, что позволяет при излучении радиопередающих
устройств ,подв,ижного узла овязи (ПУС) рас,оматр ·ивать
корпус и отдельные элементы конструкций подвижного
объекта ка,к проводящие тела, помещенные в высок,очас­
тотное электромагнитное поле.
Взаимодей,ствие поля и вещества о.п~ределяется урав­
пениями клаосической электродинамики, выведенными
Мак,свеллом. Согла -сно теории элект ромагнитного поля
на поверхности раздела двух сред должны выполняться
следующие граничные условия [7]:
Е=Е•
't1
' t2'
Вп,=Вп,;
Н =Н;
't1
't:;!
где Е, - тангенциальная составляющая вектора элек­
трической напряженности;
16
Вп - нормальная составляющая вектора магнитной
индукции;

..
Н, - тан,генциалЬ'ная составляющая вектора маг-
нитной напряже,н.ности;
Dn - нор .мальная соста ·вляющая ·вектора электрич е: ­
с,1юй индукции;
cr - пове1р хносТ1ная ~плотность за,ря,да.
При ч1исто металлrическ,ой поверхнос 11и раздела
Н=JЕ=~,Н=О,
,:2
'
112
е
n1
где J - плотность поверхностного тока проводимости;
i;-
д•иэлек1'р1ическая постоянная среды,
Из граничных у,словий следует, что под влиянием
внешнею о,блучающего ~поля на поверхнос11и проводника
возникает электродвижущая сила (ЭДС) с фазой, про­
тивоположной фазе облучающего поля. За ,счет эт,ой
ЭДС суммарная тангенциалнная составляющая вектора
электрической напряженности на границе раздела будет
равняться сr-rулю.
Точный расчет величины ЭДС, наводимой облучающим
электромагнитным полем на проводниках произвольной
конфигурации, представляет сложную проблему. В на­
стоящее время решение граничных задач электродина­
мики пол учено лишь для ограниченного К!руга ,случаев.
Элементы ко·рпус,ов реальных подвижных объектов
могут образ,овывать различные оистемы 1пр,ово1дящих тел,
ко11орые можно -разбить на две боль,шие ripyruпы: разом­
кнутого ,и замкну·юго типов.
Если протяженные элементы конегрукций имеют ло­
перечные размеры ,много ,меньше длины волны облучаю­
щего электромагнитного поля, то их ,можно ра,ссматр ,и­
вать как облучаемые цилиндры.
Пу,сть длина облучаемою протяженrного металличе­
ского цилиндра, необязательно прямолинейного, равна l
(,рис. 2.1).
Величина ЭДС de, наведенной облучающим полем
на единице длины dl проводника, определится по фор­
муле
где
de = E,dl = Esin 0; ехр f}кl_~~-;j dl:....~~~~=
..
,}.:;;:с пр~иЗIJ(;~t,Ее:шое
0i -угол между направлением расп Р_.о ст Е анения_эл ~к-
тромагнитной волны и участкя1'1,"'Wr. ,QВ;~рхност'и
цилиндра;
.. ~,. ,,
.HIJ
к - коэффициент фазы .
,•·' ;-т ~;·Чрr'f{,'1.
•1
,
-
.•.
---
L.
--~
\.._}ь_.1........
..
.:
,.
' •,'с'1
17
'
;.•i
•-~:! <.'
k

Амплитуда и фаза элементарных ЭДС по участкам
провод·ни,ка определяют,ся положением элементарных
у'ча,стков по отношешию к вектору Е облучающею поля.
Рис. 2.1 . Проводник, облучаемь:й электромагнитным
полем
ЭДС, наводимая по всей длине · цилиндра, представится
суммой элементарных ЭДС
l
l
Е= Sde= SEf(l)dl,
о
о
• где f (l) - функция распределения плотности тока по
.д.л:ине цилиндра.
ФуiНк,ц,ия f (l) O1пред,еляется конфигурацией ,и распо­
ложением ,пров-одящего тела в элект,ромагни1.iном поле.
В часrшос1ш, для ,црям,о,линейного цилинд:ра в .д альней
(волновой) зоне электр,омаrшит,ного поля излучателя
f (l) ,и,меет iщд
f(!)= S'in[к(l- х)]
sin (кl)
где к= 2; (л -,длина волны облучающего поля);
х - ра,осrояние orr ,к,рая rrр,01во.д,н:ика, О3⁄4 х < l.
В случае когда облучаемая часть конс11ру,кции пред ­
ставляет за,м,кнутый элемент типа рамки (,ри,с. 2.2), то
наводимая 13 ,ней ,суммарная ЭДС опре,деляе-11ся нормаль­
ной составляющей .магнитной напряженности облучаю­
щего поля. По_д вл,иянием ·из,менения во врем.ени магни·т-
18

~юю по1101ка Ф возбуждае:тся ЭДС, вычнсляемая по
фо1р,муле
Е=
-
п~с;=
- -:- Jш-rHS ехр (jw, t) п sin е,
где п - число ВИТКОIВ рамки;·
Рис. 2.2. Облучаемый
элемент тнпа рамки
Н - напряженность ма,гнитного 1п•оля;
S - площадь, образованная рамкой;
е - угол между вектором магнит.ной ,на:пряженнос11и
поля и ПЛОО!ЮС'ТЬЮ рам,ки.
Вычислив на,веденную ,разность потенциалов, можно
определить ток пр,оводи,мости в облучаемых проводниках
по фо1р,муле
и
l=y,
где U - напряже,ние, наведенное облучающим электро­
магнитным полем;
Z - соп·рот,ивление проводника.
Пртекание ·юка в облучаемых п.р,оводн.иках са:п,ро­
вождается возникн-овением втор,ичною электромапшт­
ною поля, имеющего ту же спектраль,ную структуру , что
и облучающее э.rrектромагнитное поле, но отличаю­
щегося от него амплиту,дой ,и фазой. Вза,и,модействие
обл учающего и вт-с);риЧiного элек'Громагнитных полей при ­
во д ит к и-скажению стр уктуры сум,ма,рно,го электромаг­
нитного поля вблизи металлическ•их по.в~рх.ностей под­
вижных объек-гов во время стоянюr, но никаюие допол­
нитель,ные спеК,тральные ооставляющи-е при э-гом не
во з никают.
19

2.2 . ОДИНОЧНЫЙ ПЕРЕМЕННЫЙ КОНТАКТ
В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ
Практический интерес ,представляет анализ ,структу ры
электромагнитного гюля вт,01р1ичноJ'о излучен·ия, когда
сопротивление облучаемого проводящего тела изменяет­
ся по какому-то закону, описываемому функцией z(t) .
Реально изменение сопротивления может происходить
при к,о-нтаkТiировании различ,ных ча,стей и элементов
корлу,са ,подвлжных объекто-в во .в,реiмя ,днижеНIИЯ. В этом
случае м·оrут образовывать,ся ,си,стемы лровоtдящих тел
из двух и более элемен-гов, ~между 1юторыми будет суще­
ствО1вать переменное во времени контак11ное сопрот,и,вле­
ние. Пр'И'че,м ,из-мен,ение ,с,о,противления 01блучаемых .ко н­
такти:рующих систем может ГJР'оисход:ить ка.к за ,счет
переменного во ,в;ремени ,контактною сопр,отивлеН1ия
между оО1пр,ика ,сающи.м,ися э.леме.нта •ми корпуса, так и
за ечет ·изменения числа элементов, составляющих о,блу­
ча,емую контактирующую ,систему. Пусть в электрома,г­
нитно.м поле 1ка ,кого-то - 1излучателя нах,о,дит, ся ,контактная
пара, образованная из двух про:водников произвольной
ко,нф,иrу;ращиrи (рис. 2.3).
Рис. 2.3 . Контактирующая с,исте,ма из .lI:ВYX эле­
ментов , облучаемая электромагнитным полем
Внутренние ,е,01про11ивления элементов контакт.ной па­
ры обозначим соотне11ственн,о через zэл, и zэл, , а изме­
нение контактного сопро11и:вления в процессе конта,к11и­
рования элементов - через Zк (t) .
Заменим да,нную контактную пару эквивалентным
проводником с внутренним сопротивлением
z(t)=zэл,+zэл,+zк(t).
20,

r
'
Под дей,ствием внешнего облучающего электро,маг­
нитного поля на эквивалентном проводни,ке на,ведется
ЭДС со спектральной сrгруктурой облучающею поля .
Пр,едположим, Ч'Ю излучатель излучает узкополосный
сигнал, образованный путем модуляции гармонического
сигнала по амплитуде и по фазе. Тогда напряжение, на­
водимое на эквивалентном проводнике, можно записать
в виде
и(t)=И(t)ccs[шоf+Ф(t)+<р0],
где И (t) - амплитуда напряжения, определяемая за1ю­
ном амплитудной модуляции облучающего
электромагн·итного поля;
ша - круговая ча,стота облучающего электромаг­
нитного ,п•оля;
Ф (t) - закон фазовой модуляции;
q,o - начальная фаза.
Величину '!'Ока проводимости в эквиваленТ1н<0<м п,ро­
• воднике можно выч• ислить по формуле
,
l/ (t)
.
Lк(t)= z(t)= U(t) у(t),
(2. I)
где y(t) = 1/z(t) - проводимость эквивалентного прово!д­
н•ика.
Запишем и (t) и у (t) в комплексной форме
и(t)= Re/И-(t)ei<0001+"'0));
у(t) = Re (У(t)е;"'(tJj,
где U (t) = И (t)eiФ (1) _ ,к,о,мплеконая ог,ибающая напря­
жения, ,в ,кот,орой заключена ин­
фор1мащия о ,мо.дулир,ованном сиг­
нале, передаваемом ,облучающим
элек'Гр•омагни11ным пол ем 1(8] .
Т,о,гда ток проводимо1сти в эк1вив2лентно,м rПровсщн,ике
можно за,п,и,сать в виде
iк (t) = Re !и (t) У (t) ei'i' (t)ei (w,i+ <p,Jj =
= И(t) У(t)cos[шоf+Ф(t)+<р0+q;(t)]. (2.2)
Из выражения (2 .2) следует, что спект1р тока отл1ичен
от спектра облучающего элек'I'ромагн•итного поля. Он со ­
держит допомштель·ные спек'Гральные составляющие,
об у,словленные . изменением контак'Гного {;·о,протщздения .
.2)

Произ,ошли а:мплитудные и фазовые искажения , и, сле­
довательно, элекmро ,магнитное поле в'Г'ори,чноРо излуч.е­
ния переменного контакта будет существенно отличаться
по опектралыной ,стру,ктуре от первоначалыног,о облучаю­
щего П1ОЛЯ .
,
N0
Рис. 2.4. Эквивалентная схема облучаемого пере­
менного контакта
Пред:ставим т•ок iн(i) в в,иде
iк(t)= Reliк(t)ei(w,t+ 'f01J,
(2.3)
где /~ (t) = (; (t) у (t) ei с;, (tJ - комплексная огибающая
тока в облучаемой кон­
тактной паре.
Из с-ра,внения выражеr:1ий (2 .2) и (2.3) следует, что
параз•итная а•мплитудно-фазовая модуляция, шр,о.исходя­
щая п:р,и облучении перемен,ного контакта элект,ромагнит­
ным полем, определяег,ся функцией
У(t)= У(t)ei"!(tJ_
Эта функция пол1н,о,стью характер.изуеrгся изменением
1юм,плек,сной провоJщмо,сти ,переменного •1юнта·кт~, а до­
полнительные спектраль,ные ,соста1В.ляющие, в-озни,кающ,и ,е
в элек'Г'ромагнИ'Iшом ,поле вторич•н•оло излу,че-ния, обра ­
зуют контактные помехи.
Переменный конта•кт ,в элек'!'рамаrнитном поле м.ожно
рассматривать ка:к высо.~ючас'Г'отный гене.ра1101р ЭДС с
вну11ренни,м сопро,,и:влен·ием Zэл = zэл, + zэл,' работающий
на перt;,ме:ншую нагруз!КУ Zк (t) (рис . 2.4) .
22

-----· -----
Обозначим через Е2 • нап,ряженноспъ электромагнит­
ного поля вторичного излучения, выэванного протеканием
высокочастотною тока через ,переме нное контаК1шое ,со­
противл ен:ие . Для любого типа излучателя ,сдраведлива
формула [7]
(2.4}
где к(w) - коэффициент; учи тывающий у,словия расn,ро­
странения электромагнитных волн;
f (R) - фун,к~ция ,ра,сстояния;
F (Л,ср) - функция диаграммы направленности облу•
чаемого переменного конта :кта . по аз·кмуталь­
но·му и зенитному углам, зависящая от раз­
меров и к•онфигурации эле!Ментов, ,соста:вляю­
щих к,онтактирующую систему .
. Выраж ение (2.4) м,ожно записать в виде ·
(2.5)
Аналогично можно за,писать ,связь ,между ,нап,ряжен­
ностью облучающего электромагнитного поля Е 1 и напря­
жением , наво,11;имым на ,переменном ,контакте:
(2.6)
В соотношениях (2.5) и (2 .6) фу,н,ющи Р 1 (R,Л,cp,w) и
F2 (R, Л, ер, w) ,не зави,сят от пара,метров облучающего
элекТ1ро . магнитного поля.
С учетом (2 .1) связь между напряженностями Е2 •и
Е\ выразится в виде
Из нез ависимости функцийР 1 (R,Л,ср,(J)), F2 (R. ·, .~,q,,w)
от напряженности следует, что линейность преобразова­
ния (т . е. возмож ность описания процессов в установив-_
шемся режиме с помощью линейных дифференциаль­
ных уравнений) цели·ком определяет,ся характером зави­
симос11и .у (t) от напряжения , наводимого на облучаемом
пе,ре,менном контакте.
23

2.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПЕРЕМЕННОГО КОНТАКТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
Контактное оопр-отивление Zн, обусловливающее па­
дение на: пряжен.ия ,на ,с1ъrке двух оопр .икасающих-ся ,про­
водн,иков, оостоит в общем случае из двух составных
частей {13, 18]:
где Zп - сопротивление ·поверхностной плеН'ки;
Zпер - переходное сопротивление.
(2.8)
Первая составляющая Zп определяется сопротивле­
нием поверхностных пленок окислов, покрывающих кон­
тактирующие проводники и препятствующих протеканию
11ока через контак11ный промежуток.
•
Относительно природы второй составляющей Zпер до
н.а,сто,ящего времени нет единого мнения . Согла,е:но тео­
рии контактного сопротивления Хольма Р. [18], полу.чив­
шей наибольшее распространение, Zпер обрас\уется за
счет стягивания линий тока к отдельным точкам (а-пят·
нам) соприка,сан1ия двух ко,нтактирующих,ся ,поверхнос­
тей. Известно также объяснение возникновения Zпер со­
проТ!ивлением микровыступов, ,пр, оводящих элект.риче­
ский ток {9].
Акт,и,вная составляющая контактного со•про11ивлен,ия
R,, определяет количество тепла, выделяемого на кон­
тактном переходе при прохождении тока . Реактивная со­
ставляющая обусловлена инду.кти,вностью и емк·остью
переходн,ой зоны переменного ,rюнтакта.
Индуктивное соп;р,отивление вызывает,ся разностью
э·нергий ма,гнитного поля (W,-W2) на юраях контакти­
рующихся элементов и на контактной перемычке за счет
стяг~ивания линий тока к а -:пяТ1на,м ,п,р,ов,одимос'Ги. Вел,и ­
ч,ина Lк может быть подсчитана по формуле {18]
L=2(W1-W2)
к
i~
'
где iн - ток через контактную перемычку.
Вследствие шероховатости поверхностей контактиру­
ющих,ся проводников ,сопр ,и,касание их происхо д ит не по
всей площади, а только ,по отдельным учае'!'кам с чисто
металлической или ква.з1и,металлической :n,роводимостью .
Таким образом, рядо,м ,с проводящим.и участками об~ра-
24

зуют,ся област,и с повышенной емкостью. Емкость пере­
ходнои зоны определяется также конфигурацией кон­
тактных поверхностей, чистотой их обработки и степенью
прижимного усилия. В общем случае емкость переход­
ной зоны -NfОЖ,но найти по формуле
Ск= воsd~
,
s
где во - диэлектричес.кая ·постоянная среды;
d - расстояние между контактными по·верхностями;
S - площадь контактирующихся поверхностей.
Полная картина явлений при контактировании го­
раздо сложнее. По результатам последних исследований,
контакт,ная ·п·ронод,имость объясняет,ся наличием допол­
нительных явлений холодной эмиосии, термоэмиссии, га­
зового разряда, электрохимической и термоэдс [9].
В пр•о.цеосе к•онтактирования величина Zк меняекя в
широких п,ределах в зависимости от мноr~их факторов:
температуры ОiКiружающей среды, давления, с которым
прижимаю'!'ся друг к другу соприкасающиеся элементы,
толщины поверхностной пленки окисла ,и ее электриче­
ских характер,истик и т. д. Поэтому т,очный расчет зако­
номерностей и пределов изменения значений Rк, Lк, Ск
•при контактировани,и элем -ентов кон,струкции под,вижных
объектов пред:ставляет Кiрайне ·сложную задачу, не под­
дающуюся
точ·ному математическому определению.
Имеющиеся в нас1'оящее время аналит1Ические формулы
для оп,ределения з,начений .R.к, 1.-к, Си получены для ,идеа­
лизированных у,словий перекыочения 1юнтактов с за­
данными геометрическими форма,ми при ряде ограниче­
ний по состоянию поверхнос11и, конта\{тному давлению
соприкасающихся элементов, температуре и составу
среды. Интересующемуся читателю можно рекомендо­
вать работу [9]. Зщ1че,ния составляющих контактного со­
противления реальных переменных контактов подвиж­
ного объекта могут принимать любые значения от крайне
малых до беоконечно больших.
По.лная эквивалентная схема контактного сопроrг.ивле­
ния лредставле,на на рис. 2.5 . На низких ча,стотах, в диа­
пазоне работы электрических ус'Гройств, низкочаст,отной
аппаратуры автоматики и телемеханики, модуль контакт­
ного сопротивления определяется в основном величиной
своей активной составляющей, особенно в случае раз-
25

,рывных контактов. В этом случае контактное сопротив­
ление можно считать чист-о активным с-опротивл-ением.
На очень вьюоК!их частотах (порядка сотен МГц) емкость
переходной з-оны шуН1шрует а,ктивное и индуктивное со-
Рис. 2.5 . Полная эквивалентная
схема контактного сопротивления
противления. Эквивалентная схема контактного сопро­
тивления при переключениях элементов с достаточно
большими ,поверхно,стя,ми к-онтакиrр,ования в этом случае
может быть представлена в .виде переменной емкости . В
диа:пазонах от · ОНЧ ~о ОВЧ необходимо учитывать все
составляющие контаю1но,го сопротивления .
Полное сопротивление контактного перехода вычис­
ляется по формуле
Zк= (
2
)2
22·2+
1- "'R"ск + "'R1<c"
.
wLK (1 -w 2 LкСк)- wR;c/(
+J (1- w2LкС,,)2+ w2R;C~
(2.9)
С точки зрения оценки линейности преобразования
1Напряженности электромагнитного поля важно оценить
:зависимость Zн от напряжения, приложенного к сопри­
касающимся проводникам, которое, в свою очередь, свя­
зано с величиной электрической напряженности облуча­
ющего электромагнитного поля линейной зависимостью
по формуле (2.6).
Анализ зависимости Zн = f ( И) проведем отдельно для
каждой из составляющих комплексного сопротивле­
ния Zн.
Зависимость активной составляющей контактного со­
противления Rн от напряжения для идеального ю;штакта
26

(т. е. без поверхностной окисной пленки} приведена на
рис. 2.6 (кривая а) [18].
С повышением напряжения возрастает температура •
на контактном стыке, а вместе с ней сопротивление Rк.
Температурный режим локального перегрева в электри-
Рис. 2.6. Зависимость активной составляющей контакт­
ного сопротивления от напряжения, прикладываемого
к контактному стыку
ческих контактах устанавливается почти мгновенно (че­
рез 1-10-4
- 5-10-3 с после включения напряжения) .
Величина Rк с увеличением напряжения растет по почти
линейному закону до значения И= И1, соответствую­
щего началу процесса рекристаллизации металла кон­
тактирующихся элементов . При этом сопротивление Rк
несколько уменьшается за счет увеличения эффективной
площади соприкосновения из-за уменьшения прочности
металла.
Дальнейший подъем сопротивления происходит по
несколько более пологой зависимости, так как при И> U1
наблюдает,ся явление текуrчес'Ги металла и, как след_ст­
вие этого, некот-орое увеличение контактной поверхности.
Начиная с И= U2 , металл плавится и наблюдается рез­
кое уменьшение контактного сопротивления.
Характер кр,ивой сох,раняет свою форму и в случае,
когда контактирующие ~поверхности содержат участки с
плохо проводящей поверхн,о,с'Г!ной пленкой (рис . 2.6,
кривая в) .
Начальное значен1ие Rк -сдвинуто выше, но до напря­
жения И1 кривая бо,лее плавная, так ка,к поверх'но·стная
27

пленка характеризуется отрицательным температурным
коэффициентом . В области напряжений И> И1 даже при
температ:1ре рекристаллизаци,и материала контактирую­
щих,ся элементов площадь сопр-икосновен,ия почти не
увеличивается, так как температура рек,р ,исталлизацин
окислов выше, чем для чистых металлов. Поэтому изгиб
к,р,ив,ой на этом участке почти с,охраняет свою м,онот,он­
ность.
ГLри дальнейшем повышении напряжения до И=
=ИВ-ФР< И2 происходит резкое уменьшение контактного
сопр,отивления. Это явление, получившее название
В-фритт.и,нга, характеризуется пробоем диэлектрического
слоя поверхностной плен·к,и при напряженностях поля в
контактном промежутке порядка 10 6-107 В/см [18].
Посл,е разрушения- пленки контактное сопро-г.ивле­
ние уме,ньшается до величшны сопротивлен1ия идеального
конта,кта и пр,и дальнейшем повышении напряже,ния сов­
падает с его графиком.
Бели толщина окисной плен.юи составля,ет несколько
сот ангстрем, напряжение фритт,инга может превысить
на,п,ряжение плавления металла - И2 . В этом случае го­
ворят об А - фр,итт,ин1ге.
Из ~,рафика еле.дует, что в широком диапазоне напря­
жений от О до И В-ФР активная составляющая контакт ­
ного соП1ротивления ра,стет почти линейно в зависимости
от разности прилрженных потенциалов и с допустимой
погр,ешностью его на этом уча,стке можно считать линей­
ным.
Очевидно, линейным можно считать на этом интер­
вале изменение емкости и индуктивности переменного
контакта.
Инду,кт,и,вность опре.деляет,ся стяг,иванием линий тока
к а-пятна,м, т . е. в конечном счете зав,исит от эффектив 0
ной площадJи конта,ктирования. Из проведенного анализа
следует, что существенного изменения эффективной пло- •
щади контактИiрован,ия д:о В-фриттинг_а окисной пленки
не наблюда,ется. •
Емкость переходной _ зоны определяется конфигура­
цией поверхностей 1юнта•ктирующихся элементов. Изме­
нение состояния микровыступов начинается лишь при
напряжениях выше U1 , однако существенное изменение
емкости происходит лишь при напряжения х , превышаю­
щих напряжение В-фриттинга. Из-за пробоя поверхност-
28

ной пленки окислов происходит резкое изменение диэлек­
трической постоянной, а при дальнейшем повышении на­
пряжения возможно возн-икновение электрической дуги,
сопровождающейся изменением конфигурации поверхно­
стей и диэлектрических характеристик среды в переход­
ной зоне.
Эквивалентная ,схема внутренне.го с,ош·ротивлен,ия эле­
ментов контактной пары может быть предста,влена в
в-иде последовательного соединения линейных а:ктивного
и индуктивного сопротивлений
Zэл = Rэл + )wLэл·
(2.10)
Так,им образом, если в п·роцес-се коН1'актирован,ия про­
вод,н>иков в электромаr · нитном поле наводи·мое напряже­
ние, приложенное к контактному промежутку, не пре­
вышает ИВ-ФР' процес,с преобразования электромаrн1ит­
ного поля можно считать с допустимой п-огрешностью
линейным. Линейная интер1щре'Гаil1ИЯ явлений, сопровож­
дающих процессы, происходящие при облучении пере­
менных конта, ктов электромагнитным полем, гюзв.о.ляет
использовать для спектрального аяализа конта,ктных по­
мех хорошо разработанный математи-ческий аппа ·рат те­
ории п:реобразования с,игналов линейными инерционными
параметричеокими си-стемами.
2.4. ДУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОБЛУЧАЕМЫХ
ПЕРЕМЕННЫХ КОНТАКТ АХ
Ка-к было показано выше, зависимость контактного со­
про'ГивлеНtия от напряженности облучающего электромаг­
нит.ног-о поля мож,но аппрокоими,ровать линейной функ­
цией лишь в определенных пределах. В облучающих элек­
тромагнитных полях, обеспечивающих падение напря­
жения на контак,тном стыке выше ИВ-Фр' переменный
контакт проявляет себя существенно нелинейным эле­
ментом.
Нарушение связей решетк,и окисной пленки, которым
начинается ф;р,иттинг, соответ,ствует начальной с1Гадии
пробоя диэлект.р,ического слоя между к,о~:пактирующими
элементам.и, т. е. стади-и дугообразования [18] .
Для развития дуги между контактами нео·бходимо од­
новременное выполнен1ие двух условий:
ит > umin'
/т > /min'
(2.11)
29

