Автор: Князев А.Д.  

Теги: электротехника   общая радиотехника   электроника   электромагнетизм   радиоэлектроника   издательство радио и связь  

Год: 1984

Похожие

Электромагнитная совместимость систем спутниковой связи

Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Выпуск 1. Общие вопросы ЭМС. Межсистемные помехи

Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике

Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Выпуск 1. Общие вопросы ЭМС. Межсистемные помехи

Текст 
                    А. Д. КНЯЗЕВ
ЭЛЕМЕНТЫ
ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ
СРЕДСТВ
МОСКВА «РАДИО И СВЯЗЬ» 1984


ББК 32.841
К54
УДК 621.391.82(024)
Князев А. Д.
К54
Элементы теории и практики обеспечения
электромагнитной совместимости радиоэлек­
тронных средств. — М .: Радио и связь, 1984.—
336 с., ил.
Впер.: 1р.30к.
С единых методологических позиций рассматриваются прин­
ципы использования радиочастотного ресурса, непреднамеренные
электромагнитные помехи, параметры электромагнитной совмести­
мости радиоэлектронных средётв, электромагнитная обстановка,
в которой они работают, методы обеспечения совместимости при
разработке, производстве, испытаниях и эксплуатации радио­
электронных средств.
Для инженеров, связанных с разработкой, производством и
эксплуатацией радиоэлектронных средств. Может быть полезна
преподавателям и Студентам паднотехническнх вудов.
2402020000-174
К046(01)-84
27
ББК 32.841
6Ф1
Рецензенты: канд. техн, наук Ю. В. Полозок, канд. техн, наук
Б. А. Пузанов
Редакция литературы по радиотехнике
Алексей Дмитриевич Князев
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
Редакторы: Е. Н. Стариков, Э. М. Горелик
Художник В. Ф. Громов
Художественный редактор Л. Н. Сильянов
Технический редактор А. Н. Золотарева
Корректор Л. А. Буданцева
ИБNo811
Сдано в набор 2.03 .84
Подписано в печать 28.06 .84
Т-15Э35
Формат 84 X 108/л
Бумага типографская No 3
Гарнитура литературная
Печать высокая
Усл. печ . л. 17,64 Усл. кр. -от т. 17,64
Уч.- изд .’л. 19,54
Тираж 8400 экз. Изд. No 19852
Зак. No 3426
Цена1р.30к.
Издательство «Радио и связь», 101000, Москва, Почтампт, а/я 693
Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Пер­
вая Образцовая типография имени А. А. Жданова Союзполиграфпрома при
Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книж­
ной торговли. 113054, Москва, М-54, Валовая, 28
© Издательство «Радио и связь», 1984


ПРЕДИСЛОВИЕ
Проблема обеспечения электромагнитной совмести­
мости (ЭМС) радиоэлектронных средств (РЭС) воз­
никла из насущных нужд развивающейся радиоэлект­
роники. Первыми результатами решения проблемы
ЭМС были частные успехи по ослаблению влияния не­
преднамеренных электромагнитных помех (НЭМП).
Затем проблема ЭМС распространилась на все виды
радиоэлектронных и даже электронных средств. Стало
очевидным, что нельзя проектировать, конструировать,
производить и эксплуатировать упомянутые средства
без учета обеспечения их ЭМС. Оказалось, что для
дальнейшего развития радиоэлектроники задача обес­
печения ЭМС имеет не меньшее значение, чем обеспече­
ние аппаратурной надежности работы или миниатюри­
зация тех же средств. Поэтому любой специалист в об­
ласти радиоэлектроники должен знать принципы обес­
печения ЭМС и применять свои знания в этой области
при разработке, производстве и эксплуатации средств.
Все это говорит о том, что проблема обеспечения ЭМС
превратилась в новое самостоятельное научно-техниче­
ское направление современной радиоэлектроники.
Характерная особенность нового направления — его
комплексность, заключающаяся в том, что проблема
обеспечения ЭМС проникает почти во все существую­
щие направления радиоэлектроники, устанавливает вза­
имосвязи между ними и даже объединяет их с позиций
целостности радиоэлектроники как отрасли народного
хозяйства. В связи с этим можно лишь сожалеть, что
комплексность проблемы ЭМС еще не всегда понима­
ется в ее должном объеме и значении.
В каждом конкретном случае задача
*
обеспечения
ЭМС решается путем системного подхода, что также
3


является особенностью нового направления.
«Систем­
ность» различных технических средств, имеющих элект­
ромагнитные свойства, характеризуется
«параметрами
ЭМС». Их изучение и использование в практической
деятельности обогащает теоретико-практическую базу
радиоэлектроники. Однако до сих пор не всем пара­
метрам ЭМС уделяется должное внимание со стороны
специалистов в области радиоэлектроники, электроники
и электротехники.
Новое научное направление еще не сформировалось
в'полной мере. Оно пока разделено на ряд научных ас­
пектов, в определенной степени абстрагированных друг
от друга. До сих пор нет теории обеспечения ЭМС,
обобщающей это научное направление на базе единой
концепции. Поэтому можно говорить лишь об элементах
теории и практики обеспечения ЭМС радиоэлектронных
средств, что й определило название настоящей моногра­
фии.
Отсутствие обобщающей теории, однако, не снижает
актуальность нового научно-технического направления
для прогресса радиоэлектроники. Новое направление
быстро развивается, и область его инженерного прило­
жения непрерывно расширяется. Это приводит, с од­
ной стороны, к все более глубокой проработке его на­
учно-технических аспектов, а с другой — к необходимо­
сти широкой трактовки сущности нового направления
в целом с учетом его комплексности и многоплановости.
Последняя сторона преобладает при изложений мате­
риалов книги, предлагаемой вниманию читателя.'
Ос­
новная цель книги — описание общего состояния проб­
лемы обеспечения ЭМС радиоэлектронных средств на
основе единой методологической позиции комплексного
подхода к решению проблемы. Такая цель рсобенно
важна в связи с привлечением к решению задач обеспе­
чения ЭМС все возрастающего числа специалистов
различного профиля.
При изложении п. 3.2.3 автор пользовался материа­
лами канд. техн, наук Б. Г. Тележного и п . 6.2.5 мате­
риалами канд. физ .-ма т . наук Л. Н. Гейвандова и инж .
В. П. Черкашина. Автор глубоко признателен им за
предоставленные материалы.
Замечания и пожелания следует направлять по ад­
ресу: Москва, 101000, Почтамт, а/я 693, издательство
«Радио и связь».
4


ВВЕДЕНИЕ
Расчлените каждую изучаемую ва'~
ми задачу на столько частей, на
сколько сможете и на сколько эта
потребуется вам, чтобы их было
легко решить.
Декарт
Электромагнитная совместимость радиоэлектронного
(электронного) средства—это его способность функцио­
нировать совместно и одновременно с другими средст­
вами, имеющими электромагнитные свойства, при воз­
можном действии непреднамеренных электромагнит­
ных помех, не создавая при этом недопустимых помех,
другим радиоэлектронным и электронным средствам.
Задача борьбы с непреднамеренными электромаг­
нитными помехами (НЭМП) возникла почти одновре­
менно с радиотехникой, но в то время самостоятельного
значения не имела и особых трудностей для своего ре­
шения не представляла. Трудности появились с увели­
чением количества радиосредств, усложнением их функ­
ций и созданием средств нового назначения.
Значительные трудности стали ощущаться после вто­
рой мировой войны, хотя в этот период активно осваи­
вались новые высокочастотные диапазоны, на которых
еще не было заметного уровня НЭМП. При этом прак­
тика показала, что даже при перспективности новых,
диапазонов процесс использования уже освоенных диа­
пазонов не только не уменьшается, но еще более воз­
растает, что влечет за соббй и возрастание уровня
НЭМП.
Более 30 лет назад появились первые электрон­
ные средства (ЭС) самостоятельного функционального
назначения, сначала вычислительные, а затем для об­
работки сигналов (приведения их к заданному виду) и
средства электронной автоматики.
Несколько позже были созданы средства нового ви­
да — радиоэлектронные, представляющие собой сово­
купность радиосредств, действующих на принципах ра-
5


диотехники, и электронных, действующих на принципах
электроники. Такая совокупность^ в которой радиосред­
ства используются для передачи и приема сигналов по­
средством радиоволн, а электронные — для обработки
сигналов и преобразования их в определенный вид со­
общений, имеет единое функциональное назначение.
Радиоэлектронные средства значительно сложнее
радиосредств, но эта сложность позволяет реализо­
вать новые функции по сравнению с функциями радио­
средств, чему способствуют и феноменальные успехи
электроники в области полупроводниковой миниатюри­
зации.
Вместе с совершенствованием РЭС развивалась и
проблема обеспечения ЭМС РЭС. Рассматривая этапы
развития этой проблемы, можно отметить их соответ­
ствие философским категориям материалистической ди­
алектики. Процесс развития, в котором противополож­
ности (противоречия) являются источником развития,
отчетливо просматривается в сущности проблемы ЭМС
РЭС. Непрерывное увеличение количества радиоэлект­
ронных, электронных и электротехнических средств
(что является следствием научно-технического прогрес­
са) и непрерывное уменьшение возможности пользова­
ния ресурсом радиоканалов (что’ является следствием
природной ограниченности этого ресурса) представля­
ются противоречивыми факторами, т. е. источниками
развития проблемы ЭМС РЭС. Несовершенства техни­
ческих средств, проявляющиеся в нежелательных ра­
диоизлучениях, непроизводительно загружающих ре­
сурс радиоканалов, и в излишней восприимчивости к
излучениям, отличающимся от полезных, являются не­
посредственными причинами развития (совершенствова­
ния) и, по существу, причинами борьбы за право тех­
нического существования.
Непрерывное увеличение количества средств привело
к их новому качеству, т. е. к новому свойству, что еще
раз подтверждает диалектический закон перехода коли­
чества в качество. Новое качество заключается в раз­
витии необходимого свойства совместного функциониро­
вания с другими средствами. Без этого качества во
многих случаях средства уже не могут существовать
технически, т. £. находиться в эксплуатации.
Старые технические и организационные решения в
области обеспечения совместной работы различных
6


средств уступают дорогу более совершенным решениям
на новых ступенях радиоэлектроники. Примером мо­
жет служить эволюция процесса пользования ресурсом
радиоканалов. На ранних этапах этого процесса основ­
ной задачей являлось распределение радиочастот меж­
ду регионами, странами и отдельными видами радио­
служб. Когда же весь ресурс был распределен, возник­
ла необходимость в более рациональных методах поль­
зования радиочастотами, например путем применения
однополосных систем в декаметровом диапазоне волн.
В перспективе планируется применять такие системы в
других диапазонах, а также создавать более совершен­
ные системы, например, со сжатием спектра. В настоя­
щее время задача более рационального пользования
ресурсом радиоканалов переросла в задачу управления
ресурсом, под которой понимают комплекс организаци­
онных и технических мероприятий, направленных на
совместное пользование ресурсом различными радио­
электронными системами без неприемлемых помех от
одной системы другой. Иллюстрацией к сказанному мо­
жет служить решение задачи совместного пользования
радиочастотами в системах наземной связи радиорелей­
ных линий (РРЛ) и космической связи посредством
ИСЗ на геостационарной орбите.
Другой пример — развитие методов и расширение
области борьбы с индустриальными помехами. До
40-х гг. эти методы применялись, главным образом, в
системах радиовещания. После второй мировой войны
они стали применяться в системах телевидения, под­
вижной радиосвязи и радиоэлектронных комплексов,
например самолетных и корабельных. В настоящее вре­
мя методы борьбы с индустриальными помехами рас­
пространяются и на ЭС, например на ЭВМ и средства
обработки сигналов, поскольку такие средства являют­
ся не только источниками НЭМП, но и сами восприим­
чивы к НЭМП.
Как отмечалось, проблема ЭМС РЭС и ЭС является
следствием научно-технического прогресса, который ха­
рактеризуется необычайным ростом количества инфор­
мационных систем всех видов. Считается, что этот рост
пропорционален квадрату увеличения промышленного
потенциала общества и что количество РЭС различного
назначения, находящихся в эксплуатации, удваивается
в каждое пятилетие. Международные и национальные
7


прогнозы на 2000-й год позволяют сделать вывод, что
потребность в радиоканалах для новых средств будет с
каждым годом расти и одновременно будут увеличи­
ваться трудности в пользовании ресурсом радиокана­
лов. В связи с этим актуальность проблемы обеспече­
ния ЭМС РЭС неизбежно повышается.
Проблема ЭМС РЭС и ЭС может решаться путем
реализации комплекса технических и организационных
мероприятий. Технические мероприятия в общем случае
направлены на ослабление (подавление) НЭМП в ис­
точниках их возникновения (среде распространения) и
на защиту различных устройств от их влияния. Реали­
зация таких мероприятий приводит к совершенствова­
нию технических параметров радиоэлектронных, элект­
ронных и электротехнических устройств, которые в той
или иной степени влияют на обеспечение их ЭМС. Ор­
ганизационные мероприятия включают распределение
радиочастот по соответствующим службам, выбор и на­
значение частот, установление частотно-пространствен­
ного разноса между РЭС, определение места размеще­
ния РЭС и другие меропрития, в общем случае связан­
ные с правильным учетом технических параметров
различных средств, влияющих на обеспечение ЭМС.
Применение в народном хозяйстве страны техниче­
ских устройств с неудовлетворительными характеристи­
ками, влияющими на ЭМС, не только нарушает нор­
мальную работу многих радиоэлектронных и,электрон­
ных средств, что наносит экономический ущерб, но и
затрудняет, а в ряде случаев исключает возможность
пользования ресурсом радиоканалов новыми средства­
ми, вводимыми в эксплуатацию. Наоборот, применение
средств с более совершенными характеристиками ЭМС
позволяет интенсивнее пользоваться имеющимся ресур­
сом радиоканалов и, следовательно, на одном и том же
участке диапазона эксплуатировать увеличенное число
средств без помех одного средства другому. Это озна­
чает более эффективное использование капиталовложе­
ний в средства, как находящиеся в эксплуатации, так и
вновь вводимые. Затраты на совершенствование техни­
ческих средств с учетом ЭМС можно сравнить с затра­
тами на совершенствование технологии добычи ценных
ископаемых в труднодоступных месторождениях или с
проведением оросительных работ в засушливых райо­
нах с целью получения высоких урожаев.
В


В настоящее время во всех промышленно развитых:
странах проводится большая работа по обеспечению
ЭМС радиоэлектронных и электронных средств. Совре­
менное состояние проблемы ЭМС характеризуется уже
накопленным опытом ее решения для многих практиче­
ских случаев.
Имеется обширная литература — зарубежная и оте­
чественная, насчитывающая несколько тысяч публика­
ций, являющихся теоретическим и практическим вкла­
дом в процесс формирования проблемы ЭМС РЭС как
особого направления радиоэлектроники. Ежегодно со­
зываются международные и национальные конференции:
и симпозиумы, на которых рассматриваются научные-
аспекты проблемы. Эти аспекты приобретают все воз­
растающее значение и в материалах международных,
комитетов МЭК (Международная электротехническая:
комиссия), МККР (Международный консультативный
комитет по радио), и СИСПР (Международный специ­
альный комитет по радиопомехам), обобщающих ре­
зультаты работ многих национальных организаций, раз­
рабатывающих методы более эффективного пользова­
ния ресурсом радиоканалов и совершенствования тех­
нических характеристик средств, связанных с обеспече­
нием ЭМС. В этих материалах содержится множество
новых фактов научного характера, существо которых,
как правило, выходит за пределы установившихся пред­
ставлений в области радиоэлектроники. При этом науч­
ные аспекты проблемы ЭМС непрерывно развиваются,
поскольку в современных условиях не представляется
возможным найти решения многих задач по обеспече­
нию ЭМС РЭС и ЭС • без достаточно глубоких иссле­
дований.
Широкая практика обеспечения ЭМС радиоэлектрон­
ных и электронных средств должна опираться на соот­
ветствующую теорию, основное назначение которой—
выявлять общие и объективные закономерности, сущест­
вующие при решении рассматриваемых задач. Очевид­
но, единство теории и практики в области обеспечения
ЭМС должно привести к возникновению науки об ЭМС
радиоэлектронных и других технических средств. Поэто­
му вполне логичным и своевременным является вопрос
о том, существует ли в настоящее время такая теория.
Прежде чем ответить на этот вопрос, отметим, что
само существование большой потребности в технике
9Г


обеспечения ЭМС неизбежно должно приводить к воз­
никновению соответствующей теории. Неизбежность оп­
ределяется и тем, что в наше время наука стала непо­
средственной производительной силой, т. е. необходи­
мым фактором производственного процесса. Поэтому
ответ на поставленный вопрос состоит не в поисках
доказательств существования теории ЭМС, а в опре­
делении современного состояния этой теории и степени
ее совершенства или несовершенства. К такой постанов­
ке ответа обязывают и. современные представления о
развитии процесса научного познания.
Согласно известным положениям материалистиче­
ской диалектики всякое научное познание, которое при­
водит к формированию научного направления (новой
дисциплины), проходит три стадии [1].
Первая стадия—это разрозненные наблюдения,
сбор фактических данных без существенного вмеша­
тельства наблюдателя в протекающие процессы. Как
правило, эти данные не обобщаются, в ряде случаев не­
достаточно точны и даже хаотичны. В применении к
проблеме ЭМС — это отдельные наблюдения эффектов
влияния, непреднамеренных помех, процессов возникно­
вения помех, поиск или обнаружение, иногда случайное,
источников помех и разрозненные усилия по ослабле­
нию их влияния. Первая стадия развития проблемы
ЭМС — это 30-е и 40-е гг. Например, в радиовещании в
этот период решались задачи по обнаружению источни­
ков индустриальных радиопомех и созданию отдельных
средств защиты от них. Из истории отечественного во­
енно-морского флота известна задача, получившая в то
время название «одновременность работы радио­
средств», которая нередко решалась выбором
новой
волны.
Вторая стадия — анализ в виде физического и мы­
сленного разделения проблемы на составляющие части
с абстрагированием их от всей проблемы с целью уста­
новления свойств и признаков этих частей, хотя по при­
роде своей они находятся во внутренней связи и взаи­
модействии между, собой. Такое искусственное разделе­
ние осуществляется, однако, не произвольно, а в
соответствии с природой изучаемой проблемы и законо­
мерностями, характерными для ее структуры. В приложе­
нии к проблеме ЭМС —это значительное расширение
•сферы исследований, применение активных методов и
10


способов'воздействия на изучаемые процессы и объек­
ты, а самое главное, расчленение всей совокупности
проблемы на различные составляющие, как бы незави­
симые друг от друга, признаки и свойства которых изу­
чаются по отдельности глубоко и целенаправленно.
Более подробно об этих составляющих будет сказано-
далее.
Третья стадия познания — синтез, т. е. объединение
частных вопросов, на которые была разделена пробле­
ма при анализе, в единое целое. Синтез возможен лишь
при условии, что достаточно полно и последовательно
выполнен анализ. Синтез — более сложная в . познава­
тельном отношении задача, чем анализ, поскольку мно­
госторонне охватывает теорию и практику проблемы,,
обобщая их посредством единого системного подхода и
единой концепции. Такая концепция возникает на базе
выявления устойчивых связей между отдельными, ранее
абстрагированными, частями и установления общих
объективно существующих закономерностей, свойствен­
ных изучаемой проблеме. При этом проявляется’ диа­
лектическое единство анализа и синтеза, их взаимное
проникновение.
Рассматривая современное состояние проблемы
обеспечения ЭМС радиоэлектронных и электронных
средств с точки зрения трехступенчатого процесса по­
знания объективных закономерностей, следует отметить,,
что оно находится на стадии анализа. Можно указать,
на ряд элементов синтеза, проявляющихся в некоторых
признаках устойчивых связей между отдельными частя­
ми проблемы, в поисках целевой функции оптимально­
го решения задачи обеспечения ЭМС и в признаках
формирования проблемы в самостоятельное направле­
ние радиоэлектроники, но в целом современное состоя­
ние проблемы обеспечения ЭМС находится пока на вто­
рой стадии научного формирования. Активно развива­
ются процессы расширения отдельных абстрагирован­
ных составляющих в виде накопления и обобщения
экспериментальных данных и углубления теории каждой
составляющей в направлениях аналитического модели­
рования. Можно считать, что эта, вторая, стадия нача­
лась в 50-е годы и активно продолжается в настоящее-
время. Однако трудно предугадать, как долго она будет
продолжаться и когда развернется третья стадия—син­
тез — как завершающий процесс создания научного на-
11


правления — обеспечения ЭМС . Это объясняется слож­
ностью и комплексностью проблемы, состоящей из мно­
жества задач радиотехники, радиоэлектроники, элект­
роники и электротехники. Тем не менее уже сейчас
можно • прогнозировать возрастание объема теоретиче­
ских обобщений, значение и роль которых в решении
проблемы ЭМС будет увеличиваться.
Исторический опыт развития многих наук позволяет
заключить, что время развития обобщающих теорий в
науках, от их возникновения до необходимой завер­
шенности может быть весьма различным. Оно зависит
от многих факторов, в том числе от имеющихся «заде­
лов» в различных направлениях научной дисциплины,
которые накапливаются изолированно друг от друга и
лишь, достигнув некоторого качества, приводят как бы
к «внезапному» построению логически обоснованной
обобщающей теории. Такой этап в области ЭМС еще
впереди.
Рассматривая современное состояние проблемы
обеспечения ЭМС радиоэлектронных и электронных
средств, можно конкретно сформулировать абстрагиро­
ванные направления, на которые расчленяется пробле­
ма и вокруг которых концентрируются научные мате­
риалы нарастающего потока литературы, характери­
зующие поступательное развитие проблемы в целом.
Графическая интерпретация таких направлений пред­
ставлена на рис. 1, где показаны их связи с проблемой
ЭМС в целом и с существующей практикой обеспечения
ЭМС радиоэлектронных и электронных средств.
1. Радиочастотный ресурс (РЧР). Теоретические ас­
пекты: изучение особенностей ресурса и разработка эф­
фективных методов его использования, в том числе
принципов управления ресурсом, включая экономиче­
ские концепции; научные основы расширения междуна­
родного и национального частотного планирования и
совершенствования соответствующей нормативно-техни­
ческой документации (НТД); прогнозирование дальней­
шего использования РЧР [2]. К практике относится
контроль пользования радиоканалами в соответствии с
принятыми правилами, сбор информации об использо­
вании РЧР и реализация требований международной
и национальной НТД в области пользования РЧР.
2. Непреднамеренные электромагнитные
. помехи.
Выявление источников и определение параметров (ха-
12


рактеристик) НЭМП — совместная задача и теоретиче­
ского анализа и практики. Кроме того,, к теории отно­
сятся: изучение и моделирование НЭМП, их классифи­
кация и статистический анализ; изучение источников и
путей распространения НЭМП, а также особенностей
их влияния на полезные сигналы; разработка методов
измерений и принципов нормирования допустимых
уровней НЭМП. К практике относится обнаружение
источников и путей распространения НЭМП, разработ­
ка и реализация требований к их нормированию, сбор
информации о типах и характеристиках НЭМП, прове­
дение измерений и экспериментальные исследования
НЭМП.
13


3. Параметры (характеристики) ЭМС различных
технических средств выражают признак системного
свойства радиоэлектронных, электронных и электротех­
нических средств, т. е. возможности каждого такого
средства функционировать одновременно и совместно с
другими техническими средствами в системе (систе­
мах). Этим признаком параметры ЭМС любого из пе­
речисленных средств отличаются от функциональных
параметров того же средства, выражающих возмож­
ность выполнения им своего назначения. К практике
относятся экспериментальное изучение параметров
ЭМС, включая их количественные,, в том числе стати­
стические, значения, и реализация требований НТД к
таким параметрам в процессе создания средств и их
эксплуатации.
К теории относится моделирование параметров ЭМС
с целью создания инженерных методов расчета и на­
учного обоснования путей совершенствования парамет­
ров ЭМС, а также исследования при разработке НТД,
регламентирующей допустимые количественные значе­
ния параметров (характеристик) ЭМС технических
средств/
4. Электромагнитная обстановка (ЭМО) — это ре­
альные электромагнитные условия, в которых функцио­
нирует или должно функционировать конкретное
средство при наличии или отсутствии полезного сигна­
ла на его сигнальном входе при действии (или возмож­
ном действии) НЭМП через этот вход или помимо него.
ЭМО может быть внешней или внутренней по отноше­
нию к средствам конкретного назначения в определен­
ных пространственных условиях, диапазонах и поло­
сах частот. К практике определения ЭМО относятся из­
мерения электромагнитных, полей полезных сигналов и
помех, а также напряжении (токов) в сетях первичных
источников электропитания в заданных частотных и
пространственно-временных условиях в зависимости от
потребностей в функционировании некоторого техниче­
ского средства. К практике относятся также сбор и
анализ информации об использовании радиоканалов с
заданными частотами, о параметрах (характеристиках)
НЭМП — энергетических, частотных и временных — и
параметрах (характеристиках) - средств, функциони­
рующих в заданном пункте пространству. Все это необ­
ходимо для анализа ЭМС средств любой радиослужбы.
14


К теории относятся методы аналитической оценки
возможной ЭМО и прогноз ЭМО для средства конкрет­
ного назначения. С этой целью создаются модели
ЭМО — вероятностные, детерминированные и комбини­
рованные, в ряде случаев позволяющие учесть динами­
ку изменения ЭМО и возможность адаптации средств
к изменениям.
5. Методы и способы обеспечения ЭМС. О содержа­
нии такого направления говорит его название. В об­
щем плане можно отметить задачи обеспечения ЭМС
на трех уровнях радиоэлектронных й электронных
средств. Первый уровень — обеспечение ЭМС между
системами, например космической радиосвязи, второй —
обеспечение ЭМС внутри сложного радиоэлектронного
комплекса, например летательного аппарата, и тре­
тий— обеспечение ЭМС внутри блоков (приборов)
между их узлами и компонентами, например внутри
блока передатчика или ЭВМ.
7
По методам и способам обеспечения ЭМС уже на­
коплен значительный практический опыт как в виде об­
щих технических решений задачи ослабления НЭМП в
их источниках и среде распространения, например пу­
тем применения фильтров, экранов, рационального мон­
тажа, эффективного заземления, так и в виде много­
численных частных решений схемного и конструктивно­
технологического характера при создании конкретных
устройств помехозащиты и помехоподавления. Эффек­
тивность таких решений повышается, если они преду­
сматриваются на начальных этапах разработки и про­
изводства изделий.
К теоретическим аспектам задачи обеспечения ЭМС
относятся анализ, прогнозирование и расчеты ЭМС
средств на всех упомянутых выше уровнях. Это, напри­
мер, методы аналитического определения частотно-про­
странственных разносов между средствами конкретной
радиослужбы, методы теоретического анализа прогно­
зируемых НЭМП внутри сложного радиоэлектронного
комплекса или между узлами блока (прибора) и мето­
ды инженерного расчета эффективности устройства по­
мехоподавления. Такие аспекты во многих случаях под­
креплены программами решений на ЭВМ.
Методы и способы обеспечения ЭМС связаны также
и с разработкой (реализацией) различной НТД, в том
числе стандартной, которая имеет важное значение для
15


области ЭМС, поскольку регламентирует требования к
организационным и техническим мероприятиям по обес­
печению ЭМС.
6. Измерения и испытания в области ЭМС. Разви­
тию проблемы ЭМС сопутствует потребность в особых
методах измерений и испытаний радиоэлектронных,
электротехнических и электронных средств и в особых
типах измерительной аппаратуры и испытательного
оборудования. Соответственно возникают и новые за­
дачи в технике измерений, что можно проиллюстриро­
вать на ряде примеров, показывающих отличие от об­
щих методов и средств радиотехнических измерений.
Это измерения несинусоидальных и нерегулярных, в
том числе редкоимпульсных, НЭМП в диапазонах от
нескольких десятков герц до нескольких гигагерц; изме­
рения помех в ближней (индукционной) зоне; измере­
ния побочных колебаний радиопередатчиков в волно-
водных трактах, где поле распространяется многими
типами .(модами) волн; антенные измерения в пределах
нескольких октав частот; измерения затухания между
близко размещенными антеннами; измерения шумовых
излучений передатчиков; измерения эффективности
экранирования источников НЭМП и устройств, воспри­
имчивых к различным видам помех; измерения воспри­
имчивости к импульсным нерегулярным НЭМП, в том
числе созданным нестационарными процессами в сетях
электропитания, и ряд других видов измерений.
Из аппаратуры нового типа следует особо вы­
делить автоматизированные измерительно-вычислитель­
ные комплексы [3]. Новые задачи возникли при стан­
дартизации методов измерений и испытаний, а также в
метрологическом обеспечении соответствующей изме­
рительной аппаратуры, в частности в создании образцо­
вых и поверочных средств.
Для ряда методов измерений параметров ЭМС осо­
бенностью является принципиально существующая ме­
тодическая погрешность. Это, например, относится к
методу трактовых измерений побочных колебаний par
диопередатчика. Погрешность такого рода обусловлена
отличием параметров реального объекта измерений от
приписываемой ему математической модели измерений.
Исключить такую погрешность на данном этапе разви­
тия техники затруднительно, но при практической оцен­
ке результатов измерений учитывать ее необходимо.
16


7. Методология создания и эксплуатации средств с
учетом ЭМС. Содержание этого направления — органи­
зационные и технические мероприятия по обеспечению
ЭМС различных технических средств на всех этапах их
жизненного цикла: проектирования, конструирования,
производства, испытаний и эксплуатации. Важнейшим
выводом из накопленного опыта является экономиче­
ская концепция о выгодности учета требований к обес­
печению ЭМС при разработке средств, начиная с са­
мого раннего этапа — составления технического зада­
ния на разработку.
При формировании общей методологии создания и;
эксплуатации технических средств по показателям ЭМС.
целесообразно пользоваться аналогией с методологиче­
скими принципами обеспечения надежности тех же
средств. По аналогии можно считать, что сущность ме­
тодологии состоит в том, чтобы на всех этапах жизнен­
ного цикла любого средства выявлялись
*
факторы,,
влияющие на совместно-одновременную работу сово­
купности средств, вскрывались их причины и разраба­
тывались такие мероприятия, которые препятствовали
бы появлению недопустимых НЭМП и обеспечивали
нормальное функционирование каждого средства при:
воздействии на них НЭМП некоторого (допустимого)
уровня. К этой методологии, относится проведение спе­
цифических испытаний, целью которых является конт­
роль реализации требований к обеспечению ЭМС, а
также сбор и статистическая обработка информации о
факторах, влияющих на обеспечение ЭМС, создание и
практическое внедрение различной НТД и особенно­
стандартных требований к параметрам ЭМС. На этапах
производства и эксплуатации различных технических,
средств в общие принципы методологии входят меро­
приятия технической диагностики средств по парамет­
рам их ЭМС.
Системный подход при разработке средств приводит-
к необходимости считать, что в совокупность свойств
каждого технического средства, обладающего парамет­
рами ЭМС, должно входить целенаправленное свойст­
во функционировать совместно с другими средствами,
не нарушая их нормальную работу. С этой точки зре­
ния совершенствование НТД и экономических концеп­
ций в области ЭМС способствует переходу качества
продукции на новый, более высокий, уровень. Иными
2—3426
17'


словами, к показателям качества продукции [4] надо
относить также и показатель обеспеченности ЭМС. Это
обстоятельство приобретает особое значение в связи с
необходимостью аттестации промышленной продукции
(в данном случае обладающей электромагнитными
свойствами) по двум категориям качества — высшей и
первой, соответственно с Постановлением ЦК КПСС и
СМ СССР «О мерах по ускорению научно-технического
прогресса в народном хозяйстве» (авг. 1983 г.) . Оче­
видно, что определение категории качества должно про­
водиться с учетом характеристик ЭМС такой продук­
ции, для чего должны быть разработаны необходимые
технические требования.
Составной частью процесса совершенствования ме­
тодологии разработки и эксплуатации средств в об­
ласти ЭМС является задача создания и развития учеб­
ной дисциплины «ЭМС РЭС». Несмотря на то, что эта
задача давно освещалась в литературе [5, 6] и что в
отечественных вузах по инициативе ряда ученых уже
читаются курсы по некоторым направлениям проблемы
ЭМС, официального внедрения соответствующего курса
в учебные программы радиотехнических вузов и тех­
никумов нет и не подготавливается преподавательский
состав. Это участок, на котором наметилось отставание
от современного состояния упомянутой задачи. Однако,
базируясь на научном подходе [7], можно прогнозиро­
вать- создание соответствующей учебной дисциплины и
возникновение специальности в области обеспечения
ЭМС радиоэлектронных (электронных) средств.
Для формирования рассматриваемой методологии и
соответственно дисциплины «ЭМС РЭС» важную роль
играет научная обоснованность применяемой термино­
логии. Известно, что без точного понятийного аппарата
не может эффективно развиваться ни одна наука. Бо­
лее того, великий русский демократ Н. Г; Чернышев­
ский отмечал, что, если, терминология любой науки
удовлетворительна или неудовлетворительна, — это вер­
ный признак того, находится ли сама наука в удовлет­
ворительном или неудовлетворительном состоянии. «Не­
однозначность или неточность терминологии неизбежно
приводит к искажению полезной информации и в конеч­
ном счете тормозит развитие радиоэлектроники» [8],.
Термины — это язык науки . В условиях научно -тех­
нического прогресса значительно расширился контин-
18


гент специалистов, осваивающих новые направления
науки и техники, для которых наличие научно обосно­
ванного и доступного понятийного аппарата имеет все
возрастающее значение. Практическая ценность научно=
обоснованной терминологии заключается в том, что точ­
ные и ясные по смыслу понятия способствуют эффек­
тивной передаче опыта и убыстряют накопление знаний..
Для области ЭМС это особенно важно в связи с необ-.
ходимостью распространений знаний нового направле­
ния и привлечения к нему широкого круга специ­
алистов и ученых. Не менее важна роль научно обосно­
ванной терминологии для формирования самой науки об
ЭМС. Разработка такой терминологии должна осущест­
вляться на основе методических рекомендаций Комите­
та по научно-технической терминологии (КНТТ>
АН СССР [9, 10], характеризующихся логической стро­
гостью. Как известно, на основе трудов С. А. Чаплыги­
на и Д. С . Лотте, в результате многолетней деятель­
ности КНТТ создана советская терминологическая
школа, разработавшая основы теории и методики по­
строения терминологий [И].
Терминология области ЭМС как международная^
так и отечественная, находится пока в неудовлетвори­
тельном состоянии. В ряде случаев ее недостаток за­
ключается в несоответствии упомянутым выше реко­
мендациям и принципам, что относится даже к терми­
нам, вошедшим в ГОСТ [12] *. Ряд
терминов
субъективного происхождения (например, «вредные по­
мехи») до сих пор применяется в текущей научно-тех­
нической литературе. В результате на участке термино­
логий ЭМС образовался застой, несмотря на быстрое
развитие области ЭМС как. научного направления .
* В настоящее время Терминологическая комиссия при
ВНИИКИ Госстандарта СССР разрабатывает новую редакцию
ГОСТ 23611—79.
Характеризуя развивающуюся теорию, обеспечения
ЭМС РЭС, следует упомянуть о ее математическом ап­
парате. Известна, например, мысль К. Маркса о том,,
что «наука тогда достигает совершенства, когда ей
удается пользоваться математикой». Применяемый да
сих пор при теоретическом изучении области ЭМС ма­
тематический аппарат не отличается - от известного и
широко используемого в радиотехнике и электронике.
Это методы гармонического анализа и обобщенной
2*
19


'Спектральной теории сигналов
с известными видами
•преобразований (Фурье, Лапласа и др.), методы пред­
ставления сигналов й помех специальными функциями
прикладной электродинамики (уравнения Максвелла,
■функция Грина), методы теории вероятностей и стати­
стического анализа на базе вероятностных моделей рас­
пространенных типов, методы линейного и, в некото­
рых случаях, нелинейного программирования, методы
теории графов и т. д. Как уже отмечалось, в области
ЭМС широко используются математическое моделиро­
вание и специальные программы для машинного расче­
та ЭМС в системах различных типов.
Применение в области ЭМС известных и распрост­
раненных математических методов или, точнее, отсут­
ствие необходимости в привлечении или разработке ио-
-
.вого
математического аппарата следует объяснить тем,
что в этой области глубоко исследуются в принципе из­
вестные электромагнитные явления и процессы, для
изучения которых можно пользоваться уже разработан­
ным математическим аппаратом.
При формировании нового научного направления не-
юбходимо выявлять признаки его отличия от других
направлений. В данном случае существенно' выявить
.ли нию
раздела между теориями ЭМС РЭС и помехо­
устойчивости приема. До сих пор встречаются нечеткие
точки зрения на различие между этими теориями и да­
же предположения, что теория обеспечения ЭМС РЭС —
это некоторое совершенствование теории помехоустой­
чивости радиоприема.
Анализ основной литературы по теории помехо­
устойчивости [13, 14, 15] позволяет сделать вывод, что
главная концепция этой террии— изучение влияния
•флуктуационных
помех на сигнал, принимаемый по
•основному каналу, и, в связи с этим, разработка опти­
мальных методов радиоприема. Эта концепция, возник­
шая в 1947 г. в виде теории потенциальной помехо­
устойчивости, относится, к различным закономерностям
случайных процессов изменения параметров полезного
- сиг нал а, к распределению флуктуационных помех, от­
дельно и совместно с сигналом, а также к принципам
построения оптимальных (т. е. наилучших в смысле
■ослабления влияния флуктуационных помех) приемни­
ков с эффективным способом обработки сигналов,
включая рациональный (по способу такой обработки)
•50


выбор методов модуляции и кодирования при передаче.
С конца 60-х гг. в области теории помехоустойчи­
вости начали появляться работы, в которых наряду с
влиянием флуктуационных помех на принимаемый сиг­
нал учитывались помехи станционные и индустриаль­
ные. Однако при этом ощущалась недостаточность тео­
рии помехоустойчивости. Так, например, в упомянутых
источниках [13, 14, 15] не рассматриваются модели ин­
дустриальных импульсных помех негауссовского вида,
представляющих собой нестационарные случайные про­
цессы. Соответственно не рассматриваются и особен­
ности совместного прохождения флуктуационных и им­
пульсных помех через приемник,-
являющийся опти­
мальным при влиянии только флуктуационных помех.
Аналогичные аспекты относятся и к особенностям влия­
ния станционных пс/мех.
Далее следует заметить, что в литературе наряду с
термином «помехоустойчивость» распространен термин
«помехозащищенность»,
причем иногда оба термина
применяются без существенного различия между выра­
жаемыми ими понятиями, хотя в ряде случаев эти тер­
мины означают разные понятия. Помехоустойчивость
устройства — это его способность противостоять внут­
ренним (флуктуационным) и внешним помехам, кото­
рая зависит от основного принципа его построения.
Этот термин можно относить и к системе (например,
«помехоустойчивость радиосвязи»), когда указанная
способность противостоять помехам определяется еще
и выбранной структурой передаваемого сигнала, опти­
мальной по ряду признаков. Помехозащищенность —
это способность того же устройства противостоять
внешним и внутренним помехам, которая зависит от
специально применяемых дополнительных схемоконст­
руктивных средств и способов, не нарушающих основ­
ные принципы построения устройства.
-Такая
трактовка
соответствует смыслу слова «защита». Защищать мож­
но что-то существующее, например приемник с прису­
щей ему помехоустойчивостью. Примером помехозащи­
щенности устройства является применение в нем средств
ослабления (фильтры и экраны) индустриальных ра­
диопомех, проникающих' через цепи питания. Как из­
вестно, соответствующие теоретические обоснования к
применению > таких средств и .расчеты не рассматрива­
ются в теории помехоустойчивости. Термин «помехоза­
21


щищенность», по мнению автора, можно относить и к
системе, когда средства и способы защиты применяют­
ся для изменения уровня и структуры помех непосред­
ственно в их источнике. Примером является применение
• антенного фильтра, ослабляющего гармонику передат­
чика, как помеху приему, что также не рассматрива­
ется в теории помехоустойчивости. В целом понятие
«помехозащищенность», выражающее
целенаправлен­
ное свойство устройства или системы, относится к об­
ласти обеспечения ЭМС.
Различие между теориями обеспечения ЭМС РЭС и
помехоустойчивости радиоприема можно характеризо­
вать и другими примерами. В теории помехоустойчи­
вости анализируется влияние помех по основному
каналу приема при линейности высокочастотного трак­
та, в теории ЭМС РЭС —по основному и побочным ка­
налам приема при нелинейности высокочастотного
тракта. Теория помехоустойчивости изучает главным
образом систему «один передатчик — один приемник»,
теория ЭМС—«комплексы передатчиков и приемников».
В ряде случаев теория помехоустойчивости приема
обосновывает целесообразность ослабления помех за
счет расширения спектра излучаемого сигнала (напри­
мер, в системах широкополосной ЧМ или шумоподобг
ных сигналов), т. е . за счет менее экономного пользова­
ния частотным ресурсом, в то время как теория
ЭМС РЭС обосновывает методы более экономного
пользования. Важным направлением в области ЭМС
является теоретическое обоснование требрваний НТД
(нормы и методы их контроля), что характеризует при­
кладное значение этой области. В отличие от теории
помехоустойчивости теория обеспечения ЭМС распрост­
раняется и на средства электронной техники в части,
касающейся анализа возможности совместной их рабо­
ты с другими средствами. Можно также отметить
общность принципов теории ЭМС в применении к раз­
личным видам технических средств, функционирование
которых связано в том или ином виде с частотным ре­
сурсом.
Однако, несмотря на такие особенности области
ЭМС РЭС, некоторые ученые и специалисты в области,
радиоэлектроники считают, что развитие проблемы
ЭМС возможно в рамках существующей теории поме­
хоустойчивости приема. Отсутствие четких границ этой
22


теории приводив к неясной трактовке ее сущности. Ил­
люстрацией может, служить трактовка сущности теории
помехоустойчивости в распространенном вузовском
учебнике: «Проблема помехоустойчивости радиосвязи
включает в себя большое число других проблем, охва­
тывающих все разделы радиотехники: генерирование
мощных колебаний, освоение и выбор волн, обеспечи­
вающих благоприятные условия распространения, ис­
пользование антенн направленного действия, поиски
новых видов радиосигналов и новых способов их обра­
ботки на фоне помех и т. д .» [16]. Однако ни общая
литература по теории помехоустойчивости радиосвязи,
ни сам цитируемый учебник не подтверждают такого
определения области помехоустойчивости. Приведенная
цитата говорит лишь о некотором искусственном огра­
ничении сферы новых понятий, возникших в процессе
развития радиоэлектроники, рамками уже существую­
щей науки, в данном случае теории помехоустойчивости
приема. Но тем самым на эти понятия накладываются
ограничения, что нельзя признать правильным с мето­
дологической точки зрения. Кроме того, учебник «не
замечает» уже возникшее новое направление радио­
электроники или ставит под сомнение его сущность и
целесообразность самостоятельного развития.
При установлении отличий нового научного направ­
ления необходимо определять его взаимоотношения с
существующими направлениями радиоэлектроники. Но­
вое направление формируется на «стыках» многих на­
учных направлений и дисциплин, которые изучаются в
высшей школе,. а именно: передающие, приемные и ан­
тенные устройства, радиосистемы, электронные’ прибо­
ры, устройства электропитания, конструирование и тех­
нология производства радиоэлектронной (РЭА) и
электронно-вычислительной (ЭВА) аппаратуры, элек­
трорадиоизмерения и другие дисциплины радиотехники,
электроники и электротехники. Это характеризует
комплексность и многоплановость проблемы ЭМС.
Однако научное направление ЭМС не подменяет перечис­
ленные направления, .а способствует развитию и расши ­
рению сферы их применения. Основной предпосылкой
здесь является необходимость ’ рассматривать каждое
устройство в качестве элемента некоторой системы
(большой или малой, сложной или простой), в которой
проявляются негативные связи (электромагнитные,
23


электрические или магнитные) этого элемента с други­
ми, что снижает эффективность системы. Именно та­
кая необходимость позволяет считать научное направ­
ление ЭМС как бы объединяющим многие направления
радиоэлектроники с системных позиций, выявляя в них
соответствующие признаки, которым ранее не придава­
лось значения.
Взаимоотношения проблемы ЭМС с другими науч­
ными направлениями проявляются при решении сле­
дующих задач:
анализе причин и результатов действия упомянутых
негативных связей в системе;
определении путей минимизации влияния таких
связей;
изучении закономерностей влияния связей на усло­
вия пользования частотным ресурсом;
разработке и применении методов и способов целе­
направленного совершенствования технических средств
конкретного типа с целью обеспечения совместного нор­
мального функционирования средств в системе.
С таких же позиций следует оценивать и взаимо­
связь теорий обеспечения ЭМС и помехоустойчивости
приема. Теория обеспечения ЭМС, формирующаяся в
настоящее время, не противопоставляется теории поме­
хоустойчивости, достижения которой, например в раз­
работке методов построения оптимальных приемников,
направлены на пользу обеспечения ЭМС РЭС. В свою
очередь,. теория обеспечения ЭМС может
способство­
вать дальнейшему совершенствованию теории помехо­
устойчивоеTM, например в направлении разработки ме­
тодов построения приемников, оптимальных не только
при действии флуктуационных, но и нестационарных
(негауссовых) помех.
Иногда высказывается мнение, что область обеспе­
чения ЭМС относится к анализу и синтезу «больших
систем» [17]. Однако в постановке и решении задач
больших систем (теория и практика) еще много не-
установившегося, не разработан общепризнанный аппа­
рат для решений. Существуют трудности даже при
формировании понятия «большая система», хотя и от­
мечаются ее признаки — многомерность и многосвяз-
ность элементов [18]. Неясно, например, почему теория
ЭМС не должна относиться к «малым системам».
С этой точки зрения формирование теории обеспечения
24