где Ит , lт- соответственно амплитуда наводимого " на­
пряжения и тока ;
Umin, /min - соответственно минимальные значения на­
пряжения и тока, необходимые для воз­
никновения дуги .
Минимальное напряжение дуги Иmin определяется по
фор,муле (18]
(2.12)
где Vi - энергия ио:шизации металла контакти ру:о щихся
э л,е,мен1'01в;
Wi - работа выхqда электронов .
Для всех металлов ,и оплавов ,еправедливо соотноше­
ние
umln > И2 > ИВ-фр·
(2.13)
В с.лучае ко,н,такnирования э.лементов из различных
металлов Иm1n, 1m111 полагаются равными ме ньшим зна­
чениям из д.Jвух металлов (см. табл.).
:значения Иmin и /min для некоторых мета л лов и сплавов [ 18]
Материал
! Параметры
1 сталь
железо
медь
11.ИI-Ш
серебро платина
,Umin'B 1 13-15
13
10 ,5
12
17,5
1
15
. /mill' А 1 0,35-0,551 0,43
0,1
0,4
0;9
1
0,5
В.опросы взаи.мосвязи между дугой, возникающей при
облучении переменных контактов высокочастотным элек­
тромагнитным полем, и спектром вторичного излуче­
ния от нее являю11ся неизученными до на ,стоящего вре­
мени . Электр,ичес•кая дуга представляет чрезвычайно
сложный физичес.к,ий пр,оцеес, отличающийся быстротеч­
ностью и м,ноrообразием происхо,дящих явлений. На-и­
:более . полно в на,стоящее время изучены дуговые процес -
1сы в электрических цепях постоянного тока и в низкочас ­
ТО1'НЫХ электр,ическ,их цепях п·еременного тока . Изуче­
ние дуговых процессов в переменных контактах, облуча-
30

емых высокочаеготным элект1ромаrн·итным по,ле·м, не
вышло за рамк,и экспериментальных иоследований.
С точки зрения нозможно,сти возникновения электри­
ческой дуги наиболее опасным является размыкание пе ­
ременных контак'юВ. На высоких ча,стотах облучающего,
электромагнитного поля индуктивная составляющая
внутреннего сопротивлен·ия элементов переменного кон­
такта имеет доста'ючно большое значение и в начальный
период размыкания к контактному промежутку пр,икла­
дывает~ся напряжение
U =Ин+ Еси,
rде Ин - напряжение за счет ЭДС, наводимой на пере­
менном контакте, облучаемом электромагнит­
ным полем;
Еси - ЭДС самоиндук,r.1;ии.
ЕLdiк
.
си= эл _----;п-,
где Lэл - индуктивность элементов контактной пары.
При размыкюти вначале у1меньшает,ся ллощадь со­
прикосновения контактны х пове,р хностей, вследствие
чего возрастает контактное сопротивление. Ток разогре­
вает малый участок контактной поверхности до темпера­
туры испарения металла. В мик1р,01промежутке создается
электрическое поле с напряженностью порядка 106-
10 7 В/см [18], и в момент разрушения жидкого мостика
металла между ,расходящими-ся поверхностями возникает
электр, ическая дута.
Начальньrй период развития э.лек-nр,ической дуги со­
провождается резким нара,станием тока через кdнтакт­
ный пром ежуток. Скорость изменения тока д:остигает
10 10 А/с [13], далее возникает колебательный процесс
сложной формы.
Бели справедливо на высоких частотах ~излуче ния ра­
ди опередающи х средств ,подвижных узлов связи основ­
ное свойство электрической дули ,переменного тока, то
дуга должна гаснуть при каждом прохождении сину­
соиды питающего тока через нулевой уровень. Когда рас­
хождение контактирующихся элементов происходит с ма­
лой скоростью, возможны -повторные зажигания дуги и
на ~ледующих полупериодах синусоиды питающего тока.
Экспериментальные ис,следования авт,оров и: данные за-
31

рубежных :ис'Го~чн,и:к,ов [19] подтверждают правильность
этой гипотезы: спектр электрической дуги на переменном
конта,кте, облучаемом выс-око,частотным электромаr:нит­
ным полем, пред,ставляет гауссов,скую кривую, центри­
рованную относительно частоты излучения облучающего
пt·редатч,ика.
ДЛ1и-гель1нооть горения дуги оп,ределяется силой юроте­
кающего тока, формой контактирующих элементов, их
матер.налом, скоростью размыкания. Дуга гаснет при рас­
хождении ,к6нтактирующихся поверх,ностей на расстоя­
ние более 10-4 ~см.
Так•им образ-ом, протекаНrие ,про цеос-о,в в электричес­
кой дуге :о•пре~целяет,ся множеством факторов, что делает
теоретический анализ ее спектра практически невозмож ­
ным. Экспер·иментальные иоследован.ия свидетельствуют
о том, что на некоторых частотах спектр помехи от дуги
может иметь ,максиму.мы. Нал·ичие их объясняется резо­
нансными свойствами как внутреннего сопротивления
элементов контакrгной пары, так и контактного сопро­
тивлен,ия .

Глава 3
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОНТАКТНЫХ ПОМЕХ
3.1. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБЛУЧАЕМОГО
ПЕРЕМЕННОГО КОНТАКТА В ВИДЕ
ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ИНЕРЦИОННОГО
ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА
Как было показа,но выше, при определенных условиях
облучаемый переменный контакт можно раосматривать
как линейное инерционное устройств,о с параметрами,
~зл 1
-уу-,______,
N.V
I
Lзлг
· уу--у-.......______ .
Рис. 3.1. Полная эквивалентная схема облучаемого
линейного переменного контакта как ис,очника кон­
тактных помех
управляемыми некоторым случайным модулирующим
процес,сом (переключениями, вибрацией , тряской и т . д.)
изменяющим амплитуду и частотно-фазовые соотноше­
ния высокочастотного тока пров·одимости, наведенн_ого
внешним электромагнитным полем.
Полная эквивалентная схема облучаемого перемен
нога контакта как и,сточника контактных помех может
быть представлена в виде, изображенном на рис. 3.1 .
2 9-350
33

Анал,из nрео,браз,ования опеJкт,ра элЕ1к1Громагнитного
поля, происходящего при облучении л1иней:ноrо перемен­
ного к-онта,кта, !VЮЖ!н,о ,п,р,о,вес11й ,р,ешеЕием ли,нейноrо
С'ГОХа•с'I1и1чесжого диффе~ренциального у1равнения ,при оп­
ределенных нача.лыных и граничных условиях.
Зависимость между напряженностями облучающего
электромагнитного поля е 1 (t) и поля вторичного излу•
чения е2 (t) может быть записана через линейные диффе~
ренциальные операторы At и Bt [10]:
где
т<:п .
При этом в,сегда предполагается, что случайный про­
цесс, описывающий изменеr:ие сопротивления облучае­
мого переменного контакта во времени, дифференци­
руем в среднеквадратическом . Однако определение в яв­
ном J!IИде импульсной пер_еходной функции линейного
параметрического инерционного устройства h (t, ,:) (т. е.
функции Грина линейнО1го с-гохастическою дифференци­
ального уравнения) в нашем случае я,вляется весьма
трудной -задачей.
•
Возникновение контаI<-гных помех ,может быть прибли­
женно представлено в виде преобразования напряжен­
ности электромагнитного поля неко'I'арым гипотетическим
четырехполюоником с комплексной передаточной функ-
цией if (jw, t) (рис. 3.2). Передаточная функция Й (jw,t)
с,в.язана с им,пуль,оной перехо.д,ной фун,кц,ией вы,раже­
нием [4]
..
HUw, t) = sh(t, -.) e-fw'ld-..
34

Напряженность электромагнитного - поля- вторичного
излучения переменного контакта может быть определена
по формуле [19]
..
11.
.
/t
е2(t)= 21t J Se, (w)Н(jw, t)еа,, dt,
(3.1)
где se, (w)- энерге'I\И'Чеок,ий спектр облучающего элек­
тромагнитного поля.
c,rtJ
Рис. 3.2. Представление облучаемого пере­
менного контакта. в виде лщ1ейноrо пара•
метрического инерционного четwреХПQЛЮС •
ника
В дальнейше1м при анал.нзе ооектtральных хара.,ктери­
стик преобразованного переменным контактом электро­
магннтно,го поля будем использовать в качестве хара,кте:
ристики параметрическоrо-Четьrрехполюсни:ка только его
комплексную пер~даточную функцию
Й(jw, t) = Н(w, t)е1~(ш,t),
(3.2)
где Н (ro, t) - модуль передаточной функции;
'P(ro, t) - аргумент передаточной фуН'кци•и .
Раосмотрим предельный случай: в моногармоничес­
ком электромагнитном поле излучателя с частотой roo
находится периодически переключающийся переменный
контакт. Задача в подобной постановке впервые рассмат-
ривала,сь Федяевым Н. С.
•
Задача эта представляет не толыю теоретичео~ий ин ­
терес. Периодическое изменение контактного сопротив •
ления на>блюдает~я и на практике. ТИ1пичным примером
являе111ся переменный контакт между колесами вагонов
и стыками рельсов при устано,вившейся скорости дви­
жения железнодорожного состава . С периодическим из ­
менением контактноr~о сопротивления с частотой, близ­
кой к собственной частоте механических конструкций,
~
~

происходят колебан,ия та.юке корпусо,в по,движнь1х объ­
екта.в вок,руг осей оимметрии.
Очевидно, что из,менение конта.ктного соп,р,отивления
по период, ическому закону 1Приво.щит также к пер,иодиче­
ско~у закону изменения во времени передаточной функ­
щии fJ (jw, t).
Пусть осно,вная чa•C1'QTI! ,изм.~н•ения :передаточной фун-_
кции fI Uw, t) равна Q = 1/Т, где Т- ,период изменения
контактного сопротивления . Разложим фу.ню~ию Й (jw, t) ·
в ряд Фурье, при этом, естественно, полагается, что функ­
ция fl (jw, t) удовлетворяет условиям Дирихле.
Й(jw, t) =Й0(jw) + ~Йп(jw) cos(nGi+Фп)•(3.3)
п;:;,. l
Напряженность о~блучающело эле:ктр,омаl"нитноrо поля
зададим в виде
е(t)=Е cosrot=ЕRe[eiw01]
l
lm
О
1m
•
Раскроем комплексные выражения:
Но (jw) = Но (w) е/~•, Йп (Jw) = Нп (w) еi~п.
Напряженность электромалнитного поля вторичного
из!}учения будет gпределять,ся форrмулой
е~(t) = E1mRe[Н(jw, t) =Е1т{Н0(w) cos(wot +rp0) +
·
· +-2
1 ~Нп(w0)[cos<(w0+nQ)t+Фп+'Рп>+
п;:;,. 1
+cos<(w0 -nQ)t+cpп-Фп>]}. (3.4)
Анализ формулы (3.4) показывает, что на:пряжен­
ность •поля вторичного излучения облучаемого перемен­
ного контакта мо,_кн.о запи,сать в · виде суммы . двух со­
ставляющих
(3.5)
Составляющая
е-; (t) = Еlтно ((1)) cos (шаt + '!'а)
представляет напряженность облучающего электромаг­
нитного поля с уменьшенной в Ha(w) раз амплитудой и
претерпевшей сдвиг на величину ера.
•
36

Вторая составляющая
е;(t) =Е1тt~Нп(ш)[cos<(ша+п~~)t+ 'Рп+ ~п> +
n>I
+COS<(ш0- nQ)i+'Рп- ~п>]}
·представляет искажение напряженности электромагнит­
·ноrо поля при о·блучении перио,rIJИчески изменяющегося
контакта и характер1изует возникающие при этом кон ­
тактные поме хи.
•
Энергетический опектр поля вторичного излучения
Se, {w) можно представить в виде сум.мы 8-функций:
se, (ш) = 7t [Е1тно (ш)}2[а(ш- шо) + О(Ф+ша)]+
+ °Тn~I [Е1тНп (ш)]2{а(ш+Шо+ nSJ)+
+о(w+Фо- nQ)+о(ш-ш0-пQ)+
+о(ш- ш0+пQ)}.
(3.6)
Из полученного выражения следует, чт0 спектр элек­
·тромагнитного поля вторичного излучения переменного
контакта, переключающегося по периодическому закону,
содержит в своем ,составе составляющую на частоте об­
лучающего поля ,и дополнительные ооста,вляющие на час­
·тотах wo±nQ.
Спектр контактных ,помех всегда шире спектра облу­
чающего электр,омагнитного поля, причем полоса частот,
занятых конта1ктными nомехами, расширяется при увели­
чении частоты переключения переменного контакта.
3.2. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
КОНТАКТНЫХ ПОМЕХ В СЛУЧАЕ ЛИНЕйНОй
МОДЕЛИ ОБЛУЧАЕМОГО ПЕРЕМЕННОГО
КОНТАКТА
Все переменные контактные пары, образующиеся при
движения подвижных объектов, по характеру изменения
во времени контактного сопротивления можно разделить
на две большие Г1руппы:
•
-
контакты с трением качения и ,скольжения;
-
случайно-переключающиеся разрывные контакты.
К первой группе ,переменных конта,ктов относятся кон­
такты между элементам.и конструкции подвижных объ­
ектов, имеющими неплотные механические сочленения
37

ил.и допу,е,кающим:и по условия,м э,к,сплуатации неболь­
шие вза•имные ;перем•ещения. Обычно такие соединения
образуются между элементами конструкции; неплотно
соед1иненными болтами, в,инта.м,и, а та.кже в результате
частичного расхождения сварных швов. К этой же группе
относятся переменные контакты между осью и вра­
щающими,ся ча,стя·ми (ви.нта•м,и, колеса,ми, ло,пастям:и): ,
1юнт.а,кты ,между юоле,сами iИ рельса,м,и желез·нод,01рожных
вагонов, грузовых тележек и тому подобное .
Вм,осто кажущегооя пос·юяН!ною конта-кта между та•
юими элемента,м~и ,1юн,сmру,кци1и ,на самом деле при движе~
нии подвижных объектов суще,с11вует ,неустойч,ивый кон­
такт, ,окладыв,ающийся ,из ,м,но,жества к•рат1ювременно
прерывающихся элементарных конта·ктов чер•ез а-пятна.
Причинам,и измене_ний числа а-пятен, образующих эф ­
фек11ивную площадь ,контаК11и•рования в различные мо­
менты времени, являются неизбежные отклонения формы,
установленных размер,ов, ,профиля и ч,истюrгы обработки
пов•ерхностей контакт.и·рующих,с.я элементов. Неу,стойчи­
вый хар,а,ктер контакта между таюшми элемента:м.и 000.-
бенно я~сно nроявляетоя ,с увеличением скорости движе­
ния из-за вибрации и тряоюи.
Фу,нкция изменения ,контак11ноnо ,сопро11ивления во
времени для переменных контакт,ов ,первюй nруппы явля·­
ется непр еiрывной. Дискретность ,изменен•ия числа а-пя­
тен, образующих эффективную площадь контак1111рова­
ния в последовательные ,моменть1 времени, настолько
ма,!!а и на,столько велико их число, ч110 ,изменение к,он­
тактного с,опротивления во ~р·емени мо:ж~но считать не­
прерывной случайной ~ели:ч1ицой.
Вт,орую nру,ппу ,переменных конта,ктов образуют эле­
менты конструкции подвижных объектюrв, контактные : оо­
противления ,между которыми ,при дв,ижен,ии изменяю_тся
в шир ,оком д:инамичеоком ·диа•пазоне от оовсем нез:начи­
тельной величины при замыкании до бесконечно боль­
шого значения при размыка,нп,и. -Эту групп-у контактов
составляют в основном элементы конструкции, между ко­
торыми нет жес11ких м,еханичеоюих . евязей, но которые
имеют возможность сопр~и·ка,саться ,во время движения
. подвижного
объекта. Такой же ,к,онтакт может существо­
вать между неплотно соединенными элементами кон­
с-грукци.и в усло.виях оилыной вш,брации, когда резюие
тоJiчк,и вызывают скачкообразные изменения контакт­
ного сопротивления,
38

Описание из,менения контактного со.противления пе­
ременных контактов второй группы можно провести с
помощью случайной импульсной последо_вательности.
При анализе спектра электр_омагнитного поля кон­
тактных помех будем полагать, что случайные измене-
'
~
ния модуля Н (ш, t) и аргумента ер (w,t) передаточнои
функции четыре~полюсника образуют сrгационарный в
широком смысле процесс. Кроме того, считаем, что ин­
тервал к·орреляции функции Й (Jw, t) значительно пре­
восходит период изм _енения частоты облучающего эле_к­
тромагнитного поля. Это условие практически всегда
выполняе'I'СЯ .
Также считаем, что при облучении переменных кон­
тактов моногармоническ,им полем выполн5_1ются У,СЛ()IВИЯ
где ша - частота облучающего поля.
Это означает, что э,кви,валентный четыр,ехполюсник
не вносит искажений в фо,р,му входного сигнала. Переда­
точная функция J1,инейного четырехполюсника, интерпре­
тирующею облучаемый переменный контакт, полагается
не з·ависящей от параметров модуляции облучающего
-электромаr:нитного поля .
Контактные помехи, возникающие при облучении пе­
ременного контакта , можно классифицировать по виду
искажений электромагниrrною п JЛЯ. В зависимости от
передаточной функции I-i (jw, t) можно различать сле­
дующие видь~ параз•итной модуляп:ии элею1ро1ма11нитного
поля :
-
ам,плитудную;
.... .
фазо1вую;
---
амплитудно-фазовую.
Пр,и чисто амплитудной модуляции вторичное эле­
ктромагнитное поле можно .представить в )3Иде продукта
. преобра·з,ования о,блучающего электромаnнитного поля
- четырехполюсником с переда11очной функцией Й (jw, t)=
=Н (t) . Подобное преобразование может происходить
при облучении переменных контактов низкочастотным
электромагнитным полем , а также при облучении точеч­
ных переменных контактов, когда реактивная составляю - .
,39

щая • контактного сопротивления намного мень~ше его
активной составляющей .
Случаю чисто фазовых искажений соответствует облу­
чение переменных контактов с передаточной · функцией
эквивалентного четырехполюсника Й (jro, t) = eiv; <1) . Ре ­
ально такое преобразование может происходить при
облучении переменных к,01нтактов э.лектромагнитным
полем н а очень высоких частотах, когда изменение мо ­
дуля 1юнта:ктного 001П1р,о-гивления полностью определя -
ет·ся изменен1ием его е,мкостной ,составляющей. •
На1иболее общи.м случаем ~модуляции, пр-ри,сходящей
при облучении переменною к,анта,кта, является ампли­
тудно-фаз овая, причем между изменениями ампщrтуды
и фазы может существовать функциональная связь
Й(jro, t)=Н(ro, t)eiv; (w, t)=Н[(f' (ro, t)]'efv; (w, t). (3.8)
Спектральную структуру 1юнтактных .помех, возника ­
ющих при облучен,и:и переменных к,онтакт,о,в, рассмот­
рим применительно 1к проведЕшному ~выше разделению их
по гру,п1пам.
3.2.1 . Контакты с трен ием качения и скольжения
Ра,ос.мотрим случай облучения таыих переменных кон•
тактов моногармоническим полем с частотой ro 0 и со слу ­
чайной фазой ф, равномерно раопределенной в пределах
ОТ -'lt ДО +1t.
Случайно,сть раошределения фазы на,п.ряженности об­
лучающего элек-громаnни'Гного - поля не оказывает влия­
н,ия на вид ею 1юрреля.щюнной фу~н~кции, которая
равна [4]
Efm
fl ('t) = -')- COS Ф0't,
е,
-
(3.9)
где Е1т- а,мплитуда напряженности .
Наз-~ем моментной фунюцией четырехполюс ни ка ав•
токорреляционную функцию случайног о процесса, ха­
ракrгеризующего изменение [Ю вр1емени ,п а р а.м ет-ров четы•
ре,хдолюс.н•ика (10]:
Bн(t,'t)=m1{йuw,t),H(Jro, t+'t)} , ·
(3.10)
·40

1
где
m1 - зн-ак математического ожидания;
*
•
Н (jw, t + ,:) - комплексно-сопряженная передаточная
.
функция.
Учитывая ФоР'мулу (3.2), можно записать
Вн (t, 1:) = т1 (H(w, t), H(w, t + 1:) ef[q,(t),-q,(l+~нl,
а для ,случая фу,н,кцио.нальной ,овя,зи в,и~ца (3.8) выраже­
ние для ,сшределения Вн (,:) ,при,м,ет в-и1д
Вн (t, 1:) = m1 (Н[ср (w, t)], Н [ер (w, t + 1:)] ef[q,(t) - r;,(t +~HJ.
Непр,ерывный :::щрактер ,изменения контак1~ного сопро­
тивления у контактов с трением качения и скольжения
обусловливает оп,равмли~воать прмста·вл,ения if (jw, t)
в виде стащионаР'ноrо случа_йного процеоса. В э·том слу-
чае передаточная функция Н (jw, t) может быть записана
в виде суммы двух составляющих
if(jw, t) = if0(jw) +дf[(jw, t),
(3; 11)
где if0 (jw) - постоянная комплексная величина;
дН (jw, t)- флюктуирующая часть передаточной фун ­
кции.
Тогда моментную функцию четырехполюсника можно
пре,щстав1и,ть .ка,к
(3.12)
Предположи.м, ч·ю изменения ЛЙ(jw, t) ,о,бразуют
флюктуационный проце·сс ,с .н,орм•альным зак,оно,м рас­
пределения и ,с д,исшероией ,из,м-енешия ,модуля ЛН (w , t),
равной crfн• К,01р,реляционная фу,нющия та.кого цроцеоса
мож,ет быть заr!IИiса;на в ,ви.д:е {1]
Т/2
Bдн(,:)=lim+ SRe [Вдн(t, ,:)] d,:=cr~-нe- kl,i ,
Т-+"' -· Т/2
(.3,. 13)
. где
к- ,коэффициент, характеризующий бьн~11роту у,бы•
вания ,:rю,р:реляционной связи между значения-ми
ЛН (w, t) в 11\!'С)IМJ3нты t и t+1: 1П1р:и увеличен:ии ,:.
Учитьгва51-, что пою·юянн,ой ,ооста,вляющей if (jw) _с,р,о,т­
вежтвует корреляционная фу,нк1щя Вн, (,:} = ffg (щ), мо-
41

ментную функцию четырехполюсни·ка можно определить
по формуле
Вн(t) . Hg(ш)+a~нe-kl t l . (3.14)
Из условий стациона·рности в широком омысле и ста­
тистической независимости закона изменения передаточ-
ной функции fI (jw, t) от облучающего поля следует, что
корреляционная функция напряженности электромаг­
нитного поля вторичного излучения будет равна цроиз­
ведению корреляционной функци1и облучающею поля на
моментную функцию четырехполюсника
Ве, (t) = Ве, (t) Вн(t).
(3.15)
Тогда
2
в.( Е1т[Н2( 2 -k\tl]
е,t)=-2
-
о ш)+адне
cos Шоt, (3.16)
Энергетический спектр поля контактных помех можно
на~ти по формуле
•
.,
Se, (ш) = JВе, (t) е- j(l)tdt =
= ; Е;тН6(~)[о(ш- ш0)'+о(ш+ш0)J+
+ЕfтаХнк[к2+(~ _
"'о)2 + к2 + (~ + "'о)2 ]. (3.17)
Г,рафическое изображение энерrетичеокого ,спектра в
обла,сти положительных частот представлено на .р~и,с. 3.3.
Таюим образ,ом, спектр поля в110,р,ичного излучения
при ,монога,р,моничеоко.м облуrчающем ,поле и изменении
контактного сопротивления во времени по непрерывному
случайному закь,ну с ненулевым ,ар,ед!ни.м значением со­
держшт дис,юр,етную составляющую на ча,стоте 06луче­
ю1я и юпл,ошной спек11р, оиммет,р1ич,но ра,оположен·ный от­
носительно чаатоты облучающего поля .
Gпектральньiй анализ элеК11рома,r~нитн,ого поля B'I'O·
ри'Чноrо ,излучения при ~более ,с11рогих предположениях от­
ноаительно изменения Н (jш, t) связан со значительными
матема11и'Чеок,ими трудностями. Инте,ресующему,оя чита ­
телю ,можно рекомендо;вать работу [8], посвященную ис-
"
.
.
.
'
следо·ва.нию мультиплика11ивных помех в рад'И•ок·а,налах.
В-алее строгие, ,чем ~приведенные эдесь , 1ра,с·четы покаsы-
42

вают, ч·то сюо·тнош-ен~ия мощностей диаюретной и непре­
рывной оо~ста,в.л,яющих ,опек-гра поля в·юр,ич,ного излуче­
ния будут завис,еть от глу~бины фазовых искажений · п•р•и
ьблучении 1nеременн,о~го контакта, а оплошная часть эiнер­
гетичеокого спеК11р1а может быть н-есимметр~ичной .
Рис. 3.3. График энергетического спектра Se , ((i)) при об­
лучении переменных контактов с трением • качения или
скольжения
3.2 .'2. Случайно переключающиеся разрывные контакты
Из,менение конта1кт.ного ооцрот,ив.ления у переменных
конта·ктов эт,ой npynnы 0П1и,сывает,ся ,им,пульоным слу­
чайным про11:еоаом . Па1ра,ме1фы этой и1мпулъсн,ой после­
довательности, х арактеризующие геометрическую фор­
:МУ, ,или ,пол,о~жение им~пулъсов (а1мплитуд~у , длiительность,
мо.мент ,возниюнов,ения 1перед1неnо фронта , оюва)1⁄4ность и
т. д.) ; в общем случае я,вляются случайными функциями
времени . ·
Общая теория импульсных случайны х процессов рас•
смотрена в работе [10].
.
Ра,осмо11р1И1м ха1ра1ктер1истИ1К1И ,поля wор~ичноnо. излуче•
_ния при следующих ограничениях и допущениях :
•-
облучающее поле я,вляе11ся м,оноrа1рмоничеоюим с
част,отой wo и оо случайно ра,спределенной фазой в ин-
тер1вале от -те до + те ;
•
-
передаточная функция Н (jw , t) не в,а1в1исит т ча,с­
тоты, т . е. происходят чисто амплитудные искажения; _
-
и.з1менен,ие Н (t) ,01п:исыва-е11оя апериодичееким им­
пульоным случайным про,цеооо1м, образованным последо­
вателъноотью 1пря1моу,голыны х импульоов ,по,стоянной
43