ЭМС как части теории больших систем является преж­
девременным, поскольку может уводить в сторону от
решения насущных задач прикладного характера.
Представляется более целесообразным рассматри­
вать теорию обеспечения ЭМС не как часть другой, бо­
лее обширной теории, а как самостоятельное теорети­
ческое направление радиоэлектроники, изучающее
закономерности пользования радиочастотным ресурсом
и совместного функционирования различных средств
(радиоэлектронных, электронных, электротехнических),
обусловленного их целенаправленными техническими
характеристиками [19]. При этом задача обеспечения
ЭМС относится к экономической категории, поскольку
требования к новому качеству изделий по их показате­
лям обеспечения ЭМС приводят к необходимости до­
полнительных затрат до того, как будут реализованы
новые экономические возможности.
Еще один вопрос нуждается в ответе. Является ли
научное направление «Обеспечение ЭМС» новым, по­
скольку оно формируется уже некоторое время? Анализ
с философских позиций аналогичного вопроса по отно­
шению к любому научному направлению приводит к
выводу, что таковое является новым, если к моменту
его создания оно отсутствует в установленном перечне
научных знаний [20]. С этой точки зрения наука об
ЭМС радиоэлектронных и электронных средств являет­
ся пока новой.
Как отмечалось, особенность рассматриваемого но­
вого направления заключается в его обширных связях
почти со всеми направлениями современной радиоэле­
ктроники. Это обстоятельство весьма осложняет систе­
матизированное и достаточно полное изложение элемен­
тов теории и практики обеспечения ЭМС. Поэтому да­
леко не все вопросы нашли свое отражение в настоящей
монографии, которую можно упрекнуть в определенной
фрагментарности.
Последующее описание элементов теории- и практи­
ки обеспечения ЭМС радиоэлектронных и электронных
средств изложено в главах с названиями основных ас­
пектов, на которые в настоящее время расчленяется
научное направление «Обеспечение ЭМС» и вокруг ко­
торых ’концентрируются соответствующие литературные
материалы.
25


Глава 1. РАДИОЧАСТОТНЫЙ РЕСУРС
Бережливо использовать матери
*
альные ресурсы
Из постановления XXVI съезда
КПСС
1.1. ОСНОВНЫЕ понятия
Радиочастотный ресурс —это совокупность возмож­
ных для использования радиочастотных электромагнит­
ных полей, создаваемых с целью передачи (приема)
информации или энергии. Основные признаки такого
ресурса — радиочастота f электромагнитных полей, вре­
мя Т их существования и трехмерное пространство V,
в пределах которого поля распространяются с энергией,
достаточной для регистрации соответствующими прибо­
рами. Второстепенные признаки этих полей — поляри­
зация поля, модуляция, направленность распростране­
ния поля и др. Из перечисленных признаков наиболее
характерным , для ресурса является «радиочастота».
Именно возможность изменения и выбора радиочасто­
ты явилась решающим фактором широкого использова­
ния электромагнитных полей, искусственно создавае­
мых для целей передачи и приема сигналов. Радиоча­
стотные электромагнитные поля встречаются и в есте­
ственном состоянии как результат электромагнитных
процессов в атмосфере и радиоизлучений.небесных тел
и галактик. Однако они неуправляемы, и чтобы поль­
зоваться электромагнитными полями в интересах чело­
веческого общества, их необходимо воспроизводить
искусственно, сделав управляемыми, в первую очередь,
по признаку значения радиочастоты. И хотя в принципе
рассматриваемый ресурс является «радиочастотно­
пространственно-временным», при выборе термина сле­
дует остановиться на наиболее важном и кратком при­
знаке «радиочастота» или просто «частота», чтобы от­
личить этот ресурс от ресурсов других видов.
В литературе широко используется понятие «радиоча­
стотный спектр» (или «радиоспектр») ’[21...23; 31...36].
Однако это понятие не отражает сущности предмета,
26


поскольку в общем смысле понятие «спектр» выражает
форму некоторого сигнала в функции частоты и радио­
сигнал от любого источника характеризуется своим ра­
диочастотным спектром. При дальнейшем изложении
используется более информативный термин «ресурс».
Отметим особенности радиочастотного ресурса
(РЧР). Электромагнитные поля являются видом мате­
рии, поскольку объекты материального мира делятся на
«вещество» и на «поле». Следовательно, искусственно
созданные поля . представляют собой материальный
продукт человеческого труда и РЧР — это материаль­
ный ресурс. И хотя из определения понятия о РЧР
следует, что его существенным признаком являются
«искусственно создаваемые электромагнитные поля», тем
не менее РЧР не может быть искусственным потому,
что принцип передачи и приема сигналов или энергии
основан на естественных физических законах распрост­
ранения электромагнйтиых волн, а также потому, что
значение частоты электромагнитного поля основано на
естественном законе периодичности изменения количест­
венных характеристик поля. Как следствие, важнейшие
признаки РЧР — пределы значений частот (диапазоны),
в которых можно использовать излучение электромаг­
нитных полей, и сама возможность выбора частоты
только в определенных пределах — не могут быть изме­
нены произвольно, т. е. искусственно. Все это указыва­
ет на то,, что РЧР является природным ресурсом.
РЧР как природный ресурс был открыт при изобре­
тении радио и стал широко использоваться с 20-х гг .
XX в. Непрерывное и быстрое (почти по экспоненци­
альному закону) увеличение технических средств с ра­
диоизлучателями определяет и все возрастающий про­
цесс использования РЧР. Социальное, экономическое и
научно-техническое значение РЧР настолько велико,
что современное общество нельзя представить без этого
ресурса. Можно утверждать, что и процесс развития
радиоэлектроники, как области техники, существенно
связан с расширением сферы использования РЧР.
Факторы, характерйзующие природные особенности
РЧР (частота, пространство, время), обусловливают и
объективно существующую его ограниченность. Но в
отличие от многих других природных ресурсов — исчер­
пываемых, невозобновляемых и перерабатываемых (на­
пример, уголь, руда, нефть) — РЧР является естествен -
27


но возобновимым. Он не перерабатывается, как многие
другие ресурсы, вследствие чего нельзя его «использо­
вать» в прямом смысле этого понятия, им можно лишь
«пользоваться». Для функционирования каждого РЭС
необходим радиоканал, т. е . определенная полоса
частот, как некоторая часть РЧР. Весь РЧР в некото­
рой области пространства может определяться конеч­
ным числом радиоканалов, что также характеризует
его ограниченность. Непрерывный рост количества РЭС
привел к полному и даже чрезмерному использованию
РЧР в некоторых диапазонах радиочастот.
Использование РЧР обычно рассматривают по от­
ношению к некоторой части какого-либо диапазона, вы­
деленной (разрешенной) радиослужбе конкретного на­
значения, например радиовещательной, радионавигаци­
онной. Степень использования такой части РЧР
характеризуется произведением У,—РгД7\, где
У,— степень использования части РЧР в i-м по счету
радиоканале; Afi— полоса частот i-ro радиоканала,
определяемая полосой частот i-ro излучателя; ДУг—
трехмерная область пространства, в которой распрост­
раняются излучаемые j-м излучателем электромагнит­
ные волны («радиопространство» i-ro радиоканала);
протяженность, площадь или объем области простран­
ства определяется мощностью i-ro излучателя и чувст­
вительностью i-ro приемника с учетом направленности
передающей и приемной антенн; ATi— время работы
i-ro излучателя по отношению к одним суткам.
Чем больше каждый из сомножителей, тем в боль­
шей степени используется РЧР i-м радиоканалом, и на­
оборот. Например, чем больше величина 'Afi сравни­
тельно с полосой Д/с передаваемого сигнала с объемом
информации, необходимым для /-го потребителя, тем
больше используется РЧР и тем меньше возможность
пользоваться этим же радиоканалом другим потреби­
телем; чем больше-ДУг, тем больше использование РЧР
и меньше возможность пользоваться тем же радиопро­
странством другим потребителем; чем больше ATi, тем
меньше возможность пользоваться i-м радиоканалом
другим потребителем. В пределе круглосуточное ис­
пользование радиоканала одним потребителем не дает
возможности пользоваться тем же радиоканалом дру­
гим потребителям. Можно привести и другой пример,
когда некоторое средство после выполнения своей
28


функции в течение Д7\ высвобождает радиоканал, ко­
торый представляется другому потребителю. Это поз­
воляет увеличить использование РЧР, что практически'
реализуется, например, в системе подвижных средств:
радиосвязи с большим числом абонентов путем приме­
нения устройств «избирательного вызова». И,' наконец,,
чрезмерное использование РЧР проявляется в одновре­
менном излучении несколькими излучателями в г-м;
радиоканале и в распространении излучений в одном и
том же радиопространстве, что может нарушить ЭМС.
средств, применяемых в полосе частот этого радиока­
нала.
Степень использования РЧР или его части — важ­
ный показатель. В связи с этим, критерием степени ис­
пользования РЧР является «эффективность использо­
вания РЧР»
*.
Отметим, однако, что до сих пор нет
удовлетворительного определения этого’ понятия [23]..
Можно лишь предложить подход к его определению^,
сформулировав ряд признаков, а именно:
* В литературе встречаются понятия «эффективность использо­
вания радиочастотного спектра» (см., например, [21]) или «эффек­
тивность использования радиочастот» (см., например, [22]), которые-
нельзя признать удовлетворительными.
эффективность использования РЧР может оцени­
ваться лишь при условии обеспечения ЭМС применяе­
мых технических средств;
эффективность использования РЧР определяется-
совокупностью мероприятий, направленных на наилуч­
шие условия пользования этим ресурсом возможно’
большего числа потребителей;
эффективность использования РЧР должна выра­
жаться числовым показателем, позволяющим сравни­
вать результаты соответствующих мероприятий; этот
' показатель должен относиться к
определенной части-
РЧР, разрешенной для использования радиослужбой-
конкретного вида.
Последний признак понятия можно объяснить тем,,
что затруднительно,- если вообще возможно, определить
степень эффективности использования РЧР в целом,
поскольку применяемые средства различны по назначе­
нию, виду модуляции, характеру и объему информации,
направленности антенн, типам -создаваемых помех и
многим другим характеристикам. Поэтому целесообраз-
.но
рассматривать эффективность использования РЧР’
29


по типам радиослужб, установленным международными
'соглашениями, а именно: стационарной наземной и
подвижной (наземной, морской, авиационной) радио­
связи, радиовещания и телевидения, радиолокации,
космической радиосвязи, радиоастрономии и др. [24].
Каждая радиослужба характеризуется однотипностью
применяемых средств и общностью диапазона частот,
что облегчает определение показателя эффективности
использования РЧР. Этот показатель для каждой ра­
диослужбы тем выше, чем больше число потребителей
могут пользоваться ресурсом и чем меньше степень ис­
пользования ресурса Yi каждым потребителем. Каза­
лось бы, это является приемлемой основой определения
показателя эффективности использования РЧР каждой
службы. Однако, на практике определение показателя
•осложняется тем, что в него должны входить числовые
значения величин, характеризующих ЭМС средств . не
только данной радиослужбы между собой, но и ЭМС
между средствами различных радиослужб.
Вследствие ограниченности РЧР его распределение
по видам радиослужб в пределах регионов мира осу­
ществляется В-соответствии с международными согла­
шениями по различным странам. В пределах каждой
■страны распределение РЧР осуществляют националь­
ные организации.
Как и всякий материальный природный ресурс,
РЧР нуждается в бережливом отношении, что должно
проявляться в возможно более эффективном его ис­
пользовании и охране. Охрана РЧР определяется ме­
рами по его защите от радиопомех или, образно гово­
ря, от
* «загрязнения радиотехническими отходами», соз­
даваемыми не только радиоэлектронными средствами,
но и обширным классом электротехнических и элект­
ронных средств, назначение которых не связано с ис­
пользованием РЧР. Эффективность использования РЧР
•может повышаться на базе научного анализа особенно­
стей РЧР при всестороннем изучении его количествен­
ных и качественных характеристик, в том числе путем
широкого картографирования пространственных усло­
вий использования ресурса и реализации мероприятий
по его охране. Учитывая большое экономическое значе­
ние РЧР, надо рассматривать не только техническую,
но и экономическую эффективность его использования.
Юднако экономическая эффективность этого ресурса
30


■ еще не исследуется в той мере, которая Соответствует’
его значимости для человеческого общества.
1.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСА
Научно-технический прогресс характеризуется все-
возрастающим потоком информации во всех сферах об­
щественного производства и соответственно увеличени­
ем количества информационных сетей. В связи с этим
процесс возрастающего использования РЧР является
показателем развития современного общества.
С момента'открытия РЧР (конец прошлого столе­
тия) и по настоящее время процесс использования РЧР
развивается в двух направлениях^ освоение ресурса в
диапазонах все более высоких частот и непрерывно
возрастающее использование его в уже освоенных ди­
апазонах. Огромное, социальное и экономическое значе­
ние РЧР для всех народов земного шара привело к не­
обходимости его распределения на основе международ­
ных соглашений путем разделения на отдельные поло­
сы частот и их закрепления за определенного вида ра­
диослужбами в трех регионах, на которые условно раз­
делен земной шар. Комплекс задач, возникающих в
международном масштабе в связи с пользованием
РЧР, находится в ведении Международного ‘ союза’
’ электросвязи (МСЭ), который имеет в своем составе
Международный комитет по регистрации частот
(МКРЧ), Международный консультативный комитет по-
радио (МККР) и Международный консультативный ко­
митет по телеграфии и телефонии (МККТТ). Согласо -
• ванные международные решения
оформляются Гене­
ральным секретариатом МСЭ. (Женева) в виде сборни­
ка документов «Регламент радиосвязи» [24], созданно­
го впервые в 1959 г. и дополняемого последующими-
международными соглашениями в связи с распределе­
нием и перераспределением полос частот, например^
для космической радиослужбы (1963 и 1971 гг.), авиа­
ционной подвижной службы (1966 и 1978 гг.) и мор­
ской подвижной службы (1.967 и 1974 гг.).
В . 1979 г. состоялась Всемирная Административная
радиоконференция (ВАКР-79) с участием 142 стран,
которая уточнила содержание этого важного сборника
международных документов.
Первое международное соглашение относилось к
распределению радиоканалов в диапазонах СВ и ДВ и
31


РадиослужSa
10
I—
9
1
Авиационная радионавигация
Морская радионавигация
2 34S678S
I III IMIНИИIlli
Килогерцы.
100
2 3456789
2 3456789
z 3456789
2 3456789
2 3456789
100
1
10
Авиационная• подвцжния(5ортовая,наземная)
Морская подвижная
Сухопутная подвижная
Стационарная-
Радиовещательная
Метеорологическая
Радиоастрономическая
Радиолокационная
•Космических исследований
Космической эксплуатации
Метеорологическая спутниковая
Радионавигация спутниковая
Подвижная спутниковая
Радиовещательная спутниковая
Стационарная спутниковая
Исследований Земли спутниковая
Межспутниковая
Стандартные частотыи сигналы времени
Пюдительская
Любительская спутниковая
Рис. 1 .1. Распределение полос радиочастотного ресурса по видам
было принято в 1906 г. (Берлин) с участием 29 стран.
Был согласован вид сигнала бедствия SOS и впервые
выделен для него радиоканал. Процесс дальнейшего
распределения РЧР продолжался на последующих меж­
дународных конференциях. В 1927 г. было согласовано
использование диапазона 10 кГц ... 60 МГц (Х'=5 м), в
1947 г. диапазона 10 кГц ... 40 ГГц (7,5 мм) и в
1971 г.—
10 кГц ... 275 ГГц (1,1 мм). Условной верх­
ней границей радиочастот принята частота 3000 ГГц.
:32


радиослужб в соответствии с международными соглашениями
Распределение полос по радиослужбам первого регио­
на (Европа, Африка, Советский Союз) представлено на
диаграмме рис. 1.1.
По решению ВАКР-79 общие границы распределен­
ных диапазонов (10 кГц ... 275 ГГц) оставлены неиз­
менными и сделаны лишь уточнения в распределении
полос для некоторых радиослужб. По -видимому, су­
щественного перераспределения частот уже быть не мо­
жет, поскольку установились определенные принципы
3—3426
33


распределения и сделаны большие капиталовложения в
существующие радиосредства, созданные в соответст­
вии с этими принципами.
Приведем некоторые данные, характеризующие использование
РЧР различными радиослужбами.
Радиовещание в Европе на СВ и ДВ (гектометровые и кило­
метровые волны). В 1933 г. в Европе планировалось иметь всего
13 передатчиков мощностью , по 100 кВт и более,но уже через 6 лет
работало 69 таких передатчиков. Послевоенный план 1948 г. был
Ч
и
с
л
о
р
а
в
и
о
п
е
р
е
д
а
т
ч
и
м
в
,
т
ы
с
.
Рис. 1 .2 . Диаграмма роста числа
КВ радиопередатчиков в мире по
данным Международного коми­
тета регистрации частот (МКРЧ)
Рис. 1.3. Диаграмма роста чис
ла телевизионных передатчи
коввСССРза25лет
рассчитан на 600 передатчиков общей мощностью 16,2 МВт, но
реальный процесс развития - передающей сети значительно превысил
план и в 1970 г. работало 1400 передатчиков общей мощностью
40 МВт, причем развитие системы УКВ вещания не затормозило
этот процесс. План 1975 г. был рассчитан уже на 185 передатчиков
мощностью по 500 кВт и более.
Радиосвязь и радиовещание в КВ диапазоне (декаметровые вол­
ны). Число КВ передатчиков особенно быстро увеличивалось после
второй мировой войны. При условном ресурсе КВ диапазона 9000
однополосных каналов (по 3 кГц) к началу 1975 г. во всем мире
работало свыше 800 тыс. передатчиков (рис. 1.2), из них не менее
тысячи мощностью 50... 100 кВт и более. По данным МКРЧ число-
34


КВ передатчиков продолжает увеличиваться (примерно на 20 тыс.
в год), хотя, очевидно, что уровни станционных помех и загрузка
радиоканалов диапазона излучениями непрерывно возрастают. Как
следствие, неизбежна работа КВ передатчиков на совмещенных и
смежных частотах. МКРЧ проводит анализ загрузки КВ диапазона
путем обработки обширной информации о пространственном разме­
щении передатчиков, их технических характеристиках, расписаниях
передач, факторах, влияющих на распространение волн и другой
информации.
Распространение радиоволн в КВ диапазоне имеет известные
особенности, из-за которых уровни сигналов (полезных и мешаю­
щих) имеют случайную природу, зависящую от многих причин, в пер­
вую очередь, от длины волны, времени года и времени суток. .На
загрузку КВ диапазона значительное влияние оказывают также
индустриальные и атмосферные помехи, которые детально изучают­
ся [25, 26, 27]. Все это позволяет сделать вывод, что загрузка
КВ диапазона имеет статистический характер, (вследствие чего для
обеспечения надежной радиосвязи в этом диапазоне необходимо
тщательно учитывать множество факторов [28].
В целях улучшения условий загрузки КВ диапазона в 50-х гг .
начал использоваться принцип работы на одной боковой полосе
(ОБП), Сначала он распространился в магистральных линиях свя­
зи, а затем в морской радиослужбе. С 1978 г. по решению
ВАКР-В-78 на ОБП переводится КВ аппаратура авиационной ра­
диосвязи с окончанием этого процесса в 1983 г.
Радиовещание и телевидение в метровом и дециметровом диа­
пазонах. В Западной Европе в дециметровом диапазоне в 1971 г.
работало 2300 телевизионных передатчиков и в метровом диапазоне
в 70-х гг . ежегодно вводилось в эксплуатацию 60 вещательных ЧМ
передатчиков. При анализе возможности приема любой программы
приходится учитывать вероятность влияния помех от 100 других
передатчиков. Загрузка излучениями полосы частот в метровом
диапазоне, выделенной для УКВ ЧМ вещания, достигла критиче­
ского значения, причем эта полоса частот примыкает к полосе, вы­
деленной для радиосвязи в гражданской авиации, в результате
чего возможны помехи значительного уровня. В большинстве горо­
дов США практически исчерпан ресурс радиоканалов для новых
передатчиков в метровом и дециметровом диапазонах.
В СССР в 1955 г. действовало всего 12 телевизионных пере­
датчиков, а в 1980 г. работало уже 117 телецентров н 3330 ретран­
сляторов, т. е. за 25 лет число передатчиков увеличилось почти
в 300 раз (рис. 1.3).
Подвижные службы радиосвязи в метровом и дециметровом
диапазонах. Подвижные средства радиосвязи широко используются
в диспетчерских службах различных видов транспорта — автомо­
бильном, железнодорожном, авиационном, морском, речном, в по­
жарной охране, милиции, скорой помощи, такси, охране лесов, строи­
тельстве газопроводов, промышленных предприятий и в других
службах. В США в 1950 г. использовалось 180 тыс. подвижных
радиостанций, а в 1975 г. — 7856 тыс., т. е . за 25 лет число их
увеличилось более чем в 40 раз. Предполагается, что в 1981 г.
таких радиостанций было около 9 миллионов, и .число их продол­
жает расти, несмотря на практическое отсутствие радиоканалов, сво­
бодных от помех. Большая потребность в подвижных радиослуж­
бах привела в США к необходимости передать этим службам по-
35


лосу частот 806... 847 МГц, предназначенную ранее для телеви­
дения.
За (последние 10... 15 лет наблюдается увеличение числа под­
вижных радиооредств на 12... 15% ежегодно во всех индустриаль­
но развитых капиталистических странах — ФРГ, Англии, Канаде
и др. Например, в Японии число подвижных радиопередатчиков
в 1978 г. достигло 1,5 млн., что привело к чрезмерной загрузке вы­
деленных диапазонов, если учесть ограниченность территории ин­
дустриальной части страны, в пределах которой возможно повто­
рять частоты радиоканалов при их распределении. По прогнозам
датской фирмы Сторно число подвижных радиостанций в США
к 1990 г. по сравнению с 1975 г. может удвоиться, в Швеции утро­
иться и в Финляндии возрасти почти в 7 раз.
Предполагается, что в целом за период 1975... 2000 гг. число
подвижных радиостанций в промышленно развитых странах возрас­
тет в 5... 7 раз, что вызывает необходимость разработки более
эффективных методов пользования частотным ресурсом и освоения
для таких радиостанций диапазонов выше 1 ГГц, несмотря на воз­
растающие сложности из-за условий-рдолространения радиоволн на
этих частотах. Перспективным направлением развития • систем под­
вижной связи является применение ИСЗ «на геостационарной ор­
бите, в первую очередь для морокой (система «Морсат») и авиа­
ционной (система «Аэросат») дальней связи. По международным
соглашениям для морской системы выделены полосы частот
1539.. . 1533 МГц, 1535... 1544 МГц (космос — Земля) и
1625.5.. . 1645,5 МГц (Земля—космос), а для авиационной — по­
лосы частот 1545 ... 1559 МГц (космос — Земля) и 1646,5 ...
.. .1660,5 МГц (Земля — космос). Такие системы начинают актив­
но развиваться.
Для характеристики процесса использования РЧР в полосах
частот для подвижных радиосредств отметим изменения в стан­
дартном разносе частот между соседними каналами. Двадцать пять
лет назад типичным разносом был частотный промежуток 100 кГц,
затем он был уменьшен до 50- кГц, а теперь до 25 кГц даже на
частотах выше 1 ГГц для морской и авиационной связи через ИСЗ.
В ФРГ многие подвижные радиосредства работают с разносом
20 кГц. В Англии в диапазоне 105... 173 МГц принят разнос
12,5 кГц [29]. Однако формальное уменьшение величины разноса
еще не означает повышения эффективности использования РЧР.
Для того чтобы реализовать технико-экономический эффект ют при­
менения более уплотненной сетки частот, необходимо усовершен­
ствовать характеристики ЭМС (см. гл. 3) подвижных радиосредств
и прежде всего значительно улучшить эффективную избиратель­
ность приемников, снизить уровни шумовых и внеполосных излуче­
ний передатчиков, в, ряде случаев повысить стабильность частоты
радиолинии в целом. При соответствующем усовершенствовании
параметров ЭМС можно предположить, что сетка частот в 12,5 кГц
станет в скором будущем типичной для подвижных средств в- диа­
пазоне ниже 500 МГц.
В связи с широким применением систем подвижной радиосвязи
в различных народнохозяйственных отраслях каждой страны резко
возрастает и общее число используемых радиоканалов. Например,
в ФРГ в 1957 г. использовалось 30 тыс. радиоканалов, а в 1977 г.
более 600 тыс., т. е. за 20 лет число используемых радиоканалов
увеличилось’ в 20 раз. В настоящее время число используемых ра-
36


диоканалов увеличивается в среднем примерно на 15... 17%
в год [30].
Диапазон СВЧ от 1 ГГц и выше. До последнего времени счи­
талось, что чрезмерное использование РЧР имеет место лишь в диа*
пазоиах частот ниже 1 ГГц. Теперь есть сведения о том, что РЧР
чрезмерно используется в полосах частот около значений 4, 6 и
8 ГГц. В связи с развитием гражданской авиации значительно воз­
росла загрузка излучениями полос частот, выделенных для радио­
локационной службы. Например, в полосе частот 2,7... 2,9 ГГц
вокруг города Лос-Анджелес (США) в радиусе 370 км в системах
управления воздушным движением действуют 30 РЛС, что ослож­
няет их нормальное функционирование из-за помех . В США и Япо­
нии чрезмерно загружены участки частот около значений 4 и 6 ГГц,
выделенные для радиорелейных линий (РРЛ). Аналогичная ситуа­
ция наблюдается в этих участках частот в Канаде и ряде евро­
пейских стран. Почти все радиосистемы, работающие в диапазоне
от 1 ГГц и выше (РРЛ, РЛС и космические), являются широко­
полосными, что и определяет степень использования РЧР. С разви­
тием систем космической связи с помощью ИСЗ на геостационарной
орбите (35 780 км над Землей) использование РЧР в диапазонах
СВЧ существенно увеличилось. Ввиду ограниченности РЧР выде­
ление полос частот для таких систем оказалось возможным в тех
же участках СВЧ диапазонов, которые используются наземными
РРЛ. Совместное и одновременное пользование радиочастотным ре­
сурсом в одних и тех же полосах частот («совмещенные полосы»)
как системами РРЛ, так и системами космической связи без не­
допустимых помех от каждой системы другим системам оказалось
возможным благодаря рациональному ограничению мощности из­
лучения в каждой системе и пространственному разделению систем
с помощью высоконаправленных антенн. Соответствующие техни­
ческие требования, обеспечивающие совместную загрузку полос ча­
стот 3,4... 4,2 ГГц, 5,8... 6,425 ГГц, 7,25 ... 7,75 ГГц и 8,025...
. . . 8,5 ГГц, определяются международными соглашениями. Для
развития космических систем связи согласована возможность поль­
зования более высокочастотными полосами, а именно: 10,95...
...
11,2 ГГц; 12,5 ... 12,75 ГГц; . 14,175 ... 14,3 ГГц; 14,4 ...
.. .1 4,5 ГГц; 27,5... 31 ГГц. Эти полосы пока еще не загружены .
При совместной работе большого числа систем космической
связи в одной полосе частот ее загрузка излученьями зависит от
возможного количества таких систем, т. е. от возможного числа
спутников связи на геостационарной орбите. Минимальное рас­
стояние между соседними ИСЗ на этой орбите определяется допу­
стимым уровнем помех от каждой системы другим системам, что и
ограничивает максимально возможное число спутников на орбите.
Хотя космические системы начали создаваться различными странами
примерно 15 лет назад, уже в 1980 г. на геостационарной орбите
действовали около ста ИСЗ, что близко к максимально возможному
их числу на такой орбите' при существующем уровне техники ис­
полнения систем космической связи.
1.3. УПРАВЛЕНИЕ РЕСУРСОМ
Всего девяносто лет назад человечество и не подо­
зревало о существовании РЧР. Сейчас каждый человек
прямо или косвенно пользуется этим ресурсом. Совре­
37


менное общество нельзя представить без возможности
использования РЧР для удовлетворения своих потреб­
ностей.
Процесс использования РЧР прошел различные ста­
дии от простого выбора свободного радиоканала или
согласованного распределения радиоканалов до слож­
ной системы «управления радиочастотным ресурсом».
Под этим термином следует понимать комплекс органи-
Рис. 1 .4. Основные направления решения задачи «управления радио­
частотным ресурсом»
зационных и технических мероприятий, направленных
на совместное пользование радиочастотным ресурсом
все возрастающим числом потребителей при обеспече­
нии ЭМС применяемых РЭС.
Круг вопросов, связанных с задачей управления
РЧР, схематически представлен на рис. 1.4.
38


Отметим, что задача управления РЧР’ решается в
трех'направлениях —организационном, техническом и
экономическом. Основные концепции этих направлений
разработаны с различной степенью.
Достаточно четко определились организационные
принципы: распределение полос радиочастот (allocati­
on), т. е . представление радиослужбам различного на­
значения права пользования определенными полосами
частот; выделение полос частот или частот отдельных
радиоканалов (allotment), т. е . предоставление разре­
шения на право пользования полосой радиочастот или
частотой отдельного радиоканала для вновь создавае­
мых (приобретаемых) радиоэлектронных средств и на­
значение полос частот или частоты радиоканала
(assignment), т. е. предоставление разрешения (выда­
ча лицензий) на право пользования радиоканалом с
определенной частотой для эксплуатируемых РЭС.
Организационные принципы распределения, выделе­
ния и назначения полос частот в международном масш­
табе закреплены международными соглашениями,
которые являются основой для национального законода­
тельства в масштабах каждой страны. Законодательст­
во в области пользования РЧР реализуют соответству­
ющие административные органы (в. Советском Союзе
«Государственная комиссия по радиочастотам СССР»,
сокращенно ГКРЧ СССР), которые разрабатывают ор­
ганизационные принципы управления ресурсом и соот­
ветственно нормативную документацию, действующую
в национальных масштабах.
Организационно-административный аспект связан с
правом распределения и назначения рабочей частоты
РЭС и возможностью маневрирования в определенных
пределах частотными, пространственными и временны­
ми факторами, определяющими совместную и независи­
мую друг от друга работу различных РЭС. Организа­
ционный принцип является исходным для обеспечения
ЭМС в конкретных условиях эксплуатации РЭС. Одна­
ко он может быть реализован только при определенных
технических характеристиках (параметрах) РЭС, в
том числе и таких, которые влияют на ЭМС.
РЧР может быть распределен при разных видах
разноса (разделения) между радиосредствами:
разнос по частоте, когда радиосредства могут рабо-
39


тать одновременно, в том числе в одном месте, но в
разных радиоканалах;
разнос по радиопространству, когда радиосредства
могут работать одновременно и в одинаковых радиока­
налах, но занимать различные радиопространства; в
частности, разнос по радиопространству означает воз­
можность присвоения нескольким радиостанциям одной
и той же частоты радиоканала при условии, что они
размещены на определенных расстояниях
*
друг от друга;
разнос по времени, когда средства могут работать в
одних и тех же радиоканалах и (или) занимать одно и
то же радиопространство, но в разное время.
При всех видах разносов между средствами для
повышения эффективности использования РЧР надо со­
вершенствовать организационные принципы пользова­
ния ресурсом и технические характеристики (парамет­
ры) средства, влияющие на его ЭМС. По признаку раз­
носа по частоте полоса частот излучения полезного
сигнала должна быть по возможности минимальной, а
частота излучения иметь высокую стабильность. По
признаку пространственного разноса мощность излуче­
ния полезного сигнала должна быть достаточной ^для
его передачи на заданное расстояние без излишнего
расширения радиопространства. При возможности на­
правленного излучения радиопространство должно
быть минимальным, что означает необходимость совер­
шенствования диаграммы, направленности.
По признаку разноса по времени необходимо разли­
чать три аспекта. Первый из них соответствует таким
условиям работы средств, при которых они могут нор­
мально выполнять свои функции, работая поочередно
во времени. В этом случае задача «разноса» средств
решается при их эксплуатации (или разрабатывается в
процессе их проектирования) путем сравнительно про­
стых организационных мероприятий по распределению
времени функционирования. Очевидно, что этот аспект
не относится к задаче обеспечения ЭМС, поскольку
средства не функционируют одновременно. Не случайно
определение существа понятия «ЭМС радиоэлектрон­
ных средств» (ГОСТ 23611-79) содержит важный приз­
нак одновременности функционирования средств.
Второй аспект соответствует такой ситуации, когда
для обеспечения возможности функционирования одно­
го средства приходится прекращать работу другого
40


средства, несмотря на ее необходимость. При этом при­
ходится определять приоритет одного средства относи­
тельного другого по его функциональному назначению.
Очевидно, что такой аспект временного разноса не име­
ет отношения к задаче обеспечения ЭМС, поскольку
средства не работают совместно и одновременно.
Третий аспект соответствует определению возможно­
го временного разноса средств такого типа, которые
нормально функционируют с некоторой дискретностью
передаваемых сообщений во времени. Это характерно,
например, для подвижных средств в системах радио­
связи, где, как правило, длительность сеанса передачи
сообщения ограничена и время пауз между сеансами
значительно, причем отрезки времени сеансов и пауз
являются случайными величинами. Если среднее время
длительности сеансов мало, а среднее время длительно­
сти пауз, наоборот, велико, то мала и вероятность воз­
никновения помех, поскольку она определяется совпа­
дением во времени (частичным или полным) сеансов
работы средств, из которых одно является источником
помех, а другое рецептором. Учет вероятностно-времен­
ного фактора позволяет, например, уменьшить прост­
ранственный разнос между средствами по сравнению с
разносом, рассчитанным из условий непрерывной рабо­
ты средств, и (или) уменьшить частотный разнос, уста­
новленный из тех же условий. Практически это приво­
дит к возможности, например, сократить расстояние
между средствами, работающими на одной и той же ча­
стоте радиоканала. Очевидно, что такой аспект времен­
ного разноса имеет отношение к задаче обеспечения
ЭМС средств, поскольку связан с вероятностью одно­
временной работы средств. Очевидно также, что учет
вероятностно-временного фактора позволяет более эф­
фективно распределять РЧР сравнительно с распреде­
лением, основанным на непрерывной работе средств.
Еще одной иллюстрацией значения временного раз­
носа, как фактора, влияющего на обеспечение ЭМС,
может явиться пример анализа помех между двумя
РЛС, работающими в одном и том же радиоканале и
имеющими антенны, сканирующие в азимутальной
плоскости. Если пространственный разнос между ними
сократить до расстояния, при котором еще можно пре­
небрегать помехами, созданными излучениями и соот­
ветственно приемом по боковым лепесткам ДН антенн
41


обеих РЛС, то при ширине основных лучей 10° вероят­
ность появления помех при совпадении этих лучей рав­
на всего 0,08% [43].
Понятие об эффективном использовании ресурса
должно подразумевать и возможность его перераспре­
деления на основе технико-экономической оценки по­
требности в определенных видах радиослужб и их зна­
чимости для экономики страны. Примером этого явля­
ется передача в США полосы частот (диапазон ДМВ)
от службы телевидения службе подвижной наземной
системы радиосвязи.
Совместное пользование одной и той же полосой ча­
стот (одинаковыми радиоканалами) различными радио­
службами в настоящее время приобретает все возра­
стающее значение вследствие ограниченности РЧР. Ра­
бота на совмещенных частотах возможна при условии
обеспечения разноса по радиопространству. Однако его
осуществление связано с необходимостью детального
анализа технической возможности обеспечения ЭМС
каждого средства, как вновь используемого, так и на­
ходящегося в эксплуатации. Вследствие этого все бо­
лее существенными становятся организационно-техниче­
ские концепции «управления РЧР», относящиеся, в
первую очередь, к анализу параметров ЭМС радиопе­
редающих, радиоприемных и антенных устройств (см.
гл. 3) и соответственно к анализу распространения ра­
диоволн в рассматриваемых полосах частот 'и в кон­
кретных пространственных условиях. Техническим кон­
цепциям управления РЧР уделяется большое внимание
в текущей литературе и отчетах (рекомендациях)
МККР [31].
При управлении РЧР анализ параметров ЭМС про­
водится по результатам их измерений и теоретических
расчетов на базе математических моделей. При этом
учитываются многие эмпирические данные, накоплен­
ные в результате эксплуатации радиосредств в полосах
частот, в пределах которых осуществляется назначение
частоты радиоканала. Значение технических рекоменда­
ций, а следовательно, и эффективность принимаемых
решений по назначению частот радиоканалов тем боль­
ше, чем достовернее и точнее данные о параметрах
ЭМС и о распространении радиоволн в конкретных ус­
ловиях. Поэтому особое внимание придается сбору и
обработке информации о технических факторах обеспе-
42


чения ЭМС, которые накапливаются в результате прак­
тики использования радиочастотного ресурса. В целом
такую информацию следует выделять особо, отделяя ее
от информации организационного характера, связанную
с планированием сетей различных радиослужб и про­
цессом назначения частот.
Результаты сбора и обработки информации техни­
ческого и организационного характера используются
при создании нормативно-технической документации
(НТД), относящейся как к техническим параметрам
ЭМС радиосредств, так и к организационным принци­
пам управления РЧР. При создании национальной
НТД учитываются международные документы, в пер­
вую очередь .«Регламент радиосвязи». Национальная
НТД в ряде случаев развивает рекомендации, изложен­
ные в таких документах, например, в части совершенст­
вования требований к параметрам ЭМС применяемых
средств («Нормы» как раздел НТД).
Важными техническими рекомендациями по управ­
лению РЧР являются методы более эффективного поль­
зования ресурсом (например, применение однополосных
систем по сравнению с двухполосными), перспективные:
требования к параметрам ЭМС РЭС, методы контроля
пользования ресурсом и др. К важным организацион­
ным рекомендациям можно отнести методы сбора и об­
работки информации об использовании и параметрах
ЭМС радиосредств, методы применения вычислитель­
ной техники при распределении, выделении и назначе­
нии частот радиоканалов, методы планирования все
возрастающего использования РЧР, методы прогнози­
рования дальнейшей эксплуатации РЧР (например, до
2000-го года) и др. Заметим, что прогнозирование экс­
плуатации РЧР тесно связано с экономической концеп­
цией, поскольку капиталовложения в новые радиосред­
ства непрерывно увеличиваются и было бы ошибочным
не предусматривать обеспечение ЭМС этих средств.
Однако экономические концепции управления РЧР
до сих пор разрабатываются слабо. В литературе отме­
чается, что эксплуатация обществом природных ресур­
сов осуществляется на экономической основе, в то вре­
мя как эксплуатация РЧР не имеет такой основы [32].
Бесплатное пользование РЧР уменьшает возможности
совершенствования принципов его эксплуатации. Пред­
лагается разработать такие условия пользования РЧР
43


потребителем, при которых он был бы экономически за­
интересован в совершенствовании радиосредств по па­
раметрам, определяющим наилучшее использование
РЧР при передаче (приеме) требуемого объема инфор­
мации. Иными словами, потребитель должен быть за­
интересован в излучении с наименьшей полосой частот
(в том числе с наименьшей полосой побочных и внепо­
лосных излучений), с наименьшей мощностью и наи­
большей направленностью излучения. Экономическая
заинтересованность потребителя должна быть и в со­
вершенствовании параметров ЭМС приемных устройств,
определяющих помехоустойчивость и помехозащищен­
ность приема. Существующая в настоящее время ко­
свенная заинтересованность потребителя в совершенст­
вовании упомянутых параметров, которая проявляется
лишь в необходимости выполнения стандартов и другой
обязательной НТД, очевидно, недостаточна для эффек­
тивного управления ресурсом.
Недостаточно разработаны методы определения эко­
номического ущерба при эксплуатации РЧР посредст­
вом РЭС с несовершенными параметрами ЭМС. Если
потребитель эксплуатирует РЧР в большей степени
(например, за счет, побочных излучений и чрезмерного
радиопространства), чем это необходимо для передачи
(приема) соответствующей информации, то экономиче­
ский ущерб проявляется в непроизводительном пользо­
вании ресурсом и «отказе» в ресурсе другому потреби­
телю [33].
Некоторые исследователи отмечают, что целью си­
стемы управления РЧР должно быть обеспечение его
экономической эффективности. Предлагается ввести
понятие «экономическая эффективность пользования
ресурсом» (соответственно и понятие «техническая эф­
фективность»), -но определения такого понятия еще нет,
как и нет количественной оценки экономической эффек­
тивности [34].
Отметим, что до сих пор нет установившегося опре­
деления понятия «эффективность пользования радиоча­
стотным ресурсом». Существуют предложения по опре­
делению такого понятия, представляющие интерес, но
они несовершенны. Например, привлекает внимание,
критерий оценки эффективности посредством величины
(от 0 до 1) отношения АИд/АР, где АИд— использование
ресурса совершенной (идеальной) системой, Ар— ис-
44


пользование ресурса реальной (испытуемой) системой.
Такой критерий был предложен в 1968 г. [35], однако
до сих пор не ясен способ определения параметров
«совершенной системы».
Предлагается также «универсальный» критерий эф­
фективности использования радиочастот [22, 36] в виде
отношения Лпол/Лзагр, где Дпол — полезный результат
работы системы, измеряемый произведением дальности
действия радиолинии на объем информации в двоичных
единицах; Дзагр — загрузка в полосах основного и по­
бочного излучений и приема.. Не представляется воз­
можным согласиться с тем, что такой критерий являет­
ся «универсальным»,
поскольку отсутствует метод
сравнения «полезности результата» работы радио­
средств, различных по своему назначению и условиям
эксплуатации, а дальность действия радиолинии не яв­
ляется мерилом «пользы» разных средств. К тому же в
этом критерии отсутствует показатель «время», который
в некоторых системах, например в средствах подвиж­
ной радиослужбы, существенно влияет на использова­
ние РЧР.
Существуют и несколько отличающиеся от предыду­
щих определения эффективности пользования радиоча­
стотами [37], но и они не получили до сих пор согласо­
ванного признания.
Как уже упоминалось, задача управления радиоча­
стотным ресурсом значительно усложнилась, поскольку
необходимо устанавливать возможность обеспечения
ЭМС каждого радиосредства с множеством других
средств: Необходимость исчерпывающего анализа боль­
шого количества исходных данных и получения досто­
верного, с приемлемой точностью, результата расчетов
на базе математических моделей, а также необходи­
мость накопления (хранения) обширной первичной ин­
формации приводит к заключению, что система управ­
ления РЧР может дать ожидаемый эффект лишь при
использовании электронной вычислительной техники
[38, 39, 40, 41]. Например,,в ФРГ для указанной цели
применяется ЭВМ UNIVAC 1108/МР с больщим объ­
емом памяти и двумя блоками центрального процессо­
ра [30].
Подтверждением сложности решения задачи управ­
ления РЧР может служить схематически представлен­
ная на рис. 1.5 совокупность основных данных, являю-
45


щихся исходными (входные данные) для вычислений,
которые разделены на 5 категорий в виде следующих
файлов (массивов данных):
данные, определяющие электромагнитную обстанов­
ку (ЭМО), в которой может работать радиосредство с
присваиваемой частотой радиоканала (файл 1);
данные, о радиосредствах, на которые уже выданы
лицензии (файл 2);
Рис. 1 .5. Структурная схема решения задачи управления радиочас­
тотным ресурсом с помощью ЭВМ (ФРГ)
46


данные о. технических параметрах (характеристи­
ках) ЭМС средств, находящихся в эксплуатации
(файл 3);
данные о существующих рекомендациях, стандартах,
нормах и технических требованиях, содержащихся в
международной и национальной НТД (файл 4);
топографические данные, учитывающие профиль
местности, растительный покров и другие факторы,
необходимые для расчета условий распространения ра­
диоволн между передатчиком и приемником (файл 5).
При этом исходные данные используются для расче­
тов посредством заранее подготовленных моделей, со­
став (виды) которых подбирают в зависимости от ре­
шаемой задачи. Используемые в настоящее время мо­
дели разделяют на следующие основные виды:
модели возможных источников помех (моделируют­
ся параметры ЭМС передатчиков, приемников и ан­
тенн) ;
модели организационно-технических характеристик
радиосредств, действующих в определенных географи­
ческих условиях (используются как субмодели в моде­
лях назначения частот);
модели назначения частот, основанные на учете
требований НТД организационного характера (расчеты
возможного обеспечения ЭМС базируются на сущест­
вующих и будущих назначениях или присвоениях ча­
стот радиоканалов);
модели затухания радиоволн при распространении
на действительной трассе; поскольку значения затуха­
ния зависят от частоты, то используется серия моделей;
модели территориального размещения средств и оп­
ределения площадей обслуживания передатчиками с
учетом топографических данных;
модели расчетов мощностей полезного и мешающего
сигналов и соответствующих отношений сигнал-помеха;
если имеются данные о возможных изменениях уровней
этих сигналов, то расчет критериев ЭМС выполняется в
зависимости от наличия или отсутствия таких условий.
По мере накопления данных ряд моделей со­
вершенствуется. Например, уточняются модели расчета
площади, действительно обслуживаемой радиовеща­
тельным передатчиком с учетом соответствующих за­
щитных отношений, т. е. допустимых для определенного
качества приема отношений уровня полезного сигнала
47


к возможному уровню помех на границе зоны, обслу­
живаемой данным передатчиком. Входные данные с те­
чением времени обновляются и уточняются, для чего
используются соответствующие файлы. Уточняются и
справочные данные, например перечень присвоенных
частот, возможные частоты интермодуляционных помех
и др.Для системы управления РЧР, выделенным конкрет­
ной радиослужбе, целесообразно разрабатывать про­
граммы расчетов в пакетном виде (набор программ с
определенной последовательностью исполнения). Комп­
лекс входных данных, накапливаемых со временем, так-
X
О
в
о
д
у
д
а
н
н
ы
х
Рис. 1.6 . Структурная схема совокупности входных данных для
решения задачи управления РЧР в службе радиолокации (ФРГ)
же целесообразно представлять в соответственно обра­
ботанном виде. Для иллюстрации на рис . 1 .6 приведена
совокупность входных данных, необходимых для расче­
та критериев ЭМС при назначении частот средствам
службы радиолокации гражданского назначения. Для
определения ЭМО нзкзпливзют следующие данные,
о мешающих сигналах как от средств своей службы,
так и от средств служб, работающих в соседних поло­
сах частот, а также служб, передатчики которых созда­
ют гармоники с частотами в рассматриваемой полосе
РЧР; о параметрах ЭМС средств своей службы и
средств других служб, создающих мешающие сигналы;
о требованиях НТД к параметрам (характеристикам)
ЭМС; данные административного значения о держате­
ле


лях лицензий, демографических показателях, условных
обозначениях и др.
В заключение настоящей главы отметим, что науч­
ное прогнозирование использования радиочастотного-
ресурса до 2000-го года и далее пока не получило
должного развития. Однако экономическое значение та­
кого прогноза велико, так как ограничения в пользова­
нии радиочастотным ресурсом могут отрицательно ска­
заться на перспективах развития многих отраслей на­
родного хозяйства. В прогнозах должен учитываться ц
демографический аспект, поскольку за тот же .срок
предполагается значительный рост населения, что по­
влечет за собой еще более увеличенную потребность в
частотном ресурсе. В прогнозах существенную роль
должен играть и экономический аспект, поскольку в
тот же отрезок времени ожидаются большие капитало­
вложения в новые радиоэлектронные и электронные
средства и было бы ошибочным не предусматривать
обеспечение ЭМС таких средств.
Глава 2. НЕПРЕДНАМЕРЕННЫЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОМЕХИ
Как и теплота, только в другом
роде, электричество некоторым об­
разом вездесуще... Чем тщатель­
нее мы изучаем самые различные
процессы природы, тем чаще на­
талкиваемся при этом на следы-
электричества.
Ф. Энгельс
2.1. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ПОНЯТИИ
Электромагнитные помехи (ЭМП) представляют со­
бой электромагнитные, электрические и магнитные яв­
ления (процессы), созданные любым источником в про­
странстве или проводящей среде, которые нежелатель­
но влияют или могут влиять на полезный сигнал при'
его приеме и (или) преобразовании к определенному
виду [42]. При распространении этого понятия на об -
4—3426
49


ласть ЭМС радиоэлектронных и электронных средств
вводится ограничение, подразумевающее под «любым
источником» лишь источники непреднамеренных ЭМП,
в том числе радиостанции, излучения которых через ан­
тенну, являясь полезными для приемника определенного
назначения, одновременно могут оказаться помехами
(«мешающими сигналами») для приемников других на­
значений. В связи с тем, что ЭМП влияют не только на
Рис. 2.1. Основные направления анализа непреднамеренных электро
магнитных помех
радиоприемные, но и на другие технические устройства,
в целях общности можно пользоваться термином «ре­
цептор», подразумевая, что он выражает понятие о лю­
бом техническом устройстве (средстве), реагирующем
на полезный сигнал и (или) на помеху.
Теоретический и практический анализ НЭМП —
важный раздел проблемы обеспечения ЭМС РЭС.
Комплекс вопросов, возникающих при таком анализе,
и взаимосвязь между ними иллюстрирует рис. 2.1, на
котором пунктирной линией отражена практическая
сторона анализа, а сплошной линией — теоретическая.
При теоретическом, изучении параметров НЭМП во
многих случаях разрабатывают математические моде­
ли, позволяющие определять величину параметров. Ба­
зой для моделирования является практика сбора и ста­
тистической обработки экспериментальных результатов
50


изучения помех. В тех случаях, когда информация о
характеристиках НЭМП недостаточна для построения
модели, как правило, необходимы дополнительные экс­
перименты.
Характерной особенностью НЭМП, если исключить
частные случаи, является их вероятностная природа.
Это приводит к необходимости Статистического подхода
при анализе, измерениях, моделировании и определении
их параметров. Моделирование позволяет обнаруживать
общие закономерности в процессах возникновения
НЭМП и их действия на рецепторы с учетом допустимых
отношений сигнал-помеха на входе (или выходе) рецеп­
тора. Знание общих закономерностей необходимо при
статистическом подходе к обоснованию НТД, содержа­
щей стандартные требования (нормы) на допустимые
уровни станционных и индустриальных помех в выходных
цепях их источников. ’Стандартные требования, в свою
очередь, являются исходным условием для оценки эф­
фективности устройств, ослабляющих (подавляющих)
помехи в их источниках или на пути распространения.
Моделирование НЭМП позволяет уточнять общие и
частные методы измерения различных видов помех. На
базе таких методов разрабатывают принципы построе­
ния специальной измерительной аппаратуры и конкрет­
ные способы измерения НЭМП. В свою очередь, требо­
вания к способам измерения НЭМП и измерительным-
приборам стандартизуют с целью реализации сопоста­
вимых и повторяемых результатов измерений, выпол­
ненных в различных условиях.
Большое практическое значение для стандартизации,
требований к допустимым уровням НЭМП, измеритель­
ной аппаратуре и способам измерений помех имеют ре­
комендации, разработанные международными органи­
зациями МЭК, СИСПР и МККР, обобщающими опыт
индустриально развитых стран. Эти рекомендации, как
правило, принимаются за основу при создании нацио­
нальных стандартов, выпускаемых во многих странах.
В ряде случаев рекомендации международных органи­
заций являются как бы нижним пределом, с учетом ко­
торого создаются национальные стандарты, содержащие
требования, более жесткие по уровням и расширенные
по диапазону частот.
Понятие о НЭМП является родовым для многочис­
ленных понятий о видах помех. Общепринятой класси -
4*
51


Классификация непреднамеренных электромагнитных помех
Таблица 2
Классификационный
признак
Вид НЭМП
Источник помехи
Станционная, индустриальная, естественная,
контактная
Среда распростране­
ния
Излучаемая, кондуктивная
Частота
’ Высокочастотная, низкочастотная
Проявление во вре­
мени
Непрерывная, длительная, непродолжитель­
ная, кратковременная, регулярная, нерегу­
лярная, случайная стационарная, случайная
нестационарная
Энергетический спектр Синусоидальная, импульсная, флуктуацион­
ная, модулированная
Отношение к рецеп­
тору
Узкополосная,-
широкополосная, внешняя,
внутренняя, межсистемная, внутрисистем­
ная, аддитивная, мультипликативная, сим­
метричная, несимметричная
Отношение рецептора
к помехе
Блокирующая, перекрестная, интермодуля­
ционная, допустимая, недопустимая, прием­
лемая
фикации НЭМП еще не существует, хотя и очевидно,
что их изучение не может быть систематичным и пол­
ным без научно обоснованной классификации. В ка­
честве первого шага к созданию классификации пред­
ставляется целесообразным систематизировать НЭМП
по 7 основным признакам (табл. 2 .1).
1. По признаку источника помехи:
станционная, созданная радиостанцией, излучающей
'помеху через антенну *; распространенное название та-
кой помехи «мешающий сигнал»; он может проявлять
свое действие как на частоте настройки рецептора
* Станционная помеха в литературе нередко обозначается как
«взаимная помеха», что нельзя признать правильным, поскольку ре­
цептор не создает «взаимно» (т. е. согласованно, в ответ) помеху
источнику помехи.
J52


(приемника), так и на частоте «соседнего канала», но­
минальная частота которого является соседней к часто­
те настройки приемника согласно принятой расстановке
частот радиоканалов в данной радиослужбе; мешаю­
щий сигнал создается основным излучением мешающе­
го передатчика, или его гармоникой, или его шумовым
излучением и т. д.; мешающий сигнал может создать,
например, «блокирующую помеху», а два (и более) ме­
шающих сигнала в соседних каналах могут создать
«интермодуляционную помеху» (гл. 3); мешающий сиг­
нал может быть создан также излучением гетеродина
приемника;
индустриальная, созданная электротехническим, ра­
диоэлектронным (помимо излучения передатчика через
ВЧ тракт) или электронным устройством; как правило,
индустриальная помеха имеет импульсный характер,
особенности которого зависят от типа конкретного
устройства промышленного, медицинского, научного и
бытового назначения (электродвигатель, генератор ВЧ
нагрева, электросварочный аппарат, линия электропе­
редачи, двигатель с электрозажиганием и т. п .); резко
выраженный импульсный характер имеет «коммутаци­
онная помеха», возникающая при размыкании и замы­
кании цепей электропитания (с дуговым разрядом или
без него), что приводит к нестационарным процессам в
этих цепях и в итоге проявляется в виде НЭМП; пере­
чень устройств, создающих индустриальные помехи,
приводится в литературе [43, 44];
естественная, созданная источником естественного
происхождения; в зависимости от характера естествен­
ного процесса такая помеха может быть атмосферной,
возникающей из-за электромагнитных процессов в ат­
мосфере, космической, возникающей вследствие радио­
излучений космических тел (Солнце, звезды) и Галак­
тики, и электростатической, возникающей вследствие
электризации конструкционных элементов (например,
летательного аппарата) и соответственно, токов стека­
ния накопленных электрических зарядов и искровых
разрядов между элементами конструкции;
контактная, созданная в результате воздействия
электромагнитного поля радиопередатчика на токопро­
водящий механический контакт с переменным сопротив­
лением, который является переизлучателем электромаг­
нитного поля. Наличие таких контактов характерно для
53


движущегося объекта (корабль, автомашина, самолет,
железнодорожный транспорт и т. п .), на котором дейст­
вуют передающие и приемные РЭС. Во время работы
передатчика контактные помехи влияют на рецептор,
установленный на том же подвижном объекте, причем,
как правило} такое влияние тем больше, чем больше
скорость объекта. Первичной причиной возникновения
контактной помехи является излучение передатчика,
воздействующее на контакт, и вторичной — излучение
от такого контакта. При классификации НЭМП по при­
знаку источника контактные помехи нельзя отнести ни
к индустриальным, ни к станционным помехам; их сле­
дует считать отдельным видом. От станционной помехи
(излучение радиопередатчика) контактная помеха су­
щественно отличается своим энергетическим спектром,
а от индустриальной — наличием несовершенных меха­
нических контактов с переменным сопротивлением, что
не свойственно электротехническим, радиоэлектронным
и электронным устройствам.
2. По признаку среды распространения:
излучаемая, т. е. помеха, распространяющаяся в
пространстве;
кондуктивная, т. е. помеха, распространяющаяся в
проводящих средах, например в электрических цепях
и металлических элементах конструкции изделий.
3. По частотному признаку:
высокочастотная (радиопомеха), т. е. помеха на ча­
стотах от 9 кГц и выше до оптического диапазона;
низкочастотная, т. е . помеха на частотах ниже
9 кГц; делить НЭМП по частотному признаку целесо­
образно в связи с тем, что электронные устройства в
отличие от радиотехнических обладают значительной
восприимчивостью к низкочастотным помехам.
4. По проявлению помехи во времени:
непрерывная,, уровень которой не уменьшается ниже
определенного порогового значения за время не менее
1с;
длительная, время действия которой больше 1 с;
непродолжительная, время действия которой мень­
ше1с;
кратковременная, время действия которой мень­
ше 0,2 с;
регулярная, появляющаяся . и исчезающая через
одинаковые (почти одинаковые) промежутки времени;
54


нерегулярная, появление и исчезновение которой
происходит через различные промежутки времени;
случайная стационарная, текущий процесс которой
имеет случайную природу, но происходит без сущест­
венных изменений во времени; такие помехи относятся
к гауссовому типу, их примером являются космические
шумы;
случайная нестационарная, текущий процесс которой
имеет случайную природу и протекает с существенными
изменениями во времени; это помехи негауссовые, их
примерами являются индустриальные помехи импульс­
ного характера от разнообразных источников, а также
атмосферные помехи от грозовых процессов.
При систематизации помех по их проявлению во
времени в ряде случаев учитывается, что продолжи­
тельность действия помехи зависит от реакции рецеп­
тора, особенно, если помеха случайная нестационарная;
при достаточно узкой полосе пропускания рецептора
(сравнительно с полосой спектра помехи) на его выхо­
де импульсы помех накладываются друг на друга даже
в том случае, если на его входе импульсы разделены
во времени. При систематизации помех важно знать,
где по отношению к рецептору регистрируются помехи.
5. По энергетическому спектру помехи:
синусоидальная, энергетический спектр которой оп­
ределяется синусоидальной (косинусоидальной) зави­
симостью; примером является «несущая частота» ра­
диопередатчика с непрерывным излучением;
импульсная, энергетический спектр которой в пре­
делах АЧХ системы во временной области является
либо дискретным, если определяется единичными и
разделенными во времени импульсами, либо сплошным,
если определяется импульсами, перекрывающимися во
времени; примером первого случая являются импульс­
ные излучения РЛС, последовательность которых опре­
деляется тактовой частотой; примером второго — инду­
стриальные помехи от многих видов источников и ат­
мосферные помехи, созданные грозовыми процессами
(случайные нестационарные помехи);
флуктуационная (шум), энергетический спектр ко­
торой (которого) определяется примерно постоянной
величиной в пределах АЧХ системы при регистрации
за сравнительно большое время; примерами являются
внутренние шумы радиоприемника, космические шумы
55


(шумовые излучения Солнца и Галактики), атмосфер­
ные шумы из-за абсорбционных процессов атмосферно­
го кислорода и атмосферных водяных паров, а также
шумовой фон индустриальных радиопомех при его ин­
тегральной оценке от многих источников на расстояни­
ях нескольких километров (ем. гл. 4);
модулированная — станционная помеха, энергети­
ческий спектр которой определяется регламентирован­
ным типом модуляции и соответствующим классом из­
лучений; примером являются излучения радиопередаю­
щих устройств, представляющие собой полезные
сигналы для определенного вида рецептора и мешаю­
щие — для других рецепторов .
6. По отношению помехи к рецептору:
узкополосная, ширина спектра которой меньше или
равна ширине полосы пропускания рецептора (напри­
мер, мешающий сигнал от однотипной радиостанции,
работающей в соседнем канале);
широкополосная, ширина спектра которой больше
ширины полосы пропускания рецептора (например,
контактная помеха или индустриальная импульсная
помеха);
внешняя, источник которой находится вне рецеп­
тора;
внутренняя, источник которой находится внутри ре­
цептора (например, шумы входного тракта приемника);
межсистемная, источник которой находится в систе­
ме, не относящейся к рассматриваемой системе, вклю­
чающей рецептор;
внутрисистемная, источник которой находится внут­
ри рассматриваемой системы, но вне рецептора;
аддитивная, действие которой на рецептор проявля­
ется в сложении с полезным сигналом (например, флу­
ктуационная помеха);
мультипликационная, действие которой на рецептор
изменяет комплексную структуру полезного сигнала за
счет наложения ее на комплексную огибающую некото­
рого случайного процесса, например, при замираниях
полезного и (или) мешающего сигналов;
симметричная, действие которой на рецептор про­
является между двумя зажимами источника индустри­
альных помех или между фазовыми проводами сети
питания рецептора (или любой другой электрической
цепи);
56


несимметричная, действие которой на рецептор про­
является между зажимом источника индустриальных
помех (или сети питания, или любой другой электри­
ческой сети) и землей.
7. По отношению рецептора к помехе:
блокирующая, проявляющаяся в изменении коэф­
фициента усиления принимаемого сигнала и. (или) от­
ношения сигнал-шум и возникающая в нелинейном
тракте приемника при действии мешающего сигнала,
частота которого находится вне полосы пропускания
приемника;
перекрестная, проявляющаяся в изменении структу­
ры принимаемого сигнала и возникающая в нелинейном
тракте приемника при действии модулированного ме­
шающего сигнала, частота которого находится вне
полосы пропускания приемника;
интермодуляционная — помеха в полосе пропуска­
ния приемника, возникающая, в его нелинейном тракте
при преобразовании двух или более мешающих сигна­
лов, частоты которых находятся вне полосы пропуска­
ния приемника;
допустимая, действие которой не снижает требуемое
качество' функционирования радиоэлектронного или
электронного средства;
недопустимая, действие которой снижает требуемое
качество функционирования радиоэлектронного или
электронного средства;
приемлемая, действие которой снижает требуемое
качество функционирования радиоэлектронного или
электронного средства до уровня, принятого удовлетво­
рительным в конкретно заданных условиях.
Перечисленные понятия о видах помех позволяют
характеризовать любую помеху совокупностью призна­
ков. Например, станционная помеха может быть излу­
чаемой, высокочастотной, непрерывной, модулирован­
ной, межсистемной, узкополосной, блокирующей и не­
допустимой. Индустриальная помеха может быть кон -
дуктивной, низкочастотной, кратковременной, импульс­
ной, широкополосной, внутренней, несимметричной и
допустимой. Совокупность признаков должна учиты­
ваться-при дальнейшем определении параметров НЭМП
и их количественных значений.
Описанная систематизация не учитывает полностью
все понятия о видах НЭМП, встречающиеся в практике
57


их анализа. Например, при определении действия кон­
дуктивных индустриальных помех на электронные-
средства (ЭВМ) пользуются такими понятиями, как
«перенапряжение» (выброс напряжения) и «провал на­
пряжения» сети питания.
2.2 . ПАРАМЕТРЫ
Знание параметров НЭМП необходимо для опреде­
ления возможного отношения сигнал-помеха при дейст­
вии помех на рецептор, установления стандартных тре­
бований к допустимым уровням помех и разработки
устройств, ослабляющих (подавляющих) помехи на
пути их распространения и на выходе их источников.
При детерминированных значениях параметров НЭМП
представления о них не выходят за пределы установив­
шихся понятий о мощности, напряжении, токе, напря­
женности поля, энергетическом спектре и др. Это отно­
сится к регулярным помехам от одного источника и
мешающим излучениям радиопередающего устройства
через его антенну — гармоникам, внеполосным излуче­
ниям и др. Вероятностная оценка в этих случаях связа­
на, главным образом, с производственными допусками
на параметр, что в общем случае характеризуется нор­
мальным распределением значений параметра.
Представления о параметрах НЭМП усложняются,
если они основаны на понятиях о случайных стационар­
ных и нестационарных электромагнитных процессах. То
же самое относится и к случаям одновременного дей­
ствия на рецептор помех от нескольких источников.
В таких случаях знание одного параметра помехи ока­
зывается недостаточным и для ее описания необходимо
знать несколько параметров. Параметры НЭМП
должны выбираться такими, чтобы обеспечивать сопо­
ставимые и повторяемые результаты измерений помех
в различных условиях проявления их действия на ре­
цептор.
Распространенными параметрами НЭМП являются
усредненная за определенное время мощность Рср по­
мехи, измеренная в эффективной полосе частот Д/, и
соответствующее этой мощности эффективное значение
напряжения £7Эфф помехи. При измерениях широкопо­
лосных импульсных помех значение Рср пропорциональ­
но полосе пропускания Af измерительного приемника.
58


При расширении Af, например в два раза, мощность
РсР помехи возрастает также в два раза и, следователь­
но, С4фф~
Такое аддитивное свойство параметра
«эффективное значение напряжения помехи» по отно­
шению к полосе частот является его особенностью, ко­
торой не обладают другие параметры помехи, напри­
мер «пиковое значение напряжения помехи», «среднее
значение напряжения помехи».
Характерный параметр случайной стационарной по­
мехи (флуктуационный шум), являющейся внешней и
аддитивной помехой по отношению к приемнику, часто
выражают в виде «эффективной шумовой температуры
антенны» радиоприемного устройства («антенной тем­
пературы»), Под этим подразумевают усредненную
спектральную плотность мощности шума, выраженную
как температура в градусах Кельвина некоторого со­
противления, равного входному сопротивлению антен­
ны, которое выделяет на входе источника такую же
мощность, что и внешний источник помех. При малом
уровне внешних шумов, а также при достаточно точных
расчетах учитывают собственную шумовую температу­
ру антенны, зависящую от потерь в антенне и антенном
тракте. При значительном уровне внешних шумов мож­
но пренебречь собственной шумовой температурой ан­
тенны. С учетом такого условия «антенная температура»
Ра=Рш/кТ^,
(2.1)
где Рш — средняя мощность шума на согласованной
нагрузке, Вт; k — постоянная Больцмана (1.38Х
Х10~23 Дж/К); Т— температура, К; А/ — эффективная
полоса пропускания приемника, Гц.
Выражая Fa в децибелах относительно kT в полосе
Д/ и Рш в дБВт, получаем
Fa= 10 lg Рш—10 lg kT—10 1g Af.
(2.2)
При нормальной окружающей температуре (То—
=20 °C) 101g kTQ=—204 дБВ, следовательно,
Fa=Pm—10 lg Д/Ч-204.
(2.3)
На рис. 2 .2 в качестве иллюстрации практического
использования параметра Fa приведены усредненные
значения уровней помех в диапазоне 10 кГц ...100 МГц
от основных естественных источников (атмосферные и
59


космические помехи), которые были измерены с учетом
предположения, что собственными потерями в антенном
тракте можно пренебречь [45].
Среднее значение мощности атмосферных помех за­
висит от времени суток, сезона, частоты и географиче­
ского, местоположения. Как правило, атмосферные поме­
хи характеризуются быстрыми изменениями, но если их
Рис. 2.2. Зависимость уровней ат­
мосферных и космических помех
от частоты: А, В— уровни атмо­
сферных помех, превышаемые в
течение 0,5% (4) и 99,5% (В)
времени измерений; D — шум Га­
лактики
мощность усреднять по
крайней мере в течение
нескольких минут, то
средние величины за этот
отрезок времени измере:
ний изменяются пример­
но в пределах ±2 дБ,
т. е. практически оказы­
ваются постоянными при
условии, что измерения
не выполняются при мест­
ной грозе или во время
восхода и захода солнца.
Данные, представлен­
ные зависимостью В на
рис. 2.2, можно использо­
вать в тех случаях, когда
не представляется воз­
можным реализовать чувствительность радиоприемного
устройства в конкретных условиях радиоприема.
Более точные данные об атмосферных помехах в раз­
личных районах земного шара, представляющие собой
результаты обработки обширных наблюдений, изложены
в отчете МККР «Распределение атмосферных помех по
земному шару и их характеристики» (Отчет 322-1,'Же­
нева, 1974).
Антенную температуру флуктуационных помех (шу­
мов) практически измеряют с помощью измерителя на­
пряженности поля с малым уровнем собственных шумов.
Показания его выходного прибора С/Эфф необходимо пе­
ресчитывать на величину напряженности поля, связывая
с измеряемой мощностью помех на соответствующей ча­
стоте [46]. С этой целью надо учитывать, что принятая
извне антенной мощность шума
,
_
В2 GX2
ш—'120п"4Г’
(2.4)
60


где Е— напряженность поля, В/м; G — коэффициент
*
усиления антенны; % — длина волны, м.
Поскольку X=300/f, где f — частота, МГц, и Е—
= £/эфф//1д, где Лд — действующая высота антенны (м)г
то, представляя напряженность поля в дБмкВ, т. е .
В[дБмкВ]=20lg £/эфф[мкВ] — 120— 101gЛд [дБ],
можно преобразовать зависимость (2.4), выразив обе ее
части в децибелах:
Рш[дБВт]=Уэфф[дБмкВ]- 120-20lgf[МГц]+
+ (С-/гд)[дБ] + 101е(л^).
(2.5):
Подставляя (2.5) в (2.3), получаем формулу для рас­
чета антенной температуры [46]:
Л [дБ&Т]=С/эфф [дБмкВ] —20 lg f [МГц] —
- 10 lgAf[rn] + (G—kJ [дБ]+96,8.
(2.6>
Если антенна измерителя представляет собой корот- .
кий вертикальный штырь с высотой
заземленный
*
через измерительный прибор, то для вертикальной поля­
ризации поля антенная температура
Га [дБ£Т]=иЭфф [дБмкВ/м] —
—20 lgf[МГц]-10 1gAf[Гц]+95,5.
Итак; при измерении широкополосного флуктуацион­
ного шума знание £/эфф позволяет определить Га посред­
ством. измерителя напряженности поля. При этом _пока-
зания прибора измерителя пропорциональны
по
скольку составляющие шума некогерентны. Однако для
других случаев, когда составляющие спектра помех ко­
герентны, например в случае регулярной помехи в виде
повторяющихся с определенной тактовой частотой
импульсов радиолокатора, параметр £/эфф пропорциона­
лен полосе Af измерителя. На это свойство параметра
СЛ»фф, характерное для измерений широкополосных по^
мех относительно узкополосным измерителем, обращает­
ся особое внимание в литературе [3].
Помимо t/эфф важным параметром НЭМП является
пиковое значение Un напряжения помехи. Например,
импульсные приемные устройства и цифровые средства
электронной техники, действующие на импульсном
принципе (устройства электронной автоматики, ЭВМ


и др.), реагируют не только на усредненную мощность
импульсной помехи, но и на максимальную амплитуду
импульса. Именно из-за распространенности элементов
цифровой техники в современных РЭС некоторые стан­
дартные требования к допустимым уровням по­
мех, главным образом требования стандартов
MIL-STD-461A/462B (США) [3], основаны на допусти­
мых значениях пиковых напряжений и (или) токов
НЭМП. Практика показала, что влияние помех на элек­
тронные устройства следует оценивать в первую очередь
по параметру Un помехи, особенно в тех случаях, когда
помеха имеет явно выраженный импульсный характер.
Этот параметр измеряют с помощью пикового вольтме­
тра, детекторная цепь которого имеет очень малое зна­
чение постоянной времени заряда и большое (до
100 с) —постоянной времени разряда. Стандарты на до­
пустимые пиковые значения помех — сравнительно но­
вый шаг в развитии требований к параметрам НЭМП.
До сих пор наиболее распространенным параметром
индустриальных радиопомех почти во всех странах,
в том числе в СССР, является «квазипиковое значение
напряжения». Этот параметр несколько десятилетии на­
зад был рекомендован международной организацией
СИСПР в качестве единого показателя индустриальных
радиопомех при их измерениях и стандартизации, а так­
же при установлении эффективности устройств для
. о с ла бл е ния (подавления) помех. На определении этого
параметра базируется огромный опыт и мировая практи­
ка борьбы с индустриальными радиопомехами. В част­
ности, действующие в нашей стране стандарты и «Обще­
союзные нормы» ГКРЧ СССР [47], за небольшим
исключением, также основаны на квазипиковых значе­
ниях напряжения индустриальных радиопомех.
Квазипиковое значение напряжения импульсных
■индустриальных радиопомех измеряют квазипиковым
•вольтметром с детектором, нагрузка которого имеет
стандартные значения постоянных времени заряда т3 и
разряда тР [48], указанные в табл. 2-2. Этим квазипико -
вый вольтметр отличается от пикового.
Баллистическая постоянная Тб стрелочного прибора
в измерителе радиопомех характеризует инерционность
и время успокоения его подвижной системы. Величины,
указанные в табл. 2 .2, рекомендованы СИСПР для меж­
дународного применения.
62


Технические характеристики квазипикового вольтметра
Таблица 2.2'
Диапазон, МГц
Характеристика
тз’ мс
Vмс
тб, мс
0,01. . .0,15
45±9
500+100
160+32
0,15. . .30
1±0,2
160+32
160+32
30... 300
1±0,2
550+110
100+20
300. . . 1000
1+0,2
550+110
100+20
Квазипиковое значение UKn напряжения — это пока­
зание инерционного вольтметра, постоянные времени ко­
торого близки к величинам задержки во времени, харак­
терной для инерционности реакции человеческого слуха
на.появление и исчезновение звукового импульса . Само-
понятие «квазипиковое значение» указывает на то, что
■ измеренное напряжение не является’ действительно «пи­
ковым значением», а соответствует некоторой условной
величине, зависящей от узкополосности измерителя,,
инерционность которого, искажая форму регистрируемо­
го импульса, уменьшает его пиковое значение. Можно
считать, .что параметр UKn, отражая интегральный эф­
фект влияния импульсов помехи на слуховое восприя­
тие, является приемлемым показателем в AM системах-
радиовещания. Но в других системах, особенно в широ­
кополосных и цифровых, а также в системах, реагирую­
щих главным образом на С/эфф, этот параметр вследст­
вие его условности недостаточен для объективной и до­
статочно полной оценки эффекта влияния индустриаль­
ных импульсных помех. Например, для инженерного рас­
чета возможных помех от коронного разряда в линиях
электропередачи (ЛЭП) необходим энергетический по­
казатель L/эфф, вследствие чего в этом случае для пере­
счета приходится экспериментально определять величи­
ну отношения t/кп/^эфф. По некоторым данным такое
отношение составляет 10,3 дБ для одного вида кон­
струкции проводов ЛЭП и 11,2 дБ—для другого;
[49]. В иных случаях приходится экспериментально
определять отношение Un/UKn, которое для помех от
63


ЛЭП при измерениях в диапазоне частот от 30 до
1000 МГц составляет величину 10 дБ со среднеквадрати­
ческим отклонением 2 дБ [50].
Приведенные -данные относились к помехам от ЛЭП.
Для других источников те же отношения могут иметь
другие значения. Например, для помех от автомобиль­
ного зажигания отношение Un/U^n согласно «Нормам
3-72» [47] принимается от 12 до 20 дБ в зависимости от
типа двигателя внутреннего сгорания и числа его цилин­
дров. При измерениях флуктуационных помех квазипи -
Рис. 2 .3. Зависимость показаний различных типов вольтметров от
частоты повторения импульсов помех
ковый вольтметр показывает значения, превышающие
£/эфф. При измерениях кратковременных (длитель­
ностью менее 200 мс) импульсных помех, например
коммутационных в виде серии коротких импульсов слу­
чайного характера, квазипиковый вольтметр действует
как накопитель энергии и значение UKn зависит от та­
ких факторов, как число импульсов в пачке, отношение
между частотой повторения импульсов и полосой про­
пускания линейного тракта измерителя, раздельное или
с перекрытием по времени прохождение импульсов через
тракт и других [51]. Вследствие вероятностной природы
коммутационных помех для определения их значений
{/эфф и Ucp посредством квазипикового вольтметра необ­
ходимо проводить специальный анализ.
При практическом пользовании измерителем с квази-
пиковым вольтметром надо учитывать, что Определение
таких, параметров помех, как UKn, Un, t/эфф и С/ср, зави­
сит от частоты Fn повторения импульсов и выбранной
«4


ширины полосы Л/ пропускания измерителя. На рис . 2.3
показаны такие зависимости для измерителя с конкрет­
ным значением Af=120 кГц [3]. Показания квазипико -
вого вольтметра увеличиваются с увеличением частоты
повторения импульсов и приближаются к показаниям Un
идеального пикового вольтметра, когда частота Fn стре­
мится к значению, близкому к ширине полосы пропуска­
ния измерителя. •
Несмотря на условность параметра UKn индустриаль­
ной помехи и на ряд особенностей.и даже недостатков из­
мерителя с квазипиковым вольтметром, такой параметр
измеряют во многих практических случаях и используют
при разработке стандартных требований к источникам
индустриальных радиопомех. Широкое распространение
таких требований на базе квазипиковых параметров во
многих странах обеспечило возможность получения по­
вторяемых и сопоставимых результатов измерения инду­
стриальных радиопомех в регламентированных усло­
виях.
Среднее значение Ucp напряжения является усред­
ненным значением мгновенных уровней огибающей- поме­
хи за время Г, достаточное для выявления ее статисти­
ческих свойств. Многие регистрирующие приборы, на­
пример в оборудовании летательных аппаратов, вклкь
ченные на выходе РЭС, более восприимчивы к воздей­
ствию t/ср, чем Un или UKn помехи. Зависимость Ucp от
частоты повторения Fn импульсов помехи при выбранной
полосе пропускания измерителя изменяется более резко,
чем зависимость UKn. Когда частота Fn повторения
импульсов стремится к значению, близкому к ширине
полосы пропускания измерителя, то показания вольт­
метра, измеряющего Ucp, тоже приближаются к показа­
ниям Un пикового вольтметра (рис. 2 .3).
В некоторых случаях целесообразно применять отно­
сительные параметры импульсных помех в виде отноше­
ния двух известных параметров. Например, при опреде­
лении допустимых величин сигнал-помеха может
оказаться полезным параметр tAlMn=201g (С7Эфф/С/ср),
измеряемый в децибелах и характеризующий «степень
импульсности» помехи. Чем больше величина (/ИМп, тем
отчетливо проявляется импульсный характер помехи.
Можно определенно считать помеху импульсной, если
дБ.
В связи с выходом американских стандартов 461/462
5-3426
65


получил распространение еще один параметр помехи,
а именно ее ток, определяемый с помощью токосъемни­
ка [3]. Этот параметр характеризует кондуктивные по­
мехи и измеряется в дБмкА (узкополосные помехи) или
в дБмкА/кГц (широкополосные помехи) при выбранном
в зависимости от предъявляемых требований пиковом,
эффективном или среднем значении величины тока» Из­
мерение тока помехи, например в бортовой сети питания,
может оказаться более практичным, чем измерение на­
пряжения, поскольку ток в любой точке замкнутой цепи
одинаков, а напряжение в той же цепи различно в зави­
симости от места подключения измерительного прибора.
Кроме того, токосъемник можно подключить к любому
удобному месту монтажа проводов, а измеритель напря­
жения помех лишь к доступной точке, например к разъе­
му или к зажиму эквивалента сети питания. Однако
при использовании стандартных требований к помехам
по параметру тока оказывается невозможным или весь­
ма сложным пересчет результатов измерений на широко
используемые значения параметров напряжений помех и
наоборот.
Знание одного или даже нескольких из описанных
выше параметров НЭМП во многих случаях оказывает­
ся недостаточным, поскольку они не отражают в долж­
ной степени вероятностный характер помех. Это относит­
ся в первую очередь к помехам нестационарной природы
или представляющим собой совокупность действия по­
мех со случайными фазами от нескольких источников.
Для более полной информации'о свойствах НЭМП необ­
ходимы характеристики, выражающие распределение
вероятностей того или иного параметра, как правило,
в функции времени, отсчитываемого в непосредственной
или косвенной форме. Такой характеристикой является
интегральная функция распределения параметра поме­
хи, превышающего пороговое значение за время Г, до­
статочное для определения статистических свойств поме­
хи. Например, для параметра «пиковое значение напря­
жения помехи» такая характеристика может быть обо­
значена . как F(£/n)=P(t/n>{7o), где Uo — заданное
значение напряжения порога. Пользуются также и ха­
рактеристикой плотности распределения параметра по­
мехи, например W(Un)=F'(£/п). Аналогично такие ха­
рактеристики могут относиться к параметрам t/Kn, -(/эфф
и Uср помехи, а такдсе к антенной температуре или зна-
§0


Чёйиям тока (мощности) помехи. При исследовании па
*
раметров НЭМП анализ их вероятностных характери­
стик приобретает все большее значение. Внимание этому
вопросу уделяют также МККР и СИСПР [52, 53].
Для того чтобы экспериментально снять характери­
стику интегральной функции распределения некоторого
параметра помехи, необходима специальная измеритель­
ная аппаратура. Например, для измерения характери­
стики «распределение вероятностей пиковых .значений
помехи» такая аппаратура содержит измерительный
приемник, тракт ПЧ которого нагружен несколькими
параллельно включенными каналами с пиковыми детек­
торами, имеющими различные величины отрицательного
смещения, определяющего порог срабатывания детекто­
ра. На выходе каждого детектора соответственно вклю­
чен счетчик импульсов, проходящих, за время Т наблю­
дения. График вероятностей в данном случае предста­
вится отношением числа импульсов, подсчитанных каж­
дым-счетчиком, к общему числу импульсов в процентах
(абсцисса), в зависимости от величины порога, значение
которого превышено импульсами (ордината). В литера­
туре встречаются, графики, у которых процент вероятно­
сти откладывается по ординате, а превышение порога по
абсциссе. Нередко процент вероятности указывается как
процент от общего времени Т наблюдения.
Статистические характеристики параметров НЭМП
имеют большое значение для количественного описания
их свойств, обеспечения возможности создания стан­
дартных требований (норм) на допустимые уровни по­
мех от их источников и оценки их действия на рецепторы
различных типов при определении отношений сигнал-по­
меха, допустимых на входе устройства конкретного типа.
Знание эмпирической характеристики распределения ве­
роятностей пикового значения напряжения помехи от
конкретного источника позволяет при необходимости пе­
ресчитать измеренные С/кп в £/Эфф при условии, что сред­
нее значение измеренных UKn изменяется в небольших
пределах [54]. И, наконец, отметим, что многие матема­
тические модели НЭМП разрабатываются на базе эмпи­
рических, т. е. экспериментальных, статистических ха­
рактеристик.
Рассмотрим случай, когда параметры НЭМП опреде­
ляются группой статистических характеристик. Это от­
носится к помехам, создаваемым устройствами зажига-
5*
67


ния автомашин, движущихся по загруженной автотрас­
се. В отличие от определения" и нормирования помех от
одной машины, когда можно ограничиться одним пара­
метром или одной статистической характеристикой, па­
раметры помех, создаваемых группой движущихся авто­
машин, определяются совокупностью статистических ха­
рактеристик— амплитудных (в смысле «пиковых»),
временных и пространственных, которые связаны при
этом частотными зависимостями. Это объясняется слож­
ностью формирования группового эффекта действия по­
мех из-за различной интенсивности движения машин,
различия уровня помех от разных машин, зависимости
от расстояния между движущимся источником помех и
перемещающимся или неподвижным рецептором, мест­
ных условий распространения излучений в пространстве,
частоты излучения и т. д . Можно составить перечень ста­
тистических характеристик, совокупность которых позво­
ляет полностью определить параметры таких помех на
основе их исследований с помощью специальной измери­
тельной аппаратуры непосредственно на загруженных
автотрассах [55, 56]. В такой перечень входят: ампли­
тудные характеристики в виде распределений вероятно­
стей амплитуд отдельных импульсов (или пачки импуль­
сов) ^временные характеристики в виде распределений
вероятностей моментов, когда импульсы (или пачки
импульсов) достигают максимального уровня; простран­
ственные характеристики в виде -распределений вероят­
ностей уровней импульсов в зависимости от местных
условий распространения помех; частотные характери­
стики в виде амплитудно-частотных, пространственно-ча­
стотных и время-частотных статистических зависимо­
стей.
Другой пример параметров помех, определяемых
группой статистических характеристик, относится к кон­
дуктивным помехам в сетях питания, которые могут
нарушать нормальное функционирование электронных
средств вычислительной техники, автоматического регу­
лирования, программного управления станками и др.
Такие помехи возникают из-за нестационарных процес­
сов при подключении нагрузки к сети питания и ее от­
ключении из сети. При всестороннем анализе влияния
таких помех различают статистические параметры изме­
нения напряжения сети питания в форме «провалов» и
«перенапряжений» и статистические параметры кратко-.
68


временных Импульсных помех, распространяющихся по
сети питания [57].
Провалы характеризуются параметром глубины про­
вала, т. е. понижением напряжения сети питания от но­
минального значения в процентах, и параметром дли­
тельности провала, т. е. временем, которое- сравнимо со
значением постоянной времени переходной функции по
напряжению вторичных источников питания. Перенапря­
жения характеризуются повышением- напряжения сети
питания в процентах от номинального значения и пара­
метром длительности перенапряжения, т. е . временем,
которое сравнимо со значением постоянной времени пе­
реходной функции по напряжению вторичных источни­
ков питания. Общим статистическим параметром прова­
лов и перенапряжений является их число в единицу вре­
мени. Значения параметров провалов и перенапряжений
зависят от ряда факторов, таких, как мощность и ха­
рактер импедаисов сети питания и. переключаемых на -
-
грузок, различие нагрузок на отдельные фазы сети,
степень отражения энергии переходных процессов в ли­
ниях энергосети. Статистические исследования таких
параметров помех тем электронным средствам, которые
применяются на промышленных предприятиях и питают­
ся от промышленной сети 380/220 В, приводят к заклю­
чению о вероятности провалов глубиной до 50% от номи­
нального напряжения с длительностью до 12 с и перена­
пряжений более 15% с длительностью до 1 с [58]. Та­
кие значения существенно отличаются от стандартных
допусков на напряжение., сети
питания в пределах
+ 10% ...
—15% от номинального значения. В автоном­
ных системах энергопитания, например самолетных, воз­
можны провалы глубиной до 100% с длительностью до
30 периодов частоты сети и перенапряжения до . 40%
[59]. Отметим, что помехи такого вида могут создавать
и сами электронные средства при их включении (отклю­
чении) в качестве нагрузки сети питания. Например,
для средств вычислительной техники с питанием от сети
220 В провалы не должны превышать 20% и перенапря­
жения 11% [60].
Статистические параметры кратковременных
импульсных помех в сети питания характеризуются
амплитудными и временными распределениями. В энер­
госетях промышленного предприятия экспериментально
зарегистрированы импульсы помех с амплитудой до
69


Рис. 2 .4. Зависимость числа Л/п
переходных процессов в сети об­
щего пользования от времени су­
ток
1000 В [61] и средними
значениями длительности
0,1
...
0,4 мкс [62], при­
чем предполагается, что
амплитуды и длительности
импульсов практически не­
зависимы друг от друга.
Временным статистическим
параметром является ча­
стость возникновения им­
пульсов (или пачек импуль­
сов) в силовой сети, что определяется характером
ее загрузки или разгрузки. Например, в сети
инструментального цеха одного из заводов средняя ча­
стость появления помехи 40 с. Частость возникновения
переходных процессов в промышленной сети зависит от
времени суток, что иллюстрирует график на рис. 2 .4, со­
ставленный по результатам наблюдений за неполные
сутки, который является частным, но тем не менее ха­
рактерным для общего хода зависимости числа импульс­
ных помех от времени [63]. При этом регистрировались
только такие ^импульсы, пиковый уровень которых пре­
вышал. 50 В. Число помех мало в ночное время и резко
увеличивается, в начале й конце рабочего времени, когда
отключаются и подключаются нагрузки в энергосети.
Очевидно, что интервалы между отдельными импульса­
ми (пачками) значительно сокращаются в начале и кон­
це рабочего времени, что влияет на распределение ве­
роятностей интервалов между помехами.
Другой важный временной параметр связан с фор­
мой импульсов, поскольку определяется длительностью
импульса (на уровне 0,5 от пикового значения) и ско­
ростью нарастания переднего фронта. Знание этого па­
раметра важно, например, для создания испытательных
импульсов на -выходе имитатора, предназначенного для
контроля восприимчивости устройства к импульсным по­
мехам из сети питания. Однако этот параметр еще не
исследован в полной мере и сведения о нем‘Противоре­
чивы. По некоторым данным для одного типа устройств
70


целесообразен испытательный импульс длительностью
хп=50 мкс, с фронтом нарастания тп=1,2 мкс, а для
другого типа — с формой (рис. 2 .5), отражающей коле­
бательный процесс с частотой 100 кГц в предположе­
нии, что коммутация нагрузки и, следовательно, пере­
ходный процесс происходят в удаленной точке сети пи­
тания [64].
По другим данным испытательные импульсы, ими­
тирующие помехи в сети питания, должны иметь сле­
дующие параметры: широкополосные несимметричные
(т. е. между любой фа­
зой сети и заземлением
устройства) Ти=250 нс и
Тп не более 25 нс; корот«
кие симметричные (т. е. .
между любой фазой и ну­
левым проводом пита­
ния)тп=10 мксиТп не
более 1,5 мкс [65].
Амплитуда кратко­
временной импульсной
помехи представляет со­
бой случайную , велйчину,
Рис. 2.5 . Испытательный импульс,
имитирующий импульсную помеху
в сети питания
поскольку зависит от
многих факторов: импеданса нагрузки (например, ин­
дуктивности обмотки электродвигателя) в момент
ее подключения к сети, момента коммутации по от­
ношению к мгновенному значению фазы напряжения
силовой сети, величины энергии, запасенной в нагрузке
в момент ее отключения от сети, величины зазора между
контактами коммутатора, при которой образуется дуга,
и др. Существует большая, вероятность возникновения
помехи с малым уровнем (до 50 В) и малая вероят­
ность— сочень большим уровнем (1000 В и более).
Эмпирическая функция распределения вероятностей пи­
кового значения Un кратковременных импульсных помех
в сетях переменного тока промышленного назначения
с напряжением 220 и 120 В (рис. 2 .6) составлена зару­
бежными исследователями по наблюдениям за помехами
в течение года [63]. Считается, что помехи с пиковым
значением менее 50 В не влияют на функционирование
ЭВМ различных типов. Частичные сбои в работе ЭВМ
происходят при помехах с пиковым значением 50 ...
....
200 В, весьма значительные сбои — при 200 ... 500 В.
При более высоких уровнях помех возникают отказы
71


в работе ЭВМ и выходы из строя. Более конкретные
значения импульсных помех, влияющих на количество
сбоев в. работе ЭВМ, зависят от условий эксплуатации и
типа ЭВМ, а,также от применения средств помехоза-
щиты.
В целом параметры кратковременных импульсных
помех в силовых сетях еще не изучены в должной мере.
Нередко сбои в работе ЭВМ объясняют недостаточной
надежностью устройства из-за его сложности и большого
числа элементов, в то время как действительной причи-
105
10'
1
\ Отключение
\ нагрузки
X. Игрек.
х. сил
лючения в
'обой сети
г
т
\УОар молнии
\ ОсилоОую
Г1■ -■
-
\ Lcillb
10
100
^1000
и„,в
Рис. 2.6. Зависимость числа переходных процессов (Мп) в сети об­
щего пользования от уровня напряжения переходного процесса
ной являются помехи в сети питания. В связи с быстрым
развитием техники микропроцессоров и их применением
в составе радиоэлектронных средств анализ влияния
кратковременных помех на электронную часть таких
средств приобретает все возрастающее значение. Однако
специалисты, разрабатывающие и эксплуатирующие
электронные устройства, не уделяют должного внимания
возможному действию помех. Одной из причин этого
является значительная трудность в определении дейст­
вительных параметров помех цз-за отсутствия в широ­
ком пользовании соответствующей измерительной тех­
ники ;[63].
Рассмотрим также параметры низкочастотных элек­
тромагнитных помех от долей герца до 10 кГц, проис­
хождение которых обусловлено процессами производст­
ва, передачи и потребления электроэнергии. Эти помехи
проявляют себя как кондуктивные (в большинстве слу­
чаев) и в виде поля индукции. При питании от сетей
72