длитещ,ности 'to, но со · случайными ампл -итуд-а.ми импуль­
.со;в и длительностями пауз;
-
вероятноО'Гные хара,ктер!истики импульсов не зави­
сят от их номеров в последовательности, т . е . отсутству­
ет ме~им,пуль, сная кор,реляция.
В одной ~и.з реализаций импульсного случайного про­
цеоса выдели~М mоследовательность со счетным 1юличе­
ство1м импуль,оов со аредним значением периода повторе­
ния между соседни,ми и1мпуль,сам,и, равным Т.
Предполож,им, что паузы между импульсами рас п ре­
делены по экспоненциальному закону
f (t)= _1
_
_
e-t/T, •
",1
Т1
где T,=T-'to.
При ЭТ'ИХ • огран1ичениях энергетичес,кий спек11р изме •
пения пер-едато1чной функции экви,валентного четырех•
полюсника можно записать в виде [10]
где
Н0 ( Ф), а1 - ооответственно ореднее значение
•
(J)'t(} ,
и дисперсия коэффициента пере­
дачи четырехполюсника на час­
тоте облучающего поля;
sш-2-
1s (Ф't0 ) 1 = - - - - спектраль1ная плотность прямо­
u1-со
2
угольно,го и,м-пульса единич,ной
амплитуды с длитель,ностью 'to.
Пусть значения коэффицие,нта передачи Н (t) при за­
мыкан.иях mеременного контакта 'на в ре~Мя 'to из-за не­
-етабильности к-онтактног6 сопротивления ,ПОДЧИНЯЮ'Г'СЯ
двухпараметричеtкому Г-распределению:
f(H)
1
.
Н" -Н/~
=•~•+ 1Г(а+1) е ·
•
(3.19)
44

Тогда •среднее значение Но ~и диспероия cr1 равны
Н0= (а:+-1-Н, ai= ~2 (а:+ 1).
(3.20)
С учетом (3.20) формула (3.18) приме1 вид
•
u)'t
8(а+ 1)2 ~2 sin2 Т
Sн(w) =
тw2
Х
1
1
o(w)
х -;-п+ .
•[
uJ'to
]2 +т •(3.21)
.
S'ln-2 -
SIП W'to
•••1+2 'Т )+ ,
.
<1/'
- 'to
•
•
.
_
2w(T- ' to)
Для случая быстро·rечных замыканий эле.ме,нто~ кон­
тактной пары ·и при достаточно редких переключениях,
т. е. при выполнении условия "to~ Т1 = T-"to , второе сла­
гаемое в выражении (3.21) можно п:р,иравнять единице.
Тогда
•.
.
u)'t
.
.
.
-
•
,.._, 8(а+1)2~2sin2у[2+а .
~ (_<1_]
Sн(w),_,,
тw2
а+1+Т=
= sh(w)+Sa(w).
(3.22)
Из выражения (3.22) следует, что Sн(ы) содержит
д,и,скретную ,и непрерывную состав.ляющие. Спекгр 1юн ­
так-гных помех определяется · только непрерьшной ,с оста ­
вляющей; ,с,<)оrrветс'Iiвующая .ей моментная функция может
быть оп:редел,ена по формуле ••
•
••
••-••
00
Bh(t)= 2
1tt 5 S;, (ro) e1"' ~dw =
= (а+ l)(a + 2) ~2't0
1tT
(3 .23)
Окончательно для к,о,рреляционной функции электро­
магнитно го поля контактных помех получим
ве,(t)= ве,(t) Bh(t)=
_
. (а+1)(;,+2)~2
't0Em (
I\)
(З. 24- )
-~-~-,-,,---=-"-~~
'to- "t COSФo't ·
21tT
График Ве, (t) приведен на ,р~ис. 3.4 .
Как следует из формулы (3.24), корреля_g~ояна~
функция контактных ломех при введен:ны х допущенищс
·.;·-
-
--,
-
.....
•
-
-
--
.
·-
·-
-
-·
.
·-
-
-
.
...,
--
-·
-
·
-
-
,-
••.
-
--
•
--
-
t
-
...,
.,
-
;,1-5

близка к корреляционной функции одиночного прямо­
угольного радиоимпульса с длительностью 'to и частотой
заполнения wo.
'
Рис. 3.4. График корреляционной функции
Ве, ('t) при облучении случайно переключа•
ющегося · переменного контакта
Обратным пр,еобразо;ванием по формуле Вине,ра-Хин­
чина леf\КО о.п:ределить соотве'!'ствующий Ве, ('t) энерге­
тичеокий спектр . На графике он буtдет .и,меть в1и~д спектра
· одиночного прямоугольнl(}lло радио,импуль,с,а, ,с,иммет~р.ично
расположенного на частотной оси относительно частоты
об.лучающего эл,ектр1омагнитно,го IIDOЛЯ.
3.3. ОБЛУЧЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО КОНТАКТА
ПОЛОСОВЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
Ра,оомотренные выше прrИмеры отнооил,ись к •случаям
облучени~я линейных переменных контакто,в моногар­
м,оничесюи,м электромаf\ни11ным полем излучателя .. Харак­
терным для таких полей является наличие в спектраль­
ном составе излучения т,оль,ко о,дной составляющей на
ча1стоте wa. Это 1rюз1воляло при анализе ,спектральных и
корреляционных характеристик вторичного эJiектромаг­
ifштноf\о поля ,п~р,авю111.ить ,ра,очеты по •сравшителыно прос•
ть11м формулам .
.
Однако реальный спектр э.лек11ромагни'Гного поля из•
.луч.е~ний nередатчиков занимает определенную -полосу
ча,стот, . ·,шири.на · ~vоторой за,щ,юит от виюГмоду.ляции,
,46

спект.ра :передаваемых с.о,общенщй. Стремление к дост.и­
жениiо m,омехоу,стойч,и,вой радиоавяз;и дривело к разра­
ботке пр.инципиалЬ!но новых ши~рокополо~сных сист-ем
СВЯЗrИ.
При а,нал.изе ,спекmра IВ'110!1JIИ'ЧНОIГО излучения пер,емен­
ного ,контакта, на)Qмящегося в та,юих электромагнитных
полях, tНеобжщИiмо rу;ч,итывать из,менение коэффи1uщента
перм_ачи if (jro, t) не '1\МЬ!КО во в,р,еменш, но и в зави,с.и-
1м,ос11и ◊1т '4:а,стоты.
Электромагнитное поле назовем полосовым, если энер­
гия высокочастотных колебаний сосредоточена в ограни­
ченн,ой 1поло,се rча1ст10т с ши,р:иJНой Л!f от fн ,до fв ,и выпол.ня ­
е11оя у,слОВIЯ'е .м~ fО, м,,е fQ= 1/2 Uн+ fв) - ормняя час­
тота ,1юле,баний .
·дл,я ,случая л,инейно,го перем,енного ,конrгакта в nрt;~. ­
положенИJи ,стат.ист,ичеакой неза,виаИ1м,ости Н (jro, t) от
парамет,р,ов облучающет элек11рома,гнитною поля и ero
с.тациона ,рно,сти в шир ,01юм ,амысле ,с:п,раведл,и.вы ,следую­
щие раочетные 1соотношен,ия {4, 10]: ,
со
(3 .25)
Se, (Ф)= i7t JSe1(Ф)f (ro, ro')dro ,
со
где Г(ш,ш')= J Вн(-с,ш')е1"'''"е-1"''"d-с.
t (ш, ro') - спектральная плотность мощности флюктуа ­
· ций передато'Iной функции . линейного инерционного че­
тырехполюсника для составляющей облучающего элек­
тромагнитного поля на частоте ы.
Определим юпектр ~поля вт01р,ичного излучения линей­
ноr~о периодического .конта,кта, облучае.мо,го полем пере­
щатчи:ка, ра ·боrгающего в •ре)Ыиме ДЧТ (двойной ча,стот-
ной телеграфи,и). _
-
Представим Н (jro, t) в виде 1р,яда Фурье :
fI(jы,t) = -~
Нп (jw) cos (nQt + ~п), ~о= О. (3 .26)
,.
п>о
47

Для простоты анализа примем
Йп (jw) -~ Н0 (jw) е -апw,
где а - коэффициент ослабления членов ряда Фурье.
Тогда м-О1ментную функцию четырехполюсника можно
определить по формуле
•
Вн('t)= -2
1 ~ [Н0 (JtP) e-r ,nw] 2 cos nQt. (3.27)
11;;,1
Энергетичес.~ий спек'Г!р электромагнитного поля из­
лучения передатчика, работающего в режиме ДЧТ, оп ,
ределен в работе [11]. Предполагалось, что по обоим
каналам передаются клиппированные радиоимпульсы с
постоянными ·амплитудами Ет, с экспоненriиальным рас­
пределением длительностей пауз, случайной начальной
фазой высокоча стотного •заполнения, распределенной на .
интервале ( + 1t, -1t) , с равной вероятностью значений
частот излучений щ, 002, 003 , 004 .
Пр,и этих условиях
S (w)=E2 T°"'
1
, w>O, (3 .28)
е,
т ~1-(w- wi)2т2
l;;,. _
J
.
.
где Т - период следования радиоимп уль.сов.
Для положительных значений оо можно определить
t(w, w1) ввиде
f(ш,ш')= 'lt ~[if0Uw)е-"
11"'']2[о(ш' - ш
-
пQ) -t
п;;,.1
+.о (w' -
w+пQ)], w>О.
(3.29).
Спектр · поля вторичного излучения линейного пери­
одическо_го контакта Se, (w) будет равен
•Se,(ш) =ReSe,(w)=
4
- =Е2
Н(w)Т'---, ~[
e-2""("'1+nR) . +
то
~~1+(w- wi+пQ)2Т2
п;;,. li- 1
·
е-2ап ("'1 - nQ) ]
+1(
Q)~72 ' (1) >о.
+ro-wi- n
(3.30)
Из формулы (3 .30) следует, что энергетический спектр
вторичного электромагнитно,го поля облучаемого перио­
дичес~юго контакта представляет сумму спектров облу-
4~

чающего П,О,ЛЯ, С,ДВИН)'ТЫХ На ЧаСТОТНОЙ ОСИ вправо И
влево около час'Гот запол н ения оJ 1 -<щ ,н а nQ и уменьшен­
ных по амплитуде в [Н0 (ш) е- ап"']2 раз (рис. 3.5) .
ц)
(,,JI
Рис. 3.5. Облучение периодически переключающегося пере­
менного 1,онтакта полосовым электромагнитным полем
Характер , огибающей спектра контающых помех в
случае облучения периодически переключающегося пере ­
менного контакта полем передатчика , работ г. ющего в
режиме ДЧТ , . существенно зависит от соотн.ошения .
между частотой переключения Q и сдвигом между ча -
стотами З?Полнения Лоо .
•
49,

М.ож,но вьщел;ить ,следующие ,случаи .
1. д(l)>2NQ, гд-е N ----,- ~м,а,к,ои,мальный номер составля-
ющей ,пр,и ,разл,ожен1и~и ff (jw, t) rв ря,д Фу:рье . Тогда
опек11ральные ,ссставляющие (IJi±nQ, сrруппир-о.ванные
около ча,с11оrг заполнения Фi, не ,пе:ресекаю-гся и ог.ибаю­
щая ,спектра .1юнтактных помех будет состоять иэ не:пере ­
секающихся оnибающих, одв,и,нутых на частот,ной оси
друг отнооительн,о друга на Л·w.
-
2. Л,w<2NQ . В этю1м случа -е огибающая спектра кон­
такт,ных помех в ,каж,п,ой точке ча,ст,а11ной оси ;находит,ся
су~м,м1и!р,0 1ванием ,в,сех ,соста ·вляющих и может иметь самую
неоr~,ред•еленную фо,р:му.
Анали11иче,окюе определение спе,кТ1ра в11Qр,ичноrо излу­
чения при более общих предположениях относительно
законов изменения передаточной функции переменного
контаю1а if (jw, t) наталк1ивает,ся ,на ,серь,еэные матема­
тические трудности, и не всегда решение может быть
до,ведено д,о кюнца .
ОЛ!ре,деление ,спектральных ха1ра,ктер1ис11ик поля вто­
ричсrюrо излучения во ,многих ,слу,чаях уцр оща -е11ся, есл-и
использовать метод, предложенный в работе (15].
Сно.ва ра,аамо11рим слу,чай облучения пол,о,оовым элек ­
трома,nнитным [юлем ли-н~й1нiQlго переменною ,ко,нта,кта с
передаточной функцией Н (joo, t) (рис. 3.6, а) . Для ана­
л_иза поля вторичного излучения существенно поведение
Н (joo, t) в пределах полосы частот облучающего поля,
т. е. от 001 д:о 002.
Заменим f! (jш, t) четырехполюсн1ико1м с переда'!'очной
фунющией Н* (jш, t) (,р,ис. 3.6, б) .
Й*(Jш,t) ={fl(Jш, t) при ш1<ш<ш2,
О
приш>ш2,ш<wl'
Й* (jw, t)можно представить в виде ряда Фурье как фун 4
кцию частоты ,с пеР'ио,дом Л100 =w2::-001
"'1
.
21t
Н*(Joo, t) = ~Нп(t)е1пд;;;"' .
(3.31)
п;;.1
По оnределению 1моментная фу,н:кц:ия пере,даточной фун­
кции ,ра·вна
--
Вн(t) = m1 {Н* (}ш,t), Н* (Jш,t+-с)).
50

ПоЛ;ставив сюда значения f-1:1, (jш, t) из формулы
(3.31) и уч'Итывая л,инейность опе;раn,ии разложения в
_ ряд Фурье, ,получ,и,м
1
2ir
Вн(-:) = ~ Вп ('с) еfпт;; "' ,
(3.32)
п>1
гдеВп('с)= m 1{Нп(t), Нп(t+ -.)}.
it(juJ,f)
а
tt(j(;),1)-
Q
Рис. 3.6. К: пояснению замены четырехполюсника с пере­
д~точной функцией Н (j(JJ, t) на четырехполюсник с переда •
точной функцией Н* (J(JJ, t)
Та1юим образо:м, з,щцача юrпределени,я ха,ра,ктерис11ик
,поля ,в1'ор-ичною ~излу~че:ния линейного ,п01ременного кон­
та,кта ; облучаемого пол,о,с,овЫ1м элек11рюIмагни11ным ~полем,
·,свод,и'I'ся к уже ра,осмотр,еп-rньr-м ~случаям ,п,рох,ожденrия
•си11налов через пара,метрI ичеоюие системы · с ,коэффициен­
том передачи, не зависящим от - частоты ,

3.4 . НЕЛИНЕйНЫй РЕЖИМ РАБОТЫ
.
ОБЛУЧАЕМОГО ПЕРЕМЕННОГО КОНТАКТА
В дюстаточно мощных элекТ1ро,ма.гнитных полях, коr•
да капряжение на ,контактном ·стыке превосходит напря• .
жение В-фри-ттинга окисной пленки, .процес,сы в о•блу­
чаемых пер,еменных контактах ,ПР'иобретают существен­
,но нелиней,ный ха1ра,кте.р.
В главе 2 были рассмотрены дуговые процессы в об­
лучаемых переменных контактах, ниже анализируется
спек11р электромагнитного ,поля вторичного излучения в
,слу,чае ра"боты переменною кон,такта в нелинейном ре­
жиме без дуюобразования. Этот режим работы возни•
кает в случаях, ко~гда ,не выполняется одно из двух ус­
ловий дугообразования (2.11).
Реально такой режи,м работы облучаемого перемен•
ного контакта в,озникает за счет пр,именения специаль •
,ных мер протшв дугообразования. В частност,и, в каче­
ст,в,е ~n.римера можно отметить на.иболее ра,спрос11ранен­
ный ,метод борьбы с ду:гообраз,ованием и контак11ными
:тюмеха,ми, заключающийся в шу,нтировани:и переменного
контакта. Величина наведенного 'I'ока провод1имости, про­
текающего ч,ерез ,контактный ,промежутю,к в зашунТ1иро­
ванном переменном контакте, недостаточна для возник­
новения элекТ1р1ичеокой дули, •хотя наводи.мое наiтряже­
ние превосходит Иmtn•
Аналитичес,кое определен,ие ,спек-г.ральных и корреля­
ционных ха•рактер·и•ст,ик контактных помех при ра-боте
переменню1го контакта в ,нели,нейноrм режиме неизмер1имо
сложнее анал,оrиrчной за,дачи прrи линейной ,мосдели пер,е­
менното контакта. Нел,иrнейные еюха,сrгические дифферен­
циа-(!ьные уравне,ния, описывающие работу переменного
контакта в этом режиме, не имеют конструк11и,в.ных ме­
тодов решения.
Из широкого -юруга вопросов ,п,р,ох·ождения с-ип1алов
через нел,и,нейные параметрические -оистемы рас-смо,1'рим
лишь спектральные характеристики электромагнитного
поля вторичного излу~ченrия, так как они определяют ча,с­
тотное распределение контактных радиопомех в подвиж­
ных узлах ,связ1и.
С ,известнЬ!iм п,р,ибл,ижением работу контакта в нели­
нейном режиме можно ,ра-оомотреть ,как прох:ожден·ие сиг ­
. нала,
со()rгвет,ствующего нал,ряжен1ности облучающего
электрома,гю{тн?гю_ юоля, . че,рез последовательное соед~-
5~

нение нелинейного безынер,1щонного и .линейного инер­
μионного параметрМчес~юго четыре~полюсников (рис . 3.7)
с передаточными функциями Н (Е 1 ) и Й (jw , t) .
Так·им образом, преобразование спек11ра элек11ромаг ­
ни11ного поля, происхоtдящее в действительности за ,счет
прохождения на,вер,енного тока пр,оводим,ости через не-
r
е,т ,
11 (Е1)
e'(f) it (juJ, t)
Рис. 3. 7. Представление облучаемого переменного
контакта, работающего в нелинейном режим.е, в
виде последовательного соединения двух четырех -
полюсников
линейное па,раметрическое комплек•сное сапр,отивление
на ,стыке двух сошрикасающижя элементов конструкции
~подвижного объекта, заменяе-гся эквивален1'ным суммар­
ным эффектом двух п1реобразований, из которых одно
являет,ся нелинейным безынерци,011-iным, ,постоянным во
времени, а втор,ое - линейным, ИН·е\рционным ,и перемен­
ным.
Такая эквивалентная замена позволяет провести спек­
тральный анализ _контактных помех путем сочетания
методов ра,с~чета нел~инейных безын~р1ционных и л,иней­
ных и,нерщионных па·раметр~ичес.wих ои,стем , для которых
суще•ствуют за,конченные, хотя и весыма · nр~Оlмоздкие, ре-
шения. ,,,
'
'
В качестве примера рассмотрим спектр электромаг­
нитного поля втО1ричного ,излучения :при следующих 1пред-
1положениях :
-
-
о•блучающее ,по,ле являе'Гся мон0гар1мо.нически,м с
ча,стотой wa:
е,, (i) = Е1тСО.$ wof;
-
переключен1ие нел;инейно110 п~р,еменного контакта,
а___ слмовательно, и ~изменение передаточной функции
Н (jw, t) оп~сываются периодической функцией времени,
разлагаемои в ряд Фурье_ пq компонентам с - основной
частотой Q:
к
нUw, t)= k н"Uw) cos('f9+~",).
,
-
к,;., 1 -
-
,
-
•-

Предnможи,м, Ч'I\О ха.рактери,стика нелинейности пере­
даточ,ной функiщи Н(Е 1 ) с доста-nочнюй точностью ап­
лрок,сими.руется полино,м.ом, оод:ержащим . члены всех
степеней от 1 до N:
N
Н(Е)= ~ qпЕ;,
п~I
где qn - коэффициент аппроксимации.
4uJq с,)
Рис. 3.8 . Спектро1:1рамма контактных помех при облучени,и нелиней­
ного переменного контакта
ИЗ~вестными мет,од,а,м,и анализа нелинейных эле1<три •
чесюих цепей [3] находи1м, ч ·ю на выхоtде не.л,и1Нейно,го
четырехполюсника сигнал е' (t) кроме составляющей на
основ.ной ча,стюте в-ходною оигнала ro0 • будет содержать -
составляющие и на ее га,р,мони.ках 2-roo, 3ro 0 . .. до Nroo
включ~ительно (рис. 3.8) .
•
Запишем е' (t) в виде ряда Фурье
N
. е'(t)=~ Апcos(nwat+Сfп),
n=I
где An- а1мплиту1да п-й га:р1мониюи ;
cpii - фаза п-й га-рмони,юи.
(3.34)
Tortдa ,нап·ряжеш,н,о,сть поля в1101р1и,чно,ло ,излучен,ия
мож-но 01пределить ,по формуле
е2(t)= Е1Re(Н(jw, t)\=
N
К
= ~ Ап cos(nw0t+fп-)•~ Нк(w) cos(кQt+tк)· (3.35)
n=I
к=I
•
54

После несложных, но г,ромоздк,их выч,ислений с иаполь •
зова,нием форiМ'УЛ •юратных ду~г наход!й:м
КN
е2 (t) = ~ ~ AnH"2(nroo) {cos [(nro 0 + кО)t+ срп + Фк] +
К= 1 n=il
+cos[(nro0- кQ)t+fп- ФпН·
(3 .36)
Из полученного выражения ,следует, ч·rо эле-КТ1ро1маг ­
нитное !Гюле ,в11оричного излучения нел1и:нейно~го период,и ­
чеокого 1юнтакта омер121шт спек11ральные составляющие
на частотах юi=nw0 +кQ . Спектрограмма выходного сиг ­
нала пр,едставлена на р'И,с. 3.8. Цр,и облучении мощным
электрома ,гJI1итным полем 1юнта:кruые помехи возникают
не только около основной частоты облучающего поля,
но также ,и около ее га !р1моник.
Нелинейное проявление характера контактного сопро­
тивления пр•иводит 1к рез,1юму увеличению ,а пе:к-гра ча,с ­
т,ат, 1п,Ьраж-енных контакТ1ным,и помеха.ми. Оообенно э·ю
отнооится ,к случаю облучения ~переменного • кО'Нrrакта
~rюлигармоничесюи,м элекТ1р0~ма,гнит,ным полем ,П1р1и одно ­
временной ,ра,боте на излучен,п,е сразу неоколыК:Их пе·ре­
да-гчиков.
•
В полигармоническом электромагнитном поле вслед­
ст.в1ие нел1ишейнос11и перем,енных ,к,онта,К"ГОв возникают по ­
раженные для ,ради,ап~риема уча,с-гки апе:к,11ра не толыко
около основных и га,р:монически х ,излучеш1Ий , но GI ок,ол о
комбинационных частот. Формула для определения ком­
бинационных частот имеет вид
/к=К/1+т/2+n/3+...,к,т,п . ..=0,±1,±2,±3...,
где f1, f2, fз - частоты излучения передатчиков ПУС .
У,рав-ень спектралыных составляющих и ширина и•ми
• занимаемой полосы частот за,висят от многих факторов,
среди ~которых ,можно выделить:
-
1мощност,и пеtредатчикюв, излуче.ния ко11арых у,ча ­
ствуют в образова1нии .ц,анной к;ом1би1наци,о,нной ,ча,стоты ;
-
харакrгер~и,е11ик1и нел•иней~ности и ча,стоты переклю ­
чениs~ переменноrо ,к,анта,кта ;
порядок ,комбИJнационной ча,стоты р .
Р-lк\+lm\+\п\+...
И3 теор,и.и -нм,инейных цепей ,следу;ет , Ч'Ю ,ма1юс,имаv1ь ­
ный порядок :комби:на:ционной ·часго·тьi , на :~rоторой соз-
55

даюrг,ся пом:е~и радиоприему, оп,ределя,ется ма,к,с.има,льной
степенью полинома, а,П!проюси.м,и,рующего нелинейность
среды (в данном случае к,о,нтактного •сопр,011и·вления) [3] .
Это означает, что всегда выполняется условие p~N не-
о
5
/О
15
20
26'
м
Рис. 3.9 . Изменение к0личества комбинацион­
ных частот различных порядков Q в зависи­
м.ости от числа источников облучающих элек-
тромагнитных полей М
за1вис,и;мо от ч•и,сла источншюв облучающих элЕжТlро,маг•
нитных полей.
Количество пор<1женных конта;ктным-и ПОiмехами ко,м­
би:национньiх ча,стот резко возрастает ,пр~и у.величе,нии
числа ис·ючнююв облучающих элек11ромагнитных полей .
•Рост
коли:чества ,п:о;раженны х •ча,стот в зав·исим01сти от
чи,сла и.з.лучателей на,глядно ви.де.н из ,рис. 3.9 : Из-за дис­
кретнос'llи . значен:ий р и N графики д1олжны ,и:меть сту­
пенчатый хара,ктер, но в целях нагляднос11и р;исунка они
проведены •СПЛОШНЫМИ ЛИН 'ИЯМ-И.
3.5. МОДЕЛИРОВАНИЕ СПЕКТРА
. КОНТАКТНЫХ
ПОМЕХ
Од,ним из эш:шериментальных .ме'I'од,ов исследования
спект,ра.льных - хара·ктерис11ик ;1юнта ,ктных помех. может
быть назван ,метод физ1Ичоокого ,модел~:ирова,н:ия пр,о,цессов
возни1юно.вения конта1КТ,НЫХ rюмех . Восп:роИЗIВ•едение ОПеК-
. тра
контактных помех в ' лабораторных условиях •поз­
воляет оценить •оправедл.ив,ость ,используе,мого мат •~~ а-
5.6

тического аппа.рата, ~изучить влияние различных факто­
ров, понять ,процеосы возникновения э·юго специфичес­
кого в-ида помех.
К.роме то-го, м_ето1д .моделиро,в,ания hоз:волит на.метить
меро1пр.ият,ия по борьбе с 1юнтак11ными помехами, оце­
нить эффект,и.вность примен~шия уже ·известных спосо-
ГСС-f
ГСС-2
УпраtJляемыit
-
леремш,ныtl
/(O/f/77(!,t'/Тl
Схема
pa:J8Я9Ktl
R
Селектuвныtl
All/Kfl080.lfb/77ИC/77/J
Аналшито,о
спектра
Рис. 3.10 . Схема лабораторной установки для моделирования
процесса возникновения контакт-ных помех
-бов их подавления. Проведение иоследований еще на
этапе разработки конкретных образцов подвижных узл·ов
связи позволит выиI1рать время и .по'I'ребует при эп:>rм
меньших ЭК{Juюмиче,ских за11ра:т.
Структу,рная схема простейшей лабораторной уста.­
новки, им.и-гирующей процеос возникновения ·к•онтактных
помех, показана на. рис. 3.1 О.
На,пряжение, на.в,одимое на элементах облучаемого
переменного конта•кта, воспроиз1Водит,ся ·С помощ ью вы­
сокочас11отною генера11ора сигналов (ГСС) . Сш,налы с
ГСС проходят через контакты рел•е с управляемой ча,с­
тотой п•е~реключ5ния . В качестве управляемых ,1<:онтаК,ТОВ
могут быть иопользованы о,бычные схемы мулыив1и•бра­
торов с электро~меха,ничеоюи,м .реле в цепи коллектора
транз,и,сщров (рис. 3.11).
.
Спект,ральная ат1руктура ·юка . в цепи с. переменным
контак1101м определяет,ся с помощью анализаторов спек­
тра, п,одключе.нных параллелыно активному . сопроти 1вле­
нию. Уровень возникающих контактных uомех измеря­
е'I'ся селек11ивным микр,овольтме.11ром.
У,с11ановка п-озволяет также воспроизвести процес,сы
облучения переменного контакта поли,гармоническим
элект.рома -гнитным полем путем под_ключения допол,ни-
_
57

тельных Г,СС. Проя.влен1ие .не,rшнейною эффеюга в облу­
чаемых переменных конта,ктах обнаруживается по факту.
вюзник:,новен.ия 1юнтак11ных помех на ~юмбинационных
ча·ст,отах !В/Ида /1±/2, где / 1, / 2 - ча,стоты сигналов с ГСС.
~iк(tJ
Рис. 3.11 . Принципиадьная схема управдяемоrо пе­
ременного контакта
ОП1р,еделение спектральных характерисrrик контактных
помех и в·оздействия различных факторов на их рас.пре­
делен.не ~может п,роиз1юД1ить,ся по апециаль,ной методике
измерений • непооред:ствен,но на падвитном объекте во
время erio стоянки {16].
У:ттравляемые :контакты подключаются к мес.там су­
щест,1юва,Нiия перем,е.нных кон та к11Ных сопротивлений,
возни·кающих в п1роц,еосе д1виже,ния ,подвижного объекта.
Ча,стоты nереключе,ния У1Пра·вляемых ко,нтактов выбира­
ются, н,сл'одя из д,иа,пазона изменения ч .а,стоты контак­
т,ированпя элеменrов ,конст,рукции подвижных объек-юв.
.ПраК11ичеоюи устан,овлено, что для и,м,итации процесса об­
·разова,ния ,контактных помех д,о,статочно ,ИJметь набор
управляемых контактов с частотами переключения от
1Гцдо1кГц.
Фиюсация у1ровней кюнтактных помех, возникающих
п,р,и ,ра>боте радиопер.е,датчиков ,подвижного объекта, осу­
ществляется с помощью измер1,;тельного приемника, под­
· ключаем,ого ,к штатной антенне . Визуально с,пекТ1р кон­
тактных помех пр1осматри,вае'I'ся на экране анализатора
спектра ,или пано1ра.много приемника.
Одновременное подключение нескольких управляе­
·МЫХ контактов ,с различным,и частотами переключений,
58

"-5
-4
-J-г-1.fg+1+2+J+4/J.jкrц
а
-5
-+ ;.J
-2
-!
,/q +! +2 +J +4 t:./ КГI/
d
-5
-4
-J
-2
-1 /0+1 +2 +J+♦дjК/1/
е
Рис. 3.12 . Спектрограммы контактных помех от уп•
равляемых переменных контактов на экране пано­
рамного анализатора спектра
59

длительностями замыканий и размыканий позволяет до ­
статоЧJно хорошо воопроизводить картину контактир .ова­
ния элементов констр укции по,движного о,бъекта во вре­
мя его движени_я . Уже п.р,и 5-6 управляемых контактах
суммарный ,потсж переключений приближает.ся к потоку
Пуа,ссона.
На рис . 3.12 пр,е~,11.ставлены опектрю,граммы контакт ­
ных радиопомех, возникающих при облучении управляе ­
мых контактов, переключающихся по периодическ,ому за­
кону ,с различными ча,стотами: Qyкl = 500 Гц (а), Оук 2 =
= 1 кГц (6). Из спектрограмм вид.но, что полоса ча·с ­
тот, занятых контактными помехами, расширяется с уве ­
личением частоты переключений . При одновременной ра­
боте двух у,правляемых кюнтакто,в происходит :наложе ­
ние ,спектральных составляющих и сумма,р,ный спектр .
контактных помех сrлаживает,ся (в).
Под:ключением ·у,правляемых 1юнтактов к ,различным
местам возможного существования непостоянного кон­
такта между элементами конструкции подвижного объ­
екта можно выявить наиболее интенсивные источники
контактных помех, проверить эффективность предла­
гаемых ·К!анс11ру,ктивных решений по у,странению помех.
Из:мерениями по данной методике дости,гается «чис­
тота» эк,опери:мента в условиях реального подвижного
объекта, так как при этом удается выделить все спект­
ральные составляющие конта ;ктных помех, что практи­
чеоки невозможно осущес11в,ить пр,и анализе спектра су­
перпозиции помех самого различного происхождения.
Кроме того, обеспечи.вается ,стационарно,сть ,и,с.следуемо,го
процесса в течение пр,одолж,ительною в,ремени, потреб­
ного для получения аппарату,рного спектра контактных
п,омех .

·глава 4·
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
КОНТАКТНЫХ ПОМЕХ
4J. ИНТЕГРАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ КОНТАКТНЫХ
ПОМЕХ
Суммарное элек'I'ромагнитное поле к•онтактных помех,
воздействующее на ради,оприем в условиях пмвижных
объектов, представляет результат наложения боль­
шого числа вторичных излучений переменных кон­
тактов .
На частотах излучения радиопередающих средств
Fюдвижного узла связи контактные пары оказывают,ся в
·юй или иной мере электрически развязанным.и от ос­
новной массы корпуса подвижного объекта. Причем сте­
пень развязки их повышается с увеличением частоты об­
лучающего электромагни'!'ного 1юля из-за того, что на
высоюих час'!'отах внутреннее сопротивление элементов
конта,ктнь1х пар приобретает индуктивный характер.
Из элементов конструкции подвижного объекта фор­
мирует,ся множество элементарных излучателей типа
рамкш или диполя . Амплитудные и фаз,овые соотношен·ия
между излучениями зави -сят как от индивидуальных ха­
рактеристик изменен•ия контактного сопротивления у по ­
рождающих их переменных ~юнтакто,в, так и от условий
раоruространения по •ПУ'ГИ к радиоприемным устройствам
подвижного объекта.
Пределы изменения ооставляющих Rк, Lк, Сн контак­
тного сопротивления в · элементарных излучателях кон­
тактных помех определяются маосой, жесткостью креп­
ления соприкасающихся элементов конструкций·,ско,ро ­
С'J'ЬЮ •движения п,о,движного объекта и многими д,руги,ми
причина,ми. Число одновременно образующихся перемен­
ных контактов из элементов конструкции, их распреде­
ление по подвижному объекту в конкретные моменты вре-
61

мени случайны. Вследствие это,rо случайным становится
и ,с;у1ммар,ный у,р,о;в,ень контактных радиоп,омех на входе
ра,ди,оприемных у,с11р,ойс11в.
Ка:к было показано в главе 3, напряженность электро­
~маnн~итноrо поля в11ор,ичного излучения любого перемен•
наго контакта, работающего в линейно1м режиме, м,ожно
Пiред!СТаВ1ить в виде су,м,мы искаженной и неиск,аженной
составляющих. Это обстоятель,ство позв,оляе,т заш1,сать
выражение Д,ЛЯ мгновенного значения напряжен,н,о,сти
поля ,втор·ичного ,из.лучения в форме
м
е2(t) = Е0cos(wot + ср0)+ ~ етcos(wof+вт), (4.1)
-
m=I
где Ео = V i ебт - суммарная амплитуда неиска•
-
т=1
женной составляющей напр я•
женности поля;
ср0 - постоянная во времени фаза
напряженности на частоте об,~
лучающеrо поля wo;
М- количество элементарных излу •
чателей кон~актных помех;
ет, вт - случайные амплитуда и фаза
искаженноfi составляющей.
Выражение (4.1) можно преобразовать
е2(t)=Е(t)cos[wof+в(t)],
где оnибающая Е (t) и фаза в (t) овязаны между с,о,бой
соотношения.ми, вытекающи1ми из у,слов,ий определения
анал,итич·ескою сигнала 1п,о Гильберту {1].
ОбоЗ1нач,им через
среднюю за пери0~д Т мощность электричеокого поля
контактных помех одиночного переменного кон•
такта .
В случае равенства средних мощностей излучения ё2
всех переменных контактОJв, образующих электромаrн,ит­
ное поле контактных помех радиопр,иему, плотность ве-
62

·роятности о~г,ибающей ro (Е)
щенному за'!юну Релея (17]:
w(Е)=~ехр(-
.
vE
буд,ет ,ра-определена по обоб •
ё2
где ai - N--iy_-
-
средняя мощность искаженной части
напряженности поля вторичного излу •
чения;
10 - модифицированная функция Бесселя
1 - го рода нулевого порядка.
При этом полагае-гся также ,ста1.1ие'Гическая незави •
·аи1мость ,переключения переменных контакто:в .
Одна1ю реальная кар11и.на -раоп~ределен,и,я конта1ктных
помех не может быть опиоана этими идеал,изирова,нны,м,и
условиями.
Прежде все.ю мощi-ю,с11и электромагнитных полей вто•
рмч:н,о.го из;Jiучения переменных ,1юнтактов подвижны х
объектов ,мен,яют,ся в широюих пр·еделах , так ка,к ампл1и­
тудные ,и временные параметры ,из,менения ко,нтакТIНых
сопротивлений переменных конта·ктов, порождающих их,
-существенно разл,ичны. Кроме -гого, элек-громагнитные ,
излучения ,переменных 1юнта,кто·в и-опытывают различны~
ослабления при распространении к антенне приемного
у,стройства .
В условиях подвижных объектов не всегда выполня­
ется также тре,бо,вание о некоР'релированнос'Ги изме1Нений
контактных 001противлений во ,времени. Вибрация, 'Гряс­
ка, качка ,могут одновременно действовать на все _ под- .
вижные част,и ,конст1рукll)и1и.
Мгно,венное значение олибающей Е (t) ,на·пряженности
су,мма,рного поля Riонтактны х помех будет содержать как
флюктуаu,ио.нную , так - ,:ц им~пульоную ком:поненты . • На•
личие флюктуационной ~ом,поненты обу,сл,овлено воздей•
ствием контак-гны х помех от переменных контактов · с тре•
нием ,к,ачения и скольжения. Контактные помехи им •
п~ульсного ха·ракт,ера образуются ,пр,и облучени,и случай •
но переключающихся разрывных контактов .
Визуаль.ный а·нал,из осциллсJ1Грамм ~И прослушивание
контактных ,помех пад'гв ерждают ква·зиимпульсный ха ·
рактер распределения су, ммар,но,го у~ровня ,1юнтактны х
помех. Согласно [14] квази,импуль,сные случайные ,процес•
сы характеризуюжя ,следующими свойсrгвами .
63

1. Помехи п,ре,дпав,11яю'r собой нерегулярную после­
довательность И1мпульсов (ни один из параметров, ха­
ра'К1'еризующих амплитудное, частотное и временн,ое рас­
пределение, не являе1'ся строго постюянным).
2. Количес11во импульоов в единицу времЕши недоста•
точно дл,я 110,го, чтобы ,суммарную помеху на входе при­
емника ,можно было тракювать как флюктуационную
помеху, и слиш~юм болыrюе, чтобы рассма'Гр·ивать как
отдельные ,импуль,сы.
3. Во входных избИiратель.ных контурах .приемника
прои,сжщ,ит наложение перехол.ных процессов, вызванных
последователыным,и и,мпульса.ми по·юка.
Флюктуацион:ная компонента может быть выражена
через среднее значение напряженности поля контакт­
лых помех Во, а импульсная - по изменению амплитуды
оrибающей мгновенного з,начения на,пряженност.и поля
помех в виде дололн,яющей функ"LLИИ распределени,я, т. е.
вероятности превышения амплитудой огибающей уровня:
W(Е)=Р[Е(t)>Ео].
При увеличении числа и ча,сгоrгы контакти,рующихся
эл-емен·юв ,су,ммарное поле контактных помех прибли­
жается ,к нормальному случайному процессу.
.
Ка,к 11юказывают результаты экспери.ме_нтальных из­
мереншй, соотношения между флюктуационной и им·
пуль,оной компо:нентами су,ммарного уровня контактных
помех зависят от преобладающего типа изменения пере·
ходною ,оопротивления в переменных контактах подвиж­
ною объекта, режима его движения, частоты: измерения.
та:,к, напри,мер, флюктуационная компонента преоб­
ладает в общем уровне конта ,ктных помех в верто,1етах,
а им1пу,ль•сная -'-1в у,сл,овиях железнwщрожного транс•
,порта. Обе компоненты ,имеют место в суммарном поле
1юнтактных помех в сам.олетных, автомобильных узлах
свя.зи.
Доля флюктуационнр~ компоненты в общем уровне
контактных помех возрастает - с приближением частоты .
из,мере,ний к частотам основных, по·бочных и интермо.•
дуляционных излучений передатчиков под.вижного объ­
е1кта.
Суммарное электромагнитное поле контактных помех
может быть ·Представлено в виде узкополосного случай­
ного процес,са. У,слов•ием это,го является выполнение не•
64

равенства Q~ ro 0, r де Q ~ средняя частота переключе­
ний переменных контактов подвижного объекта
Энергетические спектры совокупности контактных по­
мех от множества переменных контактов подвижного
объекта сгруппированы около час'ют основных, побоч­
ных и интермодуляционных излучений передатчиков.
4,2. ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
КОНТАКТНЫХ ПОМЕХ
Знание помеховой обстановки является необходимым
условием для орган,изации эффективного функциониро­
вания радиооредств подвижною объекта. Наибольшая
полнота и достоверность данных об уроsнях и спектраль­
ном составе помех радиоприему могут быть достигнуты
лишь проведением измерений в натурных условиях и на
фоне действующей радиосвязи. Измерения необходимы
также для определения наибо,лее интен,с.ивных источни­
ков конт,актных помех, путей их воздействия на прием-
ные устройства .
•
Однако при проведении из,мерений контактных помех
на подвижных объектах нужно учитывать ряд специфи­
ческих особенностей, которые могут повлиять на точность
и достоверность получаемых экспериментальных дан­
ных. Эт,и особенности о-бусловлены специфш<ой функцио­
нирования радиосредств подвижных объектов.
Измерения помех приходит,ся проводить в ближней
зоне электромагнитного поля передатчиков подвижного
объекта. Для этой зоны характерна резкая неодноро,д­
ность структуры электромаrн.итного поля, его двойствен­
ная волновая и индуктивная природа. В ближней зоне
нет определенного соотношен:ия между магнитной и эле­
ктрической составляющими поля, поэтому измерения,
про- водимые даже со стандартным,~ измерительными ан­
теннами электрического (штыревые) и магнитного (ра­
мочные) типов, будут значительно отл,ичаться по показа­
телям приборов.
Высокая интенсивность электромагнитного поля в
ближней зоне снижает достоверность проводимых изме­
рений, так как применение многих высокочувствительных
и точных приборов ограничено. Из-за недостаточной эк­
ранировки кожухов приборов мощные сигналы передат­
чиков могут привести к появлению нел-инейных продук­
тов преобразования в измерительной аппарату,ре, Досто•
3 9-350
65

верносТJ, снижае1'ся также из-за воздействия на резуль­
таты измерений посторонних сигнаJIОВ на частотах по­
бочных каналов ,прие,ма измер,ительных приборов.
Порядок проведения измерений помех регламентиру­
ет,ся 11ребования,ми Госуда,рственной комиооии по радио­
частотам (ГКРЧ) и общесоюзными нормами [5] . В усло­
виях подвижных объектов некоторые из регламен11ируе­
мых требован,ий по проведению измерений тру.дновыпОл­
нимы . Налр,имер, не всегда возможно обеспечить 11ребуе­
мое пр,остр,анственн,ое разнесение из-мерительной а;ппара·
туры от посrор,оiших мешающих предметов, ,полностью
у,странить ,ви:брац,ию и тря-ску во в,ремя проведения изме­
рений на ходу, -избавиться от ,мешающею влияния метал­
лической маосы корпусов пощ,в,ижною •объекта и от не­
постоянства с,01цр,отивлен1ия заземления измер -ительных
приборов в движен,ии.
Эк1оперш1ментальное и,с-оледован~ие контактных помех
связано с прове,дением измерений в широкой полосе ча,с­
тот, ошределяемой частотным д'иашазоно1м ра·боты рад:ио­
средств ,подвижною объекта, и в большом д:ина,миче,с~ю,м .
инт,ервале изменения уровней по.мех. Это возможно лишь
при и,спользован,ии несжольких измерителыных приборов,
различающих,ся по ,своим характеристикам. Возникает
необходимость пере~чета результатов измерений для
достижения однозначности экспериментальных дан­
ных.
Известно, чт,о напряжение помех на ~хосде из,мер,и­
тельного приемника (:в п,ред,по.ложении его л.инейным зве­
н-ом) ~прямо ,пропорцианалыно ширине ,полосы пропуска­
ния. Пер,есчет показаний из·мерительных ,приборов с раз­
ными полосами пропу,скания можно пр,овес11и соглаоно
фо1р,муле _
1 /д/шир
ЛИ=20_кlg V-
дf•
'
уэк
где ЛИ - раз,н,ица между измеренным,и напряжени­
ями ,помех в дБ;
к - коэффициент пропорциональности;
Лfшир, Лfузи - ширина полосы пропускания . измеритель­
ных пр,иеМНIИКО .В .
.
П:р,и иопо.льзовани-и измеритель,ною прибора с более
широ·кой полосой уронень помех увеличивае11ся на ЛИ дБ
по аравнению с ,результатом из•М·t:1рений с у,зк,ой пол,о,сой,
66

и наоборот. Значения к= 1,2+ 1,6 берутся для приборов
с полооой црошу1скания 3 ,кГ.ц и к=О,7 + 1,0- для пр1и­
боров с полосой п,ропу;скания 1,2 кГц.
Уровень контактных помех может быть описан в
виде напряженности электромагнитного поля или
напряжения на входе радиоприемных и измерительных
средств.
Измерение напр1яженност1и поля пр,оизводи'Гся опеци­
альными измерителями помех, снабженными комплектами ·
станда:ртных антенн . Сотлаоно требования,м ТКРЧ поле
,помех до 20 МГц .из1ме,ряетrся 11fa ад,н,о , метровую штыревую
антенну, с,выше 20 МГц 1используе'Гся ,п,олуволнов,ой д:и ­
пюль. Ра,ос,110-я.ние ~между 1источни1к-с)м по,м,ех 1и ,из,мер1и7е­
лем должно быть всегда более 1 м.
Пр,и пр•овмеН1ии 1из1мерений нашряжен1нос11и элек'Гро­
маnнитного поля 11юнтактных ,помех необхоLдИМ:О _иметь в
виду, что конта:к11яые па1ры из э.лемен11ов ,к,орпу,са по~ ­
в,ижного ,о,бъекта юоздаюсг. вторичные элекmром,а,гнитные
,поля ,раз.личной ,сТ!рукту1ры. Это олределя-е11ся ,1юнфи1гура­
ц,ией ,конта1к11н,ой 1па,ры, ,поэтому ,еле.дует ,раздельно оп­
ределять напряженности электрической и магнитной со­
ставляющей ~полей 11юнта:к11ных :помех.
Кро:ме т,ою, ,ста1нда,р11ные из:мер,ит,елыные антенны
,ре аnиrруют лишь . на вертикальную ,состаrв.ляющую элек •
11ромагнитного поля, в 110 время ,ка,к на а,нтенны ш1р1ием·
ных ра,диооред!с11в воз1дей,с11вуют ,из.лучения ,с 1раз.Л1ичной
r:оляризацией . При измерении напряженности помех
антенны дю,лж,ны ,п,о,во1рачшваться ка1к в вертикальной,
так и в горизонтальной плоскостях для определения
,макс:mмаJТыно1nо .з1н.ачения показа,ний.
Совре:мен1ные ,из1м,е:р1шг-ели ,помех обеопеч,ивают оп'ре­
деление 1к;ваз:иrJ1икового, эффективного ,и оред,него значе­
,н,ий нruпряж,ений ~помех. Это ,01беопеч:и1вается п,одключе-
1Н1Ием 1к выхо.цу уюили11еля ,пр-ом,ежу-1юч-н-ой ч-а,стоты 1изме-
1рителей помех 00011ве11ственно ,к1Ваз1ил1ик,овогю, квадратич•
наго детектор•ов ,и щетектора •Сiреднего зна'Чен:ия. Нор1м,и ­
,ро,ва 1ние же •ИJнщу,сmршаль:ных П~О\Мех ,пр,011rз,в,о_п:итюя по ква­
зип,и,к:овым .зна'Че111иЯ1м наП1ряжений ,помех .
Оцеш11м 110,чrнюrсть ~измерения ,на,пряжения ко1нта1кТ1ных
помех ,кваз1ипи1ковым 1из ,м ерителем.
Каждый ·и1М1пулыс коятак11ных ,по,мех воз,буждает во
вход:ном ,к,онтуре из:мерителя лоследователь.ность -радио-
1импуль,сов. В предлоложе:н:,ии :П1ря,м,оугольшоеnи хара,кге -
1рrи~стики из-6и,рательн,ости усил1ителя и3мер1ителя по~ех,
3*
67

напряжение на ,в ходе квазипиково,го детектора мож ет
бы-ть записано в в иде
ЕЛ/ sin (1tЛ/t)
.
,
.
U(t)=Ку-
.,-
Лft SIПшоf=U (t)~IПшоf,
7t10
7t
где Ку- коэффициент усиления до детектора ;
Е - единичный скачок импульса контактной по­
мехи на входе измерителя ;
roo=;;c21tfo- круговая часто111а ;
И' (t) - огибающая прсщеоса .
Система «хвазипиковый де-тек-тор - RС-фильтр на его
выходе» может быть представлена линейным инерцион­
ным звеном с импульсной реакцией h ('t) . Тогда напряже­
ние на вы ходе фильтра И (t) может быть найдено по ин­
тегральной свертке:
т
U(t)= 5h('t)И"(Т-'t) d-.,
о
где И" (Т-"С) - напряжение на входе RС-фильтра, рав•
ное произведению оnибающей И' (t) на коэффициент де­
текТiировани1я Кд .
Импульсная реакция RС - фильт,ра имеет вид [4]
h()
-~~
1
-.
=ае
, где а=RC.
Среднее значение напряжения на вююде квазипико •
вого детекгора за время изм ерения Т равно
И(Т)=КцU'(Т)(1- е-~т).
(4.2)
Из ' выражения (4.2) следует, что отсчитываемое .по
шкале измерителя помех напряжение 1юнтактных помех
U (Т) завиоит от времени анали.за . О11носительная
ошибка за счет конечности времени анализа равна
т=
Необходимо дополнительно иметь в виду, что кд ква•
зипиковоrо детектора зависит от частоты следования и
длительности им-пульсов помех [14].
Результаты измерений напряженности поля и напря­
жения п9мех зави-сят также от характерис11ик измери­
тещ,ных прибо,ро,в : постоянной времени заряда и раз­
ряда квази п иковоrо детектора, баллистической постоян,
68

ной в,ремени индикато,ра, величины затуханий по побоч­
ным каналам приема и эффек11и,вности экранирования
кожухом прибора.
В 1969 г. на изме.,р~ите.л,и радиопомех был введен
ГОСТ 11001~69, соглаон,о кощрому были н-ормированы
значения указанных выше ха,рактеристик в соответствии
с междунар,одным,и ,соглашениями.
Находящиеся еще в настоящее время в э·коплуаfа­
ции измерители 1рад,и,опоме х ИП-12-2М, ИП-13М, ИП-18,
ИП-21, ИП-25, ИП-26, П4-6, П4-4А, П4-5А, П4-7 А не
соответствуют требованиям стандарта . Для измерения на­
пряженност,и поля помех предназначены измерительные
приемники П5-1, П5-2 с комплектами калибровочных
антенн П6-1, П6-28.
Требованиям МККР и ГОСТ 11001-69 соответствуют
и:змерители напряженнос'Ги поля и радиопомех I к.ласе-а
производства ГДР типов FSM-6, FSM-7, FSM-8, приборы
II класса BS _M-301 и BSM-401. Из отечественных прибо­
ров для грубой ор,иенти,р,овочной оце,н,ки уровня и поиока
источников контаК11ных помех cr3 диапазоне частот О, 15-
300 МГц рекомендуются -и.змерители рад,иопомех II клас ­
са П4-12А, П4-13А. Из'мер,ение напряжен,ия в полосе час­
тот О, J 5-30,0 МГц ,можно ,П[р,овод~ить также tелективным
м.июровольт,ме11р1ом В6-1.
Пр.и измерениях кюнт,а:кт1ных помех в натурных ус­
лоэиях тру1щно обеспечить «ч,и,стоту» эксперимента. На
д,остоверность получаемых результатов влияет присут­
ствие дру,r,их ,вкдов ло,мех. Су.ммар,ный уровень помех о(?­
разуется наложением ,помех от ,мноnих источников, и оп­
ределение дол.и ,кю.нтаюшых помех в общем уровне помех
требует проведения каждый раз ,ка•к ,минимум двух из­
мерений: при наличии и О'Гсутствии прнчины их возНИiК•
нове1Н1ия.
По результата,м двух та1ких ,из,мерений уровень кон­
тактных [1,омех опр,ещел,нет,ся ,по фот-муле
Ик. п= Vv~-U~.
где U1 - нэ.пряжение (на'Пряжен•н,ость поля) пе>мех при
наличии контактных помех ;
И2 - на·пряжение (напряженность поля) помех при
01\су11с11вии прич1ин воз-ни,кновения Кdнтактных
помех .
"
69