трехфазного тока общего пользования такие помехи
определяются параметрами электроэнергии — изменени­
ем напряжения сети, изменением частоты тока, разма­
хом колебаний частоты, коэффициентом несинусоидаль-
ности напряжения и коэффициентами несимметрии и
неуравновешенности напряжения. При питании от сетей
постоянного тока возникновение помех определяется
изменением напряжения, размахом колебаний напряже­
ния и коэффициентом пульсации напряжения [66]. Пе­
речисленные параметры характеризуют «качество элек­
троэнергии» как совокупность ее свойств, определяю­
щую пригодность электроэнергии для нормальной рабо­
ты электрооборудования, в том числе радиоэлектронных
и электронных средств. Ухудшение показателей качест­
ва электроэнергии связано с отрицательным влиянием
различного электрооборудования, создающего нелиней­
ные и (или) ударные (импульсные) нагрузки на источ­
ник электроэнергии, что может нарушать нормальную
работу электрооборудования, подключенного к тому же
источнику. Отрицательное влияние проявляётся и в со­
здании низкочастотных электромагнитных помех, рас­
пространяющихся через электросети. Поэтому задача
обеспечения ЭМС источников электроэнергии (включая
электрические сети общего пользования) с электрообо­
рудованием различных потребителей имеет важное на­
роднохозяйственное значение [67]. Решение этой задачи
рассматривается не только в национальных, но и в меж-
дународных аспектах (см. разд. 7 .3 .1). В определенной
степени она связана с общей задачей обеспечения ЭМС
радиоэлектронных и электронных средств.
В автономных системах производства, передачи и по­
требления электроэнергии (например, самолетных) каче­
ство электроэнергии характеризуют еще некоторые па­
раметры, а именно: общее значение напряжения гармо­
ник, допустимое значение напряжения, любой гармони­
ки, импульс напряжения, т. е. изменение напряжения,
относительно установившегося значения, возникающее
при отключениях нагрузки индуктивного характера, пе­
реходные напряжения и др. Импульсы напряжения, воз­
никающие при коммутации нагрузок на автономный
источник электроэнергии, могут иметь колебательный
характер с очень высокой частотой и большой ампли­
тудой и состоять из ряда импульсов в разомкнутой цепи
нагрузки [59].
73


2.3 . МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
Создание математических моделей параметров
НЭМП —сложная задача, особенно для помех негауссо-
вого типа. Многие математические модели, описанные
в литературе, основаны на эмпирических моделях, раз­
работанных по результатам статистических измерений
параметров помех. Степень аппроксимации математиче­
ской модели проверяется по эмпирической модели путем
оценки математического ожидания М и среднеквадрати­
ческого отклонения о исследуемого параметра Щ поме­
хи в пределах диапазона его измерения:
Wlмм Щэм)
где UiMM — значение параметра, соответствующее мате­
матической модели; С71Эм — значение параметра, соответ­
ствующее эмпирической модели; п—число точек харак­
теристик, по которым определяется расхождение данных.
Однако надо иметь в виду, что эмпирическая модель,
как правило, отражает частный случай, относящийся
к конкретному источнику (виду) помехи, и может не,
соответствовать общей;закономерности. Поэтому опре­
деление погрешности по эмпирической модели может
использоваться лишь для контроля справедливости ма­
тематической модели при описании параметров по­
мехи.
С этой точки зрения представляет интерес теорети­
ческий подход Миддлтона к созданию канонических ма­
тематических моделей НЭМП, т. е. таких моделей, кото­
рые выражают основные закономерности и независимы
от особенностей конкретного источника помехи с его ко­
личественными параметрами и, следовательно, являются
обобщающими [68].
Миддлтон все виды помех, в том числе импульсные,
делит на три класса: класс А — узкополосная помеха,
полоса частот которой не превышает полосы пропуска­
ния 'приемника; класс В— широкополосная помеха;
74


класс С — помеха в виде сочетания пойех класса А и
класса В. При этом предполагается,, что помеха клас­
са А не приводит к возникновению нестационарных про­
цессов во входном тракте и после преобразователя ча­
стоты приемника, являющегося линейным по отношению
к помехе. Наоборот, помеха класса В создает нестацио­
нарные процессы в приемнике, который по отношению
к помехе находится как бы под «ударным возбужде­
нием».
В моделях Миддлтона используются две категории
параметров: параметры, общие для всех канонических
моделей данного класса, и параметры, характерные для
тех эмпирических моделей, которые связаны с канониче­
скими моделями этого класса. Если для некоторой кано­
нической модели общие параметры определены, то ха­
рактерные параметры могут быть определены или уточ­
нены из этой эмпирической модели. В моделях помех
класса А имеется 3 общих и 3-характерных параметра,
в моделях класса В соответственно по 6 параметров.
Описанные в литературе канонические модели обоих
классов и особенно класса В сложны и пока не получи­
ли широкого распространения. Для иллюстрации при­
ведем одну из наиболее простых моделей помехи клас­
са А, предназначенную для расчета интегральной'
функции распределения вероятностей пикового значения
напряжения импульсной помехи:
Р(Уй>170) = е-^^ - е^'2”"',
т=0
где А — индекс «импульсности», равный произведению
среднего числа импульсов в заданные отрезки времени
на среднюю продолжительность импульса при условии,
что импульсная помеха не создает нестационарные, про­
цессы в приемнике:
9-2
___4~Г'
т—]р/,
Г' — отношение мощности независимо выделенной гаус­
совой составляющей помехи к мощности импульсной
составляющей той же помехи.
Расчеты, выполненные посредством канонической мо­
дели, хорошо совпадают с экспериментальными данными
75


(рис. 2.7). На графике по оси абсцисс показано время
£пр превышения помехи Un над уровнем порога (70 в про­
центах к общему времени измерений.
Измерения проводились на частоте f=200 кГц при
полосе пропускания приемника Af=6 кГц. Расчетная
зависимость определена для следующих значений пара-
Рис. 2 .7 . Сравнительные зави­
симости расчетных и экспери­
ментальных данных для помехи
класса А от устройства, питае­
мого промышленной сетью:
ООО измерения;--- расчет
метров , помехи: А = 0,35 и
Г'=0,5-10“3. Аналогичные
расчеты выполнялись и для
помех класса В, где также
обеспечивалось хорошее со­
впадение расчетных и экс­
периментальных данных.
В последующей работе
[69] Миддлтон уточнил по­
нятие о классах помех.
К классу А помимо узкопо:
лосной помехи отнесена и
широкополосная помеха при
условии, что она, во-первых,
когерентная, т. е. импульс­
ная регулярная (например,
импульсы РЛС), и, во-вто­
рых, удовлетворяет нера­
венству Д/йТн>1, где Д/д—
эффективная полоса пропу­
скания линейного ВЧ трак­
та приемника и TN — дли­
тельность когерентного им­
пульса. Это неравенство
подразумевает, что в узко­
полосном приемнике эффекты нестационарных процес­
сов незначительны. Некогерентная импульсная широко­
полосная помеха с малой длительностью импульса отно­
сится к классу Вив отличие от когерентной отвечает
условию &fRTN^\ (или даже &fRTN<gA).
Миддлтон вводит также понятие о квазиканонической
модели класса А. Точной канонической- модели помеха
класса А соответствует.в том случае, если ее огибающая
на входе приемника имеет рэлеевское распределение.
Более распространены помехи класса А, огибающие ко­
торых отличаются от упомянутого распределения и ха­
рактеризуются моментами n-го порядка. Модели таких
помех названы квазиканоническими.
76


Подход Миддлтона к построению моделей базируется
на анализе действия помех на приемное устройство и
имеет целью изыскать возможности снижения его вос­
приимчивости к помехам. Другой подход к построению
моделей помех негауссова вида, который разработали
В. П. Певницкий и Ю . В . Полозок, базируется на ана­
лизе помехи непосредственно на выходе источника или
на пути ее распространения с учетом соответствующего
коэффициента переноса помех. Этот подход направлен
на изыскание возможности снижения уровня помех в их
источниках и на путях распространения, имея целью
уменьшить влияние помех на приемное устройство [70].
При таком подходе рассматриваются главным образом
помехи класса В (если придерживаться классификации
по Миддлтону) в виде последовательности импульсов со
случайными значениями амплитуды и случайными про­
межутками времени между отдельными импульсами.
С приемником здесь связано лишь одно условие, заклю­
чающееся в том, что рассматривается не весь спектр по­
мехи, а лишь участок спектра частот, соответствующий
полосе пропускания Af приемного, устройства. При ана­
лизе исследуются модели двух статистических параме­
тров помехи: интегральная функция распределения ве­
роятностей амплитудных значений огибающей ЛМп, т. е .
вероятность Рп(Акп^>ик), гж UK — порог £-го уровня,
и интегральная функция распределения вероятностей
интервалов ти между началами соседних импульсов, т. е.
вероятность Rx(Uor>UK), где UOr — уровень огибающей,
превышающий порог UK.
Основанием для построения таких моделей являются
экспериментальные исследования, которые показали сле­
дующее:
амплитуды Лмп импульсов помехи на выходе ее
источника в пределах полосы пропускания Af приемника
соответствуют логнормальному распределению;
значения коэффициента переноса импульсной помехи,
т. е. коэффициента ослабления помехи на пути распро­
странения от источника до входа приемника, также рас­
пределены по логнормальному закону.
Ключевыми параметрами таких моделей являются
параметры их распределений — математическое ожида­
ние и среднеквадратическое отклонение, а также пока­
затель импульсности и расстояние от источника помехи
77


до приемника. Сами модели достаточно сложны, вслед­
ствие чего их подробное описание здесь не приводится.
Отметим лишь, что авторы указывают на хорошее со­
впадение результатов расчетов с результатами практиче­
ских измерений при различных ситуациях размещения
источников помех относительно приемного устройства.
Модели позволяют оценивать эффективность различных
помехоподавляющих устройств, применяемых в соответ­
ствии с требованиями НТД на допустимые уровни по­
мех. Модели не противоречат моделям Миддлтона и
также обладают общностью для многих видов источни­
ков помех, т. е . как отмечают авторы, относятся к кано­
ническим..
Создание канонических моделей — сравнительно но­
вый этап в математическом моделировании параметров
НЭМП и можно ожидать дальнейшего развития моделей
такого рода. Канонические модели — это элементы син­
теза в развитии науки «обеспечение ЭМС», о которых
упоминалось ранее. Их совершенствование может при­
вести к фундаментальной- теории НЭМП, обобщающей
закономерности влияния помех на рецептор любого вида
и способствующей, например, созданию приемников,
оптимальных к воздействию как гауссовых, так и негаус­
совых помех.
Что же касается многочисленных моделей параметров
НЭМП, описанных’в текущей литературе, то в отличие
от канонических они могут быть названы’ «частными»,
поскольку относятся к определенным параметрам поме­
хи от источника конкретного типа. Такие модели не пол­
ностью отражают наиболее существенные особенности
исследуемых параметров, вследствие чего они продол­
жают совершенствоваться. Примером может служить
моделирование параметра напряжения UKn узкополос­
ной импульсной помехи в виде произведения С7Кп(0 —
=a(t)x(t), где x(t)—узкополосный гауссовый случай­
ный процесс, симметричный относительно средней часто­
ты fo; cl(f)—функция процесса модуляции, придающая
помехе импульсный характер и статистически независи­
мая от х(0 [71].
Такая модель приводит к логнормальному распреде­
лению случайных значений квазипиковых напряжений
помехи. Расчеты,.выполненные в соответствии с этой мо­
делью, сопоставлялись с эмпирическими данными £7КП
78


Атмосферных помех в
диапазоне 25 кГц, полу­
ченными с помощью узко­
полосного измерителя с
полосой 300 Гц (рис. 2.8) .
Сравнение показывает,
что аппроксимация такой
моделью удовлетвори­
тельна только для оги­
бающих помех с напря­
женностью поля более
80 мкВ/м, что соответст­
вует не более 30% воз­
можных значений оги­
бающих. Для улучшения
модели в области малых
уровней огибающих по­
мех в расчетные формулы
вносились изменения, что
Рис. 2.8 . Вероятность превышения
параметров UKU уровня U0T оги­
бающей помехи:----- логнормаль­
ная модель;-------------модифици­
рованная модель; ООО эмпириче­
ские данные
позволило отразить рэле­
евскую составляющую в этой области и получить удов­
летворительную аппроксимацию до 90%' возможных
значений огибающих помех.
2.4. НЕКОТОРЫЕ ЕСТЕСТВЕННЫЕ ПОМЕХИ
Естественные ЭМП подразделяются (см. § 2.1) на
атмосферные, космические и электростатические.
Атмосферные и космические помехи, созданные элек­
тромагнитными процессами в атмосфере и космическом
пространстве, изучаются уже давно, в результате чего об
их свойствах накоплен обширный статистический мате­
риал. В- меньшей мере изучены электростатические по­
мехи, которые, например, могут нарушать работу само­
летного радиоприемного устройства. В ряде случаев
большое значение могут иметь ЭМП, возникающие при
ударе молнии в достаточной близости от радиоэлектрон­
ного оборудования.
Электростатические помехи возникают в результате
накопления и последующего стекания электростатиче­
ских зарядов от частиц атмосферных осадков (снег,
дождь) или пыли на приемной антенне и окружающих
ее элементах конструкции объекта. Таким помехам осо­
бенно подвержены самолетные приемные устройства,
79


антенны которых находятся в поле, созданном разряда­
ми статического электричества, накопленного на элемен­
тах самолета, например на острых кромках крыльев,
или в поле заряжённых электричеством Облаков [72].
Обычно считают, что ЭМП от электростатических заря­
дов могут быть существенными лишь в диапазонах при­
мерно до 35 МГц.
Однако дополнительные исследования показали [73],
что такие помехи возникают и в более высокочастотных
диапазонах, примерно до частоты 1 ГГц, и что существу­
ют три различных механизма их возникновения:
Рис. 2 .9 . Амплитудно-частотные характеристики электростатических
помех на самолете
за счет токов стекания электрических зарядов (ко­
ронные разряды) с элементов конструкции самолета
или антенн (кривая 1 на рис. 2 .9);
за счет токов стекания с непроводящих участков по­
верхности самолета, электризующихся частицами воз­
душного потока и осадками (кривая 2);
за счет искровых разрядов (пробоев) между незазем-
ленными (изолированными) и заземленными металличе­
скими участками элементов конструкции самолета (кри­
вая 3).
Типичные коронные разряды представляют собой
импульсы тока с максимальным уровнем примерно 10 мА,
фронтом нарастания 10 нс и фронтом спада около
100 нс. На антенне с импедансом 50 Ом такие разряды
создают импульсные напряжения с пиковым значением
до 0,5 В, что может полностью нарушить радиоприем.
Поток разрядов с непроводящих поверхностей (на­
пример, с поверхности фонаря кабины летчика) возника-
80


ет лишь поело того, как накопленный потенциал нрёвьь
сит критическое значение, достаточное для ионизации
воздуха. При этом токи стекания создают широкополос­
ные помехи в полосе до 1 ГГц.и более . Однако их уро­
вень невелик и ощутимые помехи приему возникают
лишь в тех случаях, когда антенна приемника размеще­
на близко от источника помех.
Помехи за счет искровых разрядов проявляются
в УКВ—ДМВ диапазонах, причем их частотные харак­
теристики определяются геометрическими размерами
изолированных участков, особенно длиной. В ряде слу­
чаев уровни таких помех оказываются настолько значи­
тельными, что, например, для нормального приема по­
лезного сигнала в системе самолетной радиосвязи
(100 ... 400 МГц) его уровень необходимо увеличить на
20 ... 30 дБ относительно уровня номинальной чувст­
вительности приемника.
Для выявления причин возникновения таких.помех
проводили опыты с электризацией металлических неза-
земленных элементов самолета посредством специаль­
ного электрода, подключенного к высоковольтному
источнику. Одной из основных причин оказалась элек­
тризация самой приемной антенны и ее частей как неза-
земленного металлического элемента самолета.
Удар молнии может разрушить некоторый объект,
в составе которого имеются радиоэлектронные и элек­
тронные средства, но при соответствующей защите
объекта от разрушения в цепях его оборудования со­
здаются переходные процессы, что приводит к возникно­
вению ЭМП большого уровня. Токи переходных про­
цессов достигают значений нескольких сот килоампер и
порождают мощное импульсное электромагнитное (ЭМ)
поле. Для современных средств, в которых широко
используются микросхемы, характерна их восприимчи­
вость к помехам от переходных процессов при ударе
молнии.
В самолетном радиоэлектронном комплексе при раз­
ряде молнии создаются токи, протекающие по корпусу
самолета, имеющему сопротивление конечной величины.
В результате образуются ЭМ поля, действующие через
электромагнитные связи на цепи средств и монтажную
систему комплекса. При анализе этих явлений необхо­
димо ‘определить интенсивность и форму переходных на­
пряжений (токов), а также разработать мероприятия по
6—3426
81


повышению помехозащищенности средств, находящихся
под воздействием таких процессов.
В литературе отмечается возможность определения
параметров помех, возникающих при разряде молнии,
если имитировать ее в лабораторных условиях. Напри­
мер, согласно инструкции по физическому моделирова­
нию при проектировании аэрокосмического аппарата
«Шаттл», а также согласно
требованиям стандарта
MIL-B-5087B («Система заземления, металлизация и за-
Рис. 2 .10 . Испытательный импульс, имитирующий удар молнии в са­
молет .
щита от молнии для аэрокосмических аппаратов», фев­
раль 1978 г.) разряд молнии имитируется импульсом
(рис. 2 .10) с максимальным током 7Р=200 кА, временем
нарастания тн=2 мкс, средней крутизной фронта нара­
стания 100 кА/мкс и временем спада тс==50 мкс
[74]. При моделировании аппарат должен быть пол­
ностью укомплектован техническими средствами и испы­
тываться в целом.
Для анализа ЭМП, возникающих при разряде мол­
нии, представляет интерес метод имитации удара мол­
нии в самолет типа YF-16 (рис. 2 .11), являющийся про­
тотипом самолета F-16 £75]. Метод заключается в подаче
на носовую часть самолета импульсов от специально­
го генератора Г, имеющих форму, о которой уже упоми­
налось (рис. 2 .10), но с меньшим максимальным уров­
нем (3 кА вместо 200 кА), что позволило сделать сле­
дующие выводы:
82


во всех переходных процессах пиковые напряжения и
токи возникают в течение первых двух микросекунд
с последующим затуханием также в течение двух микро­
секунд (в некоторых случаях 5 мкс);
на входе контрольно-измерительной
- си стемы (КИС)
возникают импульсы с максимальным уровнем 216 В.
Результаты моделирования пересчитывались на дей­
ствительные уровни при ударе молнии в предположении
линейной зависимости.
Полученные результа­
ты послужили основой
для особых испытаний
элементов радиоаппа­
ратуры посредством
специальной испыта­
тельной установки.
Испытания показали,
что некоторые типы
транзисторов, диодов,
конденсаторов, усили­
телей на интегральных
микросхемах и других
элементов не обладают
необходимой надёж-
Рис. 2 .11 . Схема установки для испы­
таний самолета YF-16 на воздействие
импульсов, имитирующих удар мол­
нии:
Г — генератор; ИП — искровой промежу­
ток; R, L, С — элементы, определяющие
форму импульса; КИС — контрольно -испы­
тательная система
НОСТЫО И ВЫХОДЯТ ИЗ
строя при воздействии помех от нестационарных процес­
сов. Чтобы повысить их надежность, во многих случаях
принимались сравнительно простые меры — последова­
тельное включение резисторов, параллельное подключе­
ние конденсаторов, экранирование монтажных прово­
дов и др.
Более тщательные измерения фронтов импульса есте­
ственной молнии показали [74], что тн менее 1 мкс на­
блюдается сравнительно часто и что максимальная кру­
тизна отдельных участков фронта нарастания, особенно
при разрядах молнии над морской поверхностью, в 3 ...
. .. 10 раз больше средней крутизны 100 кА/мкс, приня­
той согласно рис. 2 .10 между уровнями от 10 до 90%
максимального значения. На основе этого предполагает­
ся, что более целесообразно имитировать молнию
импульсом с тн=0,2 мкс, крутизной фронта 500 кА/мкс,
пиковым значением тока 100 кА и тс=50 мкс.
Поскольку напряжение помехи, индуцированное
в монтажных проводах й элементах самолетного радио­
6*
83


электронного комплекса, пропорционально производной
плотности потока магнитного поля по времени, то мгно­
венные значения этого напряжения могут быть еще
больше, чем в описанном эксперименте с имитирующим
импульсом, имеющим фронт нарастания 100 кА/мкс.
Малое время нарастания импульса в системе самолетно­
го оборудования может оказаться причиной возникнове­
ния колебательных составляющих нестационарного про­
цесса. Абсолютные величины этих составляющих пропор­
циональны отношению электрической длины TL самоле­
та к времени тн нарастания тока возбуждения. Длина
самолета может быть от 10 до 60 м, что соответствует
TL от 30 до 200 нс и частотам первого резонанса в диа­
пазоне 2 ... 20 МГц. Если, например, электрическая
длина самолета 200 нс, а время нарастания возбуждаю­
щего тока 2 мкс, то 7ъ/тн<С1 и система самолета явля­
ется электрически короткой. В этом случае колебаний
практически нет и для определения индуцированного на­
пряжения пригодны методы анализа установившегося
режима. Если же время нарастания импульса мало, то
отношение 7\/тн«1. В таком случае при анализе необ­
ходимо учитывать условия ударного возбуждения, со­
здающего нестационарный процесс колебательного ха­
рактера и соответственно собственные резонансы систе­
мы. Таким образом, укорочение времени нарастания
имитирующего импульса позволит выявить влияние не­
стационарных процессов более сложной гформы, нежели
форма, указанная требованиями упомянутого стандарта.
Глава 3. ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ
... в теоретическом естествознании
нельзя конструировать связи и
вносить их в. факты, а надо 'извле­
кать их из фактов и, найдя, дока­
зывать их насколько это возможно
опытным путем.
Ф. Энгельс
3.L ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ
Любое изделие обладает совокупностью технических
параметров, выражающих предписанный алгоритм функ­
ционирования изделия при его применении по назначе-
84


нию. Такие параметры следует называть функциональ­
ными. Например, в радиоэлектронных изделиях это
мощность передатчика, номинальная частота основного
радиоизлучения, чувствительность приемника, коэффи­
циент направленности антенны и другие параметры.
Радиоэлектронные, электронные и многие электро­
технические изделия обладают еще и другой совокуп­
ностью технических параметров, выражающих способ­
ность изделия работать совместно с другими изделиями
в системах и комплексах. Параметры, относящиеся
к этой совокупности, определяют системные свойства
изделия и возможность обеспечения его ЭМС с другими
изделиями. В отличие от функциональных параметров
назовем их «параметрами ЭМС». Это, например, побоч­
ные излучения передатчика, восприимчивость приемника
к помехе на побочном канале, излучения источника
индустриальных радиопомех.
При современных условиях использования радиоча­
стотного ресурса знание только функциональных пара-
Рис. 3 .1 . Основные направления в изучении параметров ЭМС
85


Рис. 3 .2 . Классификация параметров ЭМС радиоэлектронных, элект-
метров изделия недостаточно. Радиопередатчик может
правильно функционировать и выполнять свое назначе­
ние в некоторой системе, имея необходимую мощность и
соответствующее качество передаваемого сигнала, но
в то же время своим излучением на гармонике (пара­
метр. ЭМС) нарушать работу РЭС другой системы.
Функционирование передатчика по назначению не нару­
шится, если по какой-либо причине мощность излучения
на гармонике превысит допустимую, но при этом мо­
жет нарушиться работа средств другой системы. Прием -
ник может правильно функционировать по назначению
в конкретной системе, но при влиянии излучений пере­
датчиков других систем в нем могут возникнуть интер-
модуляцйонные помехи, если параметр линейности ВЧ
тракта (параметр ЭМС) приемника оказывается неудов-
86


Рецепторы
восприимчи бость.
к кондуктибным
НЗМП
раОиозлект-
ронных, элект­
ронных а
электро-
технических
Воспри имчи Пость
к излучаемым
НЗМЛ
через
пнт!НН:
Радиопере~
Ваннцих
, устройств
Электрон­
ных .
радиопри­
емных
vs
s
s
Помимо
антенны
он
ч» •<
s§
s
н
S&
*
il
*5
•s
<u
Л4>
о
й
£S
SS
ъs
!5s
•s
S
у
s>s
S’s
5S
*S,4
S3
*$
Й*
k<3
S9
<3
_
k
&*
‘S
4>
II
0
* <s>
5S
H
h
£*
s
»i
и
S? {S
ii
•s
‘S *J
hs
•s
II
?«
»Ъ bj
через I IПомимо^
антенну\ | антенны_
*
Понеоснобнымнанапам^^ри^
\пооснобному'наналуприема. [
5
s
Hv
h
иs
Й?■
H
S»s
.1
?5.
1=
ч
3
h
H
p
&
Sg
■y
L
sg
§1
Чл
<о 4j
ys
vs
th
S
I
Чл
§
I
л
3*3
<о
si
s*
s.
§5
ч> <=
S3
I
H
9*
>3
1J
■чй
?н
<ък
5*
ч-
1
в
•s
*>
5h
<Ь
15н
и
в*
§S
ч
I
5s
S*:
чs
§
SS
§
I
3
I
s
s
I?
>i
SSi
И
э&
0
4
J
s
b
S
ронных и электротехнических средств
летворительным. Автомашина после ремонта может
функционировать правильно при применении по назнс
чению, но ее устройство зажигания может создавать
чрезмерный уровень радиопомех .(параметр с)МС) и не
удовлетворять требованиям ЭМС с некоторым прием­
ным устройством. Эти примеры характеризуют роль и
значение параметров ЭМС изделий.
В ряде случаев высказывается мнение, что функцио­
нальные параметры изделия являются основными, а па­
раметры ЭМС — второстепенными. Такое мнение оши­
бочно. Параметры ЭМС такие же основные, как и функ­
циональные, поскольку в случае их неудовлетворитель­
ности данная, или другая система не может правильно
функционировать при ее применении по назначению.
Вследствие этого прогресс в развитии радиоэлектрон-
87


ШЛХ устройств немыслим, если не Совершенствовать йх
параметры ЭМС.
Изучение параметров ЭМС радиоэлектронных, элек­
тронных и электротехнических изделий проводится по
направлениям, перечисленным на рис. 3.1 . Классифика­
ция параметров ЭМС в общем виде представлена на
рис. 3 .2 . Она соответствует принципам ГОСТ [76], но
уточняет и расширяет некоторые его положения..
Согласно предлагаемой классификации все параме­
тры ЭМС разделены на два класса по признаку «источ­
ники НЭМП» и «рецепторы» и соответственно на
подклассы по типам изделий — радиопередающие, радио­
приемные и др. Подклассы разделены на группы по ха­
рактерному признаку НЭМП — излучаемые и кондук­
тивные, причем первые делятся на излучаемые (прини­
маемые) через антенну и помимо антенны. Добавим
также, что некоторые функциональные параметры изде­
лия при определенных условиях одновременно являются
и параметрами ЭМС. Например, основное излучение пе­
редатчика, предназначенное для передачи информации
в некоторой системе и являющееся функциональным
параметром передатчика, может оказаться непреднаме­
ренной помехой приемнику другой системы, для которо­
го такое излучение не предназначено. Это типичный слу-1
чай при работе передатчика в соседней полосе частот
или в той же полосе при совместном пользовании одной
полосой.
Помимо понятия о параметре ЭМС целесообразно
дать понятие о характеристике ЭМС, основываясь на
известном различии между ними. Параметр ЭМС это
конкретное значение величины, выражающее системное
свойство устройства (технического средства), например
ослабление мощности гармоники радиопередающего
устройства на 60 дБ или напряжение индустриальной
радиопомехи на конкретной частоте. Характеристика
ЭМС это функциональная, зависимость системного свой­
ства устройства (технического средства) от некоторого
аргумента, т. е . переменной величины, например зависи­
мость мощности гармоники передающего устройства от
номера гармоники или зависимость напряжения индуст­
риальной радиопомехи от некоторого источника в функ­
ции частоты.
Рассмотрим подробнее параметры ЭМС, перечислен­
ные на рис. 3.2.
88


3.2. ИЗЛУЧЕНИЯ ПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Излучения через антенну, характерные для радиопе­
редающих устройств, делятся на основные и неоснов­
ные. Основные излучения предназначены для передачи
полезного сигнала. Они занимают необходимую полосу
частот, под которой подразумевают минимальную поло­
су, достаточную для передачи сигнала определенного
вида (класса излучения) с требуемыми скоростью и ка­
чеством.
«Класс излучения» — это условное обозначение основного излу­
чения пятизначным ■бук,вен>но-цнф|ровым кодом: первый символ ко­
да— тип модуляции (AM, ЧМ, ОБП и др.), второй — характер
сигнала (аналоговый, цифровой и др.), третий — вид передаваемой
информации (телефония, телеграфия, телевидение и др.), четвер­
тый— дополнительный признак (звуковое радиовещание, двухпози-
ционный код и др.), пятый — характеристика уплотнения (частот­
ное, временное, комбинированное и др.). Например, телевизионный
сигнал цветного изображения кодируется как C3FNN. Описываемый
код был принят ВАКР-79 в качестве международного. Ранее при­
менялся трехзначный буквенно-цифровой код и, например, тот же
телевизионный сипнал обозначался как А5С. В кодированной форме
обозначают и необходимую полосу излучения: код состоит из трех
цифр, указывающих ширину полосы, и начальной буквы латинского
алфавита, обозначающей соответственно Гц, кГц, МГц или ГГц.
Например, необходимая полоса 9 кГц обозначается 9К00, полоса
1,55 МГц обозначается 1М55 [77].
Неосновные излучения радиопередающего устройст­
ва это излучения за пределами необходимой полосы ча­
стот. Они делятся на побочные, внеполосные и шумовые.
К побочным относятся излучения, возникающие в ра­
диопередающем устройстве в результате любых нели­
нейных процессов, исключая процесс модуляции. Побоч­
ные излучения подразделяют на излучения на гармо­
никах, на субгармониках, комбинационные, паразитные
и интфмодуляциониые. Последние имеют такое назва­
ние согласно действующему стандарту, хотя более целе­
сообразно их называть «взаимомодуляционными» излу­
чениями (см. п. 3 .2 .2). Все неосновные излучения
радиопередающего устройства являются характеристи­
ками ЭМС.
Основное’ излучение радиопередающего устройства,
являющееся полезным для определенного приемного
устройства, может оказаться мешающим («мешающий
сигнал») для другого приемного устройства. В этом слу­
чае необходимо знать следующие параметры ЭМС ме­
шающего сигнала: излучаемую мощность, номинальную
частоту излучения, нестабильность частоты, характери­


стики передающей антенны на частоте основного излу­
чения и контрольную полосу излучения, сведения о ко­
торой приведены в п. 3 .2 .4 .
Излучения через антенну радиоприемных устройств
также представляют собой характеристику ЭМС. Это
излучения гетеродинов, генераторов развертки, излуче­
ния на промежуточной частоте и др. Все виды таких
излучений, согласно (рекомендациям СИСПР, относятся
к индустриальным помехам.
Особо отметим «контактные радиопомехи». Хотя пер­
вичной причиной их возникновения является основное
радиоизлучение передающего устройства, тем не менее
их следует считать самостоятельным видом помех по
причинам, уже упомянутым в предыдущей главе.
3.2.1. ГАРМОНИКИ
Согласно распространенному в литературе опреде­
лению радиоизлучение на гармонике это излучение
«... на частотах, в целое число раз больших частот
основного излучения» [12]. Поскольку такое определе­
ние относится к гармонике сложного сигнала, излучае­
мого передатчиком, то в данном случае оно оказывает­
ся неточным по следующей причине. Предположим, в
ZuJ0-ZSl Zcu0 Za/o+ZS2
Z-h гармоника
Zcun ~Si
Zcoo - Ztt Zid(j ZOJO * Ztt
Z-si гармоника
3-я гармоника
a)
-J.xГTт>
Ли0-ZSi 3U)0 3U)0 +ZJ2
J-я гармоника
<5)
Рис. 3 .3 . К пояснению понятия о гармониках радиопередающего
устройству
f
90


качестбе Примера, что основное излучение представляет
собой амплитудно-модулированиый (AM) сигнал с мо­
дулирующим тоном Q. Из упомянутого определения
следует, что спектр 2-й' гармоники должен иметь состав­
ляющие с частотой 2Q, спектр 3-й гармоники
—
с часто­
той 3Q и т. д. (рис. 3 .3,а). При этом в спектрах соглас­
но тому же определению не должны быть составляющие
с основной частотой модуляции И.
Однако практика показывает, что в спектре гармони­
ки AM сигнала всегда присутствует составляющая с
основной частотой модуляции, что - легко доказывается
экспериментом. Несложно показать это и расчетным
путем, представив функцию передачи сигнала выходно­
го каскада передатчика полиномом 3-й или 4-й степени
и подставив в нее зависимость, выражающую AM сигнал
с тональной частотой Q. Если из такого полинома выде­
лить составляющие спектров 2-й и 3-й гармоник, то
окажется, что они непременно имеют в своем составе
компоненты основной частоты модуляции Q (рис. 3 .3,6).
Такой же вывод о наличии в спектрах гармоник состав­
ляющих основной частоты модуляции следует из ана­
лиза спектров ЧМ сигнала на выходе умножителя ча­
стоты. Изучение спектров гармоник передающих
устройств представляет практический интерес. Посколь­
ку этот вопрос недостаточно’освещен д литературе, целе­
сообразно рассмотреть его отдельно (см. п. 3.2.3).
Дадим уточненное определение, а именно: «радиоиз­
лучения на гармонике передающего устройства — это его
излучения на частотах, среднее значение которых в це­
лое число раз больше среднего (или присвоенного) зна­
чения частоты основного излучения». В таком опреде­
лении понятия нет ограничения, накладываемого на вид
спектра гармоники.
Гармоники создаются мощными каскадами радиопе­
редающего устройства, активные элементы которых в
целях реализации необходимой мощности передатчика и
соответствующего КПД работают с отсечкой в перена­
пряженном режиме. Мощность излучения N-й гармони­
ки определяется многими факторами: значением соот- .
ветствующей составляющей In в общем несинусоидаль­
ном токе выходного каскада передатчика; коэффициен­
том Ф# фильтрации (ослабления) этой составляющей в
избирательных цепях, нагружающих передатчик, в том
числе в антенном фильтре; активным сопротивлением
91"


ган антенны на частоте гармоники; степенью рассогласо­
вания между внутренним сопротивлением эквива­
лентного генератора гармоник на частоте Л'-й гармони­
ки и результирующим сопротивлением Za/V нагрузок на
этой частоте. Если на частоте основного излучения внут­
реннее сопротивление Rn эквивалентного генератора со­
гласовано (почти согласовано) с активным сопротив­
лением нагрузки fai антенны, то на частоте fu гармони-
4^
4
Af
1 '/вх
Линия
передачи
и фильтр
гармоник
^аых[| pf
“
•у
аН
S)
Рис. 3 .4. Упрощенная эквивалентная схема выходного каскада пере­
датчика:
а — па частоте основного
.излучения; б —на частотах гармоник
ки нагрузка на эквивалентный генератор является ком­
плексной и рассогласование приводит к отражениям
энергии гармоник. При этом необходимо учитывать, что
ZiN эквивалентного генератора гармоники также явля­
ется комплексной величиной.
Особенности условий работы эквивалентного генера­
тора передатчика на частоте основного излучения и
на частотах гармоник иллюстрирует рис. 3 .4. На основ­
ной частоте внутреннее сопротивление Rn^Rm и /?Вых
линии передачи почти равно активному сопротивлению
rai антенны, вследствие чего Кети каждого участка цепи
близок к единице. На частотах гармоник, наоборот,
ZiN=£Z3X линии передачи, полное сопротивление .выход­
ной цепи линии передачи £Вых=£ая и активное сопро­
тивление антенны га^¥=^аь
Значение ZiN на частоте N-н гармоники зависит от
типа транзистора (ЭВП), применяемого в усилителе
92


мощности передатчика, от режима, в том числе от угла
отсечки тока усилителя, разброса параметров .транзи­
стора (ЭВП), номера гармоники, параметров линии пе­
редачи и других факторов. Ток составляющей IN в об­
щем токе каскада может изменяться, при изменении на­
пряженности режима усилителя мощности, особенно
транзисторного, режим которого может быть значитель­
но перенапряженным и даже ключевым. Значение ZaN
зависит от типа и конструкции антенны, частоты, номе­
ра гармоники и /вых линий передачи на частоте данно­
го номера гармоники. Каждый из перечисленных фак­
торов, имея случайные отклонения, влияет на степень
согласования отдельных участков тракта и на степень
согласования ZlN эквивалентного генератора гармоник
с нагрузкой на частоте гармоники. Вследствие этого от­
раженная мощность гармоники P'N в цепи эквивалент­
ного генератора гармоники P'aN в цепи антенны имеют
вероятностный характер так же, как и мощность гар­
моники в антенне Рау=/2ауГау.
Мощность радиоизлучения на гармонике Луизл обыч­
но выражают в децибелах относительно мощности ос­
новного излучения. В общем случае Рл-НЗл с ростом но­
мера гармоники уменьшается, хотя в некоторых случаях
это не соблюдается. Например, мощность 2-й гармоники
магнетронного передатчика часто меньше мощности 3-й,
т. е . Ргизл’СРзизл. При анализе ЭМС в радиокомплек­
сах приходится учитывать влияние помех, созданных
гармониками больших номеров, вплоть до 10-го и выше.
При этом следует обращать внимание на значительный
разброс уровней гармоник одного и того же номера не
только в разнотипных, ио даже в* однотипных радиопе­
редающих устройствах. Для иллюстрации приведем дан­
ные Центра анализа ЭМС в США (табл. 3.1) о величи­
нах. средних уровней и разбросов мощностей гармоник
передатчиков РЛС с волноводными линиями, выполнен­
ных на нескольких десятках образцов различных типов
ЭВП [78]. Из этих данных следует, что уровни излуче­
ний на частотах гармоник особенно от 2-й до 5-й вклю­
чительно имеют разбросы, превышающие значения
±25 дБ. Аналогичный вывод можно сделать из данных
Уайта [43], согласно которым среднеквадратическое
значение разбросов мощностей гармоник передатчиков
в диапазонах ниже 30 МГц составляет 10 дБ, в диапа­
зонах 30 ... 300 МГц равно 15 дБ и выше 300 МГц-
93


Мощность гармоник передатчиков РЛС с различными типами ЭВМ
(дБ, ниже уровня мощности основного излучения)
Таблица 3.1
Тип ЭВП
Значение мощности
Номер гармоники
2
3
4
5
6
7
8
Магнетрон
Среднее
78,1
71,7
’
77,1
86,0
87,2
91,9
99,3
Нижнее/верхнее
57/103 . 45/100 62/93 . 67/114 76/96
81/96
83/114
Разброс значений, дБ
+24,9
— 21,1
+28,3
—26,7
+ 15,9
— 15,1
+28
—19
+8,8
— 11,2
+4,1
— 10,9
+ 14,7
— 16,3
Клистрон
Среднее
71,3
78,2
^76,9
73/9
82,3
87,2
. Н и ж нее/верхнее
38/119 57/105 5^/101 59/111 73/89
72/р7
Разброс значений, дБ
+47,7
— 33,3
+26,8
— 21,2
'”'+24,1
— 20,9
+37,1
— 14,9
+6,7
— 9,3
+9,8
— 15,2
Тетрод и триод Среднее
83,2
76,0
99,6
90,0
96,7
100,2
106,2
Нижнее/верхнее
74/93
72/81
93/Ю8 72 98
83/108 93/113
98/113
Разброс значений, дБ
+9,8
—9,2
+5
—4
^8,4
— 6,6
+8
—18
+ 11,3
—13,7
+ 12,8
-7'2.
+6,8
— 8,2


не менее 20 дБ. Что же касается максимальных величин
разбросов, то они значительно превышают эти данные.
Чтобы объяснить причины столь значительных- от­
клонений от средних значений, вновь обратимся к схеме
эквивалентного генератора (рис. 3.4), из которой сле­
дует, что мощность излучения передатчика на частоте
гармоники Рнизл является сложной функцией многих
параметров этого генератора. Если пренебречь КПД
антенны, то /\H3JI=.Payv—Р'а#, т. е. равна разности мощ­
ностей падающей и отраженной волн на входе антенны.
Мощность Ралг, которая существенно зависит от ослаб­
ления,- создаваемого фильтром гармоник, имеет откло­
нения от среднего значения из-за рассогласования филь­
тра со своей нагрузкой на частоте гармоники, поскольку
и /”аNoН:Га1. На той же частоте этот фильтр рас­
согласован и по входу, поскольку его входное сопротив­
ление ZBX не равно внутреннему комплексному сопро­
тивлению ZiN на этой частоте. При изготовлении антен­
ных фильтров, как известно, их частотные характеристи­
ки, а следовательно, и коэффициенты ослабления Фу
на частотах гармоник определяются из условия согласо­
вания на рабочей частоте излучения передатчика. При
этом параметры антенного фильтра измеряются при по­
стоянной величине активной нагрузки (например, 50 Ом)
и при одинаковом внутреннем сопротивлении источника
сигнала, т. е. в условиях, отличающихся от действитель­
ных условий работы фильтра на частотах гармоник.
Отраженная мощность Р'ау имеет разбросы своей ве­
личины в зависимости от значений комплексного сопро­
тивления Z^N антенны на частотах гармоник и степени
его рассогласования с 7Вых линии передачи фидерного
тракта. Аналогично следует рассматривать причины,
влияющие на разбросы отраженной мощности P'N на
входе антенного фильтра *. Наконец, ток In каждой гар­
моники в общем токе эквивалентного'генератора гар­
моник с внешним возбуждением имеет разбросы в за­
висимости от режима электронного прибора,- т. е. от
степени напряженности, отличающейся от критического
режима, степени нелинейности передаточной- функции
* Рассматриваемые причины производственных разбросов отно­
сятся к антенным фильтрам отражательного типа, как наиболее рас­
пространенным. Фильтры поглощающие, должны рассматриваться
особо,
95


прибора, что особенно относится к полупроводниковым
приборам в выходных каскадах передатчиков, а также
от состава гармоник напряжения возбуждения эквива­
лентного генератора гармоник.
Каждый из перечисленных параметров характеризу­
ется своим коэффициентом влияния на результирующий
ток гармоники в антенне передатчика, что и приводит
к значительным (разбросам мощности излучений на ча­
стотах гармоник. Такие коэффициенты влияния еще не
исследованы в должной мере и их особенностью явля­
ются трудности, а в некоторых случаях и невозможность
технологического контроля и регулировки в процессе
производства.
Теоретически излучения на четных гармониках мо­
гут быть исключены путем применения двухтактных вы­
ходных каскадов в передатчиках. Практически для это­
го необходима точная симметрия плеч по параметрам
активных и пассивных элементов каскада. Однако не­
избежные разбросы значений этих параметров наруша­
ют баланс токов четных гармоник, что; снижает эффект
их компенсации в результирующей нагрузке каскада.
Если различие в значениях токов плеч (разбаланс) до­
стигает примерно 15 ... 20%, что можно считать вполне
вероятной величиной, то выигрыш в ослаблении, напри­
мер 2-й гармоники, сравнительно с однотактной схемой
составляет примерно 15 дБ. С ростом номера четной
гармоники этот выигрыш уменьшается, поскольку на­
чинают сказываться паразитные параметры схемы ка­
скада.
Ослабление излучений на гармониках зависит от схе­
мы связи антенной цепи с контуром выходного каскада
передатчика. При емкостной связи с индуктивной ветвью
этого контура ослабление гармоник более эффективно,
нежели при индуктивной связи между контуром и антен­
ной цепью, В диапазонных передатчиках могут быть
значительные изменения в уровнях излучения на гармо­
никах при перестройке передатчика по диапазону из-за
изменения режима выходного каскада от недонапряжен-
ного до перенапряженного с значительным изменением
содержания гармоник в импульсе тока.
Использование транзисторов в передающих устрой­
ствах приводит к необходимости применять особые меры
по уменьшению нелинейных искажений в выходных ка­
скадах, чтобы ослабить излучения на гармониках. Об-
96


щей рекомендацией может быть выбор режима, близко­
го к критическому и в большей степени к недонапряжен-
ному, чем перенапряженному, а также выбор угла
отсечки, близкого к 90°. Целесообразно применять отри­
цательную обратную связь путем включения резистора
небольшой величины в цепь эмиттера. Для стабилиза­
ции нагрузки на предварительный каскад целесообразно
последовательно с базой включить резистор небольшой
величины, хотя это и приводит к некоторому снижению
коэффициента усиления каскада. С точки зрения линей­
ности амплитудных характеристик перспективными
являются мощные полевые транзисторы.
Важным средством ослабления излучений на гармо­
никах является применение антенного фильтра нижних
частот между выходным каскадом и антенно-фидерным
трактом. На частотах ниже 1 ГГц широко применяют
фильтры отражательного типа, на более высоких ча­
стотах— фильтры поглощающего типа . Выбор типа и
схемы фильтра, методы расчетов, конструктивные осо­
бенности и другие вопросы, касающиеся фильтров, под­
робно освещены в литературе. Здесь же целесообразно
отметить особенность фильтров, связанную с согласо­
ванием их параметров с параметрами выходного тракта
передающего устройства. Разработка антенных филь­
тров и определение их АЧХ осуществляются при типо­
вых требованиях к волновым сопротивлениям на входе
и на нагрузке фильтра (например, 50 или 75 Ом), о
чем уже упоминалось. Это требование необходимо вы­
полнять для правильного согласования фильтра с эле­
ментами выходного тракта на частоте основного излу­
чения передающего устройства. Однако измерение АЧХ
фильтра по диапазону частот гармоник при тех же ти­
повых требованиях к волновым сопротивлениям может
приводить к методическим погрешностям, значения ко­
торых различны в зависимости от частоты и схемы
фильтра, например от числа избирательных цепей. Как
правило, из-за этого снижается эффективность фильтра­
ции, особенно гармоник высоких номеров, поскольку
изменение степени рассогласования фильтра приводит к
изменению величины отраженной энергии. Дополнитель­
ным фактором снижения эффективности антенного
фильтра на частотах гармоник высоких номеров явля­
ются паразитные емкости фильтра и схемы его вклю­
чения в выходной тракт передающего устройства, что,
7—3426
97