Для обеопеч-ения дост,013ерIност,и ~р,езультатов уровни
остальных видов ,помех прIи этих из,мерениях должны ос­
та,ватыся ,постоя,н,ным,и. Это воз,можно лишь в случае,
когда промежу-nки времен,и . между 1изIмерен.иями незна­
ч!Ительны ,и у,р,овни [юсторонних помех ,не у,опевают за
это в.р,емя 1ИЗ1мешIить,ся . В услоIвиях ПОLiJ!ВИЖ1ных объектов
наиболее удобно проводить т,а,кше изIмерешия при вклю­
чении и выключении пе.редатчи1юв, ,0O31дающих облучаю­
щее э.лек11рома,гнитн.ое ,поле.
Вопрос о выборе ,из·мерешия только наПJряженности
по.ля ИJDИ толыко напряже.Н~ия контаIк11ных ~помех также
не ,имеет адноз,наЧJно:го решения . Раз,ра·601'ч1ико.в ,подвиж­
ных узлов связи 1юнта:ктные поме~и интересуют ,с 11очки
зрения ощенк,и их мешающего воздействия на -радио­
с·вязь. Проникновен,ие кюнт,актных Iп-омех на входы ра­
ди,оприемны х у,ст,ройств ,может Iпр-0Iисход!ить ,как через
приемную а,нтенну, так 1и по цепя,м [!Итания, УJПiравления,
заземления и 11юммутации. Поэтом,у ,между напряжением ,
измеренным на входе пр,иемника, ,и напряженностью поля
контактных помех в месте раоп,оложения Пiр1иемной ан­
теншы нет ,сщно:з,начно,го ,соответс11ния. Для на~ибо,л-ее -пол­
ной ха·рактер:истикш [!ОМеховой ,о,бста,ноsк,и на подв-иж,ных
объектах рекомендуется проводить оба ви.ца измерений
контактных помех.
Действующее значение нап,ряжения' (наПiряженности
поля) ,контактных помех за некоторый 1ИН1'ер!В,ал времени
nредста!Вляет случайный ,процесс, поэтому ~результаты
единичных .изrмерений также являются ,случайными вел~и­
Чiинам.и и ,могут служить лишь о,цею~а,мIи. Получение не­
смещенных сос11оятельных . оценок 01беспечивае11ся л•ишь
,при проведении достаточ,но бо,льшог,о количест,ва uз·ме­
рений за квазистациона·рный ,период Iиз,менения случай­
ною процеоса помех .
Характеристики конта,к11ных ,помех в условиях ПOLII:•
1шжных объектов зависят от .м,ногих фа,кт,01ров . При про­
ведении измерений следует принимать во вни,мание ско­
рость ,и ре*им движения, в.ремя ,суток, теХJН'Ическое со•
стояние транспортной базы , ооото,яние дороги, вид тяги
и д,ругие факторы.
Результаты конкретных измерений уровней контакт.­
ных помех Ик. п можно представить в виде значения мно­
rопара,ме11р~ичео1юй •фунюЩИ!И
Ик, п=/{Х},
7Р

где {Х}- множеСтво факторов, определяющих поыехо­
вую обстановку на подвижных объектах.
Задачей измерений является установление зависимостей
между уровнем контактных помех и значениями фак­
торов х,, Х2, х3 , ... , Хн i {Х}. Простейшей схемой проведе­
ния экспериментов считаются однофакторные испытания .
Суть 1их заключае11ся в следующем. Измерения-м !Пред­
шествует первоначальный этап вьшснЕжия факторов из
~шожества { Х }. Совокупность этих факт,оров образует
факторное пр,остра1нст.во размерностью К.
Выби·раетс:я ка.кой-либо факюр Xj (f{X}. В ходе изме ­
.рен,ий замеряю11ся уровни 1юнтактных помех при вариа­
цю! фактора Xi во всем интервале его ожидаемых зна­
чений. При этом остальные факторы остаются неизмен­
ными. Семейство зависимостей Ии. и= f (xi) получается
той же процедурой измерения , но при этом какой-то фак­
тор Xj =1= xi из множества ранее неизменяемых факторов
пр1инимает ряд п.оследо,вательных значений. Естествен­
но, ввиду того что результаты единичных наблюдений
представляют случайные величины, речь ,может ·идти
толыко об установлении зависимостей .средних значений
уровней помех от определяющих факторов.
Схема однофакторных испытаний - наиболее прос­
той, но в то же время наиболее трудоемкий способ про­
ведения измерений. В на,стоящее время известны более
.рациональные способы экспер.иментального иоследова­
ния многофакторных процеосов, раз,рабатываемые в рам­
ках теории планирования экслер,иментов. В основе этих
ме'Годов лежит иде,я дос11ижения макоимально возмож­
ной информации об иоследуемом процессе п,ри каждом
единичном измерении.
Изучение помеховой обстановки необходимо рас•
оматривать как составную часть в общей -системе .ме,ро­
п,рияти:й по обеспечению электромагни11ной совместимо­
сти радиосрещств под.вижного объекта. Частотное рег.ла­
ментирован,ие работы у,становленных радиооред,ст.в бази­
руе'Гся на знании ча,сто-гного распределения контактных
помех .
Часто11ное раопределение ,к·онтак-гных помех наиболее
удо,бно исследовать визуальными методами с ,помощью
панорамных приемников и анализаторов спектра. В на~
стоящее время ,промышленностью выпускаю11ся анализа­
торы спектра С4-25, С4-16, обеспечивающие п,росмотр
частот от 0,02 до 270 МГц.
•
:
71

Однако Пiри разра:ботке подвижных узлор, связи важ­
но определить полосы ча, стот, в пределах кото,рых нельзя
назначать частоты для работы п,риемных радиосредств
из-за высокого уровня контактных помех. Определение
«полос забития» ЛF; контактными помехами производит­
ся по условию превышения интеГ'ральным уровнем помех
некоторой заранее установленной величины Uдоп• Значе­
ние Идап выбирается из условия обеспечения требуемого
качества ради,о,связм и соответствует предельно допусти­
мому уровню помех на вх,о,де ра.rоиоприемников подвиж­
ного узла связ.и, когда еще обеопечивается н_еобходимо•е
отношение сигнал - -помеха . Из-за недостаточной то1ч •
ности анализатор-он ,спектра использование их для опре ­
деления «полос забития» не всегда возможно.
Для анализа частотного раопределения контактных
помех приходится использовать стандартные измерители
напряжения помех. Измерения проводятся на многих ча­
стотах, рас,положенных достаточно плотно в п•ределах
«полос забития», так как с по,мощью се•рийно-выпуокае•
мых измерителей помех исследуется толь,ко узкий учас•
ток чаеготного спектра. «Полосы забития» контактными
помехами оrюло частот основных излучений передатчи­
ков подвижно,f'о объекта достиР1ют 2-3 МГц и более в
за.виоимости от их мощности.
Эти измерения трудоемкие и связаны с большой поте­
рей времен:и, из-за чего снижается также достоверность
получаемых результатов. За время измерений условия,
определяющие уров,ни контактных и прочих видо·в помех,
могут существенно из·мениться.
Выходом из этого положения является раз.работка
сред,ств оперативною измерения помех на многих часто­
тах в ав'!'оматичееком ,реж•име и выдачи результатов в
виде, удобном для последующей статистической обра·
ботки. В настоящее время ·в промышленности разраба­
тывается подобная аппаратура, позволяюшая оценивать
помеховую обста-новку в широком интервале часто'Г. В
качес'flве из•мерителя ,помех в такой аппаратуре может
быть иопользован радиоприемник, идентичный устанав­
ливаемым на подвижных объектах, работающий с .анало­
гичной приемной а•нтенной и сопряженный со средства­
ми авт-оматиче,ской обработки и ,реги-страции резулыа•
тов измерений.
Многофакторность процесса раопре,деления контакт­
ных помех обусловливает необход:имость применения при
72

их исследовании эле-ктронно-вычисЛ,ительной техниКJи,
пример использования которой для решения конкретной
задачи привод,ится ниже.
4.3. МЕТОД СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
ХАРАКТЕРИСТИК РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
КОНТАКТНЫХ ПОМЕХ
Исследования многопараметрических случайных про­
цессов, к которым можно отнести контактные помехи,
связаны с проведением огромного числа · обработок в
целях набора пре,дставительных выборок при вариации
каждого из влияющих факторов. Оперативное и точное
определение числовых характеристик закон-о,в распреде­
ления возможно лишь при автоматизации процеос-ов ана­
лиза случайных процеооов с использованием оре.дств вы­
числительной техники.
Для определения закона и характеристик р-а,спреде­
ления оГlибающей суммарною уровня .контактных помех
была разработана специальная методика статистичеоко­
го анализа с использ,ованием электр,а~нно-вычислительной
_машины , работающей в реа.льно1м масштабе времени в
режиме прерывания проnрамм.
Пусть оГlибающая на,пряжения контактных помех опи­
сывается случайной функцией И (t) . Частная реализация
ра,спределения помех показана на осциллограмме
-(рис. 4.1) .
Рис. 4.1 . Осциллограмма кqнтактных помех
73

Отнооителыной длительностью по,мехи 'tua на уровне
анаЛ'иза Иа будем называть
где п - 'К,ол.ичество случаев ,п1ревышения («,выбросов»)
помехой уровня Иа;
tвi - время длительности «выбросов» ;
Т8 - суммар .ное ,в,ремя превышения ,помехой уровня
а,нал1иза Иа ;
Т - время обtр,а~бо1'ки помеХJИ.
При у,сл,овии етащиона,рности проце-сса И (t) с увел.и­
чением ~интервала обрабо'!1юи Т величина 'tua будет
стрем,итыся к вер,оятнос11и наличия контактных помех с
уров,нем 1]3ЫШе Иа-
-
lim 'tua = Р[И(t)>Иа] = W (Иа)•
Т--+"'
где W ( Иа) - фунюция распределения огибающей напря­
жеНJия ,конта :к11ных ,помех.
Увел,ичив у,р,оiвень анализа на величину ЛИа, можно
таким же обр_азом вычислить значение \V'(Иа+ЛИа),
Та,к,им образом, за~кон ,расnrределения амплитуды олиба­
ющей W ( Иа) ,может быть определен в результате после­
довательноло ,ста11ист,ичеакого анализа ра,спределений
длtИтельностей «•вь~бр-осов» помехи на ра,зных у1ровнях
ограни1ч-ения . П,р:и этом . уровни ана,л,иза должны охваты•
вать весь мнтер1Вал уроВ'ней оzКидаемых конта•к1'ных по•
мех.
Структурная схема ,метода, .реализующего изложен­
ный 1IDринциш определения закона распределения уровня
контаскт.ных ,помех, пре~ставлена на ,рис. 4.2 .
Ыlа
Фopмt1potJame.11ь
vr!J ш.,лульсоа
.-
Лjl8/Jbl80Ht/f1
J8M
Лреоdра3ооате11ь
с.. f8jlfJMf!-Л-OiJJ>
ьеи
Рис. 4.2. Структурная схема метода статистического анализа
контактных помех
74:;-

Случайный процеос И (t), оп,и,сывающий измен.ение
у,р,овня напряжен:ия .контактных помех, поступает на фо,р­
мирователь импульсо•в rпрерыва,ния (ФИП), представля ­
ющий оо,бой опеIIJиальную схему многоуровневого ампли­
тудного оелектора с двумя ,ка:налам1и вьщачи импульсюв
[Iрерывания проnраммы (ИПП) на элек11ронно-вычисли­
тельную ,машину (ЭВМ).
Критерием выдачи ИПП ,п,о ,первому ,каналу я,вляет,ся
выполнение у,словий:
И(t)<,Иа;
U(t+ М)>Иа;
по второму ~аналу
И (t)> Иа;
И(t+лt)<Иа,
где Иа - у,становленный на ограничителе у,р,овень ана­
л•иза;
Лt- малый отрезок в,рем ен,и.
По импульсам прерывания ЭВМ осуществляет управ­
лен·ие ,рабо11ой преобразователя «Вlремя - '!Юд» (съем
информа,щии в ячейки ,па,мяти сrзычисл1Ительной машины,
сброс преобразователя на «нуль» после каждого -съема
информациJИ), а также первичную обработку информа­
ции о врем,енном раоп:ределени,и «вьrбр,о,сов» случайного
пр,оцеоса И (t) за установленный уровень анал,иза Иа и
,пауз между «выбросами» ,по специальной «ава,рвйной»
программе ,работы.
По достижении заданного времени обработки контакт ­
ных помех Та . зад производится окончательная об работ~
ка ма·ооива значен·ий длительностей «выброоов» и пауз
между н~:mми на у,сташовлен,ном ур,о,вне ограничения и ре ­
зультаты расчета выда _ются на ц.иф,р,овую печать. Пере­
ход к обработке конта.ктных помех на следующем ypoВIJ{_e
ограничения ,п,р·о•и,сх,о,,щит автоматичеоки п<:>сле о,кончщIJ!JI .
процесса об.рабоrгюи на предьщущем ур,О1вне щ1ащiза. •
Практичеакая ,р,еализащия дан,ног,а ,метода была о,су11
ществлена с иапю,11ьзова·н~ием ЭI:ЗМ «Днепр-!»_. : Y,cтp,qif-,
с11во обеспеч1ивает определение и вы~а,чу на цифрову19
печать следующих статистических характеристик рас­
пределения контактных помех:
-
матем:а-nичес·К•О,ГО ожидан•ия и ,щи,спер,qии д.лит~ь,­
но,стей «выбросов» и ,пауз между ,fl'И'Mti щ1._ уровнях ,ща ;
ю1за; _
_ _____
_
_

сумма рно,го и относ1ителЬ1ного времени пребывания
случайного процеоса И (t) выше и · ниже уровней ана­
лиза;
-
ЛИ(;1'Ограмм распределения дл•ительностей «выбро­
сов» и пауз.
и,
---
Магнитоrрон
{/(f) Амплитуdно11i
Устроиство
-
-
дОо coлetrmo,o
COl7,0f!ЖettШ1
-
(Jг
l
tf
~
-
эвм {/7
._.;..
Опрос
о" 1 Сьем
t
1
С.rома . U4 )/искретныr1 V5
fе11е;итор
CO,OOCQ
~
Qflml/U,f
_, _:;:...
cmcшilopm1toti
1Jam'IUK(J
l/остоты
-
Рис. 4.3. Функциональная схема установки для статисти­
ческого анализа контактных помех
Э11и характеристи.ки обеопеч•и·вали последующее гра­
фическое определение одномерного интегрального за­
к,о~на ра,ошределения оги-бающей, пикфактора и окваж­
нос11и К<СJ1нта,ктных помех.
Функп:иона.льная схема у,с-гановкш приведена на
р,ис . 4.3 . У,становка юос·юит из ,источ,ника слуt~айно,го шро­
цесса, ,м,ногоу,р,оsневого амплитудного селектора, устрой•
ства сопряжения, генера1101ра ,ста·ндщртной част,оffы, дис•
юре11ного датчика и ,схемы сброса датчика на «нуль».
В .качестве источш1и:ка случайного .шроце,сса И (t) ис­
пользовался магнитофон. Контактные помехи предвари­
телыно за,п•ись~;ва.л,ись на магнитофонную ленту . За,пи,сь
осуществлялась с выхода специального измерительного
,прием,ника. Для и.цен11ичнос11и у,словий иослед,ава,ния за•
n1ись помех и п-оследующее их воашр-оизведение прrи об,ра ­
ботке на ЭВМ осуществля.лись пр;и фик,оированных по­
ложениях ручек регулш,ровок ,и ,р.аботе . каскадов усили­
телей приемника и магнитофона на линейно1м учас11ке
76

характер'ис11ик1и. Пр'ивяз•ка уровней ограничения ампли­
тудного селектора к уровням контактных поме:х на входе
измерительного приемн1ика проводилась по калибровоч-
f
t
t
Рис. 4.4. Временные диаграммы, поясняющие работу уста•
новки
ному графику. График составлен на основе обработки
записей сиг,налов известной частоты и амплитуды, по­
даваемых . со специального генера1'ора на вход измери­
тельного приемника.
•
На рис. 4.4 представлены временные д,иаграммы, по •
ясняющие работу всей уста:новки.
Случайный уровень контактных помех с магнитофона
поступает на амплитудный селектор, который «срезает»
77

его rio ус:-гаiновленному уровню •анал·иза Иа . Устройство
сопряжения выдает ИПП в ЭВМ в моменты перехода
случайrн,ого уровня ~поме хи через ур,овень огЕ,аrничения по
дву,м 1Канала,м: ,прrи пер•ех,оrде снизу вверх ( d~ > о.) - по
•
'И
.)
первоrму ,каналу, оверху ВНИЗ ( ~t <О - iПО в·юро,му ка-
налу. С генера110,ра стандартн,ой частоты ста,билиз,и•ро­
ван~ные !Импульсы с постоянной аrмпл,итудой и длительн·о­
стью поступают на д.иокретный датчик , собранный по
схеме дв.оичного счетчrика.
П:ри rп,риходе ИПП по любому и.з двух ка,налов ЭВМ
начинает работать в режиме прерывания . программ.
В устройстве управления ЭВМ вырабатывается импульс
дшJ съема информации с дискретного датчика. Инфор­
мация - в двоичном коде о длительностях «выбросов»
случайного процесса помех за установленный уровень
ограничения (при приходе ИПП по второму каналу)
либо пауз между «выбросами» (при приходе ИПП по
первому каналу) с триггеров дискретного датчика запи­
сывается в ячейки памяти ЭВМ.
Спустя время 'tзад, значительно меньшее интервала
следования имrпульоов с ге,не,ратора с:танда1ртной ча,стоты,
с •п•омощью •схемы обр,ооа rдатч.и,ка, ,представляющей ·схе­
му задержки ,с уюилителем, ,П1рои;зводrиТ1Ся формrирование
из ~им,пуль,са ,съе,ма 1и,нф0rр1мац,ии И1м1пуль~са .сброса, о·бну·
ЛЯЮЩ0ГО \ЦИСк;реТНЫЙ даТ1Ч1И1К.
Параллелыно с э11и,м в ЭВМ по «а1ва,рийной» про,лрам­
ме пр·ои,схо.д!ит пер·в1ичная обра'601жа ,инфо1р,мацин . К мо­
менту прюю~да очере,rщого ИПП по д•ру.г.ому ,каналу ЭВМ
должна завершить выполнеп:rие «аrва!рийной» rпrролра,м,мы
по rпр,едыду,щему 1и,мпульrсу mрерьnванrия. Однов1ременная
,работа ЭВМ ,аразу по дrвуrм ИПП невоз:можна.
Б..т:юк-1схема алгю,р1и11ма пропрам,м1ной ,реал,изаци.и ме-
1'Оrд,а 1П1р1иведена :на рис. 4.5.
Исходным положе,нием пр:и работе в реж,Иlме mрерыва­
ния выбран «останов», т. е. ЭВМ, которая, отработав ко­
роткую «авар:ийную» пр.олраrм.му по п,риходу одного ИПП,
. ждет
прихода следующего ИПП. «Аварийная» програм­
ма ,состоит и.з м,иНiимально не,01бх0rдим,01rо числа ком,а,нд,
та1к ка,к ,возможность ,ме'!'ода ,по :регистра ,щии ми1н1има,ль­
ных ,дл,и-гельно,стей щ1уз ил1и «выбро,сов» О!Пlределяется
вр,е~менем ОТ!работки rвыч,ислительной 1маши,ной ,по одному
иvшул:ьсу ,пр~рьrван1ия.
•
78

-- -::,
CD
н,
1 нет
1 нет
t
Jалцсь
aq_ CpatJtte11t1e
1
Cpaвttettцe rJa
!lыxOtl
ш;хоd1tых tlшtных
Т} ,,; Та зад
т; SS: Та зад
-
l/8 .atJO/ШU/fOtl"'
8MOJY
лрог,оаммы
!
t
i
!
Ycmo1toшra
Pacl/em
Pacl/em
Pocl/em
i
2
i
О;= tn~
1
урО8/fЯ
f,,,
Тв= f,tв1. Ь; =fв;
Тr<>;/n;,
характерцстцк
0/f{!ЛЦ:JО
I
t
.
i
__,
,ооспреtJелеttия
ri2 =~ ь,. Та=Тс +Tn
Ciz=if- , а;.! а= Т в+ Tn
1
помех
а/
!
1
f1
!
--
1
Ci/em
Сьем
Сьем
8ыilа,ш
,
колцqества
Lf.'ttpopмaцUti
ш1rрормаццц
tta печать. nepexoi!
-
.._
устоttовок
о tlлительttости
о dлительностц
к cлerJyющefl 1-
п,;N
.,оыоросов" t в;
пау3 fn;
реал113аццц
!(7{1
................
,,.,.,,-
- ---
.,,.,.,,
----
_,,.,.,,
Розрешенuе
-------
OcmrшotJ
~ Ко1tец
прерывонш1
. JBM
{llfOЛl/:J(l
программ
Рис. 4.5. Блок-схема алгоритма работы установки для статистического анализа кон-
тактных помех

Критерием выхода ЭВМ из работы в режиме преры ­
вания программ может служить заранее заданное время
анализа случайного процесса Та. зад, как на рис . 4.5, или
кол,ичество прерываний, определяемое из имеюще гося
числа ячее.к памя-ги для хранения маосивов значений
длитель,ностей «выбросов» и пауз между ними .
Выход из «ава,р·ийной» программы ос у ществляет-ся за­
сьшкой ,в реги,стр разрешения прерываний ЭВМ имп у ль­
сов запрещения прерываний .
Математическая · обработка значений tв; и tпi • записан •
'i!ЫХ в ячейкш памяти, п,роизвод1ится по известным форму •
.r1ам математиче,ск·ой стати,стики, обеспечивающим полу•
чение ,состоятельных и · несмещенных оценок ис,комых па­
раметров распределе,ний.
Пр,и определении л,ишь двух параметров (математи­
ческого ожидания и дисш:~рсии) ,раопределения значений
tп; и t 81 можно обойтись без выделения огромного числа
ячеек памяти для хранения ма,ееива их значений, если
дисперсия будет определяться через второй начальный
момент :
где ci: 2 - второй начальный момент,
1!
~t;
i=1
сt2=--п--
т 1 - математическое ожидание,
п - число прерываний программы .
По окончании процес,са анали.за помех на одном уров ­
не ограничения ЭВМ автоматически переходит . к ана­
JНIЗУ на следующем уровне . Величина шага анализа ЛИа
задается (подбирается) в зависимости от д иапазона и з •
менения уровня контактных поме х и необ х одимой точ­
ности определения интегральной функции распределения
огибающей.
80

К числу достоинств данного метма следует отнести
соответствие результатов стати,стического анализа реаль­
ным значениям контактных помех, воздействующих на
радиосвязь с подвижных объектов. Достиrает,ся это тем,
что запись контактшых ,помех осущес11вляе11ся в натурных
услониях с выходов приемни1юв, идентичных иопользу­
емым для радиосвязи ,и работающих на штатную при­
емную антенну.
• 4.4 . СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
кантАКТНЫХ ПОМЕХ и ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ
НА ИХ УРОВЕНЬ
Приведенные ниже статис:тичес,КJие характеристики
контактных помех получены · в ходе массовых измерений
при ра,боте передающих и приемных радиосредств, уста­
новлещшх в вагонах железнодорожного состава. Однако
основные закономерност,и по ра,спределению контактных
ради,опоl'4ех и вл,иянию различных фа:кторо,в оправедли.­
вы для всех ВР'.ДОВ подвижных узлов ·СВЯЗИ.
Результаты ,измерений и ,последующая .ста11ис11ическая
обработка на ЭВМ подтверждают квазиимпульсный ха­
рактер распределения су,ммарно,го уровня контактных
помех с наличием не1юторой rюстоянной составляющей
и импуль,сных выбросов. При установившейся скорости
движения матема11ическое ожидание и дисперсия дли­
тельности импульсов помех на уровнях анализа изменя ­
ются незначительно, а случайный процес,с, описывающий
раопределение уровня контактных радиопо,мех с д:опусти­
мой пог.решностью, может рассматриваться как стаци­
онарный. Интервалы .rrокальной стационарности при дви­
жении по неэлектрифи1.щрованным участка,м железной
. дорог~и
достигают 30 ми,н.
'
Плотность вероятности суммарного уровня конта1кт­
ных помех может быть описана с помощью логарифми­
чески-нормального распределения. Параметры функции
распределения олределяют,ся условиям.и проведения из­
мерений контактных помех.
Исследование влияния различных факторов на уро­
вень контактных радиопомех проводилось как путем по­
становки специальных эк,опериментов, так и путем изме­
рений в реальных условиях действующей радиосвязи.
Объем полученных экспериментальных материалов до-
81