однако, трудно учесть в расчетах величин ослаблений
излучений на гармониках.
Отмеченные факторы относятся главным образом к фильтрам
отражательного типа. Фильтры поглощающего типа с входными и
выходными волновыми сопротивлениями 50 Ом (или 75 Ом) в ши­
рокой полосе частот излучений на гармониках обеспечивают лучшее
согласование в «диапазонах гармоник, но и они подвержены влия­
нию паразитных связей, особенно при недостаточной экранировке
фильтра и элементов выходного тракта передатчика. В литературе
описывается случай, когда реализовать эффективное действие по­
глощающего фильтра удалось только после усовершенствования
экранировки фильтра и кабелей выходного тракта передатчика
[79]. При этом авторы обращают внимание на необходимость каче­
ственного контакта в разъемах соединений в выходном тракте, осо­
бенно в разъеме, через который проходит антенный ток. Некаче­
ственный контакт в таком .разъеме имеет нелинейное высокоча­
стотное сопротивление, что может приводить к «увеличению уровня
излучений на частотах гармоник. Чтобы исключить этот эффект, все
высокочастотные поверхности контактов разъема рекомендуется
смазать аэрозольной жидкостью. Для иллюстрации эффективности
применения фильтра и смазки контактов разъема приводится та­
кой пример: уровень излучения 3-й гармоники ДМВ передатчика
при близком размещении измерительной антенны и без применения
антенного фильтра или омазкн находился в (пределах от —18 дБм
до —78 дБм; при использовании поглощающего антенного фильтра
и аэрозольной смазки излучение 3-й гармоники уменьшилось до ве­
личин — 78 дБм ... —138 дБм соответственно.
Отметим еще одну особенность гармоник, а именно
многоволновый (многомодовый) характер их распро­
странения в волноводных трактах СВЧ радиопередаю­
щего устройства. Поскольку поперечные размеры волно­
вода (прямоугольного или круглого сечения) определя­
ются длиной волны Аюсн основного излучения передаю­
щего устройства, то для гармоники, длина волны кото­
рой всегда меньше АОсн, эти размеры превышают неко­
торое критическое значение, при котором в волноводе
возникает множество Н-волн и Е -волн . Каждая из этих
волн характеризуется своей структурой, поля, причем
чем выше номер гармоники, тем больше максимумов вол­
ны гармоники укладывается вдоль широкой стенки (что
обозначается первой цифрой индекса волны) и вдоль
узкой стенки (что обозначается второй цифрой индекса)
прямоугольного сечения волновода. Особенность та­
ких волн — наличие продольной составляющей вектора
напряженности помимо поперечных составляющих. Учет
многомодового характера колебаний на частотах гармо­
ник необходим для правильного измерения их мощности
при подключении к передатчику эквивалента антенны
с целью проведения «трактовых» измерений побочных
98


колебаний. Примером многомодового состава колебаний
гармоник в волноводе Могут явиться результаты изме­
рений параметров передающего устройства (рис. 3.5),
работающего на частоте 1,4 ГГц, волноводный тракт
которого имеет поперечные размеры 16,51X8,255 см
[80]. Из рисунка следует, что с ростом номера гармони­
ки число волн (многомодовость) существенно увеличи­
вается. В практических случаях может оказаться необ -
колебаний в волноводном тракте передатчика
L
О
основное
излучение
Рис. 3.5. Состав СВЧ
ходимой информация о мощности отдельного вида волн
или об интегральном параметре в виде суммарной (мно­
гомодовой) • мощности гармоник, поступающей на на­
грузку волноводного тракта. Такую информацию полу­
чают путем измерений, поскольку расчетным путем ее
получить практически невозможно. На рис. 3 .5, однако,
мощности модовых колебаний на частотах гармоник не
указаны, а приведены лишь значения частот.
При описании параметров ЭМС целесообразно отме­
тить наиболее известные стандартные требования к ним,
указанные в международной и национальной НТД.
Здесь й далее, при описании других параметров ЭМС,
сделаны ссылки на источники НТД. Уточненные сведе­
ния об этих источниках приведены в гл. 7 (§ 7.4
...
7.6),
к которым читатель может обратиться за пояснениями.
На рис. 3.6 приведены рекомендации МККР, отно­
сящиеся к допустимым уровням ^нзл излучений на гар­
мониках передающего- устройства в зависимости от его
мощности Рс в диапазоне 1.0 кГц ... 960 МГц [81]. Для
сравнения даны более жесткие требования проекта
ИКАО (Турин, Италия, 1975 г.) к излучениям на гар­
мониках с номерами выше 3-го, а также приведены
требования стандарта MIL-STD-461A, являющиеся на-
7*
99


иболее высокими из известных, требований к допусти­
мым излучениям на гармониках. В более позднем стан­
дарте MIL-STD-461B эти требования были дифференци­
рованы (рис. 3 .7) в зависимости от номера гармоники и
типа оборудования (например, к. авиационному бортово­
му оборудованию требования более жесткие, чем к на-
Рис. 3 .6 . Требования нормативно-технической документации к допус­
тимым уровням излучений радиопередающего устройства на
гармониках:
Л.7&£Гц “» 30 МГц (МККР); в - MIL-STD-461A; С -30 МГц ... 235 МГц
ппг^л'1/а^ГМГц ... 960 МГц (МККР); D — связные РЭС, исключая
РЛС (ИКАО); F —гармоники 2-я и 3-я (ИКАО); G —гармоники выше 3-й и
другие побочные излучения (ИКАО)
рис. 3.7 . Требования стандарта MIL-STCM61B к допустимым уров­
ням гармоник радиопередающих устройств:
/^-гармоники 2-я и 3-я (все виды средств, ^исключая связные РЭС); 2 —гар­
моники 2-я и 3-я (связные РЭС); 3 —гармоники выше 3-й и другие побочные
излучения (все виды средств)
100


земному). В документах RTCA (DO-134) в требованиях
к бортовым авиационным передатчикам при измерениях
на нагрузочном сощротивлёнии (трактовые испытания)
в диапазоне 1 ... 10 ГГц указано, что уровень побочных
колебаний не должен превышать 51 дБ/мкВ для узко­
полосных непрерывных помех и 36 дБ/мкВ для им­
пульсных широкополосных помех. ГОСТ 12252—77 тре­
бует ослабления мощности колебаний /\нзл на гармо­
никах не менее чем на 60_дБ по сравнению с мощностью
Рс основного излучения, по абсолютному значению
Рл’изл должна быть не более 25 мкВт, что для передат­
чика мощностью 50 Вт означает ослабление уровня гар­
моник на 63 дБ. Требования общесоюзных норм ГКРЧ
СССР к Рынзл следующие: в диапазоне ниже 30 МГц
не менее 40 дБ относительно основного излучения и
в диапазоне 30 ... 960 МГц не меиее 60 дБ, но по абсо­
лютному уровню не более 25 мкВт.
Передатчик, задающий генератор которого работает в режиме
умножения частоты, может создавать излучения с частотой, крат­
ной частоте задающего генератора. Если частота таких излучений
ниже частоты основного излучения передатчика, то их нередко на­
зывают субгармоникамм, хотя это неточно, поскольку их частоты
не в целое -число раз
- ме н ьш е ’ частоты основного радиоизлучения.
Появление действительной субгармони-ки, частота которой, напри-,
мер, в два раза меньше частоты основного излучения, объясняется
явлением параметрического резонанса нелинейной цепи. Такое яв­
ление может возникать, например, в транзисторном генераторе,
у которого емкость р—«-перехода коллекторной или эмиттерной
цепи вследствие своей нелинейности значительно изменяется с из­
менением амплитуды напряжения пли тока, качественный анализ,
субгармонических колебаний показывает, что они могут привести
к неустойчивой работе транзисторного генератора (усилителя) с по­
сторонним возбуждением [82].
3.2.2. ДРУГИЕ ПОБОЧНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
Комбинационные излучения радиопередающего устройства это
побочные излучения, возникающие при воздействии на нелинейные
элементы высокочастотного тракта передатчика колебаний, фор­
мирующих несущую. В передающем устройстве комбинационные
излучения появляются в том случае, если в нем в качестве задаю­
щего генератора используется синтезатор частоты. Основное назна­
чение синтезатора — формирование рабочих частот передатчика
с заданным дискретным шагом (сеткой частот) или с плавной пе­
рестройкой и с такой же относительной стабильностью частоты, ко­
торая имеется на выходе: датчика опарных частот (ДОЧ). По
сравнению с автогенератором синтезатор частоты является слож­
ным устройством с трактами умножения, ‘деления, вычитания и
сложения частот, создаваемых- ДОЧ . Даже простейшее преобразо­
вание на нелинейном элементе двух колебаний с частотами fi и fe
101


приводит к появлению комбинационных частот, которые определя­
ются зависимостью /к=|±рД±^г|» где р и q— целые числа 1,
2, 3,...
Сложное преобразование нескольких колебаний приводит к воз­
никновению многих комбинационных составляющих вблизи частоты
несущих колебаний • передатчика, несмотря на принимаемые меры
по фильтрации и ослаблению энергии «комбинационных колебаний
во всех промежуточных звеньях синтезатора частоты.' Кроме того,
при многократных промежуточных преобразованиях колебаний
в синтезаторе возникают паразитные отклонения амплитуды и ча­
стоты (фазы) этих колебаний, что проявляется в виде шумовой
компоненты вблизи несущих колебаний. Поэтому спектр выходного
колебания синтезатора состоит не только из дискретной спектраль­
ной линии полезного выходного компонента, но и множества дис­
кретных составляющих- на фоне сплошного спектра шума [83].
Синтезаторы частоты, выпускаемые промышленностью, делятся
на два класса, 1-й и 2-й, причем 1-й класс делится на две катего­
рии. В соответствии с существующими стандартными требованиями
184] допустимый уровень дискретных побочных (т. е. комбинацион­
ных) спектральных составляющих в пораженном рабочем колеба­
нии должен быть: при отстройке от 20 до 200 кГц не более—70 дБ
для обеих категорий 1-го класса и не более
—50 дБ для 2-го клас­
са синтезаторов частоты, при отстройке от 200 кГц до 3% соот­
ветствующего значения выходной частоты синтезатора не более
— 80 дБ для 1-й и не более —70 дБ для 2-й категории 1-го класса
и не более —50 дБ для 2-го класса.
Паразитные излучения передающего устройства это побочные
излучения, возникающие в результате самовозбуждения передатчика
из-за паразитных связей в его генераторных и усилительных кас­
кадах. Причины появления паразитных излучений случайные, по­
скольку они не связаны с формированием колебаний основного из­
лучения. Паразитные резонансные цепи, для которых выполняются
условия баланса фаз и баланса амплитуд, образуются различными
реактивными элементами, емкостью р-п -переходов, распределенными
значениями индуктивности - и емкости монтажных проводников и
другими причинами аналогичного характера. Устранйть паразитные
излучения можно либо изменением параметров цепи, влияющей на
условия самовозбуждения, либо введением в соответствующую цепь
дополнительного затухания путем подключения резисторов, полу­
чивших название «антипаразитных».
В СВЧ приборах, например в мощных многорезонаторных маг­
нетронах, паразитные колебания возникают из-за свойства этих при­
боров генерировать другие виды колебаний и их гармоники.
Паразитные излучения должны быть устранены в процессе раз­
работки радиопередающего устройства или, по крайней мере, их
уровень должен быть снижен до величины, не превышающей допу­
стимый уровень «излучений на гармониках этого устройства.
Интермодуляционные излучения передающего устройства это
побочные излучения, возникающие в результате воздействия на его
нелинейные элементы колебаний от другого передающего устрой­
ства. Такие излучения возникают в случаях, когда между одновре­
менно работающими передатчиками имеется связь настолько боль­
шой величины, что они влияют друг на друга. Нелинейными эле­
ментами при этом являются выходные каскады передатчиков, ра-
102


ботающих на достаточно
близких частотах. Величи­
на связи определяется тем,
что передатчики работают
на одну широкополосную ан­
тенну или их антенны раз­
мещены, в непосредственной
близости. В таких случаях
в энергетических спектрах
обоих передатчиков помимо
основных излучений с ча­
стотами /1. и fs появляются
составляющие с новыми ча­
стотами /ипт, которые при­
нято называть «интермоду-
ляциониыми» (табл. 3.2).
Чтобы различать эти со­
ставляющие, используют по-
Таблица 3.2
Интермодуляционные частоты /ннг
Сочетание частот
Порядок интермо­
дуляции
1fi±h1
2-й
?fi-f2
3-й
2f2-fi
3-й
3fi 2
5-й
O
J
1
C
M
0
0
5-й
4fi~3f2
7-й
4f2 —3fl
7-й
нятие «порядок интермодуляции», подразумевая под этим сумму
номеров гармоник, образующих такие составляющие.
Составляющие с частотами /ипт, равными сумме или разности
частот основных излучений передатчиков, ослабляются выходными
избирательными цепями каждого передающего устройства. При от­
сутствии таких цепей (широкополосный выходной каскад) состав­
ляющие второго порядка могут проявляться как интермодуляцион­
ные. Составляющие 3-го порядка достаточно близки по частоте
к частотам основных излучений, вследствие чего, их мощность, как
правило, почти не ослабляется выходными целями, если в их схеме
нет специальных режекторных фильтров. То же самое относится
к составляющим 5-го и 7-го порядков, но их мощность значительно
меньше (Мощности составляющих 3-го порядка.
Чтобы проиллюстрировать причины возникновения интермоду­
ляционных составляющих, представим выходной усилитель пере­
датчика в виде нелинейного четырехполюсника, амплитудная функ­
ция передачи которого, т. е. зависимость выходного тока /вых от
входного напряжения ивх, в первом приближении выражается по­
линомом 3-й степени:
тп
^ВЫХ == ^^1 ^А^ВХ
^0 + l^iix “1“
вх4“МВХ’
(3. 1)
k=0
где коэффициенты b полинома определяют крутизну нелинейной
функции передачи.
Если на входе этого четырехполюсника помимо напряжения
возбуждения основного излучения ui=U\ cos coj/ действует напряже­
ние от другого (мешающего) передатчика U2=UiC0S согА то
цвх=м1-|-«2=^1 cos о)]/+U2 cos (Ог/-
Подставляя выражение суммарного напряжения в полином
(3.1), получаем составляющие результирующего спектра выходного
тока в виде основного тока полезного сигнала с частотой СО] и его
гармоник 2(0] и Зон, а также токи интермодуляции: от квадратич­
ного члена полинома (интермодуляция 2-го порядка)
/ИПт=адС/2Соз (Ю]±й)2)/
(3.2)
103


и от кубичного члена полинома (ицтермодуляция 3-го порядка)
3
3
Ашт= 4
cos(2й)1 - (о2) t и
=4
cos(2<o2— (ojf
(3.3)
с частотами, указанными в табль3,2 н на рис. 3.8.
Если функцию передачи выходного усилителя выразить поли­
номом 5-fi или 7-й степени, то аналогичные преобразования позволя­
ют обнаружить в спектре излучений передающего, устройства интер­
модуляционные составляющие 5-го tH соответственно 7-го порядков.
Рис. 3.8. Спектр интер моду­
ляционных излучений двух
передатчиков с частотами
fi и основных излучений
5-го и соответственно 7-го порядков.
Мощность интермодуляционного
излучения зависит от мощности ме­
шающего передатчика, величины свя­
зи между выходными каскадами пе­
редатчиков, типа активного прибора
в выходном каскаде и величины ча­
стотного разноса fp=/1—/2. Норма
на допустимые величины интермоду­
ляционных излучений не должна от­
личаться от требований на допусти­
мые величины мощности гармоник
передатчика.
Интермодуляционные излучения
более целесообразно называть «взаи-
момодуляционными», чтобы избежать
сходства в понятиях «интермодуля­
ционное излучение» и «интермодуля­
ционная помеха», о которой уже упо­
миналось в § 2.1. По ассоциации
можно
*
предполагать, что интермоду­
ляционное излучение и создает ни­
что, однако, не соответствует действи-
термодуляционную помеху,
тёльности (см. п. 3.3.4).
Мощность интфмодуляционного излучения можно уменьшить
путем применения режектор-ного фильтра и увеличения затухания
между выходными цепями передатчиков. Возможность возникнове­
ния интермодуляционных излучений должна учитываться на началь­
ных этапах разработки РЭС. При конструировании средств необ­
ходимо определить величину связи между цепями передатчиков и
принять меры к уменьшению мощности интермодуляциснных излу­
чений, если их уровень может превысить допустимую величину.
Контактные помехи возникают в результате излучений токо­
проводящих механических контактов с нелинейными и переменны­
ми во времени, электрическими сопротивлениями при их облучении
полем радиопередающего устройства. Понятие о таких помехах уже
приводилось в § 2.1. Контактные помехи характерны для работы
устройств, размещенных на подвижных транспортных средствах,
и их уровень возрастает с увеличением скорости движения таких
средств, что указывает на .непосредственную зависимость помех от
вибраций и механических ударов, влияющих на изменение плотно­
сти контактов. Диапазоны частот таких помех связаны с частотой
передатчика, облучающего механические контакты: контактные по­
мехи особенно проявляются на частотах ниже 30 МГц, хотя могут
быть ощутимы и в диапазонах до 300 МГц. Как правило, это
104


широкополосные помехи со значительными выбросами на шумовом
фоне и их уровень зависит от плотности механического контакта,
его электропроводности и мощности передатчика, облучающего кон-
такт [85]. Для уменьшения влияния контактных помех механиче­
ские контакты необходимо заземлять с помощью гибких перемы­
чек с возможно малой длиной и малым импедансом.
В практике встречаются случаи (например, на судах Морфло­
та), когда механические токопроводящие контакты облучаются од­
новременно двумя радиопередатчиками. Спектры контактных помех
при этом группируются вокруг1’значений интермодуляционных ча­
стот, возникающих в той закономерности, которая уже отмечалась
в настоящем разделе. Такие помехи целесообразно называть интер­
модуляционными контактными ^помехами, поскольку их спектры от­
личаются от спектров помех, созданных теми же контактами при
облучении одним передатчиком.
Контактные помехи еще недостаточно изучены и не регламен­
тируются 'нормативной документацией. Однако существуют практи­
ческие рекомендации по уменьшению Их' уровня, которыми следует
пользоваться при разработке соответствующих транспортных
средств.
3.2.3 . СПЕКТРЫ ПОМЕХ НА ЧАСТОТАХ ГАРМОНИК
И ИНТЕРМОДУЛЯЦИИ
Помехи данного вида возникают в результате нелинейного пре­
образования частот одного или нескольких колебаний в выходных
каскадах радиопередающих устройств РЭС различного назна­
чения.
Рассмотрим нелинейное преобразование спектров помех на при­
мере связных радиопередатчиков, которые имеют несколько классов
излучений, соответствующих передаче аналоговой и дискретной ин­
формации. Помехи на частотах гармоник и интермодуляции с не­
которым приближением можно рассматривать как результат воз­
действия на нелинейный элемент случайных узкополосных процессов
соответствующих излучениям i передатчиков (i=l, 2,-
3,..., ti).
Пусть на нелинейный элемент с характеристикой
т
=
(3.4)
6=0
поступает случайный процесс
п
Е(0=2мп.
1=1
характеризующий воздействие излучений суммы п передатчиков.
Результат нелинейного преобразования процесса £•(/) можно
записать в ваде
т
’|(0 = НЕ(П1=2^(0-
6=1
105


Тогда спектральная плотность Р(<о) процесса т](/) на выходе
нелинейного элемента будет определяться как [14]
оо
/э(со) = 2 § B(t)cos сот^т,
(3.5)
о
где В(т) — функция корреляции процесса г) (/).
Рассмотрим спектры помех на частотах гармоник и интермоду­
ляции от излучений связных передатчиков при наиболее характер­
ных видах модуляции.
Помехи от передатчиков с ОБП. При вычислении величины
Р(ш) для ОБП помех на частотах гармоник и интермодуляции
можно принять, что процессы
являются нормальными и ста­
ционарными, имеющими нулевое среднее значение и равномерный
спектр в полосе At- частот модуляции. Такое представление, как
показывают исследования [86], является наиболее подходящим для
описания основных излучений в современных передатчиках с ОБП
при использовании оконечной аппаратуры уплотнения радиока­
налов.
Тогда спектральная плотность ОБП помех может быть пред­
ставлена в виде
т
(3-G)
где Ал— числовой коэффициент, зависящий от порядка (номера)
гармоники или интермодуляционной помехи; bk—коэффициент по­
линома (3.4), аппроксимирующего нелинейность; Ih (т) — функция,
зависящая от k-и степени коэффициента корреляции /?(т) процес­
са ^(0.
Как следует из формулы (3.6), Р(ш) определяется порядком
помехи, характером нелинейности, т. е . коэффициентами bk, и k-н
степенью коэффициента корреляции 2?(т). Результаты расчетов по
этой формуле показывают, что зависимость ширины спектра по­
мехи от значения ВА(т) более существенна, чем от bk, и усили­
вается с ростом порядка гармоники или интермюдуляционной со­
ставляющей. Поэтому ширина спектра ОБП помех в основном опре­
деляется не характером нелинейности, на которой они образуются,
а их порядком и параметрами процесса В<(0-
Расчет спектров помех проводился для процесса £<(/), имеющих
ширину полосы, равную А,. Коэффициенты нелинейности 6л опре­
делялись для ламцы ГУ-50, используемой в выходном каскаде пе­
редатчика, характеристики лампы аппроксимировались полиномом
(3.4). при т=8. При расчете спектров интермодуляционных помех
принято допущение, что в их образовании участвуют однотипные
передатчики.
На рис. 3 .9 показаны рассчитанные по формуле (3.6) зависи­
мости ширины полосы спектра ОБП помех на различных уровнях L
от порядка помех. По оси ординат отложено отношение BlIBo, где
В0=А/— ширина необходимой полосы спектра основного излучения,
BL — ширина полосы спектра помехи на уровне L. По оси абсцисс
показан порядок помехи, который равен номеру k гармоники /-го
передатчика или числу q=k\-\-. . .
-j -fei-j-. ..
+kn, которое определя­
ет порядок интермодуляционной составляющей для п передатчиков,
106


например q=2— интермодуляционная помеха от основных излуче­
ний (k\=k2=\) двух передатчиков, q=3 — помеха от основных из­
лучений (£1=£2=£з=1) трех передатчиков или от основного из­
лучения- (fci = l) первого передатчика и 2-й гармоники (£а=2) вто­
рого передатчика и т. д .
Результаты этих расчетов подтверждены экспериментально.
Спектры основного излучения и гармоник передатчика измерялись
по полю с помощью анализатора спектра С4-46 с использованием
на входе анализатора дополнитель­
ного измерительного аттенюатора;
спектры интермодуляционных помех
измерялись для комплекса, состояще­
го из 3-х однотипных передатчиков,
работающих на штыревые антенны и
расположенных на одинаковом не­
большом расстоянии (20
30 м)
друг от друга.
Полученные результаты справед­
ливы и для помех от передатчиков
с двухполосной модуляцией (с по­
давленной несущей) при условии,
что полоса Во=2Дъ
Помехи от. ЧМ передатчиков.
При воздействии на нелинейный
элемент с характеристикой (3.4)
частотно-модулированных колеба­
ний, поступающих от п передат­
чиков, спектральная плотность про-
Рис. 3.9. Зависимость отно­
сительной ширины полосы
спектра ОБП передатчика
от порядка интермодуляци­
онных излучений
цесса т|(/) не зависит от характера нелинейности, на которой об­
разуются данные помехи. Параметры нелинейности (коэффициенты
b/i) входят в постоянный множитель перед выражением для спект­
ральной плотности Р(ш) и вместе с АЧХ линейной части цепи опре­
деляют мощность помехи данного вида.
Спектральная плотность ЧМ помехи, вычисленная по формуле
(3.5):
^(®)=-^ -ехр
1 (со — С0п)2]
—
2/W2
Д2 ПРИ А/•> 1,
(3.7)
где (Он — частота помехи, определяемая в зависимости от значений
ki и п суммированием
• • • ±£icoo»± • • • i£n<oon;
—
среднее значение эффективного индекса модуляции; Д=(Д1 + ...
...
+Дп)/н — среднее значение полосы модулирующего
спектра; хг-— крутизна характеристики частотного модулятора i-ro
передатчика; о2< — дисперсия процесса £,(/).
В частности, для гармоники одного передатчика (т. е. при л=1,
k{=ki) величины, входящие в соотношения (3.7) и (3.8), имеют
значения (ou=£icooi; Д=Дь M=mi=Xi£icrj/Ai, где яь— индекс мо­
дуляции гармоники. Для интермодуляционных помех от основных
107


излучений двух передатчиков (n=2, ki=k\=k2=l) эти величины
равны: ®n=<ooi±<i)o2; Д=(Д14-Д2)/2;' Af=(z2Lio2i+x22cr22)1/2/A, или
при _Д1=Д2=Д<, Oi=<r2=Oi,
получаем Д=Д<, М=
= V 2ХгО</Дг.
Opai выводе соотношений (3.7) и (3.8) предполагалось, что
модуляция ЧМ передатчиков осуществляется процессами, аналогич­
ными принятым для ОБП передатчиков.
Из соотношений (3.7) и (3.8), следует, что при больших ин-
Рис. 3.10. Зависимость отно­
сительной ширины спектра
гармоник (или интермоду­
ляционных- излучений) ЧМ
передатчика от номера гар­
моники (или порядка интер -
модуляционных излучений)
дексах модуляции спектры помех на частотах гармоник и интер­
модуляции расширяются по сравне­
нию со спектром основного излуче­
ния, а,.при малых индексах расши­
рения спектра не наблюдается.
Расчет спектров основных ЧМ
излучений по формуле (3.7) обеспе­
чивает удовлетворительное совпаде­
ние с экспериментом при . nti> 1,3,
а по формуле (3.8)—при zni<0,2.
В табл. 3.3 приведены расчетные
соотношения, определяющие зависи­
мость ширины спектра Воь основного
излучения ЧМ передатчика от пара­
метров
уровнях L. 'Для
значений zn,-> 1,3
расчет производился по формуле
(3.7), а для 0,2 </и* <1,3— в соот­
ветствии с [87].
На г рис. 3.10 изображено рас­
считанное с использованием соот­
модуляции при различных
ношений (3.7), (3.8) относительное расширение полосы спектра ЧМ
помех на частотах гармоник и интермодуляции в зависимости от
номера ki гармоники для одного передатчика и числа ^=(A2i+ ...
...
+А2{+ ... 4-^2п)’/2 для п передатчиков, участвующих в об­
разовании интермодуляционной помехи, при одинаковых парамет­
рах Zi, о», А». По оси ординат отложено отношение полосы спектра
помехи Вь на уровне L к полосе спектра основного излучения Воь,
отсчитанной на том же уровне (см. табл. 3.3).
Ширина спектра основного излучения ЧМ передатчика
Таблица 3.3
■L, дБ
_____
V_____ _______
при(0,2<т. < 1,3)
прит.> 1,3
—20
6/пД-
6 /иД-
—40
(7,8 mi 4-3) Д;
(7,8т;4-4)Дг
—60
(9тi + 6)Д;
(8,8 mi 4- 8)ДХ-
108


Как видно из рис. 3 .10, при малых индексах модуляции М<
<0,5 расширение спектра помех несущественно; при М>1,3 рас­
ширение спектров помех на гармониках прямо пропорционально
номеру ki гармоники, а спектров интермодуляционных помех — их
порядку ^=(/г21+ ... ±/г2{ + ... -| -Л2п) i/2.
Результаты расчетов, приведенные на рис. 3.10, удовлетвори­
тельно согласуются с экспериментальными данными. Спектры гар­
моник (/гi^5) измерялись с помощью анализатора спектра С4-46
до уровней L=—40 ... — 5 0 дБ.' Спектры интермодуляционных ЧМ
помех (при п^З, <?^5) измерялись по методике, применявшейся
при измерении ОБП помех.
Приведенные выше зависимости для ЧМ помех справедливы
не только для одиоканальных передатчиков, но и для многока­
нальных (например, для радиорелейных станций) при условии, что
mi является эффективным (индексом модуляции группового тракта.
Помехи от АТ передатчиков. При амплитудной манипуляции
передатчик^ процесс |i(/) представляется как стационарная слу­
чайная последовательность неперекрывающмхся во времени импуль-
=
Р).
(3.9)
J=1
где Tj — длительность импульса (/=1, 2, 3,..., Д');
,(tп=/>•
'
10, (/4-1)7’;</<(/ + 2)Г/.
При определении спектральной плотности Р(ю) процесса 1](/)
на выходе нелинейной цепи в случае воздействия помех от п пере­
датчиков с АТ можно сделать допущение о том, что манипуляция
передатчиков осуществляется синхронно с одинаковой длительно­
стью импульсов Тj=T. Тогда с точностью до постоянного множи­
теля выражение для спектральной плотности помех можно приве­
сти к виду
v
[sin(<i>n±0)772 I2
= [ (con±w)7’/2 ] ’
(3J0>
где Юп определяется по формуле (3.8).
При независимой (асинхронной) манипуляции передатчиков ши­
рина спектров интермодуляционных АТ помех меньше определяе­
мой соотношением (3.10), так как одновременное их воздействие
на нелинейный элемент будет происходить с вероятностью совпа­
дений потоков импульсов, излучаемых каждым передатчиком.
Параметры нелинейности, на которой образуются АТ помехи на
частотах гармоник, и интермодуляции, входят в постоянный мно­
житель при Р(<о), т. е. не влияют на ширину спектра помех, а толь­
ко определяют их уровень.
Как следует из соотношения (3.10), спектры АТ помех, обра­
зующихся па частотах гармоник и интермодуляции, совпадают со
спектром основного излучения, ширина полосы которого может быть
существенно уменьшена путем оптимального формирования фронтов
импульсов манипуляции.
109


Результаты расчета ширины полосы Воь спектра основного АТ
излучения при манипуляции передатчика трапецеидальными (для
величины относительного времени установления импульса 0=0,1) и
прямоугольными (0=0) импульсами приведены в табл. 3.4 .
Таблица 3.4
Ширина спектра основного АТ излучения
L, дБ
B0L
при9=0
прц0=0,1
-25
11/7
10/7
—40
64/7
26/7
-60
640/7
82/7
При 0=0 расчет проводился по формуле (3.10), а при 0=
=0,1—в соответствии с [88].
Выражение для Р((о), аналогичное (3.10), получается при воз­
действии на нелинейный элемент излучений от передатчиков с фа­
зовой манипуляцией. .
Помехи от ЧТ передатчиков. При частотной манипуляции пере­
датчика процесс |i(0 описывается выражением (3.9) при условии
Спектральная плотность ЧТ помех на частотах гармоник и
интермодуляции представляется как сумма слагаемых вида
г>
_
/©&+© \ Esin(<Oft + со)7/2 I2
=Ф
Д(о. ) |* (cDfe +<0)7/2 ] ’ t3,1
, /С0ь+(0\
гдефI
—
j—функция, зависящая от отношения расстройки
((!)л±со) к девиации частоты Асо»; (ан — характеристические частоты
спектра помехи, определяемые суммированием &i(0i,2± ...
...
±... ±^пШ1,2; 01,2 — характеристические частоты ЧТ
спектра основного излучения, связанные с частотой настройки
передатчика ©о, соотношениями: coi=(Ooi—Ao,; ©2=©oi4-A(Di.
Параметры нелинейности, на которой 'образуются ЧТ помехи,
не влияют на ширину спектра, как и в случае АТ помех.
Как показывают расчеты по формуле (3.11), спектры ЧТ помех
расширяются по сравнению со спектром основного излучения при­
мерно пропорционально номеру гармоники или порядку интермоду­
ляционной комбинации по аналогии со спектрами ЧМ. помех при
Зависимость ширины полосы Воь спектра основного ЧТ излу­
чения от параметров манипуляции приведена в табл. 3.5. Определе­
ние полосы спектра проводилось при манипуляции передатчика
ПО


трапецеидальными (для величины относительного времени уста­
новления импульса 0=0,1) и прямоугольными (0=0) импульсами.
При 0=0 расчет проводился по формуле (3.11), а при 0=0,1 —
в соответствии с [89]. В табл . 3 .5 приняты обозначения: т<=
=&f/F— индекс манипуляции; Af— девиация частоты, определяе­
мая «ан половина частотного разноса между характеристическими
частотами спектра [ц и fu; F=l/T— частота манипуляции .
Таблица 3.5
Ширина спектра основного ЧТ излучения
L, дБ
BQL
при0=0
при0=0,1
—25
6,2r^/3F,
1,5
<7
5,8w2/3F,
1,5<W; <7
(2;nz 4- 10) F,
m-L 7
(2znt + 10) F
mi
7
—40
16mJZ2F,
1,5<ttti<10
11,6m^2F,
1,5
mi<5
(2,4т£ +34)F
mi 10
(2,4^4- 14)F
mt ^5
—60
50/nJ/2F,
1,5<nii<40
22WJ/2F,
1,5^nti<16
(3,7^4- I84)F,
mi 40
(2, Gtrii 4- 46) F
mi 16
Измерения спектров АТ и ЧТ помех производились по методи­
кам, аналогичным тем, которые использовались при измерении ОБП
и ЧМ помех. Результаты измерении подтверждают расчетные дан­
ные до уровней L=—40... —50 дБ.
Зависимости спектров помех, полученные для связных пере­
датчиков, в некоторых случаях могут’ быть справедливы и для
радиопередающих устройств РЭС других назначений. Например,
спектры помех от передатчиков с импульсной модуляцией с некото­
рым приближением могут описываться выражением (3.11), полу­
ченным для АТ .помех.
3.2.4. ВНЕПОЛОСНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
Энергетический спектр излучения радиопередающего устройства
на присвоенной частоте, созданный процессом модуляции (мани­
пуляции) передаваемого сигнала, состоит из двух частей — основно­
го и внеполосного излучений (рис. 3 .11). Основное излучение co­
lli


Рис. 3 .11 . К пояснению понятия о
внеполосных излучениях радиопе­
редающего устройства
держит спектральные составляющие в необходимой полосе Вв ча­
стот, внеполосное излучение вне этой полосы частот. Теоретически
внеполосные излучения могут быть исключены без ущерба каче­
ству передаваемого сигнала, однако- практически они существуют
почти при всех видах и классах излучений передающих устройств,
за исключением случаев работы на. очень низких присвоенных ча­
стотах. Вследствие этого поло­
са радиочастот, занимаемая
спектром излучения передаю­
щего устройства, шире необхо­
димой полосы. Уровни спек­
тральных составляющих и ши­
рина полосы внеполосных из­
лучений зависят от используе­
мого метода модуляции (ма­
нипуляции), спектра частот
модулирующего сигнала (или
скорости передачи), степени
нелинейных искажений моду­
лятора, крутизны фронтов пе­
редаваемого импульсного сиг­
нала и других факторов.
Внеполосные излучения,
так же как и другие неоснов­
ные излучения (побочные и
шумовые), нежелательны, по­
скольку непроизводительно за­
гружают радиочастотный ре­
сурс, не являсь необходимыми '
для передачи - и приема по­
лезного сигнала. Огибающая
спектра внеполосных излучений имеет опадающий характер, и чем
больше скорость ее убывания с изменением частоты, тем меньше
загружается. РЧР нежелательными излучениями и тем лучше по­
казатель ЭМС передающего устройства по внеполосным излуче­
ниям. Для численного' определения такого показателя введено по­
нятие занимаемой ширины BaaH полосы излучения, под которой
подразумевают такую полосу, за пределами которой излучается не
более чем заданная часть средней мощности излучения передаю­
щего устройства. «Рекомендация 328-4» МККР указывает, для чис­
ленного значения занимаемой полосы такой ограничительный уро­
вень, который на X дБ менее исходного, как правило, максималь­
ного уровня спектральных составляющих, принятого за 0 дБ
(рис. 3 .11). Ниже нижней и выше верхней граничной частоты от
занимаемой полосы значения средней излучаемой мощности состав­
ляют некоторую часть 0/2 от общей средней излучаемой мощности
передающего устройства. Значение этой части устанавливают от­
дельно для каждого класса излучения. Однако практически они до
сих пор не установлены, вследствие чего при определении занимае­
мой ширины полосы отсчет производят при'0=0,5% от общей сред­
ней излучаемой мощности, считая нижним уровнем измеряемой
мощности излучения — 60 дБ от максимального значения, принятого
за 0 дБ. В отечественной практике используют понятие «контроль­
ная полоса частот» Вк, которая равна ширине полосы на уровне
—3 0 дБ относительно исходного уровня 0 дБ. Ниже нижней и
11.2


выше верхней граничной частоты этой полосы мощность внеполос­
ных составляющих ослаблена в тысячу раз относительно макси­
мального значения мощности излучения. Понятие о «контрольной
полосе» полезно для оценки занимаемой полосы при распределении
и присвоении номинальных’ частот передатчикам и при расчетах ча­
стотно-пространственного разноса между соседними передатчиками.
С этой точки зрения параметр «контрольная полоса излучения» мо­
жет быть принят за параметр ЭМС основного излучения передат­
чика.
Существенной частью занимаемой полосы излучения является
необходимая полоса излучения Ви, которая имеет различную вели­
чину для каждого класса излучения радиопередающих устройств.
Она определяется такими факторами, как наивысшая частота мо­
дуляции, скорость передачи, длительность и крутизна фронтов им­
пульсного сигнала, число каналов в групповом сигнале, частота
поднесущей, допустимые искажения при минимизации передаваемой
полосы частот и др. Для некоторых классов излучения, например,
с использованием AM па двух боковых полосах Вп=2ГМакс, где
Гмакс — наивысшая частота модулщдаш!. Однако для большинства
классов излучения В„ определяется более сложными зависимостями,
некоторые сведения о которых приведены в приложении 5 «Регла­
мента радиосвязи» [24] и в Отчете 418-1 МККР. Например, для
класса излучения с использованием ЧТ: Вп=2,6 Д4-0,55 В, где
Д — девиация частоты и В
—
телеграфная скорость, Бд.
Для класса излучения с использованием ДЧТ: Вп=2,2 Д+4 В,
где В — максимальная скорость в любом из каналов, Бд.
-
Для класса излучения с использованием импульсной модуляции
Вы=2£/т, где коэффициент /г=1,6; при т=0,4 мкс расчет приводит
к значению Ви=8 МГц.
Эта примеры иллюстрируют аналитический подход к опреде­
лению полосы Ва. В ряде случаев она может или должна опреде­
ляться экспериментально по признаку минимально, допустимых ис­
кажений передаваемого сигнала. Существующее в пределах Вв
максимальное значение уровня передаваемого сигнала принимается
за. точку отсчета (0 дБ) при определении спектра внеполосных из­
лучений.
Имеется несколько причин, вызывающих внеполосные излучения
передатчиков, а именно:
применение модулирующих сигналов с более широкой полосой,
чем это необходимо для данной системы;
(Применение сигналов управления ВЧ колебаниями передатчиков
с более ■крутыми фронтами импульсов, чем это необходимо;
нелинейность тракта формирования модулирующего напряже­
ния передатчика, влияющая на расширение полосы частот излу­
чения;
нелинейность модуляционной' характеристики передатчика, что
приводит к появлению новых составляющих как в спектре необ­
ходимой полосы, так и за ее пределами;
перемодуляцня и ограничение уровня модулирующего напря­
жения (например, в аналоговых системах передачи), что способ­
ствует расширению спектра излучения.
Энергетические спектры различных видов излучения достаточно
хорошо исследованы [88]. В радиолокационных системах с им­
пульсной модуляцией необходимы импульсы с крутыми фронтами
8—3426
113


л малой длительностью, чтобы обеспечить высокую разрешающую
способность. Однако в этом случае занимаемая полоса Ваап излу­
чения значительно превышает Ва. Например, огибающая спектра
.п рям оуг ольн ого
импульса убывает со скоростью, обратно пропор­
циональной частоте, в соответствии с зависимостью 1/А/, где Af —
изменение частоты относительно /о- Для такого вида импульсов
-Вз ан^20/т, в то время как для нормальной работы радиолокацион­
ного приемника достаточно принять полосу излучения шириной
всего 3/т, что и характеризует ширину полосы Вп. Более узкопо­
лосные излучения создаются импульсами трапецеидальной и косину-
.с о ц иа л ьн о й формы, огибающая которых имеет скорость убывания,
обратно пропорциональную квадрату частоты. Наиболее узкополос­
ный спектр соответствует импульсу'с формой, описываемой нор­
мальным законом распределения вероятностей (гауссовский им-
i пульс), но для него характерны «хвосты», простирающиеся по обе
стороны от fo. С этой точки зрения представляет интерес гауссов­
ский импульс с отсеченными «хвостами». Практически при форми­
ровании импульсов и их прохождении через тракт передающего
устройства импульсы искажаются за счет девиации фазы в процессе
нарастания и спада импульса и паразитной амплитудной моду­
ляции, что даже приводит к «выбросам» мгновенного значения
■уровня импульса. Эти и другие факторы способствуют расшире­
нию спектров излучений импульсных сигналов, а также возникно­
вению асимметрии спектров.
Заметим, что при определении полосы Взап недостаточна оцен-
ка только скорости убывания составляющих внеполосного спектра.
.Для
импульсных систем, например в телеграфии, важным парамет­
ром является время установления телеграфного импульса, т. е . вре­
мя, в течение которого импульс изменяется от 0,1 до 0,9 (или на­
оборот) своего значения в установившемся режиме. В телеграфии
это время служит критерием качества принимаемого сигнала. Оно
.д о лжн о быть достаточно малым для обеспечения помехоустойчиво­
сти приема, поскольку связано с исправляющей способностью теле­
графного аппарата. В то же время для уменьшения -внеполосных
излучений фронты нарастания и спада импульса желательно иметь
с уменьшенной крутизной. Это приводит к необходимости компро­
мисса между минимально допустимым временем установления им­
пульса и максимально допустимой шириной полосы Взан.
В радиотелефонных системах значеиие Взан существенно за­
висит от нелинейности модуляционной характеристики передатчика.
Значительная нелинейность этой характеристики встречается в под­
вижных передатчиках, вследствие чего спектр излучаемого ими сиг­
нала может расширяться как за счет возникновения гармоник мо­
дулирующего сигнала, так и за счет его интермодуляционных
искажений. Это обстоятельство приводит к необходимости тщатель­
ного контроля модуляционной характеристики передатчика .двухто­
нальным методом [44].
Уменьшение Взап является важной задачей при разработке од­
нополосных передатчиков, в которых энергетический спектр излу­
чаемого сигнала формируется в предварительных каскадах, а мош.-'
ный выходной каскад работает в режиме усиления однополосного
'Сигнала. Решение такой задачи связано с значительными трудно­
стями, поскольку обеспечение малого уровня нелинейных искаже­
114


ний и одновременно высоких энергетических показателей передат­
чика может быть достигнуто лишь на основе компромисса [86].
В отечественной практике допустимые уровни внеполосных из­
лучений и ширина полосы спектра излучений радиопередающих
устройств с различными типами и классами излучений регламен­
тируются обязательными общесоюзными нормами. Сведения о со­
ответствующей НТД приведены в гл. 7.
3.2.5. ШУМОВЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
Шумовые излучения — это неосновные излучения радиопередаю­
щего устройства, обусловленные собственным шумом его эле­
ментов. Причины возникновения такого шума те же, что и соб­
ственного шума радиоприемного устройства — флуктуации токов
в электрических цепях, дробовой эффект и фликер-шум в элек­
тровакуумных и полупроводниковых приборах. Источниками шума
в той или иной степени являются задающие генераторы, усилители^.
Рис. 3 .12. К пояснению понятия о шумовых излучениях радиопере-
■ дающего устройства
умножители частоты и синтезаторы. Например, опорный кварцевый
генератор создает малый уровень шума по сравнению с шумом ав­
тогенератора, не имеющего стабилизации частоты колебаний, что
объясняется высокой добротностью кварцевого резонатора. Любой
каскад, работающий с отсечкой тока, например умножитель часто­
ты способствует увеличению уровня шума в цепях передатчика.
Основным же источником шума является синтезатор частоты, прак­
тически определяющий относительный уровень шумовых излучений
радиопередающего устройства.
Принципиально можно считать, что шумовые излучения широ­
кополосны (рис. 3.12). При некоторой отстройке от несущей ча­
стоты /прд передатчика шумовые излучения определяются флуктуа­
циями частоты (фазы) колебаний, поскольку флуктуации амплиту­
ды являются узкополосным процессом. Вблизи несущей /прд уро­
вень шума передатчика на 50!.. 80 дБ ниже уровня полезного-
сигнала, вследствие его наличие шума в необходимой полосе Вв
излучения практически не оказывает влияния на качество полез­
ного сигнала. Практическое значение широкополосных шумовых из­
лучений как параметра ЭМС заключается в том, что они создают
8*
115


помехи приему в соседних каналах (/прм на рис. 3.12), что особен­
но проявляется в подвижных системах радиосвязи. В таких систе­
мах шумовые излучения существенно влияют на выбор частот со­
седних каналов, радиорредств, а также частот приемников и пере­
датчиков при организации дуплексной связи. Более того, шумовые
излучения являются ограничивающим технико-экономическим факто­
ром при. пользовании частотным ресурсом в подвижных системах
радиосвязи.
Рис. 3.13. Амплитудно-частотные характеристики шумовых излучений
радиопередающих устройств в диапазонах 150 ... 174 МГц (/) и
450 ... 466 МГц (2)
Интенсивность шумовых излучений определяется спектральной
плотностью мощности (дБВТ), измеряемой при определенных зна­
чениях отстройки от частоты основного излучения. В большинстве
случаев их интенсивность определяется в полосе 1 Гц или 3 кГц
по отношению к интенсивности несущих колебаний передающего
устройства (дБ). Огибающая энергетического спектра шумовых из­
лучений с увеличением отстройки от несущей частоты убывает,
причем скорость убывания зависит от числа и качества избиратель­
ных цепей в предварительных каскадах (в том числе в синтезаторе
частоты) и в выходном каскаде передатчика, что определяет
амплитудно-частотную характеристику шумовых излучений и позво­
ляет ограничивать их широкополосность. С повышением частоты
основного излучения передатчика ширина полосы шумовых излуче­
ний увеличивается. Применение полосовых фильтров в выходных
цепях, например ДМВ передатчика в виде коаксиальных объемных
резонаторов, позволяет снизить шум при отстройке в пределах
±2 МГц от величины —150 дБ до —185 дБ в полосе 3 кГц. При­
меры амплитудно-частотных характеристик шумовых излучений
подвижных УКВ ЧМ передатчиков связного назначения приведены
на рис. 3.13 [90]. Есть и другие единичные примеры эксперимен­
тальных характеристик такого вада, но нет до сих пор статисти­
ческих данных, обобщающих сведения о шумовых излучениях, что
позволило бы выработать требования к допустимым уровням этих
излучений для передатчиков в различных диапазонах частот. До
сих пор не разработаны и методы существенного снижения соб­
ственного шума элементов передающего устройства.
Анализ прохождения сигнала и шума через’ каскады передат­
чика показывает, что уровень шумовых излучений увеличивается
116


при возрастании коэффициента умножения частоты. Для каждого
усилителя и умножителя частоты, существует оптимальный угол
отсечки, при котором обеспечивается наилучшее отношение сигнал-
шум на выходе [91]. Удвоитель и утроитель частоты при работе
в оптимальных режимах ухудшают отношение сигнал-шум соот­
ветственно на 4 и 6,5 дБ, в неоптимальных режимах эти значения
существенно возрастают. При большом отношении сигнал-шум ши­
рина спектра шума на входе и на выходе умножителя одинакова.
При выборе транзисторов для задающего генератора и предвари­
тельных каскадов усиления необходимо обращать внимание на зна­
чение их шум-фактора . Эти и другие рекомендации могут явиться
основой для разработки метода построения передающих устройств
с малым уровнем шумовых излучений. При совершенствовании это­
го метода целесообразно использовать опыт, накопленный в обла­
сти создания синтезаторов частоты [83].
Стандартные требования к допустимому уровню шумовых из­
лучений определены лишь для некоторых типов передающих
устройств декаметрового диапазона. Как правило, они формули­
руются лишь для фиксированной отстройки от несущей на значи­
тельную процентную величину, что не дает возможности опреде­
лить реальный уровень шумовых излучений в ближайших соседних
каналах. Например, в требованиях к морским ОБП передатчикам
уровень -таких излучений регламентируется при фиксированной от­
стройке на ±15% от частоты основного излучения, а именно
—120 дБ в полосе 2,5 кГц. Причиной столь значительных от­
строек, указываемых в стандартных требованиях, являются труд­
ности практического измерения шумовых излучений на низких уров­
нях в присутствии несущей значительного уровня, если отстройка
имеет малую величину. Методика измерения шумовых излучений
разработана лишь для частных -случаев . Так, например, для конт­
роля шумовых излучений упоминавшихся морских передатчиков из­
мерительный приемник во избежание блокирования сигналом несу­
щей отстраивается на значительную величину, что может исказить
результаты измерений. При отсутствии блокирования уровень шу­
мовых излучений измеряют путем регистрации возрастания-напря­
жения шума на выходе приемника либо путем замещения напря­
жения шумов эквивалентным напряжением от генератора стан­
дартного сигнала.
Поскольку шумовые излучения современных передающих
устройств во многих случаях определяются шумами синтезаторов,
то могут представить интерес результаты исследований шумов за­
рубежных синтезаторов частоты, согласно которым шумы в диа­
пазоне расстроек 10 Гц... 5 кГц уменьшаются почти обратно про­
порционально частоте,. в диапазоне 5... 100 кГц практически по­
стоянны по уровню и далее уменьшаются обратно пропорционально
квадрату и даже кубу частоты [92]. Считается, что в целях сни­
жения уровня шумов на выходе синтезатора в нем для преобра­
зования частоты целесообразно использовать двойные балансные
смесители на одном или двух диодах Шотки в каждом плече в
ключевом режиме.
3.2.6. ХАРАКТЕРИСТИКИ АНТЕННЫХ УСТРОЙСТВ
К параметрам ЭМС передающих антенных устройств отно­
сятся следующие их характеристики:
117


на основной частоте излучения — уровни боковых и задних
лепестков ДН при рабочей и ортогональной поляризациях в гори­
зонтальной и вертикальной плоскостях;
на побочных частотах излучения (в основном на гармониках)—
уровни тех же лепестков и при тех же условиях, а также коэф­
фициенты усиления, комплексные входные сопротивления и коэф­
фициенты стоячей волны на входе антенны.
Согласно принципу обратимости антенн те же параметры мож­
но отнести к приемным антеннам.
Излучение и прием по боковым и задним лепесткам на основ­
ной частоте необходимо учитывать в расчетах помех от мощных
передатчиков. Если мощность излучения по боковым лепесткам ори­
ентировочно на 20... 30 дБ ниже мощности в направлении главно­
го луча, то, например, для передатчика РЛС мощностью в 1 МВт
излучения по боковым лепесткам могут характеризоваться мощ­
ностью в несколько киловатт. Такие помехи от передатчика могут
действовать на приемник другой РЛС не только в направлении
главного луча приемной антенны, но и по ее боковым и задним ле­
песткам.
Рис. 3 .14. Распределение вероятностей величины мощности излуче­
ния по боковым лепесткам для пяти однотипных антенн
Обычно в расчетах ЭМП от передатчика учитывают медианные
значения усиления антенны по боковым лепесткам. Однако практика
показывает, что имеются факторы, существенно влияющие на пе­
редачу энергии от одной направленной антенны к другой, и что
для более точных расчетов необходима статистическая оценка па­
раметров антенн, в первую очередь мощности излучения по боко­
вым лепесткам. Статистический анализ показывает, что усиление
антенны по боковым лепесткам является сложной функцией мно­
гих переменных: угла лепестка относительно главного луча, часто­
ты, поляризации, типа антенны, экземпляра антенны заданной кон­
струкции и места размещения антенны, посредством которой из­
меряют ДН [93]. Даже сравнение ДН двух экземпляров однотип­
ных антенн, измеренных в одинаковых условиях, показывает боль­
шие расхождения (до ±20 дБ) в уровнях излучений при одина­
ковых углах азимута.
Такой статистический анализ проводился с параболическими
антеннами девяти типов, предназначенных для диапазона от 1 до
118


12.5 ГГц. Исследовались также антенны обзорных РЛС, в том чис­
ле цапользуемых в аэропортах и наземных центрах спутниковой
•службы. В одном случае направленная приемная антенна устанав­
ливалась на вращающейся платформе и направлялась под разными
углами по отношению к источнику излучения. В другом случае из­
мерения проводились путем (изменения положения приемной антен-
!ны, установленной на самолете, относительно направленной антен­
ны, размещенной на земле. И, наоборот, излучение осуществлялось
от самолетной антенны, а измерение — посредством приемника, уста­
новленного на вращающейся платформе на земле.
В качестве одного из результатов такого статистического ана­
лиза на рис. 3 .14 представлены распределения вероятностей величин
мощности излучения на баковых лепестках относительно мощности
главного луча (Рб/^гл) для пяти однотипных антенн А1...А5 [93].
Антенны Ai... А4 имеют близкие друг к другу распределения ве­
роятностей (расхождение примерно 5 дБ), тогда как антенна А5
имеет существенное отличие (расхождение более 10 дБ). Такое
отличие объясняется тем, что антенна А5 была обмерена посред­
ством аппаратуры, установленной на вершине холма в условиях
почти отсутствия отражений, в то время как остальные антенны
‘обмерены аппаратурой, установленной в непосредственной близости
от ровной поверхности земли при наличии отражений. Этот опыт
подтверждает . зависимость результатов измерений ДН от места
расположения измерительной антенны, что в свою очередь ука?
зывает на соответствующую зависимость уровня мешающего сиг­
нала при расчетах ЭМП. Из рис. 3 .14 также следует, что вероят­
ность излучений по боковым лепесткам с мощностью —25 дБ от­
носительно мощности главного луча составляет всего 3 ... 5% слу­
чаев, а с мощностью —35 дБ—50.. . 60% случаев.
Общий статистический анализ девяти типов антенн приводит
•к заключению, что, несмотря -на различие в уровнях, боковых ле­
пестков, стандартные отклонения величин усиления на боковых
лепестках оказываются’ достаточно близкими и имеют значения
5.5 .. . 6,6 дБ. Лишь один тип антенны — параболический рефлектор
диаметром 1,22 м с усилением 39 дБ в диапазоне 10... 12,5 ГГц
имел стандартное отклонение 1'5 дБ.
Описанный пример -показывает, что задача нормирования (стан­
дартизации) относительных уровней боковых лепестков достаточно
сложна и для своего решения требует большого статистического
материала. Этим, по-видимому, следует объяснить практическое от­
сутствие нормативной документации в такой' области. Из отече­
ственной документации можно отметить «Временные нормы на
уровни боковых и заднего лепестков ДН в горизонтальной плоско­
сти стационарных передающих декаметровых антенн, используемых
для радиосвязи и радиовещания», выпущенные МВКРЧ в 1969 г.
Изучение параметров ЭМ6 антенных устройств в широкой по­
лосе частот (на побочных частотах 'излучения) представляет собой
еще более сложную задачу, вследствие чего по этому вопросу в ли­
тературе опубликованы лишь ограниченные сведения. Приведем при­
меры (результатов некоторых исследований.
В табл. 3.6 [94] приведены параметры излучения зеркальных
антенн, используемых ® системах навигации, посадки и УВД, изме­
ренные в полосе частот (0,12... 6) /раб. Из таблицы видно, что
направленные 'свойства таких антенн сохраняются в широком диа­
пазоне частот и основная энергия излучения на гармониках сосре-
119


Характеристики зеркальных антенн в широком
диапазоне частот
Таблица 3,(j
Тип антенны
Р
а
б
о
ч
и
й
д
и
а
­
п
а
з
о
н
,
с
м
О
т
н
о
с
и
т
е
л
ь
­
н
а
я
ч
а
с
т
о
т
а
^
р
а
б
К
о
э
ф
ф
и
ц
и
е
н
т
у
с
и
л
е
н
и
я
,
д
Б
У
р
о
в
е
н
ь
б
о
к
о
­
в
ы
х
л
е
п
е
с
т
­
к
о
в
,
д
Б
Ш
и
р
и
н
а
Д
Н
н
а
у
р
о
в
н
е
3
д
Б
/
f
l
1
Несимметричная вырезка 2 1 ' 32,5
— 20 2,2° 1,15
параболоида вращения со
0,5 20,3
—173,5
10
смещенным фокусом (0,6Х
Х0,2) м, сплошная отра-
2
40
—20 1,8 1,27
жающая поверхность
Несимметричная вырезка 3 1
38,5
—23 45' 1,1
параболоида вращения со
1,5 39,2.
—20 40 1>51
смещенным фоцусом
(3X0.9) м, сплошная отра­
4
43,5
— 13 ’27 1,18
жающая поверхность
Зеркало двойной кривиз­ 25 1
30
—23
2° 1,2
ны (4X6) м, сетчатая отра­
0,12 3
—20
40
жающая поверхность
2
28
—22
8
3-
23
—24
18
Параболический цилиндр 2 1
31
— 20 13° 1,12
(0,08X0.8) м, сплошная
0,5 23,8
—17182,5-
отражающая поверхность
2
41,2
—20
7 1,32
Параболический цилиндр 90 1
12
—20 30° 1.3
(1,7X7) м, сплошная отра­
0,5
4
—8
1,33
жающая поверхность
0,75 5
—15
2,0
2
13
—3
2,8
3
6
—7
2,2
4
20
—5
3,5
5
0
—10
1.7
6
7
—
1
2,4
доточена в угловом секторе, соответствующем примерно главному
лепестку на /раб. С повышением частоты сужается основной луч и
одновременно возрастают уровни боковых лепестков (рис. 3.15).
Существенное влияние на параметры излучения оказывает тип об­
лучателя. При резонансном облучателе на частотах выше /раб ко­
эффициент усиления значительно уменьшается как при рабочей, так
и при ортогональной поляризации излучаемого поля. При нерезо -
наноном облучателе' коэффициенты усиления иа гармониках и на
/раб практически соизмеримы в случае основной поляризации и.
значительно снижены (до —30 дБ) в случае ортогональной поля­
ризации. На частотах ниже /раб коэффициент усиления, как прави­
ло, значительно меньше, чем на /раб.
120


Коэффициент стоячей волны Кеч и на входе антенны, характе­
ризующий согласование фидерного тракта с антенной на* частотах
выше рабочей, изменяется в небольших пределах (см. табл . 3.6),
что указывает на широкополосность антенн зеркального типа.
Анализ ДН рупорно-параболических антенн на частотах гармо­
ник показывает, что направленность максимального уровня излу-
Z8O 3Z0 О
40
80 1ZO 160 ZOO Z4O
Рис. 3.15. Диаграммы направленности зеркальной антенны на основ­
ной частоте излучения и на гармониках
ченмй на этих частотах не выходит за пределы главного лепестка
ДН на основной частоте 1951. Антенно-волноводный тракт передат­
чика становится многомодовой системой, т. е . энергия на частоте
гармоники может распространяться в виде многих волн. При этом
максимальное излучение на частотах гармоник направлено вдоль
оси антенны, так же как и на основной частоте излучения.
Диаграмма направленности антенны, измеренная при излуче­
нии в свободное пространство и при однородной подстилающей по-
121


кального тонкого диполя
длиной А/4
верхности может значительно иска­
жаться в случае изменения этих:
условий. Например, ДН самолетной
антенны существенно искажается
из-за экранирующего влияния ме­
таллического корпуса самолета, ее
изрезанность увеличивается из-за
влияния элементов конструкции са­
молета и других близко размещен­
ных антенн. Вследствие расхождений
между ДН антенн, измеренными в
идеализированных и реальных усло­
виях, необходима статистика резуль­
татов измерений, объем которой до
сих пор недостаточен для должного-
обобщения.
Например, теоретически для
вертикального тонкого (Z/d>10)
четвертьволнового диполя, разме­
щенного над бесконечной плоско­
стью с идеальной проводимостью,
ДН в горизонтальной плоскости
представляет собой круг, а в верти­
кальной — «бублик» (рис. 3.16,а).
С возрастанием частоты ДН раз­
дваивается и на 4-й гармонике
(1/А,= 1) максимум излучения на­
правлен под углом 0=30° к гори­
зонтальной плоскости (рис. 3.16,6),.
а на 5-й гармонике угол 0 ра­
вен 60° (рис. 3 .16,в). При увеличении отношения l/d, т. е . умень­
шении толщины (диаметра) вибратора, мощность в боковых лепест­
ках увеличивается; С изменением угла 0 излучения максимальной
мощности на гармониках соответственно изменяется коэффициент
Ку усиления четвертьволнового диполя относительно изотропного
излучателя в горизонтальной плоскости и в направлении максиму­
ма излучения (табл. 3 .7). Если тот же вибратор размещен над плос -
Таблица 3..7'
Вертикальный диполь длиной Х/4 с симметричным
питанием
Гармоника
0
_____ S
в горизонталь­
ном направ­
лении
в направле­
нии макси­
мального
излучения
1-я (основное
0°
1,6
i,e
излучение)
2-я
0
2,3
2,3
3-я
33
1,0
2,2
4-я
30
0
2,3
5-я
60
1,0
2,8
122


кой землей с конечной проводимостью, то его диаграммы искажа­
ются по сравнению с идеальными условиями и еще более искажа­
ются (появляются значительные изрезанности) при размещении
того же вибратора в условиях реальной конструкции самолета. Это
значит,, что действительные ДН определяются (особенно на гармо­
никах передатчика) конкретными условиями размещения антенны
и ее типом. Например, есть различия между ДН на частотах гар­
моник диполя и диококонусной антенны при их размещении в оди­
наковых условиях на фюзеляже самолета.
В процессе лабораторных (стендовых) испытаний передатчика
мощность его гармоник часто измеряется в условиях, когда вместо
антенны используется искусственная нагрузка в виде резистора
с одинаковой величиной сопротивления (например, 50 или 75 Ом)
на частотах основного излучения и гармоник. Сопоставление резуль­
татов таких измерений («трактовые» измерения) с результатами из­
мерений тех же гармоник по полю при работе передатчика на ан­
тенну («полевые» измерения) свидетельствует о наличии значитель­
ной разницы, которая объясняется тем, что импеданс антенны обыч­
но отличается от сопротивления искусственной нагрузки, согласо­
ванной с выходной цепью передатчика лишь на основной частоте.
Создать такую искусственную нагрузку, которая соответствовала
бы импедансу антенны на гармониках, по крайней мере до 10-й
гармоники, не представляется возможным.
Чтобы оценить расхождение результатов измерений или пере­
считать данные трактовых измерений в полевые и наоборот, не-
Рис. 3.17. Зависимость коэффициента стоячей волны на входе антен­
ны ЧМ передатчика службы подвижных средств радиосвязи от
частоты излучения:
1 — антенна испытуемого передатчика; 2 — антенна с максимальным измене­
нием импеданса; 3—-антенна со средним изменением импеданса; 4 — антенна
с минимальным изменением импеданса
123


обходимо знать частотные зависимости импедансов (активных и
реактивных составляющих) не только антенн, но и усилителя мощ­
ности передатчика как эквивалентного генератора на частотах гар­
моник. В качестве иллюстрации таких расхождений отметим экспе­
риментальную работу японских исследователей, которые .показали,
что в диапазоне метровых волн (исследовались ЧМ передатчики
в, системах подвижной радиосвязи) мощности на частотах f0/2, 2f0
и 3f0 в зависимости от работы передатчика на антенну или на ис­
кусственную активную нагрузку (согласованную с антенным фи-
Рис. 3 .18. Зависимость
мощности передатчика
на частотах 2f0 и fo/2
от длины кабеля при
излучении через антен­
ну и при работе на ис­
кусственную активную
нагрузку
дером только на основной частоте передатчика) отличаются на
+9...—15 дБ [96]. Важным показателем, характеризующим из­
менение импеданса антенны по диапазону частот гармоник, яв­
ляется коэффициент стоячей волны Лет и <на входе антенны. Этот
параметр был измерен у восьми антенн трех типов, а также у ан­
тенны, используемой в описываемом эксперименте (рис. 3.17). Было
показано, что Лет и достигает наибольших значений (100 и более)
в диапазоне ниже частоты основного излучения и что в значении
этого коэффициента наблюдаются большие разбросы. Последнее об­
стоятельство является одной из причин больших изменений уров­
ней мощности излучаемых гармоник передатчиков. Существенное
влияние на эти уровни оказывает длина антенного кабеля, влияю­
щая ла результирующий импеданс эквивалентного генератора и на
значение Лет и со стороны антенны. В описываемом эксперименте
длина 1К кабеля изменялась от 12,4 до 10 м с шагом 0,1 м и на
частотах 2fo и f0/2 фиксировалось отношение Р&/Рп, где Рв — мощ­
ность на искусственной активной нагрузке и Ра — мощность излу­
чения при работе на антенну (рис. 3.18). В целом эти эксперименты
также свидетельствуют о необходимости^ статистического подхода
к анализу параметров ЭМС антенных устройств.
124


3.3 . ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ПРИЕМНЫХ
УСТРОЙСТВ ЧЕРЕЗ АНТЕННУ
Непреднамеренные ЭМП при действии через антенну
могут влиять по основному и неосновным каналам прие­
ма. Основной канал приема — это полоса частот, нахо­
дящаяся в полосе пропускания приемника и предназна­
ченная для приема полезного сигнала. Неосновной ка­
нал приема — полоса частот, находящаяся за пределами
основного канала приема, в которой мешающий сигнал
проходит на выход радиоприемника. Неосновные кана­
лы целесообразно разделить на побочные и внеполос­
ные.
Как следует из примечания к п. 21 ГОСТ 23611—79/
побочный канал приема— это канал, номинальная ча­
стота которого имеет фиксированное значение для кон­
кретного приемника и его фиксированной настройки.
К побочным каналам относятся комбинационные кана­
лы, включая зеркальный канал приема, канал приема
на промежуточной частоте и др. Комбинационный канал
образуется в смесителе приемника в результате взаимо­
действия мешающего сигнала или его гармоники с ко­
лебаниями гетеродина или его гармоникой.
Внеполосный канал приема — это неосновной канал,
номинальная частота которого может принимать разное
значение в зависимости от частоты мешающего сигнала
при фиксированной частоте настройки приемника. К вне­
полосным каналам относятся каналы блокирования,
каналы интермодуляционных помех, каналы перекрест­
ных' искажений.
При оценке действия НЭМП через антенну по основ­
ному каналу приема необходимо учитывать ряд функ­
циональных параметров устройства, а именно: чувстви­
тельность приемника, частоту настройки приемника и
нестабильность этой частоты, характеристики приемной
антенны и избирательности радиоприемника. Такие па­
раметры при оценке действия НЭМП на прием факти­
чески являются параметрами ЭМС, выражающими си­
стемные свойства приемного устройства. Критерием
ЭМС здесь, так же как и в общем случае, является
допустимое отношение сигнал-помеха . Если из перечня
видов НЭМП (гл. 2) исключить кондуктивные помехи,
то через антенну по основному каналу приема могут
действовать все виды излучаемых помех.
125


При изучении действия НЭМП в основном канале
все более актуальным становится исследование влияния
станционных помех, поскольку все чаще возникает не­
обходимость работы радиосредств в одном и том же
канале и увеличивается вероятность работы на сосед­
них каналах. При этом мешающий сигнал, действующий
в основном канале, может быть расстроен относительно
полезного сигнала или совпадать с ним по частоте, со­
здавая различный эффект влияния. Задачу определения
(S/I)6i,Ab
Рис. 3.19. Зависимость вероят­
ности ошибочного приема'сиг­
нала'4-позиционной ФТ (ско­
рость 30 МБд) от уровня ме­
шающего сигнала ФТ
допустимого отношения
сигнал-помеха на входе
приемного
устройства
(5//)вх, как правило, ре­
шают при условии, что мощ­
ность мешающего сигнала
значительно меньше мощ­
ности полезного и что до-
детекторный тракт прием­
ника линейный. Принципи­
ально такие задачи решают
на базе теории помехоустой-
чивости приема, поскольку
методы их решения связа­
ны с принципом построе­
ния приемного устройства,
выбранным видом модуля­
ции, кодирования и об­
работки сигналов, оценкой
влияния избирательных це­
пей и эффективности детек­
тора при совместном прохо­
ждении через него полезного
и мешающего сигналов. При этом учитывают статисти­
ческий характер замираний полезного и мешающего
сигналов на трассах распространения, вследствие чего
отношение (5//)Вх, а следовательно, и критерий обеспе­
чения ЭМС принимают вероятностное значение.
По вопросам влияния мешающих сигналов в основ­
ном канале приема (теоретические и эксперименталь-'
ные исследования) известны многочисленные публика­
ции, относящиеся к аналоговым, импульсным и цифро­
вым системам приема. В качестве примера отметим
Отчет 528-1 МККР о влиянии мешающих сигналов на
принимаемые сигналы ФТ, в котором приведены зави­
126


симости допустимых отношений (5//)вх при имеющемся’
отношении сигнал-шум (iS/Af)BX для двух значений ве­
роятности Ре ошибочного приема (рис. 3.19). Известны
также публикации, относящиеся к методам реализации
имеющейся помехоустойчивости приема, например, пу­
тем применения сигналов дисперсии в передающих:
устройствах, используемых в широкополосных ЧМ си­
стемах связи через ИСЗ (см. Рекомендацию 446-1
МККР).
Однако, несмотря на наличие большого количества-
литературных источников по вопросам влияния мешаю­
щих сигналов в основном канале приема, следует отме­
тить их недостаточность для многих практических рас­
четов условий обеспечения ЭМС различных систем.
Прежде всего это относится к недостаточности стати­
стических данных по влиянию различного вида мешаю­
щих сигналов на различные виды полезных сигналов-
и соответственно по определению допустимых отноше­
ний (5//)вх. Недостаточно проработаны оптимальные
методы приема при одновременном влиянии шума и ме­
шающего сигнала (с различными видами модуляции)
на полезный сигнал и некоторые другие вопросы.
Отметим, что в литературе, например в материалах
МККР, иногда пользуются понятием «защитное отно­
шение», под которым подразумевается допустимое отно­
шение (£//)вх. Это отношение также зависит от тре­
бований к качеству сигнала на выходе системы и также-
может определяться как вероятностная величина через;
средние значения мощностей (5//)вх, пороговые значе­
ния и др.
Еще одно понятие — это «координационное расстоя­
ние». Оно связано с ограничением влияния помех в ос­
новном канале приема станций связи через ИСЗ (зем­
ных) или станций РРЛ, работающих совместно в одной
и той же полосе частот, и определяется как расстояние-
в любом азимутальном направлении, в пределах которо­
го одна из таких станций может создавать недопустимые-
помехи другой. Линия, соединяющая все возмож­
ные координационные расстояния, образует координа­
ционный контур, внутри которого находится координа­
ционная зона. Во избежание нарушения ЭМС между та­
кими станциями они должны быть размещены друг от*
друга на расстоянии, превышающем координационное:
Процедура определения координационной зоны вокруг
127Г


земной станции космической связи на практике оказы­
вается достаточно сложной, вследствие чего ей посвя­
щено специальное «Приложение 28 к регламенту радио­
связи» [24].
При- анализе влияния НЭМП на любой рецептор, в
том числе на радиоприемное устройство, целесообразно
пользоваться понятием «восприимчивость», под которым
подразумевают свойство рецептора реагировать на
НЭМП, являющуюся внешней по отношению к рецепто­
ру. При этом считают, что помеха может действовать,
не только через антенну по основному каналу приема,
но и помимо антенны, и не только совместно с полез­
ным сигналом, но и без него. Восприимчивость количе­
ственно определяется уровнем помехи в конкретном ви­
де ее воздействия на рецептор, например, через антенну
по основному или неосновным каналам приема помимо
антенны по цепям питания, коммутации и заземления,
а также в виде внешнего поля, влияющего помимо ан­
тенны на рецептор в целом или на его элементы. Нор­
ма восприимчивости это максимально допустимый уро­
вень помехи, при котором рецептор функционирует с
допустимым качеством. Например, если известно допу­
стимое отношение (S 11)зх, то нормой восприимчивости
устройства является максимально допустимый уровень
мешающего сигнала /макс.доп, значение которого нахо­
дится в знаменателе этого отношения.
Понятие «восприимчивость» уточняет представления
о- параметрах ЭМС рецептора, связанных с действием
ЭМП. Например, известное понятие «чувствительность
радиоприемного устройства», как отношение минималь­
но возможного уровня полезного сигнала к уровню соб­
ственного шума устройства, определяется при отсутст­
вии внешних помех. Следовательно, это понятие не мо­
жет характеризовать влияние внешних помех на устрой­
ство и с терминологической точки зрения неправильны­
ми являются представления о «снижении» или «загруб-
лении» чувствительности устройства при воздействии
помех. Внешние помехи могут изменять условия приема
полезного сигнала, но не могут изменить один из пока­
зателей свойств приемника — его чувствительность к по­
лезному сигналу, определяемую в отсутствие внешних
помех. По этой же причине некорректным является и
понятие «эффективная чувствительность», используемое
иногда в литературе.
128


3.3.1. КОМБИНАЦИОННЫЕ КАНАЛЫ ПРИЕМА
Комбинационные каналы приема (ККП) возникают в преобра­
зователе супергетеродинного приемника при действии мешающего
сигнала с частотой, отличающейся от частоты полезного сигнала и
соответствующей известной зависимости
|ккп —
Pfr Jzfnq lb
9
(3.12)
где fnn — значение промежуточной частоты приемника; Д/пч — поло­
са пропускания тракта ПЧ; fP — частота гетеродина; р — номер гар­
моники гетеродина (р=1, 2, 3, ...); q — номер гармоники мешающе­
го сигнала (<7=1, 2, 3, ...).
Число ККП и восприимчивость приемника к мешающим сигна­
лам в этих каналах тем больше, чем больше нелинейность функции
передачи преобразователя. Часто такую функцию аппроксимируют
степенным полиномом и чем больше ее нелинейность, тем больше
должна быть степень аппроксимирующего полинома. Если функцию
передачи можно выразить квадратичной зависимостью, то в этом
(наилучшем) случае возникает только один ККП, а именно «зер­
кальный» (p = q=\). При расчете восприимчивости приемника по
ККП необходимо знать ослабление мешающего сигнала при его пре­
образовании в колебания ПЧ на выходе преобразователя. Ослабле­
ние определяется степенью нелинейности функции передачи преоб­
разователя, уровнем напряжения гетеродина, импедансом нагрузки
и схемой преобразователя (однотактной, балансной или кольцевой).
В последние годы стали широко применяться кольцевые (двой­
ные балансные) преобразователи с использованием диодов, обладаю­
щие компенсирующими свойствами по отношению к токам мешаю­
щих сигналов с частотами ряда ККП. Представление функции
передачи смесителя рядами Тейлора — Фурье и диодов моделью
Эберса — Молля позволяет расчетным путем в пределах частот до
300 > МГц определить восприимчивость кольцевого преобразовате­
ля по его ККП [97]. Расчеты показывают, что если такой преобра­
зователь тщательно сбалансирован, т. е. его ветви имеют- одинако­
вый импеданс, что определяется прежде всего одинаковым значением
объемного сопротивления R каждого из диодов, то его восприимчи­
вость к мешающим сигналам па частотах ККП резко уменьшается.
Это следует из рис. 3.20, на котором приведены зависимости для
случая, когда значения R на каждом из 4-х диодов преобразователя
равны друг другу и стандартное отклонение между ними ол=0.
С увеличением стандартного отклонения до Ок=1 восприимчивость
преобразователя увеличивается, что особенно проявляется при не­
четных р и q (рис. 3.20,а). Экспериментальные исследования кольце­
вого преобразователя, диоды которого имели случайные значения
сопротивлений R, показали, что его возможности далеко не реали­
зуются на практике (рис. 3.21). Это объясняется неидентичностыо
объемных сопротивлений диодов и несовершенством баланса других
компонентов схемы.
Восприимчивость приемного устройства к мешающим сигналам
с частотами ККП зависит не только от свойств преобразователя, но
и от выбранного значения /пч, а также от избирательности контуров
ВЧ тракта до входа смесителя. Хотя выбор значения обуслов­
лен рядом факторов, в том числе конструктивных, тем не менее
следует иметь в виду, что повышение значения fa4 способствует
9—34?6
129


уменьшению числа ККП, частоты которых могут входить в полосу
тракта приемника. При выборе значения /пч надо стремиться к-то­
му, чтобы ККП, близкие к частоте настройки приемника соответ­
ствовали наиболее высоким номерам р и q.
М
о
щ
н
о
с
т
ь
м
е
ш
а
ю
щ
е
г
о
с
и
г
н
а
л
а
,
д
Б
м
В
т
Рис. 3.20. Расчетные зависимости
восприимчивости кольцевого диодно­
го смесителя на комбинационных ка­
налах приема для основной частоты
(а) и 2-й гармоники (б) мешающего
сигнала при различных гармониках
гетеродина
Возможным побочным
каналом приемника являет­
ся полоса частот с номи­
нальным -значением f114
(«канал промежуточной ча­
стоты»). Если мешающий
сигнал не ослабить до пер­
вого преобразователя ча­
стоты, то он будет усилен
трактом ПЧ приемника.
Уменьшение восприимчиво­
сти по такому каналу до­
стигается повышением из­
бирательности тракта ВЧ до
преобразователя и соответ­
ствующим выбором значе­
ния /пч-
Согласно существую­
щим стандартным требова­
ниям к приемнику высокого
класса максимально допу­
стимое напряжение мешаю­
щего сигнала с частотой
любого побочного канала
должно быть не менее чем
на 80 дБ больше напряже­
ния полезного сигнала, со­
ответствующего номиналь­
ной чувствительности при­
емника. Наиболее важно
выполнить это требование
по отношению к побочным
каналам, частоты которых
находятся в полосе пропу­
скания тракта ВЧ приемни­
ка, отсчитываемой по ос­
лаблению на уровне 3 дБ.
Мешающие сигналы в ККП,
частоты которых удалены
от этой полосы пропуска­
ния,.
ослабляются за счет
избирательности ВЧ тракта
приемника. Если предполо­
жить, что на входе прием­
ника возможны мешающие
сигналы с напряжениями
до 130 дБмкВ или мощ­
ностью до 0,3 Вт (при
входном сопротивлении при­
емника 50 Ом), то для рас­
чету ослаблений таких сир-
J3Q


налов необходимо знать
характеристики частотной
избирательности ВЧ тракта
до уровня ослабления
60 ... 80 дБ. Соответствен­
но должны приниматься
меры по повышению изби­
рательности до уровней
такого ослабления.
Изложенное позволяет
заключить, что максималь­
но допустимая восприимчи­
вость на частоте ККП -яв­
ляется количественной ха­
рактеристикой ЭМС прием­
ника. Для определения этой
характеристики необходимо
выполнить следующие рас­
четы:
расчет частот ККП по
Рис. 3 .21 . Экспериментальные зависи­
мости восприимчивости кольцевого
диодного смесителя па комбинацион­
ных каналах приема при различных
значениях р и q
известным методам, суще­
ство которых изложено, на­
пример, в учебной литера­
туре;
расчет ослабления ме­
шающих сигналов с частотами ККП за счет избирательности ВЧ
тракта приемника по методам, известным из учебной литературы;
расчет ослабления мешающих сигналов с частотами ККП в не­
линейных элементах преобразователя; методы этого расчета затруд­
нительны вследствие значительного изменения функции передачи пре­
образователя и ее неконтролируемой зависимости от схемы преоб­
разователя, вольт-амперной характеристики его нелинейного элемен­
та и уровня мешающего сигнала.
В связи с последним обстоятельством большое значение имеет
экспериментальное определение восприимчивости преобразователя ча­
стоты по его побочным каналам, а также накопление соответствую­
щих статистических данных, объем которых пока недостаточен. При
экспериментальном изучении можно ограничиться измерениями вос­
приимчивости на некоторых определенных частотах ККП, и, поль­
зуясь полученными результатами, вычислить восприимчивость на
остальных ККП по известной методике [98].
Радикальным способом уменьшения числа ККП и восприимчиво­
сти по ККП является выбор значения fuu выше возможного значе­
ния частоты полезного сигнала. При этом, например, практически
исключается зеркальный канал приема.
Поскольку восприимчивость приемника по различным комбина­
ционным каналам различна, то для ее количественной оценки целе­
сообразно ввести понятие «порога», понимая под ним максимально
допустимый уровень мешающего сигнала (1/п.доп)ккп в канале
с наибольшей восприимчивостью. Отношение этого уровня (дБ)
к уровню полезного сигнала £7с.мип, соответствующего чувствитель­
ности приемника, является динамическим диапазоном ОКкп-
3.3.2. БЛОКИРОВАНИЕ
Блокирование полезного сигнала проявляется в уменьшении его
коэффициента усиления во входном тракте приемника пли в измене-
9*
131


нйи отношения сйгнал-шуМ при действии мешающего сйгнала, часто­
та которого находится вне основного канала приема.и не совпадает
с частотой ККП. Блокирование возникает в активных элементах ВЧ
тракта (УВЧ и преобразователей) из-за нелинейного закона изме­
нил коэффициента передачи полезного сигнала одновременно с ме­
шающим. Нелинейность коэффициента передачи можно аппроксими­
ровать различными зависимостями, в том числе сложными, например
рядами Вольтерра, но основные закономерности можно уяснить, если
воспользоваться простой моделью в виде степенного многочлена
[формула (3.1)] и рассматривать влияние нелинейности только на
изменение амплитуды полезного сигнала, не учитывая при этом изме­
нений его фазы. С этой целью мгновенное значение напряжения нпх
в этом многочлене представим в виде суммы иемодулированных ко­
лебаний полезного сигнала и помехи:
U3X=Uc-[-Un = Uc COS (£>сН~^п COS (0nt
При анализе блокирования в УВЧ в качестве первого прибли­
жения можно ограничиться кубичным многочленом (3.1). Подставив
сумму напряжении колебаний в этот многочлен, выделим составляю­
щую тока первой гармоники полезного сигнала:
(3
3
\
+4W
2 6з^2п j cos сос/.
Эффект блокирования полезного сигнала характеризуется коэф­
фициентом блокирования Абл, который представляет собой отноше­
ние изменения амплитуды выходного тока этого сигнала при бло­
кировании к амплитуде того же тока в отсутствие блокирования:
.
_
^вых
ЗЬД ,/2
Абл— т
ы, Uп.
•‘ВЫХ
В отсутствие блокирования Абл=0, при полном блокировании
полезного сигнала Абл =—1- Отрицательный знак указывает, на
уменьшение уровня полезного сигнала при действии мешающего
сигнала. По абсолютному значению Абл возрастает пропорциональ­
но квадрату амплитуды мешающего сигнала и отношению коэффи­
циентов Ьз/bi полинома, выражающему степень нелинейности пере­
дачи сигнала активного элемента УВЧ. Чем больше это отношение,
тем больше нелинейность.
Блокирование может иметь место и в первом преобразователе
приемника. В этом случае для анализа следует воспользоваться мо­
делью (тоже упрощенной) в виде многочлена четвертой степени.
Мгновенное напряжение «вх представим суммой трех напряжений
(добавляется напряжение иг гетеродина), считая для простоты, что
полезный и мешающий' сигналы немодулированы. Подставив нВх
в многочлен, можно выделить составляющую тока первой гармоники
колебаний промежуточной частоты на выходе преобразователя, т. е .
ток полезного сигнала:
/
3
\
414. ВЫХ ==
(^2
*
”1“ 2
1 COS
132


f io аналогии с блокированием в
определяем коэффициент
блокирования в преобразователе частоты:
г МА1ЫХ \
rj.b -l гГ2 I (.JL_—Lrj2 I 1 \
кбл = 7----
—3'j—Uп/I 2
r+1)*
\ 'вых /WI
°2
/\
2
/
Если
U2r 1, что близко к реальной зависимости, посколь­
ку вероятно малое значение отношения bi/bz, то
1.^-3
(3.13)
Сравнивая зависимости для ken в УВЧ и преобразователе ча­
стоты, отметим, что для первого ken пропорционален отношению
b^/bi, а для второго — отношению bt/bz. Поскольку УВЧ приемника
усиливает напряжение мешающего сигнала, то блокирование нередко
сначала проявляется в первом преобразователе, а затем, с ростом
интенсивности этого сигнала, в УВЧ. Если блокирование происходит
одновременно в УВЧ и преобразователе частоты, то их /гол склады­
ваются, чем и определяется
коэффициент блокирования
приемника в целом. При ана­
лизе блокирования рассматри­
ваемые каскады приемника
практически можно считать
безынерционными.
Блокирование полезного
сигнала возникает в том или
ином каскаде приемника в том
случае^ если амплитудная
функция передачи сигнала име­
ет характер «насыщения», при
котором приращение выходно­
го сигнала как бы «отстает»
относительно
приращепш
входного сигнала в широкол
интервале изменения (рис. 3 .22
кривая /).
Блокирование не возника­
Рис. 3 .22. К пояснению процесса
блокирования полезного сигнала в
приемнике
ет в том случае, если ампли­
тудная функция передачи сш-
нала имеет линейный (прямая
2) или квадратичный (кривая
3) характер в широком интер­
вале изменений входного сигнала. Амплитудные функции передачи
сигнала в реальной аппаратуре по своей форме ближе к кривой /,
нежели к квадратичной, вследствие чего задача сделать их квадра­
тичными весьма актуальна для совершенствования параметров ЭМС
приемника.
Если амплитудная функция передачи сигнала имеет возрастаю­
щий характер относительно квадратичной и приращение выходного
сигнала как бы «опережает» приращение входного сигнала в широ­
ком интервале изменения (кривая 4), то возникает процесс «анти­
блокирования». Этот процесс заключается в том, что при действии
мешающего сигнала, частота которого, так же как и при блокирова-
133


ййп, находится вне основного канала прйёМа, во входном тракте
приемника происходит дополнительное усиление слабого полезного
сигнала. Антиблокнрование проявляется, например, в УВЧ, если его
функция передачи сигнала может быть выражена кубичным полино­
мом, в котором коэффициент при члене 3-й степени имеет положи­
тельный знак в отличие от зависимости, выраженной кривой 1, где
член 3-й степени имеет коэффициент с отрицательным знаком. Анти­
блокирование особенно проявляется в УВЧ с амплитудной функцией
передачи сигнала, возрастающей по экспоненциальному закону (кри­
вая 4 или более круто возрастающая);
1'вых = /обХр (&ойвх),.
где /о — ток покоя в рабочей точке и &о— коэффициент возрастания
(крутизна) с размерностью 1/В.
Анализ процесса усиления в «экспоненциальном усилителе» по­
казывает, что слабый полезный сигнал возрастает при действии ме­
шающего сигнала [99]. Однако такое свойство усилителя не пред­
ставляется возможным реализовать в интересах улучшения парамет­
ров ЭМС приемника, поскольку современные активные приборы не
позволяют получить возрастающую функцию передачи сигнала в не­
обходимом широком интервале возрастания входного сигнала от ме­
шающего радиопередатчика. Кроме того, нелинейность экспонен­
циальной характеристики может привести к появлению новых частот
во входном тракте, что повлечет за собой создание помехи.
Канал, в котором действует блокирующий мешающий сигнал,
является внеполосным; номинальная частота такого сигнала может
принимать различные значения в пределах некоторой полосы частот,
зависящей от уровня мешающего сигнала и избирательности конту­
ров ВЧ тракта до входа смесителя. Мешающий сигнал проявляет
свое действие, в том случае, если его уровень превышает «порог
блокирования», при котором амплитудная функция передачи\откло­
няется от линейной зависимости (заштрихованная область на
рис. 3.22). Порог определяется при некоторой допустимой величине
&бл.доп, указываемой в НТД. Например, ГОСТ на магистральные КВ
приемные устройства устанавливает требование к йбл.доп, равным 2
или 3 дБ в зависимости от расстройки между полезным и мешающим
сигналами, ГОСТ на радиостанции сухопутной подвижной службы
устанавливает требование /гол.доп=6 дБ при мешающем сигнале
в ближайшем соседнем канале. В зависимости от назначения и клас­
са приемника такие требования должны соответствовать уровням
мешающего сигнала, превышающим уровень чувствительности при­
емника (в других случаях — уровень 1 мкВ) на 60 ... 90 дБ. Кон­
троль требований осуществляют двухсигнальным методом путем по­
дачи сигналов на вход приемника одновременно от двух ГСС, один
из которых имитирует мешающий сигнал, а другой — полезный .
При достаточно больших расстройках Д/р мешающего сигнала
относительно частоты настройки приемника этот сигнал ослабляется
резонансными контурами ВЧ тракта.
Чтобы характеризовать свойство приемника принимать полезный
сигнал в присутствии сильного мешающего сигнала до порога бло­
кирования, пользуются понятием «динамический диапазон по блоки­
рованию» (в децибелах):
Оол=201е(^доп)бл,
(3.14)
иС.МИн
134


где (С7п.доп)бл — максимально допустимое напряжение мешающего
сигнала соответствующее порогу блокирования; t/с.мнн — минималь­
ное напряжение полезного сигнала, соответствующее чувствительно­
сти приемника.
График па рис. 3 .23 выражает зависимость Do л в полосе сущест­
вования внеполосных каналов приема и при конкретных значениях
частоты может использоваться для расчетов уровней блокирования
сигнала при заданном /гбл.до». Для иллюстрации па уровне
80 дБмкВ отмечен порог восприимчивости приемника по комбина­
ционным каналам. В точках А и Б, например, блокирующие сигналы
могут совпадать по частоте с комбинационными каналами приема.
Эксперименты показывают наличие больших разбросов между
величинами Пбл даже в однотипных приемниках, что зависит от
Рис. 3 .23 . Зависимость диапазона Do л от расстройки Af в полосе
избирательности ВЧ тракта УКВ приемника при /гбЛ.доп=60 дБ:
1 — избирательность тракта ПЧ; 2 — избирательность тракта ВЧ; 3 — избира­
тельность тракта ПЧ при действии - мешающего сигнала по комбинационным
каналам приема; 4 — зависимость £>бл от частоты; 5 —допустимый по НТД
порог восприимчивости по комбинационным каналам приема
точности настройки резонансных контуров ВЧ тракта, разбросов зна­
чений порога блокирования и других факторов. Экспериментальные
зависимости в большинстве случаев несимметричны относительно f0
и значений Doa. В качестве исходных данных для расчетов воспри­
имчивости приемных устройств к мешающим сигналам необходимы
статистические'данные о значениях в функции частоты.
Выше отмечалось, что блокирование может проявляться в изме­
нении отношения полезный.сигнал -шум . При этом уровень собствен­
ного шума приемника может изменяться из-за блокирующего дей­
ствия мешающего сигнала даже в отсутствие полезного сигнала.
Отношение Сигнал-шум может даже сохраняться, если сигнал и
шум ослабляются одинаково [100]. Кроме того, действие мешающе­
го сигнала может проявляться в преобразовании шума гетеродина
приемника в промежуточную частоту, что создает эффект возраста­
ния собственного шума приемного устройства и снижает отношение
полезный сигнал-шум . Если разность частот IAf между мешающим
сирнадом с частотой fp и частью энергетического спектра шума ДУ
|3?