ста:-гочен для получения д,о,ст,о;ве,рных оц.енок по в,о.здей­
сФв1ию каждого фаri<тора'.
Оценка: шири,ны «полосы· °забития>> контак11ным,и по~
. мехами ЛFi около частот облучающих излучений ripoвo c
дила,сь . по уровню· 15 дБ 011н~0оит·ельно l мкВ на входе
радиолриемни:ка. Выбор - это,го значения -обу,словлен налиа
чием других видов помех, которые пр,и меньше,м у,ровне
существенно иокажали бы результаты эк•опериментов.
Влияние мощности излучения передатч·иков подвиж­
ного объекта на уровень контактных помех иллюстри­
руется графиками на р.ис . 4:6. Кривые получены при про ­
странственном разносе между ,пер,едатчико,м и прием -ни­
ком, равном 125 м _, л работе их на рамочные антенны
магнитного типа . Ширина полосы цропускания приемни­
ка ра,вняла,сь 1,1 кГц . Из рис. 4.6 видно, что при ра·боте
i:1a подвижном объекте несколь,к!их •радио,перматчик,о,в
уров,ень контактных п·омеХ: в Сiсновном определяетtя ра­
бо-гой на-иболее мощного передатчика.
, Вектор электрической · напряженности· · поля передат­
чика в месте нахождения переменного :конта:,та можно
выразить в виде
Е = Emef"',te~j~KГ + •и"
тде Ет - амплитуда электричеокой на,пряженнос11и об-
•
лучающего попя в точке контактирования;
юо - круговая час гота облучающего излучения;
."
ФФ ..
21t
к- волновои коэ ициент; ~ = Т;
r - расстояние от передатчика до контакта;
ф-фаза.
Результирующий электрический вектор при работе
М передатчиков на частоте w0 определяется по закону
сложения векторов . Его величина з.авиоит_ от соопюше­
ния амплитуд, разнос11и фаз и углов п,рих,ода. Поэтому
при одновременной работе нес1юлыыих ,передатчико,в на ,
од1ной и той же часrоте у1ровень воэникающих конта·кт ­
ных помех меньше, чем ,при работе одного передатчика с
мощностью, равной сумме их мощностей.
Зависимость уровней конта,ктных помех от частотной
раостр,ойыи между частотам,и излучения и измерения хо•
рошо апп:роксимируется выражени-ем
82

где Ин: п -----"-уро,вень • контактных помех в дБ на ,входе
приемню<а относительно 1 мк!3; .
12 - коэффици_ент аппроксимац1;1и;
,
Лf, ,- разност? частот между частотами излуче1;1ия
пе,редатчика и н,а,с11р_ойwи п,рцемН!шк_а в МГд.
, иклд5
Рис. 4.6 . Изменение уро1щя контактнkIХ помех в за­
висимости от частоты; количества и мощности пере-
датчиков :
I '7' совместная • работа тре,; • п~редат,иксв с мощностями ·
излучения !, 3 и 5 кВт; 2 - ра(iота ,одного , передатчик!!
мощностью 5 кВт ; 3 - работа одного передатчика мощно­
·~тью 3 кВт; 4 ::- работа . одного передатчика
мощностью
1 кВ;r
•
'
.
3,на чен,и•е ,коэффициента а определяе11ся эк;Gt1е,риме1:1-
тально JJ,ЛЯ ,кюкtд·ого 1п<е>движного объект.а с учетом рро­
стра·но:вен,н,огю раз,носа передатчи•ков и прием1щк,ов,
мощности излу~ч,ен,и~ ан~редат.чиков и шар-и,ны полосы пр,и- .
ема прием,ни.ков. Для у~еJювий проведения э.к,оперим,ента,
представленного на ,рис. 4.6, коэффиuщент!'>I аrnпрокс-и- .
1⁄24*
83,

мации составляют: а= 17 для кривой 1, а= 15 для кри ­
вой 2,а=11 для кривой 3и а=7для кривой4.
Аналогичный характер убывания уровней 1юнтактных
помех с увел,ичением величины ча,стотной 011стройки
наблюдае11ся и около гармонических и интер:модуляцион ­
ных излучений. Максимумы этих юривых убывают с рос­
том номеров гармоник и порядка интермодуляционных
и комбинационных частот .
Влия,Ние увел,ичения мощности облучающег,о излуче­
ния передатчико,в сказывается не только на возрастании
уровня конта ·к11ных ращиопомех, но и на резком расши­
рении с некоторого значения· мощности сум,марной ши­
рины по-1юсы ча,стот заб.и'Гия.
Пр,ич,ина этого состоит в шроявлении нелинейности
облучаемых перемен,ных контактов. Так , если работа пе ­
ременных контактов в линейном режиме сопровождается
возникновением контактных помех лишь около основ­
ного и гармоничеоких излучений передатчиков, то при
работе в нелинейном режиме полосы частот, пораженных
контакт;ным,и помехами, появляют,ся и около комбинаци­
онных частот. Экспериментально установлено, что при
мощностях излучения передатчи1юв выше 1 кВт -резко ус­
ложняется поиск досту,пных рабочих частот для прием ­
ников из-за ра,сшире,ния спектра ча ,стот, поражаемых кон­
так~ными помехами .
Бстест,венно, что некоторые контактные пары рабо ­
тают в нелинейном режиме и при малых ,мощностях из­
лучения. Это прежде все!'о .переменные контакты вблизи
передающей антенны. Однако ввиду их удаленности от
приемной антенны и сравнительной .малочисленнос11и ме ­
шающее влияние этих контактов на радиоприем сказы­
вается незначительно . При больших же мощностях в не­
линейный режим работы переходит значительное число
переменных контактов, в том числе и расположенные
вблизи приемной а:нтенны .
Уровень контактных помех с удал,ением от передаю ­
щей антенны у,меньшае11ся. На рис. 4.7 показано раопре­
деление у ровня конта .ктных помех по вагонам железно ­
дорожною с,остава. Графики получены при работе пере­
датчика в перво·м ваюне на частоте 10,140 МГц с излу ­
чаемой мощностью 3 кВт. Измерени,я ,провод:ились с по­
мощью стандартного измерителя помех со Ш1Ьiревой ан­
'!'енной на частоте 11 МГц . Скорость движения состав ­
ляла 60 км/ч .
84

Кри1вые хорошо ,согла,суют,ся с характером распреде­
ления электричеокой_. на,пряженности поля в ближней
зоне. Уровни ,контактных по.мех ,пр,и удалениях от пере­
дающей антенны менее л/21t убывают обратно пропорци­
онально кубу, в промежутке от л/21t до 21tл-обратно
GO
50
1/0
JO
20
10
\
\
\
\\
\\~
"'~
...........__
--
/
1-:,-
/
Jr---..:
~
~
---
о?55075100!?5!50175200rм
Рис. 4.7 . Распределение уровня контактных
помех по вагонам железнодорожного состава
в зависимости от вида тяги и железной дороги :
1 - электровоз; 2 - тепловоз под контактной сетью;
З - тепловоз на неэлектрифицированной железной до•
роге
дропорционаш,1Но ,квад,рату расстоя,ния до источника об ­
лучающего электрома·гнитно,го ,поля. Воз,раста:ние уро,в­
ней ·контактных помех в последнем ваго,не при движени·и
r:щд контактной сетью желез<Ной дороги ,м,о:жно объя,онить
отражением от нео,днороднос11и, еоли ,оисrему «к,онта,кт ­
ный провод - ж,елез,нодорожный состав
-
рельсы» рас •
оматривать жа·к дл~Инную линию .
Конта·ктная ,сеть, металлическая ,ма,с,са ,корrпу,сав 1Вато­
нов железнодорожною состава ,способствуют переносу
конта,ктных аюмех rк rп:р-ием1Ным антеннаrм. Доказатель ­
ств-оrм э11ого . являет,с,я т:о, что угол ~прихода ·~онта1кт,ных
помех совпадает с осью железнодорожного состава .
Э1юпериментальное пмтвержден,ие э··юго предположе ­
ния получено rизмерениями ,конта1ктных по,мех на направ­
ленную рамоч:ную антенну ' Jюмпаратс.ра , установленншо
85

на вращрющейся платформе - аа ;крыше вагона. Hr - кри­
,волиlf;~йных уЧ1ltСТКаХ .Железной ,?-ОРОГИ напр ,авление ПfЩ·
lOдiJ. максимального уровня контактных п9мех всегда
с ов:пар"ает •<; о~ью приемноr,о вагон?,, а J:Ie с направлени l:ЬМ
,на ,п ~ ре,р:ающую антенну :
ЛF#Гц
~~-~~-~~-~-~~-~~
о,71----1---+---+-----+---- --+-· •_
.•·
- 4--
· · · --4 ---1---1 ----,V J ~
-
qa1----1---+---+-----+--+--+--+--
. t-/-fl----1
~5t-:=--+- -+,--, -, -+ -=~-+ -- -c-+-,:.=
.. · cl-cc
-
/се-. ;_,,...,_с+,-,-,..,,
0,4t---+---+---+---+---+--+-/-
, ..,,1(.' - --1--' -- - --+- -- -<
Ь.3---+--+--+-----<v------+---+---<
t.--"'
'
~2t--+ --+ .,,,,- - - --:::::1......."F---+ -,- -- -t-t --+ - -+ - -t
/·
О!О20J(J40•50so7()80QOVкм/~
Рщ:;, ·4.8 . :Вл:щшие скор_ости • дв1;1жения подвижного
объеkта на ширину полосы частqт, пораженны х кон­
т,актными :помехам11
Ш1ир,и1ца · «поло,сьi за,бития» ,конта,ктными по.меха,ми
несколько уменьшаеТ1оя ,с во.э·раестанием ча-стоты облуча ­
ющего элею1р,01магнитно,го поля передатчика . Это явле­
ние х орошо с·оrласует,ся с теоре11иче,ски,м1и положениями
главы 2. На высоких частотах эквивалентное контактное
сопроти1?ление переменных контактов подвижного 9бъ­
е~та определяется в основном .емкостной со_ставляющей,
величина сопротивления · которой с увеличением частоты
уменьш_ае1'ся У,меньшение велич,ины изменеНrия с,оп,р,о ,
тивленrия переменIного ,конт .аIкта вызывает ум,еньшен,ие ис­
каженной _составл_яIQш,ей в состав-е электIр,оrма1гнитного
п оля вто.р:ично,го изл учения .
.
У1ро,вень ,и чаеют,ное ра,с,пределение ;контактных по­
м ех во Iмно110м эав•и-сят от у,слов·ий .и реж,има движения
11_сщвйжно:го объекта. Результаты иэм-ерений по 6це.Нrк~
в щи_ян1ия скоIрост,и движения на ши,р,ину по,лосы ча,стот;
пора }_{{ ен:ных ,1юнта,ктныIмIи Iпомехам1и о,1юло основной час­
то r ьr' излучения riередатчд1ка, IпI_ривед ены на ,рис. 4_
.8.
Из. рис. 4.8 следу~т, что при увеличенши окаро,сти дви- 1
жения rд;о 60 1юм/ч ур,QiВень конта,ктны х ,поме х но,эрастает
~6

"незначительно. Пр,и дальнейшем повьrшении скорости
наблюдается рез.кое ра,сширение · ширины «полосы за-би­
тия» контактными помехам1и .
•Предполагается, что резкое увеличение уровня кон­
тактных помех при высоких скоростях движения под­
вижных объектов вызыв·ается ,rфоявлением одной или
всей совокупност1:1 следующих 1п1ричин:
1. На высоких ,скоростях увеличивае11оя оопротивле­
ние заземления корпу,са ав1101маши:н и железнодорожных
вагонов. Так, например, в· условиях железнодорожного
транспорта мнкрошероховатос11и на поверхнос11и желез­
нодорожных рельсов и колес не уопевают цродавли­
ваться, эффективная площадь 1юнта1ктар-ования умень­
шает-ся. В,след,ствие этого увелич,ивае-rоя потенциал, на­
водимый на корпу,се •подвиж,ною объекта:, и контактиро­
вание элементов конс11ру1Кц,и1и прои-с~одит при больших
напряжениях .
2. Увеличивается число переменных к,онтактов . В от­
носительное движение ·приходят ча,сти конструкци11, ме­
жду к,оторыми п,ри малых ,с1юр,о.стях существует У,С'I'ОЙ"
чл.вый контакт.
3. Повышае11ся частота конта.к-r,ирован.и,я элементов
констру,кции, что вызывает -ра:сширение спек·'Гра 1юнтакт ~
ных п-омех.
В у~словиях реч»ых и морских судов аналогичные яв-
лени11 могут во;шикать за счет ,качки. .
Измерениями установлено, что торможение , резкие по­
вороты и набор скорос11и сапров-ождаются увел·ичением
уровня контактных помех. При 11рогании' с места уровень
контактных помех возра,стает за счет появления в их со­
ставе составляющих с незначительными а, мллитудами.
При торможении, проезде подвижных объектов по мо­
стам с металлическими фермами структура контактных
помех резко изменяется: происходит увеличение ампли­
туд и уменьшение длительности импульсных выбросов,
сокращение пауз между ними. На железнодорожных
объектах уровень контактных помех возрастает также
при проходе встречных поездов, при проезде мимо опор
подвески контактной сети.
Визуальный анал1из энергетиче_ского спектра контакт­
ных помех свидетельствует о неравномерности спектраль­
ной плотности помех в п,ределах «полосы за бития»
(рис. 4.9). Наличие дискретных составляющих в спектре
87'·

контактных помех может быть объяснено перио1дично•
стью в проце,осе с,опр.икосновен,ия отдельных контактных
пар в процес.с.е движения подв1ижного объекта.
При движ,е;юии к01р~пу,с любо~го ПО.!!Jвижног,о объекта
и спытывает горизонтальные и вертикальные колебания.
- :1.0
-0.5
2/о +о,5 +!,О /кГц
Рис. 4.9. Спектрограмма контактных rтомех при
движении подвижного объекта
Вероя11н,ость ,воз,никновения этих колебаний определяе11ся
как воздейств•ием внешних факторов (вибрация, тряска,
качка), так и резонансным~и свойствами механичесюих
с вязей в конструкции корпуса и его элементах.
28

Глава 5
БОРЬБА С КОНТАКТНЫМИ ПОМЕХАМИ
И ЭМС РЭС ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
5.1 . СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ ИЛИ ОСЛАБЛЕНИЯ
КОНТАКТНЫХ ПОМЕХ
В МЕСТАХ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Как 5ыло показано выше, в условиях современного .
транспорта принципиально нельзя полностью изба•
виться от переменных • контактов, возникающих при
движении подвижных объектов, а следовательно, и от
контактных помех .
Борьба с контактными поме х ами в местах их воз­
никновения может вестись по следующим основным на­
правлениям:
-
устранеш1е переменных контактов и причин их
возникновения ;
-
уменьшение величин наведенного тока, протекаю­
щего через переменное контактное · сопротивление, и на­
пряжения, прикладываемого к контактно~iу промежутку ;
-
экранирование источников кон_тактных поме х.
Уменьшение числа переменных контактов в подвиж ­
ном объекте может осуществляться разными способам;-~.
Наиболее простым и надежным способом обеопечения
постоянства сопротивления между деталями и элемен­
тами корпусов подвижных объектов являются сварка и
пайка. Этот способ может быть при м еним во всех слу­
чаях, когда по конструктивным соображениям допуска ­
ются подобные соединения элементов подвижного объ­
екта. Наиболее характерными примерами таких соедине­
ний можно назвать обеспечение электрического контакта
между шинами заземлений с кузовом автомашины, кор­
пусом корабля, фюзеляжем самолета, т. е. везде, где
требуется неразъемное и жесткое соединение элементов.
5 9-350
89

Если сборкой контактирующихся деталей дости •
гает-ся устранение прич·ины .возникновения контактных
помех путем механического и электрического соединения
элементов контактной пары, то при использовании ме•
тода изоляции контактирующихся деталей, наоборот, пе­
реходное сопротивление в местах касания увеличивается
до бесконечной велич,ины . Метод приводит к полно.му
прекращению протекания постоянного тока через пере­
менное контактное сопротивление.
Для устранения взаимного касания металлических
элементов между ними устанавливают изоляционные
прокладки, в качестве которых могут быть использованы
различные диэлектрики. Основным требованием к изо­
ляционным прокладкам являют-ся их механическая проч•
ность и хорошие диэлект-ричес~ше свойства в ,используе­
мом диапазоне радиочастот.
Для изоляции деталей, между 1юторыми в процессе
движения подвижного объекта .не возникает больших
механических усилий, можно рекомендовать резиновые
и капроновые прокладки, втулки . Широкое применен,ие
,получают ,прокладки из текстолита, пластмас-с, синтети­
ческих смол, обладающих неплох,ими диэлектрическими
параметрами . Качественная изоляция на высоких часто­
тах обеспечи,вается при исr;ользовании фторопласта, ра-
диофа,рфора. •
При установке изоляционных ,прокладок сохраняется
подвижность и свобода перемещений контакгирующихся
элементов, но электрическая связь между ними сводится
до минимальной величины. Изв.естно, что установка ди­
электрика между пров-одящими поверхностями приводит
к образованию конден-сатора, сопротивление которого
высокочастотному току будет определяться его емкостью.
Таким образом, при взаимном перемещении элементов
контактной пары, изолированных прокладкой, реактив•
ное сопротивление между ними будет все же непостоян•
ным и вместо ам-плитудно-, фазовой ,модуляции облучаю•
щего электромагнитного поля, как это было в случае
неизолированного переменного контакта, будет проис•
ходить одна паразитная фазовая модуляция. Глубина
модуляции будет весьма незна·чительной, так как диа•
пазон изменения емкостной составляющей контакт­
ного сопротивления небольшой, особенно в случаях
применения достаточно толстых ттзоляционных про ­
I<ладок..
90

Полное устранение переменного контакта осуществ- .
ляется заменой металлических элементов контактных
пар на диэлект,рические, если это •возможно по условиям
эк,сплуатации подвижных объектов. Так, напр.имер, в ус­
ловиях железнодорожного транспорта уст,ранение чрез­
вычайно интенсивного источника контактных помех -
металлических тормозных колодок достигает,ся изготов­
лением их из синтетических материалов на основе кау­
чука и фенолформальдегидной смолы. Металлические
сетки огрнждения на судах за.меняют на капроновые.
Другим направлением борьбы с контактными поме­
хами является уменьшение величины наведенного высо•
кочастотного тока, протекающего через пе,ременное кон­
тактное сопротивление. Это может быть достигнуто не­
сколькими способами.
Наиболее простым считается мак,симально возмож­
ное удаление передающих ,и приемных антенн от пере­
менных контактов. При этом уменьшается величина
электродвижущей силы, наводимой на контактирую­
щихся элементах электромагнитным полем передатчика,
и происходит ослабление контактных помех на пути их
распространения к приемной антенне. Этот способ целе­
сообразно учитывать при проектировании подвижных
узлов связи. Но практика показывает весьма ограничен­
ную возможность использования этого способа. Это в
первую • очередь касается малогаба·ритных подвижных
объектов (авто.машин, самолетов), а также подвижных
узлов связи с большим количеством всевозможных ра­
диоэлектронных средств (железнодорожные и корабель­
ные узлы связи).
Возможность рез1юго изменения наведенного тою~
проводимости, про-;-екающего через переменный контакт,
в значительной степени уменьшается при уменьшении ве­
личины переходного сопротивления между контактирую­
щимися элементами подвижного объекта. Это дости­
гается параллельным соединением переменного контакт­
ного сопротивления и высокопроводящего шунта.
Метод шунтир,ования сводится к обеспечению надеж­
ного электричес.кого соединения между соприкасающи­
мися металлическими деталями . Само по себе соедине­
ние деталей может быть осуществлено различными спо­
собами, выбор которых зависит от особенностей конст­
рукции, условий работы и эксплуатации подвижных
объектов.
5"'
91

..
Шунти,рование осущест,вляется с помощью гибких ме­
таллических перемычек, контактных пружин и других
устройств . Шунты, имея малое внутреннее сопротивле­
ние, закорачивают переменное контактное сопротивление
Zэл 1
rvО
Рис. 5.1 . Эквивалентная схема зашунтирован­
ного переменного контакта, облучаемого элек­
тромагнитным полем
и устраняют тем самым возможно,сть резких бросков
тока, протекающего по цепи.
Эквивалентную схему зашунтированного обл.учаемоrо
переменного контакта можно представить в виде, . изо­
браженном на рис. 5.1.
При шунтировании значительная часть наведенного
тока проводимости протекает через короткозамыкающую
перемычку и лишь малая часть его - непосредственно
через контактное сопротивление. Отношение тока, про­
текающего через контактное сопротивление, до и после
шунтирования равно
-
1+Zн(t) •
к,-
.
Zш
где Zн(t) ~Zи(f) +zэл.
Шунтированием достигается уменьшение напряжения
на контактном стыке в кu раз
Zн(t)[zэл+ z~ (t)j
Ku= z~ (t)[zэл+zн(t)J ,
Гдеz~(t)= Zн(t)Zш
Zш+Zн(t)
92

Таким образом, за счет перераспределения тока и на ­
пряжения в цепи с переменным контактным сопротивле­
нием . обеопечивается невыполнение одного или сразу
обоих условий возникновения электрической дуги (2 .11).
Экспериментально эффективность шунтирования Эш
может быть оценена как отношение эффективной полосы
спектра электромагнитного поля вторичного излучения
до и после шунтирования:
дF
Эш= ЛFш •
Измерения по методикам экспериментального моде­
лирования конта:ктных помех (глава 3) показали, что
Эш~2 около несущей частоты и Эш;;;;::,5 около частот
гармоник облучающего электромагнитного поля передат ­
чика . Уменьшение уровня контактных помех за счет шун ­
тирования составляет 20-30 дБ.
В результате экспериментальных исследований вы­
явилось, что особо тщательно необходимо шунтировать
переменные контакты вблизи передатчиков и приемников.
Переменные контакты . вблизи пере,1!,ающих антенн
обычно работают в нелинейном режиме. , На них наво­
дится наибольшая ЭДС; кроме того, чере з них могут
замыкать•ся токи смещения и токи утечки передающих
антенн . Разность потенциалов между контактирующи­
мися элементами достаточна для возникновения дуговых
• проuес,сов или искрообразования . Необходимос т ь тща ­
тельного шунтирования переменных , контактов вблизи
приемных антенн следует из малых зату х аний контакт­
ных помех на пути их распространения к приемной ан­
тенне.
Шунтирующие перемычки изготавливаются из кабель­
ных плетенок, гибких проводов. Основные требования,
которые предъявляются к ним, сводятся к следующему:
-
внутреннее сопротивление перемычек должно· быть
минимальным ;
-
параметры перемычек должны быть постоянньrми
во времени и не должны изменяться при ударах , вибра ­
циях, ускорениях, при изменении температуры и влаж­
ности;
-
отсутст,вие процессов окисления и коррозии .
Известно, чт,6 сопротивление перемычек током вы­
сокой частоты носит индуктивный характер и на х одится
в прямой пропорциональности ·от ее длины. Эксперимен-
93

тально установлено [2], что стальная перемычка длиной
300-350 мм на частоте 10 МГц имеет сопротивление
4-·8 Ом, что является весьма большой величиной и в
значительной степени снижает эффект,ивность защиты.
\Zш\ОМ
0,8
o,s
0,5
о,ч
O,J
0,2
О,!
0.07
О,Об
0,05
0,04
O,OJ
0,02
-
.__
--
~1,,
) .....
---~
-
I/
-
·-
-~
'
~1
1
v
1
)1
1
11
1
1н-
i
)'i1
(1
!
1
1
\
1/v 1
.
i
_, ,,,
!
-
,/
.v
-
-
~!,,'
11
./
/
......,...._. -
t-11
+-
:
1
1
1
1
1
11
i
i
1i,1
02 O,J О,'1 (l.б(l,81,0 20 3,0 4,fl б,fl 8,fJl/7 Zfl J/1 40 ао rмr11
Рис. 5.2. · Изменение
модуля сопротивления шунта I Zш I на
различных частотах
По результатам измерений авторов, активная состав·
ляющая медной посеребренной перемычки длиной 150 мм
равна 0,02 Ом, индуктивность ее- 0,02 мкГ. На рис, 5.2
представлена зависимость модуля ,сопротивления такой
перемычки от частоты. Из графика следует, что на час­
тоте 20 МГц перемычка имеет -сопротивление 0,4 Ом,
т. е. в 20 раз больше со.противления ее постоянному
rоку.
Высокочастотное сопротивление перемычки может
быть уменьшено последовательным соединением емкости.
При этом образуется; последовательный колебательный
контур, имеющий резонанс на определенной частоте.
Однако резонансная перемычка не будет прог.ускать по -
стоянный ток.
В любом случае с точки зрения подавления контакт- ·
ных помех медные плетеные перемычки эффективнее
стальных, у которых не ·юлько большее сопротивление,
94

но и неудовлетворительные контактные свойства между
отдельными проволочками оплетки. На практике исполь­
зуют кабельные плетенки типа ПМЛ, провода марки
ПАМГ, ПАБ, ПЩ.
В зависимости от условий эксплуатации, вида шун­
тируемого контактного промежутка перемычки могут
быть приваренными или разъемными.
Если по условиям эксплуатации соприкасающиеся
металлические детали имеют ограниченное взаимное пе­
ремещение и не требуют их снятия, то целесообразно
использовать перемычки, приваренные с обеих сторон,
чем обеспечивается постоянный контакт в местах их со­
единений. К таким деталям можно отнести обшивку фю­
зеляжа са.молета, кузова вагона, автомашины, палубные
соединения корабля, двери, различные люки и т. д.
В противном случае, когда величина взаимного пере­
мещения деталей значительна, а по условиям эксплуа­
тации и ремонта требуется разъединение этих деталей
(например, рама вагона -с тележкой, автосцепки и про-
1 чее), используются разъемные перемычки. При этом же­
лательно один конец перемычки приварить, а на втором
конце приварить или напаять наконечник , который дол­
жен быть соединеч с другим контактирующимся элемен­
том с помощью винтов, болтов. Для достижения малого
сопротивления соединения целесообразно наконечник
перемычки зажимать между двумя пластинами, одна из
которых должна быть приварена к основанию. На ­
конечник и зажимные пластины желательно посереб­
рить.
Перемычки должны крепиться как можно ближе к
шунтируемому контактному стыку и иметь минимально
возможную длину, что необходимо не только для полу­
чения минимального шунтирующего сопротивления . В оп-
. редел еюшх
условиях система «шунтирующая пере­
мычка - контактирующие элементы» может упрощенно
рассматриваться как «рамка», напряженность поля из­
лучения которой прямо ,пропорциональна площади
<<рамки» и протекающему по ней току. Таким образом,
на некоторых частотах шунтирующая перемычка не
только не подавляет контактные помехи, а даже сможет
способствовать увеличению и х уровня . Замечено , что
это происходит на частотах, при которых длинц _пе ­
ремычки составляет приблизительно четверть длинь1
волны .
95

Переменные контакты с трением качения и сколь­
жения шунтируют,ся графитовыми щетками, контакт­
ными пружинами .
Любой подвижный узел связи, так же как и стацио­
нарные, должен иметь устойчивое и ма J;ое сопротивле­
ние _заземления. Если для стационарных объектов этот
'Zзл 1
rv (/
z/fJ
Рис. 5.3 . Эквивалентная схема облучаемого пе­
ременного контакта с учетом сопротивления за­
земления
вопрос решается сравнительно просто, то для подвиж­
ных объектов связано с преодолением значительных
трудностей. Величина сопротивления заземления в зна­
чительной мер.е определяет уровень высокочастотного
потенциала, наводимого облучающим электромагнитным
полем на металлическом кузове, корпусе подвижных
объектов.
В отличие от эквивалентной схемы изолированного
облучаемого перемr::нноrо контакта, рассматриваемого
в главах 2 и 3 книги, эквивалентная схема реально·rо
переменного контакта, образованного из частей конст­
РУ!ШИИ подвижного объекта, включает сопротивJiения
заземления эJiементов контактной пары (рис. 5.3) .
Изменение тока в таком переменном контакте будет
опредеJiяться величиной сопротивления нагрузки Zн (t),
вычисляемой по формуле
(t) _ Zк (t) [zзаз, (t) + Zэаз, (t)]
Zн-
)
'
Zк (t + Zзаз, (t) + Zзаз, (t)
(5.1)
где zэаэ, (t) и zэаэ, (t)- сопротивления заземления эле­
ментов контактной пары.
96

Из формулы (5.1) следует, что при zэаз, (t) =
-
z (t) = О ток в облучаемом переменном контакте
-
заз 2
не завис.ит от изменения , контактного сопротивления
и, ·следовательно, .контактные помехи не возникают.
Для ~получения надежного соединения кор.пуса под­
вижного объекта с землей необходимо разработать сис­
тему их заземления. Для подвижных объектов типа ав­
томашин, вагонов это ,сводится к проблеме обеспечения
малого сопротивления ,между корпусом объекта и осями
колес. В настоящее время промышленностью -раз,рабо­
тано специальное антипомеховое заземляющее устрой ­
ство, кот.орое обеспеч·ивает надежное соединение кор­
пуса вагонов с рельсами, устанавливаемое в буксах ко­
лес. У,стройства с аналогичным принципом иопользуются
на <:удах для заземления грузовых электрокранов· [2],
на вертолетах - для шунтирования переменного кон ­
такта ,между осью и винтами. Как правило, все детали
контактных устройств должны изготовляться из а,нти-
коррозионных материалов. Непосредственный контакт с
вращающимися деталями происходит через графитовые,
угольные щетки.
Если представляется техническая возможность для
устранения конт8Jктных помех, испол ьзуется метод эк­
ранирования. Суть его заключается в ,помещении источ­
ника контактных ~помех в металлический экран . Сам эк­
ран препятствует воздействию на переменные контакты
электромагнитного ;Поля ,радиопередатчи.ка, тем самым
устраняется прохождение тока через переменное кон­
тактное сопроти,вление.
В зависимости ьт конструкции и металла, из которого
выполнен экран, он по-разному ослабл'яет маг.нитную и
•электриче .скую
составляющие напряженности электро­
магнитного ~поля. Исходя из этого экраны разделяютс·я
на электростатические, магнитостатические и электро­
магнитные.
Экраны электр-остатическqго ти,па эффективно ослаб­
ляют электрическую составляющую поля путем замы-
• кания силовых
линий по повер х ности ,металлического
листа . Такие экраны эффективны на ,средних частотах,
изготавливаются из меди в виде сплошных листов, сетки .
.На
низких частотах эффективны экраны магнито­
статического типа, принцип которых · основан на замыка-
•нии силовых линий магнитного поля в толще экрана .
97

На вьrсоких частотах применяются экраны электро•
магнитного типа, обладающие одновременно свойствами
предыдущих ти;пов • экранов . Для экранов электромаг­
нитного тиша используют стальные листы . Многослой ­
ные эюраны этого ти~па состоят из слоев диамагнитны х
и ферромагнитных металлов .
Не-смотря на простоту и эффективность , мет,од• экра•
нирования на подвижны х объектах не всегда применим
по конструктивным причинам . Поэтому на практике при ­
меняют перечисленные методы дифференцированно, ис •
ходя из конкретных условий .
Характе,рным для подвижных узлов связи является
наличие большого количества всев-озможных ка·белей
управления , связи, синхронизации, блокировки ; комму •
тации и Т; д . Некоторые из них ра,сполагаются около пе­
ременны х контактов и тем самым становятся перенос •
чиками контактны х помех . Для уменьшения влияния
контактных помех, распространяющихся по кабелям ,
последние необходимо экранировать и надежно зазем­
лять на корпус подвижного объекта. Наи,большее подав­
ление по.м е х достигается при зазе м лении во , многих
точках .
Но применение экранирующей оплетки связано с
повышением массы нагрузки подвижного объекта, его
стоимости , ,поэтому альтернативным вариантом может
стать установка фильТ1ров. Особенно это относится к си ­
ловым кабелям, где тем самым одновременно подав­
ляются распространяющиеся по . ним · индустриальные
помехи.
В настоящее время отечественной промышленностью
выпускают,ся различные помехоподавляющие фильтры,
отличающиеся вносимыми зату х аниями, током, проходя •
шим чер-ез н·их, напряжением в цепи, габаритами и кон ­
структивным исполнением . Основными типами фильтров
являются фильтры ФПС, ФП, ФЕ , ФИС.
В ,процессе эксплу,атации подвижных узлов ,связи не ­
обходим регулярный осмотр состояния сред,ств по,мехо­
подавления: заменять окислившиеся и : порванные пере ­
мычки, проверять жесткость их крепления к контакти ­
рующимся деталям , проверять величину сопротивления
заз~мления .
В у,словиях подвижных узлов связи выбор . того - или
·иного ,спое-оба устранения контактных помех опреде­
ляет,ся множе,ством ко,н,ст,рукт.ивных, технологичес_ких _ и
98

эксплуатационных факто,ров . Может случиться также,
что необходимая ,степень подавления контактных помех
от некоторых источников не ;может быть достигнута при
раздельном иапользовании ,изложенньrх выше мет.адов.
В таких случаях ре,комендуется ко,мплексное применение
методов шунтирования, заземления и экранирования.
5.2 . ВЫБОР ТИПОВ И РАЗМЕЩЕНИЕ
ПЕРЕДАЮЩИХ И ПРИЕМНЫХ АНТЕНН
Умень,шение ,влияния контактных mомех на .качество
радиоприема в по:дви.жных объектах ,мо,жет бьiть обес­
печено ,выбором типов и правильным размещением при ­
емных и передающих антенн.
В электро,ма,гнитном поле контак-nных помех преоб ­
ладает электрическая 1составляющая. Очевидно, это про­
исходит потому, что ,большинство переменных .контак­
тов, образующих,ся 1при движении подвиж.ного объекта,
может быть представлено в виде элементарного излуча­
теля типа диполя или вибратора, нежели рамки.
Как элементарные электриче,ские ,вибраторы можно
рассматривать облучаемые верхнепалубные устройства
•судов, ~переменные контакты ,в ,межва ·гонных переходах,
лопасти вертолетов ·и т , д . Любые облучаемые части кон ­
струкции под,вижных объектов, образующие зам,кнутую
mетлю · или виток, ,могут ·быть представлены в виде эле-
1ментарных 1ма~r,нитных вибраторов.
Известно, чт◊ ,о,сновное воздействие контактных по­
,мех на каче-ст,во радиоприема прои-с х одит путем их про­
никновения на вход приемников через а1нтенну. По,это,му
приемные антенны ма·гни11ного типа: будут ,менее чувст­
вителыны к конта1кт.ным· помехам , чем антенны элект,ри ­
ческого типа.
Ма,гнитные антенны обладают еще одним дост,оин ­
ством - они более компактны , что позволяет· размещать
их в nределах огра,ниченного 1rюлезного· о,бъема ,подвиж­
ных объектов. Практика о,р'Ганиgации: радиосвязи пока­
зала,. что' при близком размещении , над «идеальной
землей», какой является металлическая масса кузовов,
корпусов подвижных объектов ; магнитные антенны ра с
мочного типа имеют более :высокую эффективность, чем
дипольные антенны электрического типа .
Э.к-слериментальные исследования показали, что уро­
вень контактных. помех в приемных антеннах зависит·
'99

от размещения передающих и ,приемных антенн. Мерой
влияния передатчиков подвижног-о объекта на приемные
антенны может служить коэффициент развязки Кр, рав­
ный отношению мощности контактных помех, измерен­
ной на выходе приемной антенны в полосе ча-стот около
оснрвного излучения передатчиков Рпр, к мощности из­
лучения передатчика Рпрц:
Рпр
/С =--.
Р Рпр1t
В подвижных объектах влияние передающих антенн
на приемные может происходить не только через непо­
средственное облучение приемных антенн электромагнит•
ным полем ,передатчиков, но и косвенным путем.
Контактные помехи, занимающие спектр частот около
частоты основного излучения передатчика, достигают
приемных антенн по многим помехонесущим элементам.
Таким образо.м, влияние передающей антенны на прием­
ные определяется целым комплексом взаимодействий,
среди которых емкос11ные и индуктивные связи антенн
с переносчиками контактных помех играют существен­
ную роль.
Доказательством этого является то, что экоперимен­
тально установленное направление прихода контактных
помех к п,риемной антенне не в-сегда совпадает с напр~в­
лением на передающую антенну. Следовательно, как
приемная, так и передающая антенны подвижного объ •
екта должны быть ра·сположены та·ким образом,_ что-бы
их индуктивные и емкостные -связи с переносчиком по­
мех были минимальными . Обычно переносчиком помех
служит кузов или 1юрпус подвижного объекта. На же­
лезнодорожных объектах при их движении по электри •
фицированным участкам железной дороги об.разуется
волноводный канал ,между контак11ным проводам и ме­
таллической кр~1шей вагонов.
Таким образом, приемопередающие магнитные ан­
тенны, плоскости рамок ,которых ориент.и,рованы перпен­
дикулярно к продольной оси автомашины, са.моле.та, ко•
рабля, будут иметь ,меньшее взаимное влияние, чем при
любой другой ориентации. На самолете, кроме того, пе•
редающие антенны целесообразно размещать сверху фю­
зел1яжа, а ~приемные- под фюзеляжем.
Уровень контактных помех во многом определяется
пр,остранст,венным разносом передающих и приемных
100

антенн. Наибольшее воздей,ств.ие на радиоприем оказы­
вают контактные помехи от близко расположенны х к
приеl\,1Н·ОЙ а,нтенче пе.ременных конта·ктов . С удалением
переменных контактов_ их электро.магнитное поле вто-
(/ МК8
JOO
200
!00
8'0
80
30
zo
10
8
.._
_
..
. ...
>--
.
\
\\
'\
\\
\\\
\
'
-г--
·-
,-.
-
\
~
1
i
\
"
\
"'
1
7
''
8 -~-t- -
',
~
L/
'-- ·-- +
---
+-
'
,1
,_
--
~
/
J.
z----·
'-~~
+ :-+
-+
'
,
,
1
25 50 75 /(J{J
/
,,
-
,,,,.
1
------
1
1
/25 l5tl 17.f 20{1 r м
Рис. 5.4 . Уровень высокочастотного потенциаJJ а , н а водимого
эJJектромагнитным поJJем передатчика на вагона х железнодо­
рожного состава в зависимости от расстояния
рич-ноfо излучения ослабевает по теории ближней з оны:
сш1.-чал'а обратно пропорционально к убу, затем - ква д ­
р-sту ••расстояния. Следовательно, чем м еньше величина
оl5JrуЧаюЩёго переменный контакт электромагнитного
поля, tе.м .меньше суммарный уровень контактны х по­
.мех. Эксперименты показали юолн у ю идентичность ха­
рактера распределения уровня контактных помех по же­
лезнодорожному ,со•ставу и распределения высокоча•ст,от ­
ното потенциала ;на вагонах состава (рис. 5.4).
Приемные антенны необх.адимо ра,сполагать по:
дальше от интенсивных источников контактных помех.
В ' условиях железнодорожных объектов желательнее
размещать пр·J:tемные антен1:1ы ·ближе к середине вагона,
подальше от источнлков коятактных помех в . межваго.н-
101

ных переходах, на самолетах и вертолетах_;_ подальше
от винта.
Особые требования с точки зрения борь,бы с контакт•
ными по,мехами 1предъявляют,ся к передающим антен­
нам подвижных узлов связи . Диаграмма направленности
передающих антенн должна иметь мини,мум боковых ле­
пестков, облучающих переменные контакты подвижного
объекта. ·
Снижение уровня контактных помех достигается
уменьшенш~м плотности высокоча,стотного . тока, ,вызы­
ваемого его утечкой через изоляторы передающей ан•
тенны . С этой целью необходимо содержать в чистоте
поверхность изоляторов, rпроверять их диэлектрическую
прочность. Металлизацией и заземлением ~площадок под
передающими антеннами удается предотвратить широ•
кое растекание высокочастотного тока, уменьшить веро­
ятность возникновения дуговых процессов в облучаемых
,переменных контактах. Неизлучающие ча,сти передаю­
щих антенн целесообразно покрыть поглощающей
кра,ской .
В ,случае размещения :на подвижном объекте д1вух и
более передатчиков [[РИ наличии между ними функцио­
нальной или ,1юнструктивной связ,и возможно их вз'аим­
ное воздействие, приводящее к появлению интер,моду ­
ляционных излучений . В условиях ,подвижных· объекто,в
трудно разместить ,передающие антенны, что,бы ,между
ним.и не было емкостной или -индукт,и,вной связи.
С точки з-рения борь,бы ,с контак11ными помеха,ми на•
личие интермодуляц:ии между передатчиками анало­
гично поя,влению в с-оставе радиосредств подвижно.го
узла связи дополнительных источников элект,ромагнит­
ных полей, облучающих переменные контакТр! объекта
на интермодуляционных ча-стотах. Поэтому при разме 7
щении передающих шнтенн необходимо стремиться к ,ми~··
нимально возможному их взаимному влиянию. С этой
uелью не рек·омендуе.т,ся одновре,менная ра·бота ·д!;!у_х _ .
близко расположенных передающих а,нтенн без : доста: · •
точного ча,стотного разноса . Эффективными средствами •
борьбы с интермодуляционными из.лучениями являются
постановка специальнь1х развязывающих фильтров в ан­
тенно-фидерные тракты ,передатчиков, ра·бота пере.да т ,
чиков и приемников с наст.раиваемыми узкополосными
антеннами .
102

5.3 . ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ'
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
Размещение на ограниченных площадях, определяе~
мых размерами подвижных объе.ктов, большого количе­
ства В•севозможного :радиоэлек11ронного оборудования
порождает пр,облему обеспечения электромагнитной сов­
местимости (ЭМС) радиосредств подвижных узлов
связи.
Понятие ЭМС достаточно емкое и включает широкий
круг вопро,сов, [IОэтому определения ЭМС в различных
работах неоднозначны .
В да.льней~шем под электромагнитной с.овместимостью
будем понимать такое состояние параметров и условий
функционирования радиоэлект,р,онных средств подвиж­
ного объекта, mри котором обеспечивается возможность
их од~навременной работы в применяемом диа:паз,оне час­
тот без существенных взаимных помех ·и с необходимым
качества,м ведения ,овязи.
Обеспечить ЭМС-это значит добить,ся нор.мальных
усл,овий функциони,рования для все х радиосредств объ•
екта. Достигается это путем ,разра ,ботки и подбора ра•
диоэлектронных средств с необходимыми параметрами ,
• а также путем ,ооздания соответст,вующих условий для
их работы .
Сложность решения проблем ы ЭМС определяется
необходимостью учета ,м ножества факт.орав.
Решение ,nроблемы ЭМС 1начинае11ся с этапа проек ­
тирования ,подвижного объекта ,при разработке или под­
боре соответст,вующих оредств радиосвязи с необходи­
,мыми парамет, рами и продолжается в течение все х его
жизненных циклов.
К числу па·ра.м-етр.ов радиосредств , влияющи х на
ЭМС, 01шосятся прежде всего ха рактер.истики ,передаю­
щих у,стройств по осн,овному и неосновно,му излучению и
ч увствительность радиопр:иемных устройс тв по основ­
ному и ·нео,сновным каналам прие ма.
На ЭМС оказывают влияние мощности излучения пе­
:редатчиков, диаграммы направленности . антенн, ,вид из­
лучения, длины волн и полосы частот, излучаемые пере-
датчиками .
•
Основное излучение !Передатчиков предназначено для
осуществления качественной передачи полез,ной инфор-
103

мации. • Мощность основного излучения передатчика
должна быть достаточной, чтобы обеспечить необходимое
превышение уровня сигнала над помехой на входе при­
емника корреспондента по основному каналу приема и
. в то же время иметь минимально необходимую вели­
. чину,
чтобы оказать наименьшее мешающее воздейств11е
на д,ругие ,приемники подвижного объекта, для которых
данное излучение является помехой.
С помощью диаграмм направленности антенн можно
регулировать степень электромагнитной развязки пере­
дающих и приемных устрой-ств, расположенных на объ­
екте. При . пространственно.м распространении радио­
волн длина волны определяется протяженностью радио­
трассы и условиями распространения, а необходимая
излучаемая полоса частот- классом излучения. В иде­
_ альном случае передатчик должен излучать эне.ргию
только в ограниченной полос-е около несущей частоты и
передавать только заданную полезную информаuию.
Однако в реальных условиях передатчики всегда, кроме
основноr,о и з лучения, излучают некоторую долю энергии
за пределами необходимой полосы излучения, которую
_ без ущерба для скорости и качества передачи полезной
информаuии можно снизить или исключить. Неосновные
излучения передатчиков можно подразделить . на побоч­
ные и внеполосные.
Побочное излучение передатчиков не связано с уп­
равлением полезными си,гналами, а является результа­
том нелинейных проuес-сов , происходящих в тракте ,пе­
редачи. В состав побочного излучения входят излучения
на гармониках, субгармониках, комбинаuнонных и Иr)­
термодуляuионных частотах . .
Достаточно полная классификаuия и определение
всех видов неосновного излучения радиоэлектронных
средств приведены в работе [5].
Ниже рассмат-риваются только те из них, которые
наиболее характерны для . подвижных узлов связи и иг­
рают значительную роль в решении вопросов ЭМС в ус­
ловиях наличия контактных помех .
Гармонические, субгармонические и комбинационные
излучения радиопередатчиков в той или иной степени
присущи всем современным передатчикам независимо
от условий их экоплуатаuии. При этом необходимо имет~
в виду, . что на подвижных узлах связи около частот ос­
новного и побочных излучений :~ередатчиков образуются
.
.
.
.-
..
104

. довольно
широкие «полосы забития» контактными по­
мехами, что резко усложняет на этих объектах помехо ­
вую обстановку и оказывает существенное влияние на
• назначение приемных рабочих ча , стот .
Для подвижных объектов характерным является так­
же наличие интермодуляционных побочных излучений,
Эти излучения возникают на нелинейных элементах вы­
ходных каскадов передатчиков при взаимодействии не­
скол_ьких близко расположенных передатчиков и их ан-
. тенно-фидерны х
устройств .
,
Частота интермодуляционных излучений определя-
. етr.я
по формуле
/нм.:__ ± К1/1 ± К2/2 ± •••, ± Кпfп,
гдеf1, f2, ,..,
fп - несущие час·тоты взаимодействующих
передатчиков;
.
к1, к2, ... , : кп-'- гармоники частот :передатчиков .
Сумма IК11 + 1к2 I + ... , + /кп/ называется порядком
интермодуляционной частоты.
Уровень интермодуляционного излучения тем выше,
чем больше мощности передатчиков и сильнее связь
между ними . С ростом порядка уровень интермодуля­
ционного излучения падает.
Обеспечение ЭМС зависит также от параметров ис­
пользуемых на :подвижны х объектах радиоприемных
устройств. В идеале желательно , чтобы радиоприемники
имели высокую чунствительность осно,вного канала и
,прямоугольные ·: по фо,рме амплитудно-частотные харак­
те•ри,стики с достаточными по ,110сами пр.опускания для
качвственного приема передаваемой информации, а
также бесконечно большое затухание сигналов за пре­
делами необходи,мой полосы про·пускания .
Факт.ически реальные приемники имеют конечное , да­
леко не идеальное значение указаннь1х параметров . Не ­
достаточная избирательность приемников •и нелиней ­
· ность характеристик и х усилительных и преобразова­
тельных ,каскадов :приводят к образованию неосновных
каналов приема. При наличии взаимодействующих по­
лезных ,и ,поме х овых сигналов эти каналы приема необ­
ходи.мо иметь в виду для решения вопросов ЭМС.
Обычно основное усиление сигналов радиоприемниками
_осуществляется ,по промежу точной частоте. Это несом­
, ненное . преимущество современны х супергетеродинных
~ приемников имеет свою и негативную сторону. Из-за не-
Щ5

достаточной избирательности преселектора и тракта вы­
сокой ча-стоты напряжения ,помехи могут проникнуть на
входы смесительных кас-кадов. Если частота такой по ­
мехи или ее га,р,мо,ники во взаимодействии с частотами
гетеродинов и их гармониками образуют на,пряжение
частоты, которая ,попадает в полосу пр.опускания тракта
промежуточной частоты, ·ю дальше такая помеха не ,мо­
жет быть отфиль-грована ,и попадает lНа выходные уст­
ройства радиоприемника . Канал, образованный таким
образом, называется ко,мбинационным :побочным ·кана­
лом приема, а ча,стота - комбинационной частотой fк,
Процесс образования комбинационного по-боrчного ка­
нала ,приема и а.пределения его частоты ,можно показать
на следующих фор.мулах.
При однократном преобраз·ова;нии ча,стоты
/nJк ± т1fг 1= fп-. ч, ± Л/п.ч,;
(5 .2)
при двойном преобразовании частоты
/n2(nJ~ ± т1fг,) ±т2fг, 1= fп. ч, ±Л/п.ч, • (5.3)
где n1, n2 , т1, т2 - целые числа, соответствующие но­
мерам гар.моник комбинационной
частоты и частот гетеродинов;
fп. ч,, fп. ч, - первая и вторая про.межуточные
частоты;
fг, , fг , - частоты первого и вт,ороrо гете­
родинов;
д/п. ч,, д/п. ч, -половина полосы пр,01пу,скания трак­
т,ов первой и вто.рой промежут-оч­
ных Ча•СТОТ.
Суммы n1 +т, или n2 (п, +т1) +т2 называются по­
рядком ча,с тоты комбинационного канала .
Из формулы (6.2) ,можно определить частоту комби­
национного побочного канала приема
(/п.ч,±fп,ч,)±т2fг, + f
----
-~ --~
-
т1 г,
f
n2
I< = _______п_1__ __ _ __
В полосу пропу,скания тракта промежуточной ча­
стоты ,может та :кже папасть ,н_апряжение в ,результате
взаимодействия нескольких .мешающих сигналов и ,их
106

гармоник между собой или с ча-стотой гетеродина и его
гармониками:
'± n1fi±п"2/2±•••, ±тfг=fп. 4±д/п.~.
где n1, п2, ... , т - целые числа;
fr, f2,
. . . , fг - частоты мешающих сигналов;
fп. ч- промежуточная частота;
д/п . ., ~ половина полосы 1пропу, скан -ия тракта
промежут,очной ча·стоты .
Это один из наиболее специфических канало:в . воз ­
действия помех в подвижных узлах связи с наличием
нескольких передающих и приемных радиоустройств.
На подвижных объектах может также ,наблюдать,ся
явление ,блокирования входов -рад,иоприем.ников. Заклю ­
чае1'ся оно в у,меньшении чувствительности и ухудшении
селективных ,свойс11в прием'Ника по отношенйю к полез ­
ному сигналу ~под воздействием вы.сокого напряжения
ромехи ,с ча,стотой вблизи основной поло-сы пропускания
рриемника. М.ощное излучение близко расположенных
передатчиков подвижного объекта ,перегружает каскады
усиления и •преобразования высокой частоты ,ириемника;
уровень принимаемого полезного сигнала подавляет,ся
ДО ПОЛIНОГО пропадания ·СЛЫШИМОСТИ или в рез ультате
перекрес1,ной -модуляции 1происх,одит нал,ожение на него
сигнала . от .мёпiающето передатчика .
• · таким , образом, в условиях подвижных объектов ОС·
новными trа-стотными ка.налами воздействия радиопере­
датчиков на собственные радиоп,риемники явля!Ьтся:
-
,с,овпадение ча,стот основного и побочных излуче­
ний с часто1'оЙ осно:sного канала t!риема;
-
,совпа•дение ча,стот основно.г,о и побочных излуче ~
iшй с ча1стотами побочных к:а,налов приема. -
.
При раз,мещении 1на ограниченны х площадях узлов
связи подвижных объектов нескольких · радиоприемных
устройств приходится также шметь в виду и ,считаться
с возможным наличием помех от изл у чения гетеродинов
п-риемrников, которое иногда ,может достигать значитель ~
ных величин. Гетеродин излучает помехи через шасси и
антенну приемника. Наибольший уровень . эти х ~помех
:(до . 10,0Q .мкВ и более) возникает ,при ,работе приемни ­
ков на .общие антенны и при их близко,м ·,размещени,и .
Для ослабления ,взаимного влияния t):рие;м ников под~
вижного •объ~кта их пространстве·ниое:.' р:а з:м.есение · друг
от друга долЖJiQ': бы:r1;;:Долее l м-.. :: ~ ·_ :< >=
--.:
.
••••~
Юl