гетеродина (или синтезатора) приемника равна [пч, то эта часть
спектра, ширина которой равна полосе пропускания тракта ПЧ. при­
емника, преобразуется в промежуточную частоту и поступает в тракт
ПЧ в виде энергии шума (рис. 3 .24). Чем меньше коэффициент шума
приемника, тем. более ощутимым становится преобразование шума
гетеродина мешающим сигналом. Чем ближе частота мешающего
сигнала к полосе основного канала приема, тем больше эффект пре­
образования шума, поскольку преобразуемая часть энергетического
спектра гетеродина имеет более высокую спектральную плотность.
В ряде случаев преобразование шума гетеродина возникает при та­
ком уровне мешающего сигнала, который меньше порога блокиро­
вания, присущего .нелинейному процессу . В практической ситуации
влияния мешающего сигнала не всегда можно выяснить, происходит
ли уменьшение отношения сигнал-шум из -за нелинейного процесса
Рис. 3.24. К пояснению преобразования части энергий шума гетеро­
дина в промежуточную частоту
или преобразования шума гетеродина. Все это указывает на важ­
ность фактора преобразования шума гетеродина, снижающего поме­
хозащищенность приема, вследствие чего целесообразно считать его
параметром ЭМС и определить понятие о нем, как меру увеличения
мощности шума приемного устройства из-за переноса в тракт ПЧ
части шумового энергетического спектра гетеродина (синтезатора)
при действии на преобразователь приемника мешающего сигнала,
частота которого находится вне основного и побочных каналов при­
ема. Количественно этот параметр может быть выражен как 10 lg kT
(в децибелах). В настоящее время этот параметр отдельно не нор­
мируется и не выделяется из общих требований к допустимому
уровню блокирования полезного сигнала.
Блокирование полезного сигнала, в том числе импульсного, наи­
более ощутимо, если мешающий сигнал’ непрерывный. Однако воз­
можно блокирование и интенсивным импульсным сигналом, причем
степень блокирования зависит не только от мощности этого сигнала,
но и от времени его действия. Если полезный и мешающий сигналы
являются импульсными, то эффект блокирования возникает при сов­
падении или частичном перекрытии импульсов во времени. Длитель­
ность совпадения импульсов во времени есть случайное событие, что
особенно очевидно для сканирующих' антенн приемника полезного
сигнала и передатчика мешающего сигнала. Вероятность совпадения
основных направлений передачи и приема прн сканирующих антец-
130


Нах, иаприМёр в горизонтальной плоскости, Для остро направленных
антенн составляет доли процента [43]. Еще меньше эта вероятность
для совпадения импульсов во времени. Однако при достаточно близ­
ком размещении антенн и большой мощности мешающего сигнала
можно с достаточным приближением считать ДН каждой антенны
круговой, приняв средний уровень боковых лепестков на 15 ... 20 дБ
ниже уровня главного лепестка. При этих условиях вероятность бло­
кирования принимаемого импульсного сигнала мешающим импульс­
ным сигналом значительно увеличивается.
3.3.3. ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ
Перекрестные искажения — это изменение структуры спектра по­
лезного сигнала при воздействии на него модулированного мешаю­
щего сигнала, частота которого не совпадает с частотами основного
и побочных каналов приема. Процесс возникновения таких искажений
определяется нелинейным изменением амплитудной функции переда­
чи сигнала в активных элементах ВЧ тракта, вследствие чего анализ
этого процесса аналогичен анализу процесса блокирования. Понятие
«перекрестные искажения» относится к AM полезному сигналу, когда
в его структуре возникают составляющие модуляции AM мешающего
сигнала. В этом случае нелинейный элемент ВЧ тракта, так же как
и при блокировании в УВЧ, может быть представлен моделью в виде
степенного многочлена с той разницей, что входной сигнал нВх ими­
тируется суммой двух AM сигналов:
Ubx =
— С/с (1—{—file COS 1QC/) COS CDc^-f-■Un (1—J-fflu COS QnO COS Qnf.
В целях упрощения анализа можно, так же как и при бло­
кировании, ограничиться многочленом 3-й степени. После подстанов­
ки в него нВх и соответствующих преобразований можно определить
коэффициент'перекрестных искажений, представляющий собой отно­
шение уровня спектральных составляющих в структуре полезного
сигнала, возникших в результате перекрестных искажений, к уровню
полезного сигнала на выходе приемника при заданных параметрах
мешающего и полезного сигналов:
(Л/»ь>х)в
b ,,,
с
(3.1S)
Значение &Пер может, быть различным в зависимости от задан­
ных параметров мешающего и полезного сигналов. Измеряют &ПСр
двухсигнальным методом. Для этого, согласно рекомендаций МККР
[Ю1], частоту мешающего сигнала устанавливают равной частоте
соседнего канала и модулируется только мешающий сигнал, который
проявляет свое действие в тракте полезного сигнала на выходе при­
емника. При этом уровень мешающего сигнала на выходе должен
быть ниже уровня полезного (если бы он был модулирован и не.
было мешающего сигнала) на определенную величину, например на
20 дБ. Такая рекомендация реализуется, например, при измерениях
допустимого уровня перекрестных искажений в радиовещательных
AM приемниках, причем полезный сигнал немодулирован, а мешаю­
щий модулируется тоном 1000 Гц с /пц=0,3 (ГОСТ 9783—79).
Перекрестные искажения могут возникать и в первом преобразо­
вателе приемника. Для' их анализа следует воспользоваться мо­
делью в виде многочлена четвертой степени и выполнить вычисления
137


тём же методом, что й в случае блокирования. Ё результате после
соответствующих преобразований и упрощения можно определить
коэффициент перекрестных искажений в преобразователе частоты
приемника:
(^вых)й
Ь,т~
с
Мешающий сигнал создает перекрестные искажения в том слу­
чае, если его уровень превышает «порог перекрестных искажений»,
который определяется при некотором допустимом значении Ливр.доп,
указываемом в НТД. При сравнении зависимостей, определяющих
Абл И Апер в УВЧ (или преобразователе), можно заметить их анало­
гию, особенно при допущении, что тс=тп. Если эти зависимости
Сравнивать при условии, ЧТО Абл = ^бл.доп и Апер = £цер.доп, то
можно также заметить, что при прочих равных условиях порог бло-
кированпя обнаруживается при уровнях мешающего сигнала в К 2
(т. е. на 3 дБ) больше уровней мешающего сигнала, при которых
обнаруживается порог перекрестных искажений. Иными словами,
приемник более восприимчив к мешающим сигналам в соседних ка­
налах по признаку перекрестных искажений, нежели по признаку
блокирования.
Чтобы характеризовать свойство приемника принимать полезный
сигнал в присутствии сильного мешающего сигнала до порога пере­
крестных искажений, пользуются понятием «динамический диапазон
по перекрестным искажениям» (в децибелах):
(^п.доп)нер
^ep = 201g “у-------- --
(3.17)
.
*
‘-'С.МПН
где (1/п.доп)пер — максимально допустимое напряжение мешающего
сигнала, соответствующее порогу перекрестных искажений; 1/с.мпп —
минимальное напряжение полезного сигнала, соответствующее чув­
ствительности приемника.
Канал, в котором действует мешающий сигнал, создающий пере­
крестные искажения, является внеполосным; номинальные значения
частоты такого сигнала могут быть различными в пределах некото­
рой полосы частот, зависящей от уровня мешающего сигнала и изби­
рательности контуров ВЧ тракта до входа преобразователя
(рис. 3.23).
Как отмечалось, понятие «перекрестные искажения» обычно
относят к влиянию AM мешающего сигнала на AM полезный сиг­
нал. Однако определение этого понятия, которое приведено в начале
настоящего раздела, является более широким, поскольку не содер­
жит признака влияния только на AM полезный сигнал. Перекрест­
ные искажения могут проявляться и в виде изменений (искажений)
фазы полезного сигнала, т. е. в виде помехи в системах фазовой
(в общем случае угловой) модуляции. В этом случае целесообразен
термин «фазовые перекрестные искажения». Такие искажения, возни­
кающие вследствие явления «амплитудно-фазовой конверсии» (АФК)
в нелинейных и параметрических цепях, рассмотрены в литературе
[102], главным образом при прохождении полезного сигнала через
нелинейный усилитель или преобразователь частоты. Изменение
амплитуды сигнала, возникающее из-за нелинейности передаточной
функции каскада, сопровождается паразитным изменением фазы
138


(наличие
/
Область линейного
усиленияртсутспМиеЖК)
Область Оп
нелинейного
усиления
Рис. 3.25. К пояснению явления
амплитудно-фазовой конверсии
полезного сигнала
сигнала, в связи с чем это явление и получило название «АФК».
Для
*
задач обеспечения ЭМС явление АФК можно рассматривать
при прохождении через нелинейный каскад двух сигналов — полез­
ного и мешающего, когда в такт изменению уровня Un мешающего
сигнала изменяется фаза фо полезного сигнала (рис. 3 .25). Если пе­
редаточная функция каскада линейна, то явление АФК отсутствует.
Явление АФК может возникать по ряду причин, в частности:
из-за параметрических явлений, например изменения входной
емкости активного прибора вследствие изменения уровня входного
напряжения, в данном случае
значительного по амплитуде
мешающего сигнала;
из-за инерционных свойств
активного элемента, влияющих
на фазовую нестабильность
каскада, особенно при работе
в диапазоне СВЧ;
из-за фазовой нестабиль­
ности реактивных элементов
межкаскадных связей (особен­
но при расстройке относитель­
но частоты мешающего сигна­
ла), в том числе при наличии
реактивности, величина кото­
рой зависит от уровня приложенного напряжения;
из-за повышенной фазовой нестабильности, присущей приборам
СВЧ диапазона — клистронам, лампам бегущей и обратной волн,
диодам Ганна, туннельным диодам, варикапам; известны экземпляры
ЛЕВ, в которых паразитный фазовый набег достигает 100° и более.
В общем случае при анализе явления АФК следует рассматри­
вать нелинейный четырехполюсник с комплексной проводимостью, на
который действует мешающий AM сигнал значительной амплитуды,
причем фаза полезного сигнала зависит от изменения амплитуды
мешающего сигнала. При этих условиях передаточную характери­
стику нелинейного элемента с учетом явления АФК можно аппро­
ксимировать выражением в виде комплексного многочлена со сте­
пенью т:
т
гп
т
*вых = 2 (bk “Ь lck)вх~ 2 bk^BX "Ь i 2 CkU'^^
k-0
A=0
A=0
в котором действительная часть определяет амплитудные перекрест­
ные искажения, а мнимая — фазовые перекрестные искажения, при­
чем коэффициенты си определяют крутизну нелинейности фазовой
характеристики передаточной функции сигнала.
Фазовые перекрестные искажения несущественны для систем AM.
Они проявляются в виде помех в системах, где полезная информа­
ция заключена в фазовой структуре принимаемого сигнала, напри­
мер в системах ФТ и ЧТ, в которых сопутствующая помеха из-за
амплитудных перекрестных искажений может быть исключена огра­
ничителем амплитуды. В импульсных системах РЛС явление АФК
может проявляться в тех случаях, когда полезный сигнал промоду-
лирован по фазе иди частоте. В литературе отмечается, что в этом
случае существенное влияние мешающего сигнала может проявлять­
139


ся в системах РЛС, работающих в режиме селекции движущихся
целей (СДЦ), поскольку именно в этом случае могут значительно
ухудшиться характеристики обнаружения полезного сигнала [103].
Требования к допустимым уровням фазовых перекрестных иска­
жений еще не вошли в стандарты.. Однако очевидно, что такие
искажения являются параметром ЭМС радиоприемного устройства
и что необходимо статистическое изучение условий их возникнове­
ния и степени влияния на различные фазочувствительные устройства.
3.3.4. ИНТЕРМОДУЛЯЦИЯ
Интермодуляция в приемнике — это возникновение помех на вы­
ходе радиоприемника при действии на его входе двух и. более ме­
шающих сигналов, частоты которых находятся вне основного и
побочных каналов приема. Помехи этого вида называют интермо­
дуляционными (§ 2.1). Причина их появления — нелинейность ампли­
тудной функции передачи сигнала в активных элементах ВЧ тракта,
вследствие чего анализ интермодуляционных помех аналогичен
анализу процессов возникновения блокирования и перекрестных
искажений полезного сигнала. Интермодуляция в приемнике возмож­
на при любом виде мешающих сигналов независимо от типа их мо­
дуляции. Восприимчивость к интермодуляционным помехам — важ­
ный параметр ЭМС приемника. В службах радиосвязи с большим
числом радиосредств во многих случаях интермодуляционные помехи
оказываются ограничивающим фактором для повышения загрузки
радиочастотного ресурса. По данным некоторых исследователей по­
мехи в подвижных службах радиосвязи метрового диапазона, возни­
кающие от мешающих сигналов передатчиков, в 70 % случаев обу­
словлены интермодуляцией в приемниках и только в 30 % — непо­
средственным влиянием основных и неосновных излучений передат­
чиков.
Интермодуляция возникает в УВЧ и преобразователе приемника
при определенном превышении уровня Ua мешающих сигналов над
уровнем Uс полезного сигнала, т. е . превышении «порога интермо­
дуляции». Частотные промежутки Д/р между частотой ^’полезного
сигнала и частотой fi мешающего сигнала, а также между частота­
ми fi и /г двух мешающих сигналов должны быть равны с точно­
стью до полосы пропускания тракта ПЧ приемника (рис. 3.26).
Рис. 3.26. К пояснению возникновения интермодуляционных помех в
ВЧ тракте приемника
140


Влияние интермодуляционной помехи на полезный сигнал харак­
теризуется коэффициентом интермодуляции &ипт, который представ­
ляет собой отношение уровня радиопомехи, возникающей в резуль­
тате интермодуляции в приемнике, к уровню сигнала, соответствую­
щего чувствительности приемника. Коэффициент интермодуляции
определяют по отношению помеха-сигнал на выходе приемника. Для
этого воспользуемся уже известной моделью степенного полинома
(3.1), с помощью которого представим амплитудную функцию пере­
дачи сигнала. Для анализа интермодуляции в УВЧ можно ограни­
читься кубичным полиномом и в качестве мгновенного значения «Вх
принять сумму только двух мешающих сигналов в отсутствие полез­
ного сигнала, что не нарушит результаты вычислений уровня интер­
модуляционной помехи. В- целях упрощения считаем мешающие сиг­
налы немодулированными и их сумму
uB^=u1-J-zz2= Ui cos
cos fi)2f
подставим в полином, чтобы выделить из него составляющие выход­
ного тока в виде интермодуляции второго
Ihht=W1^2C0S (<x>i±CD2)^
и третьего порядка
inuT = b3U2iU2 cos (2coj—(о2) t\ iuwr=b3U22UiCOs (2co2—co J/.
Интермодуляционные составляющие 2-го порядка имеют часто­
ты, значительно отличающиеся от частоты настройки приемника, и
они ослабляются избирательными цепями ВЧ тракта приемника.
Однако в широкополосном входном усилителе они могут проявлять­
ся как помехи. Интермодуляциопные составляющие 3-го порядка
имеют частоты, близкие к частоте настройки приемника, и могут не
ослабляться цепями ВЧ тракта. Если же частоты этих составляющих
соответствуют частоте настройки со© приемника, т. е .
2(01—со2=(Оо или 2(о2—0l = tt>o.
то .интермодуляционная помеха оказывается непосредственно в по­
лосе пропускания приемника и от нее отстроиться невозможно.
Чтобы найти значение Лпит, амплитуду каждой из этих состав­
ляющих, вычисленную в отсутствие полезного сигнала, следует раз­
делить на амплитуду полезного сигнала Г/С.мпн, вычисленную
в отсутствие мешающих сигналов:
,_____/.„.т
-
зь,и\и,
_
-
3b,u,u°,
г,ш1 ~ /с.мпГ 4&,CZc.M„„ ИЛ1|*»пт- 4&,£/с.М11Ц • (3J8)
В качестве первого приближения часто предполагают равенство
амплитуд мешающих сигналов Z7i = (/2=t/n и пользуются обоб­
щенной формулой
- зь.и\
«А.,„ш ’
'
из которой следует, что по абсолютному значению бинт возрастает
пропорционально кубу амплитуды мешающего сигнала и отношению
коэффициента полинома Ьз/^ь выражающему степень нелинейности
функции передачи сигнала в УВЧ.
Интермодуляцпониая помеха может возникнуть и в первом пре­
образователе приемника. В этом случае для анализа следует вос­
141


пользоваться многочленом 4-й степени и представить мгновенное зна­
чение входного напряжения в виде суммы двух мешающих сиг­
налов (для простоты — немодулировапных) и напряжения гетероди­
на приемника. Предполагая равенство амплитуд мешающих сигналов,
можно выделить из выходного тока преобразователя такие состав­
ляющие, частота которых равна промежуточной частоте. Это значит,
что интермодуляцнонная помеха проходит в тракт ПЧ и от нее
отстроиться невозможно. По аналогии с тем, как это сделано при
анализе интермодуляции в УВЧ, можно вычислить &ппт для преобра­
зователя частоты приемника:
<,
_
(3 2m
-
26гУс.м„„ •
Если интермодуляция возникает одновременно в УВЧ и преобразо­
вателе частоты, то их ftUHT алгебраически складываются, чем и опре­
деляется kaaT приемника в целом.
Ранее отмечалось, что интермодуляционные помехи возникают
в том случае, если уровни мешающих сигналов па входе приемника
превышают некоторый порог интермодуляции. Он определяется при
некотором допустимом значении Лпнт.доп, указанном в НТД. Чтобы
характеризовать свойства приемника функционировать нормально
при наличии в тракте ВЧ мешающих сигналов с амплитудами мень­
ше, чем порог интермодуляции, пользуются понятием «динамический
диапазон по интермодуляции» (в децибелах):
П
пп (^П.ДОи)иНТ
/о О1\
пнит = 20 lg —j-j--------- ,
(3.21)
где (^п.доп)ппт — максимально допустимое напряжение мешающего
сигнала, соответствующее порогу интермодуляции; t/с.мип — мини­
мальное напряжение * полезного сигнала, соответствующее чувстви­
тельности приемника.
Во многих стандартных требованиях на параметры интермоду­
ляции в приемнике принимается ^инт.доп^- Это значит, что уровень
интермодуляциоиной помехи (интермодуляционный продукт) на вы­
ходе приемника равен уровню полезного сигнала, реализуемого при
определении чувствительности приемника. При ЛПнт=1 можно экс­
периментально определить (7п.доп и вычислить D1IBT, зная чувстви­
тельность приемника.
Сравнивая формулы (3.19) и (3.20), отметим, что &Пнт для УВЧ
пропорционален отношению Ь^/Ь\, а для преобразователя частоты —
отношению Ъ^/Ь2. Здесь имеется аналогия с &бл- Если же сравнивать
между собой значения напряжений порога блокирования и порога
интермодуляции, то можно записать неравенство:
(£Лт.д.оп) бл> (^п.доп)пер> (^п.доп)инт-
Это объясняется тем, что порог интермодуляции регистрируется по
уровню одного из мешающих сигналов, в то время как на самом
деле он определяется результирующим мешающим сигналом, который
равен геометрической сумме двух мешающих сигналов. Поэтому одна
и та же область нелинейности функции передачи сигнала обнаружи­
вается при интермодуляции посредством мешающего сигнала с та­
ким уровнем, который по крайней мере вдвое (на 6 дБ) меньше сиг­
нала, обусловливающего блокирование полезного сигнала. Это зна­
чит, что любой приемник при прочих равных условиях наиболее
восприимчив к интермодуляции, нежели к перекрестным искажениям
142


йли блокированию. Практика подтверждает такую зависимое!!»,
вследствие чего стандартные требования к допустимому уровню ме­
шающих сигналов, обусловливающих интермодуляцию, как правило,
на 10 ... 15 дБ меньше требований к уровню мешающих сигналов,
обусловливающих блокирование. Контроль стандартных требований
к параметру интермодуляции приемника осуществляют двухсигналь­
ным методом путем подачи на вход приемника сигналов от двух
ГСС, имитирующих мешающие сигналы, и в некоторых случаях трех­
сигнальным методом путем подачи сигналов от трех ГСС, из которых
один имитирует полезный сигнал, а два других имитируют мешаю­
щие сигналы. Обычно /гИпт определяют в заданных условиях, харак­
теризующих DjniT-
Как отмечалось, наиболее существенна интермодуляция 3-го по­
рядка, в образовании которой участвует 2-я гармоника одного ме­
шающего сигнала и 1-я гармоника другого. Могут быть случаи, когда
приходится считаться с интермодуляцией 5-го порядка, в образова­
нии которой участвует 3-я гармоника одного мешающего сигнала и
2-я гармоника другого. Для анализа интермодуляции 5-го порядка
пользуются моделью в виде полинома 5-й степени. Как правило,
уровень интермодуляционной помехи 5-го порядка меньше уровня
интермодуляционной помехи 3-го порядка.
Интермодуляция 3-го порядка может возникать при одновремен­
ном действии не только двух, ио и трех мешающих сигналов в по-’
лосе тракта ВЧ приемника. Как отмечается далее (см. гл. 4), в
службах радиосвязи с большим количеством средств вероятность
возникновения интермодуляционных помех от трех мешающих сиг­
налов близка к вероятности таких помех от двух сигналов.
Согласно распространенной методике измерения коэффициента
/гпнт.доп на вход приемника подают два мешающих сигнала с оди­
наковыми уровнями и с частотами fi и f2 (рис. 3 .26), соответствую­
щими частотам двух соседних каналов, ближайших к частоте на­
стройки fc приемника, разнесенным на А/ (рис. 3.26). При этом пред­
полагается, что избирательные цепи ВЧ тракта приемника создают
незначительное ослабление мешающих сигналов, с которым практиче­
ски можно не считаться. Такие измерения необходимы для опреде­
ления параметра интермодуляции как показателя качества прием­
ника. Однако знание только такого параметра недостаточно для
расчетов ЭМС приемника, работающего в условиях, для которых
характерна большая вероятность возникновения интермодуляцион­
ных помех. Для расчетов допустимого уровня интермодуляционных
помех необходимо знание частотной зависимости -Спит в полосе
существования внеполосных, каналов приема подобно частотной за­
висимости Dan, представленной на рис. 3 .23. Такую зависимость це­
лесообразно определять трехсигнальным методом. Ее характер и
порог интермодуляции определяются разбросом параметров прием­
ника, вследствие чего здесь также необходимо накапливать статисти­
ческие данные.
Анализ влияния нелинейности функции передачи сигнала в ак­
тивных элементах ВЧ тракта в совокупности с характеристиками
частотно-избирательных цепей того же тракта приводит к целесо­
образности понятия «эффективная избирательность» приемника
[101]. Под этим понятием подразумевают свойство приемника отде­
лять полезный сигнал от мешающих сигналов (с частотами вне
основного канала приема), способных создавать нелинейные процес­
сы во входном тракте приемника. Поскольку характер таких про­
143


цессов различен,
*
то эффективная избирательность не имеет единой
количественной оценки. Вследствие этого ее мерой целесообразно
установить значения динамических диапазонов Рол, -Опер, Г>Инт и
Рккп и их частотных зависимостей в .полосе существования .внепо­
лосных и побочных каналов.
Нелинейные процессы в наименьшей степени проявляются в та-
гих типах активных элементов (ВЧ транзисторов), которые при
заданном уровне мешающего сигнала имеют наименьшее значение .не­
линейности функции передачи сигнала, выраженной через отноше­
ния &3/Ь1 и соответственно
Это значит, что во входных трак­
тах приемника следует применять возможно более качественные по
линейности передаточной функции транзисторы, для чего необходим
их промышленный выпуск. Учитывая перспективность применения
^свых » ^ннгвых Ч дБ мВт
Лвх,рпвх»ДБмВг
Рис. 3.27. Графический способ определения индекса линейности ВЧ
транзистора
таких транзисторов для повышения помехозащищенности приемников
от действия станционных помех, некоторые зарубежные фирмы вы­
пускают ВЧ транзисторы, параметр линейности которых обозначает­
ся условным показателем «intercept point» (точка пересечения). Чем
больше значение этого показателя, тем шире линейный участок
функции передачи сигнала и тем больше динамический диапазон ме­
шающих сигналов до порога интермодуляции. Такой показатель це­
лесообразно называть «индексом линейности» транзистора или уси­
лителя (преобразователя частоты) приемника [104]. Знание этого
индекса позволяет обосновать выбор типа транзистора для приме­
нения его во входном тракте приемного устройства.
144


Значение пйдексй линейности ЙЧ транзистора определяют й Tit-
повой схеме усилителя с узкополосным выходным фильтром, состав­
ляя графики зависимости линейного усиления Рс пых=ф(/’с.вх)
полезного сигнала (рис. 3.27, прямая /) и продукта интермодуляции
3-го порядка Ринт.вых = ф(Рп.вх) (прямая 2) от уровня сигналов
на входе усилителя. Прямая 1 снимается с помощью одного ГСС,
прямая 2— двух ГСС, соответственно отстроенных от резонасной
частоты усилителя. Прямая Г (угол наклона 45°) соответствует ли­
нейному режиму усилителя, прямая 2 — нелинейному режиму, при
котором возникает интермодуляция. Поскольку продукт интермоду­
ляции пропорционален кубу напряжения мешающего сигнала, то
тангенс угла наклона прямой 2 равен 3 (угол наклона 71,5°). Эстра -
поляция этих прямых (пунктирные линии) до точки пересечения ТП
позволяет определять численное значение индекса линейности, как
гипотетический уровень сигнала на выходе усилителя с данным
типом ВЧ транзистора. Если па том же графике нанести прямую
2', соответствующую транзистору с более широким линейным участ­
ком, то индекс линейности принимает более высокое численное зна­
чение. Такой транзистор может оказаться более предпочтительным
для тракта ВЧ при прочих равных условиях.
Способы определения линейности передаточной функции транзи­
стора могут быть и другими. Важно отметить необходимость знания
параметра линейности при выборе типа транзистора для ВЧ тракта
приемника.
3.3 .5. КОЭФФИЦИЕНТ ЗАТУХАНИЯ МЕЖДУ АНТЕННАМИ
Уровень внутрисистемных ЭМП в комплексе радиоэлектронного
оборудования, например самолета или корабля, в значительной мере
зависит от степени связи между передающими и приемными антен­
нами комплекса. При большом числе антенн (30 ... 40 и более) и
малых расстояниях между ними степень связи определяется многими
факторами: величиной расстройки между частотой передатчика и
частотой настройки приемника, конструктивными параметрами
антенн, в том числе аэродинамическими, местом размещения антенн,
наличием и формой проводящих препятствий для распространения
электромагнитного поля между антеннами, размещением антенны
в ближней или дальней зоне распространения поля, степенью согла­
сования поляризации антенн и др. Среди многих задач, решаемых
конструкторами самолетов и кораблей, есть и такая сложная задача,
как обеспечение максимального затухания поля между антеннами.
На сравнительно низких частотах (ниже 30 МГц) объект с комп­
лексом радиоэлектронного оборудования, например самолет, можно
считать основным излучателем, а антенну — средством передачи
энергии между самолетом и передатчиком, что еще более усложняет
задачу обеспечения затухания поля между антеннами.
Коэффициент затухания k3 между антеннами является обратной
величиной коэффициента связи и определяется (в децибелах) из со­
отношения:
/e3=101g (Рпрд/^прм)»
где РПрд — мощность, подведенная к антенне передатчика, и Рпрм —
мощность на входе фидера приемного устройства на частоте сигнала
передатчика.
10—3426
145


При такоМ определении коэффициенГа затухания между антей-
йами (КЗМА) неизменным остается принцип обратимости антенн,
вследствие чего передающая и приемная антенны могут взаимно
меняться своими назначениями без изменения величины КЗМА при
работе на одинаковых или различных частотах.
КЗМА определяют теоретическим и экспериментальным путем.
Теоретический анализ носит приближенный характер и основан на
математическом моделировании процессов дифракции радиоволн
вокруг различных'Препятствий в виде идеализированных по форме
проводящих тел. Например, самолет аппроксимируют цилиндром бес­
конечной длины, хотя он является более сложным телом конечной
длины. Практически ДН антенны, размещенной на объекте, иска­
жается проводящими препятствиями, которые могут уменьшить
КЗМА за счет переотражения излучаемого сигнала или увеличить
Рис. 3 .28. Упрощенная схема измерения коэффициента затухания
между близко размещенными антеннами
его за счет экранирования («затенения»). Из -за наличия окружаю­
щих антенну металлических элементов корпуса объекта ДН антенны
может иметь частотную зависимость, вследствие чего, например,
направление главного лепестка на частоте основного излучения пере­
дающего устройства может не совпадать с направлением главного
лепеста на'гармонике излучаемого сигнала. При анализе конкретных
условий работы антенн необходимо учитывать, находится ли при­
емная антенна в ближней
*
или дальней зоне излучения передающей
антенны, поскольку в первом случае в тракте антенны могут возни­
кать и распространяться несколько видов колебаний и при расчетах
следует суммировать мощности всех этих видов колебаний.
Несмотря на приближенность результатов расчетов, выполняе­
мых на основе теоретического анализа, такие расчеты важны, по­
скольку позволяют выявить факторы, влияющиё на величину КЗМА.
Основная трудность анализа заключается в сложности выражения
КЗМА в виде функции длины волны и физических размеров (а так­
же формы) проводящих поверхностей объекта. Практически оказа­
лось возможным пользоваться приближенными эмпирическими фор­
мулами, которые выводятся на основе обобщения результатов мно­
гочисленных измерений КЗМА в лабораторных условиях и на физи­
ческих моделях подвижных объектов.
Принцип измерения КЗМА заключается в следующем. Передаю­
щую антенну Ai возбуждают от ГСС через усилитель мощности и
измеряют мощность сигнала на выходе приемной антенны А2 измери­
тельным приемником (рис. 3.28, положение 1 переключателя П).
146


Затем тракт с антеннами и разделяющим их пространством заме­
щают ВЧ кабелем с градуированным аттенюатором (положение 2
переключателя). Регулируя потери в тракте замещения с помощью
/?атт, добиваются тех же показаний прибора на выходе измеритель­
ного приемника, что и при измерениях через антенну. Полученная
величина потерь в тракте позволяет определить измеряемый КЗМА.
Сложность таких измерений заключается в необходимости обеспе­
чивать согласование в тракте при замещении кабелем с аттенюато­
ром в условиях измерений величины КЗМА по диапазону частот.
Физическое моделирование в лаборатории может давать значитель­
ные погрешности при измерении КЗМА, так как не учитывает влия­
ния переотражений сигнала, возникающих в условиях реального
размещения антенн на объекте.
Чтобы увеличить КЗМА, приемную антенну следует размещать
как можно дальше от передающей с потенциально мешающим сиг­
налом и использовать возможное затенение. На самолете, например,
такие антенны размещают на противоположных сторонах фюзеляжа
пли на носу и на хвостовом оперении. В диапазоне СВЧ диаграммы
направленности ориентируют так, чтобы линия передача — прием не
проходила через их главные лепестки. В этом диапазоне можно реа-
Та блица 3,8
Эмпирические формулы для расчетов коэффициента
затухания между штыревыми самолетными антеннами
Примечания: 1. Частота f, МГц; расстояния г, D и L, м (см.
рис. 3.30,а). Если форма тела конусообразная, то расстояния отсчитываются
от антенны, размещенной в месте, поперечное сечение которого имеет наи­
больший радиус кривизны.
2. Если по цилиндру, имитирующему фюзеляж, угловой сдвиг между ан­
теннами менее 120’, то применима формула 1.
3. Формула 4 имеет ограниченное применение.
4. Если путь по цилиндру искривлен, то можно применить формулу
/?3=201g r/507i.754-sec 0/4[2Olg(D+Di+D2)]—28+5а, хотя экспериментально она
еще не проверена в должной мере.
Условия относительного
размещения антенн
Формула для расчета &3, дБ
Номер
форму­
лы
Прямая видимость
201g f-г 201g D—28+Sa
1
Путь по искривленной
поверхности D (рис.
3.30,а). См. примечание 2
20ig-jJ/'',s + 20lgB-28 + Sa
2
Путь по искривленной
поверхности D и линей­
ному смещению L
(рис. 3 .30,а)
20lg^-f>.” + 201g(D+i)-
-28+Sa
3
Препятствия (затенения)
на пути прямой видимо­
сти (рис.-
3.30,6). См.
примечания 3 и 4
201gf+sec 0/4[2Olg(Z?1 +Z)2)] —
—28-f -«Sa
4
10*
147


лизовать значительные КЗМА, например, 100 дБ. На частотах
0,1 ... 1,0 ГГц при минимальном отражении от окружающих пред­
метов обеспечивается затухание 30 ... 50 дБ и более. На частотах
менее 30 МГц затухание может иметь значение единиц децибел.
Как правило, при определении КЗМА рассматривают затухание
между двумя антеннами,, но в более общем случае КЗМА следует
определять при условии, что несколько передающих антенн создают
суммарное поле, действующее на одну приемную антенну. Если
оказывается, что затухание между передающими • антеннами мало,
то это может привести к возникновению иитермодуляционных излу­
чений, о которых уже упоминалось.
Рис. 3 .29. Результаты изме­
рений КЗМА для транс­
портного самолета (/) и
вертолета (2)
антенна
.
Комбинированная
УКВ/АМВ антенна
УКВ лг
а)
iб)
АМВ
антенна В
В свете изложенного
представляют интерес при­
ближенные эмпирические
формулы для расчетов ко­
эффициента затухания k3
Рис. 3 .30. Обозначения к эмпириче­
ским формулам расчета коэффициен­
та затухания между самолетными
антеннами при различных расстояни­
ях между ними по фюзеляжу (а) и
крыльям (б). УКВ и ДМВ антенны
размещены под крыльями, а комби­
нированная УКВ/ДМВ антенна свер­
ху фюзеляжа (случай затенения)
между штыревыми самолет­
ными антеннами резонанс­
ного типа связного назна­
чения в диапазоне 100 ... 1200 МГц [79]. Авторы провели мно­
гочисленные измерения на самолетах и вертолетах (типичные резуль­
таты измерений показаны на рис. 3 .29), на цилиндрических макетах
самолетов и на заземленных металлических плоскостях. Обобщенные
результаты измерений представлены в виде уточненных эмпирических
зависимостей (табл. 3.8) для различных расстояний по цилиндру,
имитирующему фюзеляж, и для различных углов между антеннами
(рис. 3 .30). Поправочный коэффициент 5а заимствован авторами
из работы Сиаркевича и Адамса [105], его численное значение в за­
висимости от длины антенны может быть взято из графика
(рис. 3 .31). Этот коэффициент позволяет учитывать условия работы
антенн на различных и одинаковых частотах. Если передающая и
приемная антенны имеют, например, длину /=0,2Х каждая, то по­
правочный коэффициент принимает значение 2Х(—5) дБ=—10 дБ.
Если же длина антенны превышает значение Х/2, то предполагается,
Что вне правой части рис. 3.31 величина Sa находится между 0 дБ
148


и —8 дБ. Например, если длина
Sa=0 дБ, если Z=0,8X, то За =—3
величина поправки периодически
—8 дБ.
Расчеты коэффициента Sa
для широкополосной антенны на
частоте, меньшей нижнего значе­
ния рабочей частоты, на которую,
рассчитана эта антенна, могут
быть сделаны на основе пересчета
ее эффективной длины. Например,
антенна, предназначенная для диа­
пазона 225 ... 400 МГц-на часто­
те 50 МГц, будет иметь эффектив­
ную длину (%/4) -50/225. На ча­
стотах, превышающих наибольшее
значение рабочей частоты, на ко­
торую рассчитана антенна, можно
получить лучшую согласованность
антенны Z=(3/4)X, то поправка
дБ, если 1—Х, то —8 дБ. Далее
изменяется в пределах от 0 до
Рис. 3.31. Зависимость попра­
вочного коэффициента Sa от
длины антенны
между рассчитанными и измерен­
ными КЗМА в предположении, что известно среднее значение часто­
ты рабочего диапазона, для которого предназначена антенна. Напри­
мер, для того же диапазона 225 ... 400 МГц средняя частота (225-j-
4-400)/2=312,5 МГц. В этом случае эффективная длина антенны на
частоте 800. МГц будет выражаться зависимостью %/4-800/312,5.
Пользуясь такими соотношениями, можно определять поправку Sa
по графику рис. 3 .31.
Эмпирические формулы 2 и 3 проверялись в случаях 120 ком­
бинаций расположения антенн на двух вертолетах, размещенных на
площадке, покрытой травой, и па двух неподвижных транспортных
самолетах, которые размещались па железобетонной площадке, уда­
ленной от каких-либо отражающих предметов. Формула 4 проверена
всего на одном самолете и двух парах антенн. При лабораторных
измерениях радиус фюзеляжа изменялся от 0,23 до 2,13 м, а рас­
стояние между антеннами от 0,18 до 15 м.
Вероятности погрешностей расчетов распределены примерно по
нормальному закону, за исключением расчетов на частотах 50 и
100 МГц. Расхождения между рассчитанными и измеренными КЗМА
находятся в пределах от 4-9 дБ до —20 дБ (отрицательный знак
означает оценку с запасом в значении КЗМА), причем достоверность
этих значений оценивается величиной 70%. Формулы дают различ­
ные погрешности в 'зависимости от того, измеряются ли КЗМА на
одинаковых или различных частотах, а также в том случае, если
размещение антенны осуществляется в более широких пределах, не­
жели пределы расстояний в описанных выше примерах.
В литературе опубликованы эмпирические формулы для расчетов
величин КЗМА, пригодные не только для систем радиосвязи, по и
для других систем самолетного комплекса [106]. В них учитываются
различные варианты путей распространения радиоволн: по прямой
линии без экранирующих препятствий между антеннами, по прямой
и спиральным линиям вокруг цилиндрического пли конусного фюзе­
ляжа, по прямой п огибающей линиям вокруг крыла самолета. На­
пример, коэффициент затенения вокруг цилиндрического фюзеляжа
рассчитывается по формуле
S=—А/(М4-<7),
149


где A=r82 V^2n/W г — радиус фюзеляжа; 0 — угол между антен­
нами на пути распространения радиоволны вокруг фюзеляжа; % —
длина волны; D — длина пути по спиральной линии вокруг фю­
зеляжа.
Если при расчете А оказывается, что А <26, то р=5,478
*1
0-3
И 7=0,5083; если же Д^26, то р=3,34-10~3 и 7=0,5621.
Экспериментальная проверка КЗМА на самолете «Торнадо» поз­
волила обнаружить 9 случаев малого затухания. Из 10 случаев ма­
лого затухания, полученных расчетным методом, .8 случаев был»:
подтверждены экспериментально с приемлемой для инженерной
практики точностью [106]. Расчеты особенно полезны на стадии про­
ектирования самолетного радиокомплекса.
3.4. ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ПРИЕМНЫХ
УСТРОЙСТВ ПОМИМО АНТЕННЫ
Помимо параметров ЭМС, связанных с излучением
и приемом НЭМП через антенну, важное значение для
обеспечения совместной работы средств имеют другие
параметры ЭМС, которые связаны с излучаемыми и
кондуктнвными НЭМП, влияющими на восприимчивые
к ним средства помимо антенны. В этих случаях пара­
метры ЭМС характерны не только для радиоэлектрон­
ных, но и электронных, а также и электротехнических
средств. При этом различные виды НЭМП следует на­
зывать «индустриальными помехами», поскольку они
создаются многочисленными электротехническими и элек­
тронными устройствами и к ним не относятся только те
излучения, которые создаются ВЧ трактами радиопере-,
датчиков, что соответствует положениям стандарта
1116—78 СЭВ. Из этих положений также следует, что
из всех видов НЭМП от разнообразных технических
устройств к индустриальным помехам не относятся толь­
ко помехи, создаваемые излучениями ВЧ трактов пере­
датчиков через корпус (кожух) и кабели помимо антен­
ны, а также контактные помехи (§ 2.1).
Отметим, что упомянутый стандарт относится к «ра­
диопомехам», но в нем не уточнена нижняя граница ча­
стот, при которой НЭМП можно относить к радиопоме­
хам. Регламент радиосвязи [24] отмечает нижнюю гра­
ницу радиодиапазонов, как соответствующую частоте
30 Гц. Однако, учитывая практическое развитие радио­
технических способов передачи сигналов посредством
радиоволн, такую границу для радиодиапазонов следу­
ет считать нецелесообразной как по техническим причи­
нам, так и по причине неточности классификационных
150


признаков в системе понятий, связанной с НЭМП. И ие
случайно при международных распределениях радиодиа­
пазонов нижней границей радиочастот принята частота
9 кГц. Поэтому целесообразно относить термин «радио-
помеха» («высокочастотная помеха») к частотам выше
9 кГц и называть «низкочастотными» помехи с частота­
ми ниже этого значения (§ 2.1). В связи с этим наряду
с установившимся понятием «индустриальная радиопо­
меха» для частот от 9 кГц и выше (до нескольких ГГц)
целесообразно пользоваться понятием «индустриальная
низкочастотная помеха» (частоты от долей герца до
9 кГц), а также общим понятием «иидустральная поме­
ха» как включающим представление о НЭМП индустри­
ального происхождения на любых частотах. Разделение
индустриальных помех на участки по частотному прин­
ципу до и выше 9 кГц целесообразно еще и потому, что
в международном аспекте действует Технический коми­
тет No 77 (ТК-77) «ЭМС электрооборудования, включая
электрические сети» МЭК, в сферу деятельности кото­
рого входит изучение и разработка методов ослабления
НЭМП с частотами ниже 10 кГц.
Параметрами ЭМС источников излучаемых инду­
стриальных помех (рис. 3 .2) являются величины элек­
трической и магнитной составляющих поля индукции
(ближняя зона излучения) на заданном расстоянии от
источника, а также эффективность экранирования (ЭЭ)
корпуса (кожуха) источника й связанных с ним кабе­
лей. На достаточном удалении от источника, где поле
излучения формируется в плоскую волну (дальняя зона
излучения), параметром ЭМС источника вместо отдель­
ных составляющих является величина напряженности
электромагнитного поля.
Параметры ЭМС источников кондуктивных индустри­
альных помех — это величины токов или напряжений по­
мех в цепях питания, коммутации (монтажные цепи) и
заземления. В цепях питания параметры ЭМС опреде­
ляют, как правило, на зажимах источника помех, в дру­
гих цепях их определяют в различных коммутационных
точках (например, на разъеме) в зависимости от требо­
ваний, предъявляемых к устройству. Параметрами ЭМС
могут быть значения внутреннего импеданса источника
помех, например бортовой сети питания на летательном
аппарате, импеданса нагрузки на источник питания,
импеданса системы заземления. К параметрам ЭМС
151


Источников излучаемых НЭМП относятся уроййй Излу­
чений радиоприемного устройства на частоте гетеродина
и промежуточной частоте. Эти излучения принято отно­
сить к индустриальным радиопомехам.
Параметры восприимчивости (параметры ЭМС ре­
цепторов, см. рис . 3 .2), которые не связаны с действием
НЭМП через -антенну, рассматривают в отдельности по
отношению к кондуктивным и излучаемым НЭМП. Вос­
приимчивость к кондуктивным помехам обычно рассма­
тривают как степень влияния помех по сети питания.
Однако на практике необходимо учитывать также вос­
приимчивость по цепям коммутации, заземления и дру­
гим цепям монтажной схемы устройства, что особенно
относится к сложным радиоэлектронным комплексам.
Восприимчивость устройства отдельно к электриче­
ской и магнитной составляющим излучаемых НЭМП ха­
рактерна для ближней зоны распространения. При раз­
мещении устройства в дальней зоне излучаемых НЭМП
определяют параметр восприимчивости к электромагнит­
ному полю от источника помех. Аналогично параметрам
эффективности экранирования источника помех необхо­
димо учитывать такие же параметры в устройстве, вос­
приимчивом к помехам.
3.4.1. ПОЛЕ ИНДУКЦИИ ОТ ИСТОЧНИКОВ ПОМЕХ
Параметры поля помех зависят от мощности их ис­
точника, расстояния г до восприимчивого устройства,
параметров среды распространения поля и других фак­
торов. Как правило, расстояние оценивают в от­
носительных единицах, связанных с длиной волны из­
лучаемой помехи: г=Х/2л^Х/6. Пространство вокруг
источника помех делится на три зоны; ближнюю (поле
индукции), в которой г^1, дальнюю (поле плоской вол­
ны), в которой г^2, и промежуточную (1<г<2). В за­
висимости от параметров источника помех ближняя зо­
на может представлять собой или преимущественно по­
ле магнитной индукции Я, когда в источнике протекает
значительный ток при относительно малом напряжении,
или преимущественно поле электрической, индукции Е,
когда в источнике протекает малый ток при относитель­
но большом напряжении. Напряженности Е и Н связа­
ны между собой через волновое сопротивление, измеряе­
мое в омах:
Z^Ejli.
152


При этом в ближней зоне векторы Е и Н находятся в
фазе и сдвинуты в пространстве на 90°.
На рис. 3.32 [3] показано изменение, волнового сопро­
тивления отдельных составляющих поля индукции от
расстояния г до источника помех. Из этой зависимости
следует, что по отношению к волновому сопротивлению
Ближняя зона(поле инйунаиа) зона (плоеная Полна)
Промежуточная Дальняя зона
Рис. 3 .32 . Зависимость волнового сопротивления поля индукции от
расстояния до источника помех
поля плоской волны Z0 = 377Om волновое сопротивление
поля Е является высокоимпедансным, а поля Н — низ­
коимпедансным. Для высокоимпедансного поля харак­
терно изменение составляющей электрического поля
Е'-Л/г’ и составляющей магнитного поля
Для
низкоимпедансного поля, наоборот, изменение состав­
ляющей E^Xjr- и составляющей Н^Л/r3. При этом под­
разумевается, что размеры излучателя
В проме­
жуточной зоне изменение обеих составляющих поля
^1/г2 и в дальней зоне 1/г.
На частотах от 1 МГц и ниже индустриальные поме­
хи определяются во многих случаях ближней зоной из­
лучения, поскольку эта зона- простирается на расстоя­
ния до 50 м от источника. На частоте 100 МГц это рас­
стояние 0,5 м, на частоте 100 кГц —500 м и на 10 кГц—
5 км. Если ближняя зона занимает большое пространст­
во, то это означает, что размеры излучателя помех
/<СЛ, и указывает на раздельное влияние составляющих
Е и Н поля индукции. Следовательно, при анализе влия­
ния индустриальных помех, особенно р сложном ком­
153