Не1<оторые парам-етры радиопередающих · у;ст,ройств
по величине побочного излучения и радиоприемников по
чувствительноеги и избирательности неосновных кана­
ло·в приема стандартизированьr (ГОСТ 12252-66, ГОСТ
13260--67, ГОСТ 13420-68 и др.). Однако разброс этих
характеристик в п.р,оцессе , ,производс'Гва радиосредств
поJiучает,ся д:овольно велиiк, что приходит,ся учитывать
,при ,решен.ин вопрооов ЭМС.
От,сюда вытека,ет одно из требован·ий по обеспечению
ЭМС. Для оборудования по~вижных объектов , необхо­
д!И'МО производить выбор и слециальный отбор радиЬпе-.
редатчиков по минимуму фактического неосновного
излучения, а радиоприемни·ков - ,по максимуму затуха­
ния на -побочных каналах :пр·и·ема.
Даже при наличии такого специальною - отбо,ра пе­
редающих и пр,иемных радиосредств для оборудования
мобильных узлов ,связи в целях ослабления вл,ияния не­
основного излучения передатчиков и повышения зату­
хания помех по побочным каналам приема радиоприем­
ников на подвижных объектах необходимо устанавливать
,ооо-гве11с:твующие высо1юча,с1'011ные· филь1iры нижних и
верхних частот, а также перестраиваемые полосовые
филь11ры .
Вза,и.м,ное влияние ,передающих и приемных радио­
оредотв происх.од,и:т не только через их а,нтенно-фидер ~
ные уст.ройс:тва, но и чер.ез цепи · питания и ..внутриЬбъ ~
ектовые кабели связи, а та~же даже через .корпуса ап­
пар,атуры. Мощные еигнаJI~ на частотах излучения_ <:об­
ственных передатчиков моrут прон,икать непосред,ст~енно
~а вы:,юды •смеси:т,елей и у;сил,иrгелей рад:иоп•Р•k!еМ!сIЫХ
устройств ,по,дв,ижного объекта за счет паразитных ем ~
1юс:тных овязей -с ,к,орпусом .
-•
Для защиты от этого корпу_са рад,иоприемциков
должны иметь .. надежное заземление ; внутренн _ий мон­
таж ,выполняется в экранированном блочном исполне­
нии. Памещен,ия радиопр,иемных цен'Гров подвижных
объеrшо,в ,необход,и:мо экранировать с эффек'Гивнщтью
экранир,о,вк,и не менее 40-60 дБ. .
•
-
Силовые ,и связные кабели внутр1и объекта ДQJркны
прокладываться . в металлических трубах, а связные • ли 0
нии - только э:к:ранирован1ны1м кабелем. Входящие и - ис :
ходящие цепи .пи'Гания и лин~ии связм ,помещения ради,о:­
пр,иемного цен11ра должны быть об.оруд◊.в-анъ~ со~е.т-1
108

ствующими фильтрами с высокой степенью эффектив­
ности фильтрации.
В общем .комплек,се мероприя'Гий по р,ешению проб­
лемы ЭМС важное место оrгв-одится орrанизаu,ионно-тех­
ническим способам обеспечения совмест,ной работы ра­
диосредств подвижных объектов. С помощью только ин­
женерно-тех,нических ,мероприятий не всегда можно до­
биться требуемою уменьшения помех. К то.му же про­
ведение техничеоюих мероприятий связано оо значитель­
ными э~юно,мическими за-грата,ми, особенно если иаполь­
зуемые на i!юдвижных объектах ради,оэлектронные с,ред­
ства разрабатывались без учета т,ребований ЭМС.
На ,подвижных объектах пр,иемниКJи ра,сположены в
ближней зоне излучеН1ия собственных ,uередатчи,ков. В
этих условиях важное значение имеет пространственное
разнесение передающих и ~приемных у,ст,ройств. Эффек­
тивность пространственного разноса на примере же­
лезнодо,рожноrо узла овязи на,rлядно виД1на из р:ис. 4.7
и 5.4.
•
ОднаКJо на подв.ижных объектах ограничены ,возмож­
ности для дос11ижения необходимою осла·бления влия­
ния передающих сред,ств на при,емник·и за счет толь.ко
их взаимного удаления . Дополнительное осла,бление
уров.ня помех .может быть доегиrнут,о при исполь.зова­
нии часrготноrо разн•оса.
Частотный разнос - один из на,иболе.е эффектив,ных
и оперативных способов обеспеч,ения ЭМС. В основе
способа лежит использование ,селективных свойств ра­
дио,пр,иемных усТ1ройств. От,С'гройкюй П1рием,н,ика ,в,сеrо на
несколько кГц в кюротко.волноном 1и на нес1юльК10 де­
сятков кГц в ультракорот1юволнов,ом диапазоне волн
от частоты мешающего излучения передатчика можн,)
обеспечить их совместную работу ,в условиях ,стоянки.
При движении подвижных узлов связи частотный раз­
нос ,между передающими и приемным,и у~строй,ства,ми оп­
ределяется шириной полосы, сrюраженной контактными
помеха.ми . Ча,стота пр,иема должна о-гс·юя~ь от частот
основного и побочных излучений передатчика больше
чем половИtна ши,р,ишы «полосы заби-гия» око.тю соответ­
ствующих мешающих излучений , Так, например, в ВЧ
диа;пазо,не ра,бочую час·юту рад:иоцр,иемни,ка желез,нодо­
рожноrо ,подвижного объекта нельзя назначать в интер­
вале +0,5 МГц около основного излучен!iЯ радиопере­
датчи~ав, ,в инrrер;валах 0,05-:0,15 МГц около r_ар;мони,к
109

до пятого fi,01мepa, интермодуляци,онных излучений до
третьего порядка включ•ительно.
-
Учитывая, что соответ•ствующие ча,стотные отстройки
должны быть соблюдены и для воздействия мешающих
излучений по каналам побочного приема приемников,
становит,ся очевидным сложность назначения ча , стют ра­
боты rпри устанО1вке на подвиж,ном объекте большого
числа передающих ,и прием,ных ср,ед,ств. При этом ,прак­
тичесюи и,сключае11ся свободный случайный выбор пе­
редающих rи ,пrрrиемных ч-а,стот.
Ча,ст,о~тное регламен1'и,роваяие работы радиосредс-гв
подвижного объекта возможно лишь пр1и учете законо­
мерностей раещр,еделения конта,ктных помех. В част­
ности, и,опо.ль.зование неrравномернос1'и спек1'ральной
плотнос11и контак11ных помех (гру,ппrирован·ие их толь,ко
около частот основных и по·боч,ных - гармонических; ин­
термодуляционных - излучеН1ий передатчиков) позво­
ляет ,осуществлять rправ,ильное назначение ча ,стот радио­
средств путем размещения приемных частот на уча ,стках
с малой ,спектральной mлотноотью помех.
BI?rбop рабочих частот оrпределяе11ся н,е толы~о по­
мехоrвой обстановкой !На 1подв.ижных объектах, но и у,сло­
виями прох,о.жденrия •рад,иоволн п,р,и связ ,и простран , ствен­
ной волной. Для решен,ия за~да1чи определения ,совмести­
мых сочетаний рабочих частот радиосредств подвижных
объекто,в можно ,и,спользовать оредства ,вычислительной
техники, в ча1стнос11и ЭВМ. Алгорит,м ра,сче1'01в должен
быть составлен с учетом чаототного ра,спределения ,кон­
тактных помех и- обеспечения необходимой частотной от­
стройюи по •каждому rиз воз:можных ·каналов воздействия
передатчиков на rприемники.
ш,иrрина «~полосы заrбития» ( а следовательно, и :вели­
чина чаеготной O11с11р,ойк,и) зависит от мощност!и ,излу­
чения передатчююв, режима ,и скорос11и Jl!Б'Ижения под­
· вижною объекта. Пр1и эк:сплуатации подвижных объ­
ек:тов необх,одимо най11и· ,кюмпrромиос-ное решение ,м~жду
мощностью излучения передатчиков· и уровнем возникаю­
щих конта ,ктных помех.
С точ~и зре,1шя ЭМС увеличение энергетичеокою по:
тенциала радиолиний ,с 1под1вижного объекrта· не воегда
выгоtП:НО •из-за про:s~вления н,ел•и1J-1ейных св,ойеrв перемен­
ных к,антакТtав;- которое 1п1рИiв,сщит к ,поя.влеНtию •контакт­
ных ,по1мех И - 01юлоко,м,бинац,iюнных ча,стот. Эк:спери,мен-- •
таль•но _у,становлwю, что увели;чение 11iющности из.луче-
11Q

ния передатчиков подвижного объекта· выше 1 кВт неце­
лес<:юбразно . Пр-е.дпочтительнее увеличение м,ощно·сти
излу~чения передатчиков у ,корреопондент,о,в, так как пр1и
этом появляе1ся воз,можно,сть ра-боты ,п,риемных ус­
тройств подвижных объектов на часто,тах с больши,м
уроВ!нем к-онтактных пом-ех.
Практическ-и для ,всех типов подвижных объектов ,су­
ществует ,оптимальн ая ,окор-ость движения, ~n·ревышение
которой нежелательно из-за резкого возрастания уров­
ней контактных rюм,ех. Для авюмашин, железнодор,о-ж­
ного по-езда эта скор,ость лежит в п1ределах 60-70 км/ч.
Во избежа.ние ,с.рыва ,ра1диосвязи и-з-за к.он1актных по­
мех при движен,ии не ре1юмендую11ся рез.юие · торможе­
ния и наборы скорю,с'J)и.
На узлах связи под,в:иЖ!ных объектов должна быть
организована ча,с.тотно-дие:п,е1'черская служ1ба, в функ­
ци1и ко1,орой ,вменяет,ся пос'юянный контроль за по,ме­
х,ов-ой обстановrюй на основных и · запа,с1ных ча1стотах,
выдача рекомендаций rпр,и смене rрабач~их ча,стот. С э·юй
целью ,пощвижные объекты оснащаю'Гся соотве'!'ст,вую­
щей из:мерительной а1ппарату1рюй, ,позволяющей олера­
ти,вно · ,измерять у.р,овНlи по,мех.
Лишь как юрайнюю -меру в · случаях, . ·когда ,невоз­
можно обеспеч-и1ь ,совместное фу;Н1кционир-ование радио­
сред,ств подвижных объекю1в, ~М•ожн,о иепользовать вре­
менной разнос их. работы.
В деле обеспе,чения ЭМС чрез-вьrчаЙ:но важную роль
и,грают rвы учка ,обслуживающего пер,оанала, знание ,и,м
характерис11ик и возможностей используемых радrио­
ср-едств, наличие опь!'Га ·работы ,в условиях сложной ,п.о ­
меховой обсiТановки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Обеопечение надежной радиосвяз,и с подвижных объ­
ектов нераз,рьnвно ,связано ,со знанием помеховой обста­
новк.и, характеризующей,ся многообр1).з1ие.м видов по1мех
и ,путей их воздействия на рад:иоприем. Тщательное изу­
чение помеховой обстанов,ки ,становится все более ,не­
обходимым из-за возрастающей сло)кности обеспечения
электромагнитной совместимости устанавливаемых ра­
диосредств ,пр,и на,бшодающейся тенденции оснащения
,подвижных объеК'юв большим числом разнообразного
радиоэлектронного м электрическою оборудо,вания. На­
ряду ,с этим прои,схощит увеличение мощно,стей излуче­
ния передатчиков, ;Повыше~,ие чувствительност,и прием­
ников, расширение частотного диапазона их работы .
Решение ,пр,о,бле.мы ЭМС ,в подвижных ради,оэлект­
ронных комплексах оостоит в проведении в ши,р,о,ком
масшта,бе организационно-технических . и инженерно-тех­
ниче,ск,их ,мероприятий, сочетающих как общественные,
так tИ ,специфичвоюие способы 1п,сщавления ·памех. Важ­
• Ное ,место при это:м должно отводиться целенапра,влен­
ным методам 1в,оэдейств1ия на помехи радиоприему от
облу,чаемых пе1ре,мен,ных 11юнтактов подвижных объ­
ектов.
:Как ,показано в ,книге, в условиях относ,ительно близ­
кого разм,ещен1ия передающих ,и приемr1ых раJI.и,осредств
и их антенн широкошол,осные контаютные помех,и су­
щественно затрудняют ·выбор ,рабочих ча,стот ,с требуе­
мым ,п,ревышением по'1!,езного ,сигнала над -уровнем по­
мех. Поиок доступных рабачих час11от еще более услож­
няется из-за возникновения интермодуляционных излу­
чений одновременно работающих радиопередатчиков,
что с точки з1рения ,борьбы с iюнтактным,и помехам~и ра,в­
нооильно установке на ,подвижном объе,~те д,01полнитель­
ных источников облучающих электром~гнитных полей.
112

Проблема борьбы с контактными помехами не имеет
простого и универса ,1ъного решения . Она включает целый
комплек,с мероприятий .и должна решаться на всех эта ­
пах жизненного u:икла пощвижных узлов связи. Самого
тщательного внимания заслуживает вопрос , о введении
в общесоюзном ма-сштабе норм на уровень и частотное
распределение контактных радиопомех, как это уже сде ­
лано в отношен·ии индустриальных помех, ха,рактер - и­
стик передающих и приемных устройств, о~пределяющих
условия их совместного функционирования.

СПИСОК ЛИТЕР А ТУРЫ
1.Гоноровский В. А. Радиотехнические цепи и сигналы.
М., «Сов. радио», 1974.
2.ГригорьевА.Г.,МатисенА.И.,ПатринВ.С.За­
щита радиоприема на судах от псмех . Л . , «Судостроение», 1973.
3. 3 а езд н ы й А. М. Теория нединейных электрических цепей .
М., «С вязь» , 1968.
4.3ернов Н. В., Карпсв В. Г. Теория радиотехнических
цепей. Л., «Энергия», 1972.
5. Князев А. Д., ПчеJIкин В. Ф. Проблемы обеспечения
совместной работы радиоэлектроhной аппаратуры. М., «Со в. радио»,
1971.
6. Кравченко В. Устранение контактных помех . «Техника
и вооружение», 1973, No 1.
7. Красюк Н. П., Д Dlмович Н. Д. Электродинамика и
распространение радиово,ш. М., «Высшая школа», 1974.
8. Кремер И . 5l. п др. Модулирующие помехи и прием ра­
диосигналов. М., «Сов. радио», 1972 .
9. Л ев и н А. П. Контакты электрических соединителей радио­
электронной аппаратуры. М., «Сов. радио», i 972.
10. Лев ин Б. Р. Теоретические основы статистической радио­
техники. М., «Сов. радио», 1974.
11 . Лев ин Б. Р., Вилен чу к А. С. Энергетические спектры
случайных последовательностей радиоимпульсов. «Радиотехника»,
1970, No 8.
12. Лют о в С. -А. Контактные пс'1ехи. «Техника и вооруже­
ние», 1969, No 5.
13. Ре у т т Е. К., С аксон о в И. Н. Электрические контакты.
М., Воениздат , 1971.
14. Ротке в и ч В., Ротке в и ч П. Техника измерений при
радиоприеме. М., «Связь», 1969.
15.Смольянинов В. М., ФиJIиппов Л. И. Синтез ра­
диоприемников дискретных сигналов. М . , «Вь1сшая школа», 1969.
16. Федя ев Н. С . Способ проверки эффективности действия
заземляющих перемычек . Авторское свидетельство No 208031 от
2 1.2.1 967, класс 21 а". Бюллетень изобретений No 3, 1968 . ~
17. Фин к Л . М . Теория передачи дискретных сообщений. М.,
«Сов. радио», 1970.
18. Холь м Р. Электрические контакты . М., ИИЛ, 1961.
19. !ЕЕ!; International Convention Record. 20-23/Ш 1967.
114

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
. .... . .......
Гл а в а 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОМЕХОВОй ОБСТА-
Стр.
3
НОВКЕ НА ПОДВИЖНЫХ УЗЛАХ СВЯЗИ , . , .
5
1.1 . Основные понятия и определения
1.2 . Помеховая обстановка на подвижных узлах связи
различногоназначения , . ... . . . . .
7
1.3. Контактные помехи радиоприему и их источники
12
Гл а в а 2. ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
КОНТАКТНЫХ ПОМЕХ . •
.....,;,.
,1. ,
.
.
•••
•
16
2.1 . Проводники в электромагнитном поле
.
.
.
,.·
2.2. Одиночный переменный контакт в электромагнит-
номполе .....................
20
2.3 . Электрические характеристики переменного контак-
тногосопротивления ..........
24
2.4 . Дуговые процессы в обл учаемых переменных кон-
тактах ....................
29
Гл а в а 3. СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОНТАКТНЫХ
ПОМЕХ ...... , , ·, ..
.' ...
3.1 . Представление облучаемого переменного контакта
в виде параметрического инерционного четырех-
полюсника
...
.
.
.
...
.
,...........
3.2. Спектралыrые характеристики контактных помех
в случае линейной модели облучаемого перемен-
33
ного контакта
.
.
,...•,·.•
,...
·,
.
.
.
.
.
.
37
3.2.1 . Контакты с трением качения и скольжения
40
3.2.2. Случайно переключающиеся разрывные контакты
43
3.3. Обл учение периодического контакта полосовым
электромагнитным полем
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
46
3.4. Нелинейный режим работы о блучаемого перемен-
ногоконтакта ....•.•
·...
.
.
.
.
.
.
.
.
.
52
3.5. Моделирование спектра контактны х помех
.
.
.
.
56
Гл а в а 4. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОН 0
ТАКТНЫХ ПОМЕХ
4.1 . Интегральный уровень контактных поме х
4.2. Особенности проведения измерений контактны х
помех
.•)•.'..
•.•
• '! .~:,_
.
~•
61
65
115

Стр.
4.3. Метод статистического анализа характеристик рас-
пределения контактных помех . . . . . . . . .
73
4.4 . Статистические характеристики контактных помех
и факторы, влияющие на их уровень . . . . . .
81
Гл а в а 5. БОРЬБА С КОНТАКТНЫМИ ПОМЕХАМИ И
ЭМСРЭСПОДВИЖНЫХОБЪЕКТОВ........ 89
5.1 . Способы устранения или ослабления контактных
помех в местах их возникновения
.
5.2 . Выбор типов и размещение передающих и прием-
ныхантенн ..................
99
5.3 . Электромагнитная совместимость рад1-юэлектрон-
-
ны х средств подвижных ·объектов
103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
112
Список- литературы
114

В ВОЕННОМ ИЗДАТЕЛЬСТВЕ ПО РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ
ГОТОВЯТСЯ К ПЕЧАТИ СЛЕДУЮЩИЕ КНИГИ:
ВЛСИЛЬЕВ С . К., ЗАХАРОВ В. Н., ПРОХОРОВ Ю. Ф. КИ­
БЕРНЕТИКА В СИСТЕМАХ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ/ Под
ред. В. Н. Захарова.- 15 л.- 90 к .
В книге, написанной по материалам зарубежной печати , изла­
гаются современные методы анализа и синтеза линейных, дискрет­
ных и нелинейных автоматических систем военного назначения, рас ­
смотрены вопросы создания и оценки оптимальных систем по раз­
личным критериям качества при учете слу,1айных помех. Особый
интерес представляют главы, посвященные вопросам исследования
систем с помощью современных UBM общего назначения. При этом
приводятся комплексные программы и машинные алгоритмы на
языках высокого уровня Алгол-60 и ПЛ/!, позволяющие непосред­
ственно использовать их на практике и авт"оматизироваrь расчеты
при анализе и синтезе сложных современных систем управления
военного назначения. В книге приведено большое коJI;,чество при­
меров кибернетических систем военного назначения. План 1979 r.
No 78.
ВЕРОЯТНОСТНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ВООРУЖЕНИЯ/А. А. Червоный, В. А. Шварц, А. П. Козловцев,
В. А. Чобанян; Под ред. проф. А. А. Червового.- 5 л.- 25 к.
.
В настоящее время при э ксплуатации и применении вооружения
большое значение приобретает оценка его боевой эффективности.
В данной работе, написанной по материалам открытой отечествен­
ной литературы , излагаются основные положения теории боевой эф­
фективности вооружения применительно к стрещ,бе наземной артил­
лерии. Приводятся показатели эффективности стрельбы и даются
приближенные методы их оценки для использования в войсках.
Предназначена для офицеров и курсантов военных училищ, изу­
чающих вопросы боевого применения вооружения . План 1979 r . No 79 .
!
ГОРБУНОВ В . А. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ ЦЕ­
ЛЕй.-1О л.-65 к.
В книге дана классификация систем наблюдения по различным
признакам, рассматриваются методы оценки эффективности радио­
технических средств наблюдения как источников информации для
117

современных автоматизированных систем управления. Приведен
анализ движения и взаимноrо положения цели и наблюдателя в раз­
личных ситуациях поиска и обнаружения, рассмотрены принципы
рационального размещения средств поиска II обнаружения. Описа­
ние иллюстрировано примерами по оценке эффективности обнаруже­
ния целей. Книга написана по материалам зарубежной печати. Она
рассчитана на военных специалистов, эксплуатирующих средства
наблюден-ия, и на шнрокий круг читателей, интересующихся пробле­
мами поиска и обнаружения целей. План 1979 r. No 80.
l(РАТКИй СЛОВАРЬ ПО РАДИОЭЛЕl(ТРОНИКЕ/А. П. Вер•
:жиковский, Н. В . Габис, Н. М. Китаев, И. И. Тынянкин.- 2-е изд.,
перераб. и доп.- 40 л.- 2 р. 90 к.
Словарь содержит около 4000 терминов и толкований к ним
по радиолокации, радиосвязи, радионавигации, телевидению, теле­
управлению, радиометеорологии, гидроакустике, инфракрасной
технике, электронной, вычислительной и радиоизмерительной тех•
нике, а также по отдельным элементам, блокам и узлам радио•
электронной аппаратуры; рассчитан на широкий круг читателей, за­
нимающихся вопросами радиоэлектроники. План 1979 г. No 81.
ЛУКИН А. И. СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
(Анализ систем массового обслуживания с отказами в военной прак­
тике).- 10 л.-65 к. •
Проблемы военного .дела относятся к числу наиболее сложных
вопросов, исследование которых требует всесторонней оценки как
качественных, так и количественных процессов, характеризующих
задачи организации, ведения и обеспечения боевых действий. В книге
на основе методr)В теории массового обслуживания и математиче­
ского программирования с применением ЭВМ даны практические
рекомендации для обоснования принимаемых решений . Книга напи­
сана по материалам открытой зарубежной печати. Она рассчитана
на лиц, занимающихся вопросами исследования операций, органи­
зации и обеспечения боя . План i 979 r. No 82 .
Книги Военного издательства можно приобрести в магазинах
и киосках «Военная книга», а также по почте наложечным плате­
жом в домашний адрес, направив заказ ближайшему отдеду «Воен­
ная книга - почтой» по одному йз перечисленных адресов:
118
480091, Алма-Ата, уд. Кирова, 124.
690000', Владивосток, ул. Ленинск,э.я, 18.
252133, Киев, 133, бульвар Леси Украинки, 22.
443099, Куйбышев, ул. Куйбышевская, 91.
191186, Ленинград, Д-186, Невский проспект, 20.
290007, Львов, проспект Ленина, 35.
220·029, Минск, ул . Куйбышева, 16.
113114, Москва, М-114, Даниловская набережная, 4/а.
630076, Новосибирск, Красный проспект, 59.

270009, Одесса, ул. Перекопской дивизии, 16/6.
226047, Рига, ул . Большая Смилшу, 16.
344018, Ростов-на-Дону, Буденновский проспект, 76.
620062, Свердловск, ул. Ленина, 101 .
380007, Тбилиси, пл. Ленина, 4.
680038, Хабаровск, ул. Серышева, 42.
672000, Чита, ул. Ленина, 111/а.
700077, Ташкент, 77, Луначарское шоссе, 61.
720001, Фрунзе, 1, ул. Киевская, 114.
Книги Военного издательства можно заказать предварительно,
до выхода их из печати, в местном магазине «Военная книга» и
по почте .

Андрей Яковлевич Клементенко,
Борис Алексеевич Панов,
Валериан Филиппович Свешников
КОНТАКТНЫЕ ПОМЕХИ РАДИОПРИЕМУ
Редактор П. И. Никонов
Обложка художника В. С. Иванова
Художественный редактор Н. В. Попова
Технический редактор Г. В . Дьякова
Корректор Л, М. Хмельнова
ИБ N• 401
Сдано в набор 17.10 .77 .
Подписано в печать 14 .09. 79 .
Формат '84Х 108/з,.
Бумага No 2.
Литер. гари .
Высокая печатъ. Псч. л , 3'1. . Усл . печ. л. 6,30. Уч.-изд.
Тиrаж 22 000 экз.
• Изд. No 6/2365.
Зак. 9.350 .
Г-22621 .
л. 5,670
Цена ЗО коп.
- ---- ----- ---- --
Воениздат
103160, Москва, К-160
Набрано во 2 - й типографии
191065 . Ленинград, Д-65, Дворцовая ал" 10
Отnе<,ата н о на книжной фабрике .:Коммунист» РПО "Полн­
графкн·ига» Госкомизд,ата УССР , 310012, ХЗiрьков-12 , Энгельса, 11.
''
.,