плексе РЭС, размещенных на одном объекте, состав­
ляющие Е и Н поля индукции необходимо учитывать
по отдельности.
Электрическая индукция Е влияет на рецептор через
паразитную емкостную связь с источником, а магнитная
индукция Н — через паразитную индуктивную (магнит­
ную) связь. Следует заметить, что емкостной связи всег­
да сопутствует некоторая индуктивная связь, и наоборот,
однако учет сопутствующей связи дает лишь незначи­
тельную поправку.
Особенно важно учитывать каждый из этих видов,
связи в случаях влияния помех через близко размещен­
ные провода монтажной схемы. Влияние помехи через
емкостную связь тем больше, чем больше напряжение
помехи в цепи источника, емкость между проводами,
частота помехи и сопротивление нагрузки на провбд-
рецептор. Влияние помехи через индуктивную связь тем
больше, чем больше плотность магнитного потока, пло­
щадь замкнутого контура-рецептора при охватывании
потока, частота помехи и угол ориентации цепей источ­
ника и рецептора друг на друга. При емкостной связи
напряжение помех приложено параллельно между про­
водом-рецептором и землей, а при индуктивной после­
довательно с проводником-рецептором . Магнитная связь
существенно уменьшается, если магнитный поток на­
правлен параллельно проводу-рецептору .
Индустриальные радиопомехи, создаваемые полем
индукции, могут влиять на приемное устройство непо­
средственно через антенну и косвенно через элементы
его АФУ (например, через антенный ввод) за счет па­
разитных связей. В этом случае влияние помех можно
оценить «коэффициентом переноса индустриальных ра­
диопомех», представляющим собой отношение синусои­
дального напряжения, подаваемого от генератора по ре­
гламентированной схеме в электрическую сеть источни­
ка радиопомех, к напряжению, возникающему при этом
на входе приемного устройства. Такое определение по­
нятия о коэффициенте несет в себе и информацию о
способе его измерения. Чем больше этот коэффициент,
тем больше ослабление энергии помехи в среде от ее
источника до входа приемника.
Монтажная схема современного радиоэлектронного
комплекса, элементы которого соединены большим чис­
лом проводников, представляет собоц опасную среду с
154


Точки зрения распространения НЭМП. В литературе от­
мечается сложность монтажных схем в таких комплек­
сах. Например, монтажная схема лунного модуля систе­
мы «Аполлон» имеет общую длину проводов 23 км и
40 тыс. соединений, а монтажная схема самолета С-5
фирмы Локхид (США) — 160 км при общем числе про­
водов 14 тыс. Поэтому при конструировании подобных
монтажных схем необходимо тщательно анализировать
паразитные емкостные и индуктивные связи между про­
водами и разрабатывать практические меры по’ умень­
шению их влияния на распространение внутрисистемных
помех.
Первичные и вторичные цепи питания сложного ком­
плекса РЭС, например самолетного, могут явиться ис­
точниками импульсного магнитного поля, обусловленно­
го переходными процессами из-за резких изменений то­
ка при подключении и сбросе нагрузки. При . этом через
паразитные емкостные и индуктивные связи в устройст­
ва могут проникать индустриальные импульсные поме­
хи с широким спектром частот. Это обстоятельство важ­
но учитывать при оценке восприимчивости средств,
принцип действия которых основан на импульсных' ме­
тодах приема и обработки сигналов, в том числе ЭВМ
и микропроцессоров.
В тех случаях, когда устройство, входящее в состав
комплекса РЭС, размещено вблизи .антенны достаточно
мощного передатчика, например на верхней палубе суд­
на или на наружной стороне летательного аппарата, на
него воздействуют поля высокой напряженности до не­
скольких десятков вольт на метр. При этом корпус
устройства может проявить антенные свойства с элек­
трической длиной, равной, например, диагональному
размеру корпуса, вследствие чего его можно рассматри­
вать как магнитную антенну по отношению к магнит­
ной составляющей поля индукции. Такие устройства
должны иметь малую восприимчивость к полю помех
с высокой напряженностью, что контролируется в спе­
циальных испытательных камерах, где создают поле со­
ответствующего уровня.
Как показывает практика разработки устройств, за­
щищенных от индустриальных помех, ослабить влияние
//-составляющей поля индукции труднее, чем ^-состав­
ляющей, особенно при малых расстояниях г и сравни­
тельно низких частотах помех. Это объясняется малым
155


йоЛновЫМ сопротивлением //-составляющей поля, бла­
годаря чему во многих случаях обеспечивается лучшее
согласование с входным сопротивлением рецептора по
сравнению с ^-составляющей, имеющей большое волно­
вое сопротивление. При лучшем согласовании энергия
Рис. 3 .33. Общесоюзные нормы ГКРЧ на допустимые уровни //-со­
ставляющей поля индукции:
/ — железнодорожный транспорт; 2 — городской электротранспорт; ,3 — линии
электропередачи и '' электрические подстанции; 4— транспортные средства
(автомобили и мотоциклы) с подвижными радиостанциями
этому стандартные требования к допустимому уровню
поля индукции индустриальных помех относятся к маг­
нитной составляющей поля. В качестве примера на
рис. 3 .33 приведены требования общесоюзных норм
ГКРЧ СССР к допустимым уровням магнитной состав­
ляющей напряженности поля .индукции, создаваемого
некоторыми источниками индустриальных радиопомех в
диапазоне 0,15 ... 30 МГц.
3.4.2. КОНДУКТИВНЫЕ ПОМЕХИ
Кондуктивные помехи создаются . многочисленными
электротехническими, электронными и радиоэлектрон­
ными устройствами, широко применяемыми, в промыш­
ленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в медици­
не, коммунальном хозяйстве и других отраслях народ­
ного хозяйства, в виде источников электропитания и
156


потребителей электроэнергии. Это генераторы й двйгатёлй
постоянного и переменного токов, преобразователи и вы­
прямители электрического тока, регуляторы и стабили­
заторы напряжения, коммутационное оборудование (на­
пример, реле, переключатели), ЭВМ, устройства авто­
матики и т. д . Кондуктивные помехи могут быть им­
пульсными и непрерывными, длительными, непродолжи­
тельными и кратковременными (§ 2.1). Существуют ис­
точники редкоимпульсных помех с частотой следования
менее 30 в минуту. Непрерывные помехи создаются, на­
пример, ВЧ установками промышленного, медицинско­
го, научного и бытового назначений. При большой ча­
стоте следования импульсов, друг за другом помехи про­
являются как непрерывные со значительной неравномер­
ностью уровня.
Наиболее исследованы кондуктивные помехи в диа­
пазонах 0,15 ... 300 МГц, что объясняется их длитель­
ным изучением с целью защиты радиоприема в системах
радиовещания и телевидения. Теперь кондуктивные по­
мехи широко исследуются в радиоэлектронных комплек­
сах подвижных объектов — самолетов, кораблей, ИСЗ и
транспортных средств, в том числе на частотах значи­
тельно ниже 0,15 кГц, в принципе до долей герца. На­
пример, источником таких помех в комплексе средств
самолета является бортовая сеть электропитания с ча­
стотой 400 Гц.
Кондуктивные помехи распространяются в цепях пи­
тания, управления, комлГутации и заземления, а также
в цепях .полезного сигнала. Средой распространения
являются токопроводящие элементы механических кон­
струкций— шасси, экраны, корпус (кожух), экраны ка­
белей и монтажная схема с большим числом проводни­
ков. В последнем случае токи- помех образуются не
только за счет источника электропитания, но и за счет
индуктивных и емкостных связей между проводниками
монтажной схемы.
В практических случаях кондуктивные помехи про­
являются как напряжение между проводом электропита­
ния либо другого источника помех и землей («несимме­
тричное напряжение помехи») или между двумя прово­
дами сети питания, либо другого источника помех
(«симметричное напряжение помех»), или, наконец,
между точкой среднего потенциала системы проводов
питания и землей («общее несимметричное напряжение
157


помех»). Соответственно при анализе восприимчивости
устройства к кондуктивным помехам рассматривают
эквивалентные схемы по отношению к тому или иному
виду напряжения помех.
Среди различных видов импульсных кондуктивных
помех большое значение имеют помехи от переходных
процессов в сети питания, проявляющиеся в виде резких
провалов и перенапряжений при длительности процесса
10 ... 125 мкс (§ 2.2), что особенно характерно для си­
стем с ограниченной мощностью источника питания.
В связи с этим, например, самолетные бортовые РЭС
Рис. 3.34. Испытательный импульс для контроля восприимчивости
самолетных РЭС к помехам от переходных процессов в бортовой
сети питания согласно международным требованиям ИКАО (нормы
ДО-160 RTCA)
испытывают на восприимчивость к импульсам малой
длительности с большой амплитудой (рис. 3.34). Такие
импульсы создаются специальным генератором с выход­
ным импедансом 50 Ом и искусственно вводятся в цепи
питания.
Основное средство ослабления кондуктивных помех—
их фильтрация посредством «помехоподавляющих»
фильтров, в которых используются «помехоподавляю­
щие» элементы, конструктивно объединенные в одно
устройство. Это фильтры нижних частот (ФНЧ) раз­
личных типов: Г-об|разные, Т-образные (простейшие),
П-образные и многозвенные (сложные). Помехоподав­
ляющие сетевые фильтры включают между сетью элек-
158


тропитаиия и источником помех в каждый незаземлен-
ный провод сети питания по возможности ближе к ис­
точнику помех. Эффективность фильтрации кондуктив­
ных помех зависит от затухания, вносимого помехопо­
давляющим фильтром. Величину затухания Д3н (в де­
цибелах) определяют как отношение напряжения U\ на
сопротивлении нагрузки без фильтра к напряжению U2
при включенном фильтре:
Д Bn=201g U11 U%.
При этом за сопротивление нагрузки принимается
(регламентированное значение сопротивления эквива­
лента сети, выполненного в соответствии с требованиями
ГОСТ 14762—69.
Сетевые фильтры должны пропускать рабочий ток
питания (с частотой 50 или 400 Гц или постоянный) без
существенных потерь энергии. Они защищают сеть элек­
тропитания от помех, создаваемых устройствами, являю­
щимися потребителями энергии от сети, и, наоборот, за­
щищают эти' устройства от помех, которые распростра­
няются по сети питания.
Наиболее распространенные типы таких фильтров
имеют значения вносимого затухания от 40 до 100 дБ
(многозвенные фильтры) и. от 30 до 50 дБ (однозвен­
ные фильтры) в диапазоне частот 0,15 ... 1000 МГц.
Принцип действия помехоподавляющих фильтров осно­
ван на отражении и частичном поглощении высокоча­
стотной энергии помех. Для эффективного отражения
помех фильтры должны быть в максимальной степени
рассогласованы с источником помех и соответственно
с нагрузкой.
Фактические уровни напряжений помех в проводах
питания определяются не только напряжениями на вы­
ходе самого источника помех и действительной величи­
ной затухания, вносимого фильтром, ио и соотношения­
ми значений импедансов сети питания и источника по­
мех. По некоторым литературным данным внутренний
импеданс бортовой сети самолета может иметь значения
от 0,3 до 350 Ом в широком диапазоне частот, а импе­
данс сети питания морского судна от 2 Ом на частоте
4 кГц до 10 Ом на частоте 90 кГц. На рис . 3.35 показан
качественный характер изменения импеданса источника
питания космического аппарата по диапазону частот;
додъем характеристики на средних частотах вызван ин-
159


Рис. 3.35. Зависимость импе­
данса бортовой сети питания
космического аппарата от час­
тоты
дуктивностыо элементов источника, а спад на высоких
частотах — влиянием распределенной емкости [Ю7].
Входные сопротивления большинства потребителей
энергии также зависят от частоты. Иллюстрацией может
служить даже простой вид потребителя-—электроутюг,
входной импеданс Z, а так­
же активная R и реактив­
ная X составляющие кото­
рого представлены в табл.
3.6 [108].
В качестве еще одного
примера на рис. 3.36 приве­
дена частотная зависимость
входного импеданса двух
экземпляров ЭВМ. питаю­
щихся от электросети обще­
го пользования [63].
Многие нагрузки на сеть
имеют нелинейный характер, например трансформато­
ры, двигатели, преобразователи напряжения, регулято-
Входной импеданс электроутюга
Таблица 3.9
ЛМГц
Входной импеданс, Ом
IZI
R
X
0,15
82
73
+6
0,25
87
75
+11
0,35
97
75
+22
•0,55
130
84
+55
1,0
230
130
+ 190
1,5
400
250
+470
3
760
600
—
1400
5
270
70
—1300
10
100
7
— 1000
15
54
2,5
— 800
20
20
—
.
—400
ры напряжения с ферромагнитными дросселями. Они не
только влияют на внутренней импеданс сети, но и спо­
собствуют созданию гармоник напряжения сети питания.
Действительное значение затухания, вносимого
фильтром в рабочей полосе частот подавления помех,
160


зависит от-паразитных связей между звеньями фильтра,
особенно между его входными и выходными цепями.
Наличие паразитных связей определяется конструктив­
ным исполнением фильтра — эффективностью экраниро­
вания звеньев друг от друга, выбором способа зазем
*
ления его элементов, эффективностью экранирования
корпуса фильтра в целом и т. д . Чем больше затухание,
требуемое от фильтра, тем больше влияние его паразит
*
ных связей.
Рис., 3.36. Зависимость входного импеданса ЭВМ. по сети питания
(фаза — земля) от частоты
Недостаток сетевых фильтров — их малая эффектив­
ность на частотах ниже 100 кГц. Для защиты от низко­
частотных ЭМП в фильтрах должны использоваться
очень большие индуктивности, что связано с конструк­
тивными трудностями и необходимостью применения
сердечников с весьма высокой магнитной проницаемо­
стью. Между тем уровень кондуктивных помех в низко­
частотных диапазонах больше, чем в высокочастотных,
что подтверждается многочисленными измерениями.
Например, помехи в сети общего назначения от цветных
телевизоров на частоте 100 кГц имеют средний уровень
—3 0 дБВ, а на частоте в несколько килогерц —15 дБВ,
помехи от мини-ЭВМ
—40 дБВ и —10 дБВ соответст­
венно [109]. Помехи в бортовой сети транспортного са­
молета от источника питания с частотой 400 Гц имеют
следующие значения: узкополосные в диапазоне
Л—3426
161


400 Гц ,.. 10 кГц —в среднем от 40 до 50 дБмкВ (40
составляющих ПО' диапазону), широкополосные на ча­
стоте 15 кГц —в среднем 100 дБмкВ [ПО].
Учет возможности распространения кондуктивных
помех необходим при выборе монтажных проводов и
конструировании монтажной схемы радиоэлектронного
комплекса, поскольку монтажные провода и кабели
представляют собой длинные линии с малыми потерями
И волновым сопротивлением
z^VLjc;t
где и Сл —распределенные (погонные) индуктив­
ность и емкость.
С длиной каждого провода монтажной схемы связа­
на его собственная резонансная частота: чём больше
длина Z, тем ниже частота. При /=А,/4 в проводе обра­
зуются стоячие волны (резонанс), вследствие чего уве­
личивается напряжение помехи в помехонесущем прово­
де или восприимчивость провода, подверженного влия­
нию помехи. Как правило, нагрузка монтажного провода
не согласована с его 2Л, поэтому в цепи из-за от­
ражения энергии возникают пучности и узлы напряже­
ния помехи, что приводит к изменению восприимчиво­
сти провода. При условии •/<%/16 задача снижения вос­
приимчивости провода упрощается, поскольку длина
провода не сказывается на амплитуде и фазе тока по­
мех. При прочих равных условиях ток помехи в мон­
тажном проводе тем больше, чем больше напряжение
источника помехи, вследствие чего защищать фильтром
необходимо не только провода питания, но и провода
управления, коммутации и полезного сигнала. С этой
целью важным конструктивным решением является,
фильтрация помех в проводах, подключенных к контак­
там разъема. Известны малогабаритные встроенные в
разъем фильтры LC и i/?C, в которых применяются ми­
ниатюрные проходные конденсаторы и ферритовые коль-,
ца (трубки); кольца надеваются на помехонесущие про­
вода и тем самым вносят в них потери, создавая эффект
последовательно включенной индуктивности.
При проектировании монтажной схемы комплекса
РЭС провода (кабели) классифицируют по их отноше­
нию к НЭМП, и в первую очередь по признаку «не­
сущие» или «воспринимающие помехи». В качестве при­
мера можно привести рекомендации по монтажу са-
16?


Молетного комплекса технических средств [111], в со­
ответствии с которыми выделяются следующие группы
проводов (кабелей):
силовые провода питания; как правило, помехонесу-
щие и не восприимчивы на любых частотах;
провода' вторичных источников питания, как правило,
помехонесущие и восприимчивые к кондуктивным поме­
хам от силовых источников (например, с частотой
400 Гц) и к магнитной индукции;
провода цепей управления участвуют в создании то­
ков нестационарных процессов (включение реле, соле­
ноидов, моторов), восприимчивы при управлении цепями
с высокими импедансами;
провода полезного сигнала наиболее восприимчивы к
кондуктивным помехам и к полю индукции; должны
тщательно отделяться от помехонесущих проводов и
иметь нагрузку по возможности с небольшим импедан­
сом;-
ВЧ провода и кабели передатчиков и приемников
восприимчивы к полю индукции с частотами силовой
сети и их гармоник;
специальные провода вторичных источников пита­
ния, управления и коммутации (провода к датчикам и
индикаторам, пилотажным и навигационным приборам)
восприимчивы к кондуктивным помехам и к полю ин­
дукции.
На основе классификации проводов конструируют
монтажную схему и разрабатывают требования к выбо­
ру проводов и их нагрузок,. применению экранирован­
ных кабелей, группированию в жгуты (косы), размеще­
нию проводов (кабелей) и заземлению, имея целью
обеспечить соответствующую помехозащищенность эле­
ментов схемы. В настоящее время нет стандартных тре­
бований к параметрам ЭМС монтажных схем, но, по-
видимому, они могут быть разработаны.
Существенную роль в распространении кондуктивных
помех играют резистивные связи через общие сопротив­
ления в цепи централизованного источника. питания
(рис. 3 .37,а) и в цепи системы заземления (рис. 3.37,6).
Распространенным случаем является заземление блока
или отдельного прибора (устройства) перемычкой или
шиной, имеющей некоторое сопротивление, достаточное
для возникновения напряжения помех в общей цепи,
что особенно проявляется при значительном токе помехи
11*
163


(рис. 5 .3?,в). В ряде случаев, например в самолетном
комплексе, применяются «однопроводные» цепи пита­
ния, в которых обратным проводом является корпус
2пЛш
Zn^Zn
Источник
помех(П)
Сетевой фильтр
6)
Рис. 3 .37 . Распространение кондуктивных помех через общее актив­
ное сопротивление (а), систему заземления (б), общую шину (пере­
мычку) заземления (в)
164


объекФа (например, фюзеляж), что приводит к схеме
резистивной связи, показанной на рис. 37,6. Основной
вйд кондуктивных помех, с которым встречаются при
обеспечении ЭМС сложного комплекса средств, — это
несимметричное напряжение помехи.
Требования к допустимым уровням кондуктивных по­
мех (7п.доп от различных источников указаны в много­
численной международной и национальной НТД (см.,
например, рис. 3 .38). В меньшей степени разработаны
требования к допустимой восприимчивости РЭС к кон-
дуктивным помехам. В качестве примера можно приве -
Рис. 3 .38 . Общесоюзные нормы 15—18 ГКРЧ СССР на допустимые
уровни индустриальных помех от оборудования и аппаратуры, уста­
новленных совместно со служебными радиоприемными устройствами
гражданского назначения:
1 — средства радиосвязи и вычислительной техники; 2 — средства авнацион*
ной техники (бортовые и УВД), а также подвижной службы морских судов;
3 — оборудование, размещаемое внутри корпуса судна; 4 — радиостанции су­
хопутной подвижной службы (ГОСТ 12252—77)
сти менее известные широкому кругу специалистов тре­
бования к устройствам цифровой вычислительной тех­
ники как в части кондуктивных помех, так и в части
восприимчивости к ним, а именно [60]: «Устройства при
их коммутации (включении и выключении) не должны
создавать в сети питания импульсные помехи с ампли­
тудой более 200 В, выбросов с амплитудой более 25 В,
провалов глубиной более 45 В. Длительность провалов
и выбросов не должна превышать 4 периодов промыш­
ленной частоты. В устройстве не должны возникать сбои
или другие неисправности при провалах напряжения на
одной из фаз сети питания, глубиной до 100 В и дли­
тельностью до 4 периодов промышленной частоты, а
165


также при выбросах Напряжений На одной из фаз сети
с амплитудой до 35 В и длительностью, до 4 периодов».
В 'УКВ радиостанциях сухопутной подвижной служ­
бы допустимые уровни кондуктивных помех на зажимах
блоков питания не должны- превышать величин, пред­
ставленных пунктирной линией 4 на рис. 3 .38, а защи­
щенность приемника по цепям питания и управления
должна быть не менее 80 дБ '[112].
3.4.3. ПАРАМЕТРЫ ЭКРАНИРОВАНИЯ
Параметром экранирования является «эффективность
экранирования» (ЭЭ), т. е. отношение напряженностей
поля плоской волны или поля индукции в некотором
пространстве без экрана и при наличии экрана в йиде
элемента конструкции, предназначенного для ослабле­
ния поля. Для плоской волны ЭЭ (в децибелах) обычно
определяют по ослаблению ^-составляющей поля, для
поля индукции — раздельно для ^-составляющей и Н -
составляющей;
a3=201g £i/£2=201g Hi/H2,
где Ei и /fi — напряженность поля на внешней стороне
экрана; Е2 и Я2— напряженность поля во внутреннем
пространстве за экраном.
Существуют две концепции теории экранирования,
построенные на базе теории поля и теории цепей. Они
подробно освещены в литературе, вследствие чего в на­
стоящем разделе целесообразно отметить лишь некото-
Падающая
дома
d-толщина
‘экрана
И-потери
из-за
поглощения
В-потери
из-за
отражения
от Внешней
поверхности
экрана
Излучёние
через
экран
В-потери
из-за
отражения
Внутри
экрана
Рис. 3 .39. К пояснению основных
факторов, обусловливающих поте­
ри электромагнитной энергии в
экране
рые положения, связан­
ные с определением ЭЭ.
Согласно теории поля
ЭЭ зависит от трех фак­
торов, пояснения которых
дацы на рис. 3 .39:
Ээ== /?»+Л-{-В, дБ.
При этом, если экран
сплошной, то его форма
не влияет на величину ЭЭ.
Потери R из-за отра­
жения зависят от сте­
пени рассогласования
между полным волно­
вым сопротивлением па-
166
I


дающей волны и поверхностным сопротивлением
экрана. Эти потери велики, если падающая волна явля-
ется высокоимпедансной ^-составляющей поля индук­
ции и величина поверхностного сопротивления мала
(медный экран). Наоборот, потери R невелики, если
падающая волна является //-составляющей поля индук­
ции и поверхностное сопротивление велико (стальной
экран). При экранировании от поля индукции потери (R
зависят от расстояния между источником поля и экраном,
поскольку волновое сопротивление поля изменяется с
расстоянием (рис. 3 .32). Для плоской волны поверх­
ностное сопротивление медного экрана значительно
меньше 377 Ом и в этом случае имеется рассогласова­
ние на всех, частотах. Только магнитное поле Н при
определенных условиях может оказаться согласованным
с поверхностным сопротивлением экрана. Например,
если используется стальной экран и расстояние от источ­
ника ^25 мм, то на частоте 30 кГц потери /?=0 (нет
отражения). С увеличением частоты потери R растут до
тех пор, пока расстояние до источника меньше К/2л.
Потери поглощения А в толще экрана пропорцио­
нальны произведению dj/faG, где d —толщина экра­
на, мм; f — частота, МГц; р— магнитная проницаемость
материала и G — его проводимость относительно меди.
При такой зависимости потери ‘Л существенно зависят
от частоты, причем на высоких частотах потери опреде­
ляются и скин-эффектом, когда глубина проникновения
токов оказывается незначительной. Вследствие этого на
высоких частотах в медном или посеребренном экране
потери А больше, нежели в стальном. Однако, на низ­
ких частотах потери А уменьшаются. Например, тонкий
медный лист толщиной 0,25 мм на частоте 1 МГц вно­
сит потери А=30 дБ, а на частотах менее 1 кГц вообще
не вносит потерь. Поэтому единственная возможность
для создания потерь на очень низких частотах это уве­
личение проницаемости р, т. е . применение экранов из
жёлезо-никелевых (например, пермаллой, гайперник) и
железо-кобальтовых (например, пермендюр) сплавов’
На частоте 150 кГц сталь имеет р=1000, а пермал­
лой— 80000 . Все это указывает на трудности, возникаю­
щие при реализации высоких значений ЭЭ на низких ча­
стотах, особенно на частотах менее 10 кГц.
Потери внутреннего отражения В в толще экрана за­
висят от соотношений между, полным волновым сопро­
167


тивлением падающей волны и внутренним сопротивле-
нием экрана, а также от произведения dVfpG. Одна­
ко эти потери относительно невелики, и если потери
Л >10 дБ, то потери внутреннего отражения В можно
не учитывать...
Чтобы повысить ЭЭ на низких частотах, можно ис­
пользовать многослойный экран при условии, что экра­
ны изолируются друг от друга и все заземляются в
одной точке. При этом вихревые токи, возникающие в
каждом экране, .создают противоположные по направ­
лению магнитные потоки, что улучшает магнитную экра­
нировку. Для защиты от Н-составляющей большой
интенсивности на низких частотах целесообразно наруж­
ный экран (насыщающийся в поле с высокой напряжен­
ностью) выполнять из стали, а внутренний из пермал­
лоя.
В зависимости от напряженности поля помех требуе­
мая ЭЭ находится в пределах 50 ... 100 дБ. Напри­
мер, кожуха передатчиков, в особенности мощных, долж­
ны обеспечивать' ЭЭ не менее 100 дБ. Важным является
выбор экранирующего материала: на частотах ниже
30 МГц и. особенно ниже нескольких мегагерц приме­
няют только магнитные материалы, на частотах ниже
10 кГц — материалы с. высоким или очень высоким, ц;
на частотах выше 30 МГц значительная ЭЭ обеспечи­
вается посредством экранов из меди, или алюминия, в
том числе и при защите от Я-составляющей.
Все изложенное выше справедливо для сплошного
экрана. Однако на практике экраны не являются сплош­
ными, поскольку, в них неизбежны отверстия для орга­
нов управления, измерительных приборов, индикаторных
ламп, вентиляции и т. п. В ряде случаев экраны делают
перфорированными для снижения их массы. При этом
можно рассчитать число и размеры отверстий в таком
э'кпяне. если задано допустимое значение снижения ЭЭ
Г1131. Прямоугольная щель в экране ощутймо снижает
ЭЭ. если длина щели превышает 0,01%, и значительно
снижает, если длина щели %/2. Если же диаметр от­
верстия меньше толщины экрана, то отверстие превра­
щается в отрезок волновода с некоторой частотой среза,
ниже которой волновод ослабляет поле, что не снижа­
ет ЭЭ. На этом принципе конструируется экран с ячей­
ками отверстий, необходимых, например, для вентиля­
ции («ячеистый фильтр») без снижения ЭЭ,
163


Непрерывность экрана нарушается в стыках ёгО
крышек и корпуса, в местах соединения частей разъема
с экраном кабеля. Не имеет непрерывности и оплетка
кабеля. Нарушение непрерывности экрана из -за щелей
в швах и соединениях, а также из-за перфорации в ряде
случаев является более важным, фактором снижения ЭЭ
по сравнению с выбором толщины материала экрана.
Снижение ЭЭ в большей степени зависит от максималь­
ного линейного размера щели, чем от площади отвер­
стия.
Таблица 3.10
Эффективность экранирования сплошных экранов
Материал
экрана
Частота, кГц
Потери на -
поглощение
для всех видов
поля. дБ
Потери на отражение, дБ
магнитного
поля
*
электри­
ческого
поля
плоской
волны
Магнитный
и. = 1000
1...10
30...90
<30 ; <90
<90£
G=0,l
10...100
<90
10...30
<90
60...90,
Немагнитный
(Х= 1
. 1...10
<10
30...60
<90 ,
<90
<7=0,1
10...100
10...30 30...60
<90х <90
* Для рассго шил 1 м между источником помех и экраном.
Важно также иметь в виду, что повышение ЭЭ путем
_
совершенствования только способа экранирования во
многих случаях не решает задачу ослабления влияния
излучаемых НЭМП. Эта задача должна решаться ком­
плексно в сочетании с эффективной фильтрацией помех
в проводах, связанных с экранируемым устройством
(блоком, прибором), экранированием этих проводов и
обоснованным выбором системы заземления. В Связи с
этим правильнее рассматривать экранно-фильтровой
способ защиты от излучаемых НЭМП, который и явля-
ется общепринятым способом. Более полно он рассмо­
трен в монографиях [114, 115 и 116], на базе которых
составлены материалы настоящего раздела.
Практические значения параметров ЭЭ сплошных
экранов толщиной 0,8 мм приведены в табл. 3.10 [117].
Как отмечалось, отверстия в экранах могут только сни­
жать эти значения.
Эффективность экранирования—важный параметр
ЭМС различных технических средств, но редко встреча-
169


ётсй в технических условиях на производство изделий.
Один из немногих примеров—перечень параметров изме­
рительных приемников, согласно которому параметр
ЭЭ имеет значение от 30 до 60 дБ.
3.4.4. СИСТЕМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Система заземления—это электрическая цепь, обла­
дающая свойством сохранения минимального потенциа­
ла (в принципе «нулевого» по отношению к потенциалу
земного шара), являющегося уровнем отсчета в конкрет­
ной электрической системе. Например, в стационарном
оборудовании (электротехническом, радиоэлектронном и
электронном) нулевой потенциал может быть близок
к потенциалу земного шара, а в подвижном оборудова­
нии отличаться от него, но быть исходным или опорным
для любого элемента электрической системы.
Однако такое определение не содержит существенно­
го признака, присущего реальным системам заземления,
а именно наличия некоторого импеданса, представляю­
щего собой общий элемент связи для токов кондуктив-
ных помех. Например, система, заземления на самолете
включает его металлизированную поверхность, которая
в идеальном случае предполагается эквипотенциальной,
но на самом деле имеет определенный импеданс, отли­
чающийся в различных точках поверхности, вследствие
чего протекающие через нее токи создают в различных
токах разные значения потенциала.
В системе заземления общими элементами связи яв­
ляются, например, заземляющие шины и перемычки (на
английском языке «bonding»), соединяющие отдельные
металлические части системы заземления или блоки й
приборы с этой системой. Шины и перемычки—это элек­
трические цепи, качество которых обычно проверяют по
их сопротивлению постоянному току. Однако эквива­
лентные схемы таких цепей могут быть представлены
распределенными величинами 7?р, Lp и Ср, зависящими
от частоты, вследствие чего эти цепи обладают электри­
ческим резонансом (рис. 3.40). Например, медная шина
прямоугольного сечения длиной 225 мм на частоте
10 МГц может иметь сопротивление Z=3 ... 4 Ом, а на
частоте собственного резонанса [рез=50 МГц сопротив­
ление Zpe3=220 Ом. Перемычка с высоким импедансом,
соединяющая, например, корпус-сетевого фильтра с си -
170


стемой заземления (см. рис. 3 .37,в), может значительно
снизить эффективность фильтра, поскольку является об­
щим импедансом связи между цепью источника помех
и блоком РЭС, который защищен фильтром. Этот при­
мер говорит о необходимости контроля шин заземления
не только по допустимому сопротивлению постоянному
току (обычно не более 2,5 мОм), но и по высокочастот­
ному импедансу. Шина должна рассматриваться как
длинная линия, импеданс которой может быть индуктив-
Точка соединения с корпусом устройства
Точка соединения с
системой заземления
’а)
б)
Рис, 3.40 . Эквивалентная схема шины (перемычки) заземления (а)
и ее частотная характеристика (б)
ным или емкостным в зависимости от геометрических
размеров шины и частоты. В системах заземления с до­
статочно длинными шинами резонанс может возникать
на частотах 15 ... 70 МГц.
Рекомендации по выполнению устройств заземления
имеют важное значение для обеспечения ЭВС систем,
работающих совместно в одном комплексе средств.
Принципиально можно рассматривать четыре способа
построения таких устройств [П8]:
1) полное разделение цепей с применением автоном­
ного и незаземленного источника питания в каждой под­
системе;
2) объединение цепей подсистем шиной, заземленной
в одной точке;
3) разделение цепей подсистем с.заземлением в не­
скольких точках;
’4) защитное заземление.
Построение заземления по 1-му способу приводит
к необходимости использовать автономные источники
171


питания. В этом случае каждая автономная подсистема
может накапливать статические заряды, опасные для об­
служивающего персонала и аппаратуры. Кроме того, она
может оказаться восприимчивой к Е и Н полям, создан­
ным источниками помех в других, автономных по пита­
нию, подсистемах.
Особенность заземления по 2-му способу (рис. 3 .41)
в том, что цепи заземления оказываются протяженными,
и если число подсистем велико, то велико и число про­
водов заземления. Поэтому их приходится объединять в
группы из трех-четырех подсистем и только затем под­
ключать к общей точке А. При этом провода должны
Рис. 3 .41 . Одноточечный способ заземления нескольких подсистем
быть как можно короче, иметь небольшие импедансы,
а также незначительные Е и Н связи, поскольку необ­
ходимо избежать ощутимой разности потенциалов помех
между точками Б, В и Г относительно точки А (рис.
3.41). Одноточечный способ заземления особенно целе­
сообразен для случая НЧ помех.
Заземление цепей в нескольких точках по 3-му спо­
собу целесообразно для использования больших по пло­
щади металлизированных поверхностей (листов) с ма­
лым импедансом и на частотах выше 10 МГц. На
достаточно высоких частотах приходится считаться с вли­
янием скин-эффекта, при котором импеданс металлизи­
рованной поверхности увеличивается из-за уменьшения
глубины проникновения тока в толщу материала. За­
земление экранов ВЧ проводников, прокладываемых по
шасси устройства, целесообразно во многих точках^ по-
172


скольку при этом значительно уменьшаются индуктив­
ности экранов.
В практических случаях следует, отдавать предпочте­
ние гибридному способу заземления, т. ё . в зависимости
от конкретного размещения подсистем и частоты воз­
можного источника помех использовать как одноточеч­
ный, так и многоточечный способы заземления. При этом
следует отделить цепи заземления восприимчивых под­
систем с малыми уровнями сигналов от цепей подсистем
с большими уровнями сигналов и значительными токами
потребления. Для последних желательно иметь отдель­
ный обратный провод, т. е. применять двухпроводную
систему, хотя на практике нередко используют однопро­
водную
*
систему, при которой токи значительной величины
распространяются по металлизированной поверхно­
сти, имеющей общий импеданс заземления- .
Во всех слу­
чаях следует обеспечивать возможно малые сопротивле­
ния цепей заземления как по постоянному, так и по пе­
ременному (высокочастотному или низкочастотному)'
току, т. е . параметру ЭМС системы заземления необхо­
димо уделять соответствующее внимание.
Защитное заземление предназначено для защиты об­
служивающего персонала и оборудования от поражения
электрическим током. С этой целью корпус '(шасси, ко­
жух)' устройства электрооборудования должен быть за­
землен в соответствии с существующими правилами тех­
ники безопасности. Защитное заземление должно защи­
щать не только от пробоя изоляции проводов на корпус,
но и от перенапряжений, возникающих при ударе мол­
нии. Однако защитное заземление, как правило, имеет
значительное сопротивление и выполняется без учета не­
обходимости сохранения минимального (в принципе
«нулевого»)' потенциала, что характерно для высокоча­
стотных систем заземления. Пользоваться защитным за­
землением для целей, описанных в настоящем разделе,
нельзя, поскольку это снижает помехозащищенность ра­
диоэлектронного и электронного оборудования.


Глава 4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА
Обстановка — положение, обстоя­
тельства, условия существования:
рого-чего-нибудь
С. И. Ожегов
4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Электромагнитная . обстановка—это совокупность
в заданной области пространства электромагнитных
электрических и. (или) магнитных полей и токов (напря­
жений) помех и полезного сигнала, которая влияет или
может влиять на функционирование определенного тех­
нического средства (комплекса средств).
Такое определение содержит существенный признак
понятия, а именно—электромагнитные условия работы
конкретного технического средства (комплекса средств),
а не вообще существование электромагнитных, полей в
некоторой области пространства. Последнее обстоятель­
ство следует отнести к другому понятию—«электромаг­
нитная среда», которое надо понимать как наличие элек­
тромагнитных полей и токов (напряжений) с всевозмож-
.
ными частотами и в различных диапазонах частот, ко­
торые могут влиять, а могут и не влиять на функциони­
рование некоторого средства. Иными словами, понятие
«электромагнитная обстановка» (ЭМО) связано не толь­
ко с ЭМП и полезным сигналом, но и с определенными
свойствами технических средств, т. е. с их восприимчи­
востью и чувствительностью: Например, ЭМО, в которой
функционирует радиоприемное устройство, может ха­
рактеризоваться -влиянием интермодуляционных помех,
однако такое влияние, как известно, зависит также и от
параметров ЭМС радиоприемного устройства.
Электромагнитная обстановка может быть внешней
пб отношению к рассматриваемой системе или отдельно­
му Средству й йнуфрённёй в системе по отношению к ее
составной Части. Являётсй ли ЭМО внешней или внут­
ренней, завйсйт от того, что подразумевается ПОД «си­
стемой». Внешняя ЭМО отдельного устройства! напри­
мер радиоприемного! определяется влиянием помех и
174


полезного сигнала через антенну. Внутренняя ЭМО си­
стемы во многих случаях, особенно на частотах, ниже
300 МГц, характеризуется полями ближней зоны помех
и токами помех в цепях питания, коммутации и зазем­
ления. Соответственно можно рассматривать внешнюю и
внутреннюю ЭМО по отношению к отдельному прибору,
блоку или узлу.
Рис. 4 .1 . Основные аспекты анализа ЭМО
..
Информация об ЭМО необходима во многих случаях,
например для определения степени использования РЧР,
обоснования выбора частоты некоторому средству, рас­
чета ЭМС средств определенного вида, прогноза НЭМП
в месте размещения средства. Определяют ЭМО рас­
четными, или экспериментальными методами, или их со­
вокупностью. Круг вопросов, связанный с анализом
ЭМО, иллюстрирует рис. 4.1.
Знание внешней ЭМО необходимо для многих ве­
домств и предприятий, разрабатывающих и эксплуати­
рующих радиоэлектронные комплексы, системы и от­
дельные РЭС. Расчеты внешней ЭМО имеют свои осо­
бенности для каждой радиослужбы. Исходными данны­
ми при этом являются сведения о пространственном
размещении средств, присвоенных частотах, местополо-
175


жении источников ЭМП, допустимых отношениях сиг
*
нал-помеха, условиях распространения мешающих сиг­
налов, координационных зонах и др. Такая информация
может быть получена из анализа ТУ на устройства,
создающие ЭМП, расчетов распространения ЭМП, лите­
ратурных материалов, а также результатов эксперимен­
тальных наблюдений степени использования соответст­
вующих полос частот и рабочих каналов. В ряде случаев
внешняя ЭМО может быть весьма сложной. Например,
в крупных аэропортах внешняя ЭМО представляет со­
бой совокупность станционных помех от наземных
средств УВД, бортовых средств летательных аппаратов,
перемещающихся в зоне аэропорта, и помех от РЭС, не­
редко находящихся в непосредственной близости к аэро­
порту, но ему не принадлежащих. При размещении ра­
диоприемных устройств в промышленных центрах в рас­
четах внешней ЭМО учитывают усредненный «фон
индустриальных радиопомех», характеристики которого
изучаются особо4, при выборе площадок для космических
центров связи или астрономических наблюдений учиты­
вают, например, необходимость исключения ЭМП от
устройств автомобильного зажигания и т. д.
Знание внутренней ЭМО необходимо для определе­
ния условий обеспечения ЭМС в сложных системах и .
комплексах. Чем сложнее система и ее функции, тем
тщательнее надо анализировать внутреннюю ЭМО во
избежание снижения эффективности системы и ограни­
чения возможности пользования выделенными для нее
радиоканалами. Особой сложностью характеризуется
внутренняя ЭМО в комплексе радиоэлектронного обо­
рудования самолетов, ИСЗ, морских судов и других по­
движных объектов. Например, в самолетном комплексе,
имеющем <в своем составе несколько десятков РЭС раз­
личного назначения и до 30 ... 40 приемных и передаю­
щих антенн, можно обнаружить почти все виды ЭМП,
распространяющихся в дальней и ближней зонах путем
излучений через антенны и помимо них, а также путем
распространения в проводящих средах, в том числе
в -проводах монтажной схемы комплекса
*
Инженерные расчеты по определению ЭМО (внешней
и внутренней) базируются на большом числе частных
моделей источников, рецепторов и условий распростра­
нения ЭМП. В ряде случаев на разных этапах разра­
ботки средств прибегают к физическому моделированию
176


ЭМО путем натурных испытаний отдельных РЭС й (или)
их комплекса при имитации реальных особенностей
ЭМО. Результаты анализа ЭМО используют для раз­
работки организационно-технических мероприятий по
уточнению частотных и пространственных разносов
средств, улучшению параметров ЭМС оборудования,
выбору способов помехозащиты, составлению монтаж­
ной схемы комплекса и т. д.
-
Существенное значение для обеспечения ЭМС средств
следует придавать определению ЭМО на начальных
стадиях их разработки. Целесообразно при этом состав­
лять матрицу потенциальных источников и рецепторов
ЭМП и уточнять ее . на всех последующих этапах . Для
оценки ЭМО важен сбор и обработка данных об ЭМО,
характерной для различных прототипов разрабатывае­
мых средств, особенно если эти данные получены экспе­
риментально. Имеются примеры экономического эффек­
та анализа ЭМО именно в начале разработки средств
[П9].
Важнейшая особенность ЭМО—ее вероятностный ха­
рактер, что приводит к необходимости статистической
оценки факторов, определяющих ЭМО. При анализе
внутренней ЭМО статистическая оценка, как правило,
определяется статистически устойчивыми факторами,
т. е. ЭПМ, параметры которых хотя и случайны (зави­
сят от режима источника, экземпляра источника, внеш­
ней среды, времени и т. д .), но обладают определенной
однородностью. В подавляющем большинстве случаев
такие параметры ЭМП соответствуют заданным нормам,
что позволяет считать их выборочные значения принад­
лежащими к устойчивой генеральной совокупности слу­
чайных величин. Это означает принципиальную возмож­
ность определения средних значений и дисперсий пара­
метров ЭМП, а следовательно, и прогноза ЭМО на осно­
ве априорно известных факторов.
При анализе внешней ЭМО статистическая оценка
усложняется. С одной стороны, можно выделить факто­
ры, также обладающие статистической устойчивостью,
а именно станционные помехи от известных источников,
размещенных на известных расстояниях от рецептора,
что позволяет осуществлять их статистическую оценку.
При распространении таких помех в различных услови­
ях земной поверхности считается, что их уровни с до­
статочным для практики приближением соответствуют
12—3426
177


логнормальному распределению вероятностей. С другой
стороны, ЭМО может определяться факторами, стати­
стически неопределенными или неустойчивыми, как, на­
пример, в системах подвижных служб радиосвязи, где
велика вероятность возникновения интермодуляционных
помех, статистическая оценка которых затруднительна.
ЭМО в таких системах может- характеризоваться неоп­
ределенностью числа мешающих сигналов и их уровней.
Как отмечалось, понятие об ЭМО связано с влиянием
помех на функционирование технического средства. Нор­
мальное функционирование средства оценивается крите­
рием (числовым показателем) обеспечения его ЭМС
с источником ЭМП или, наоборот, источника ЭМП со
средством, подверженным действию ЭМП. В общем слу­
чае «критерий ЭМС» это допустимое отношение сигнал-
помеха на входе устройства (5//) вх при условии, что его
численное значение (дБ) определяется по допустимому
эффекту влияния помехи на полезный сигнал на выходе
устройства, т. е . по допустимому численному значению
(дБ) отношения (S/I) ВЫх* В свою очередь, это значение
определяется допустимой величиной потери информации
в полезном сигнале, что зависит от назначения системы
передачи сигнала и требований к качеству сигнала при
его использовании.
В общем случае критерий обеспечения ЭМС выра­
жается зависимостью
(£/I) вх—X (*^Д) вых>
где х—коэффициент ослабления мешающего действия
помехи при ее совместном с сигналом прохождении от
входа до выхода устройства.
Однако при определении критерия ЭМС приходится
считаться с собственным шумом устройства. Если внеш­
них помех нет, то требуемое качество полезного сигнала
должно обеспечиваться при допустимом отношении
[(S+N)/.N]3Xi где S—средняя мощность полезного сиг­
нала, дБ; N — средняя мощность шума собственного
устройства, дБ.
В случае действия станционной помехи 1 требуемое
качество сигнала должно обеспечиваться при допусти­
мом отношении [ (3+^+/)/(ЛГ+/)]вых, где I — средняя
мощность помехи на входе устройства, дБ. При этом
(S/1) пх= (5/ЛГ) ВХ--(^Мо вх
*
178


Такие соотношения очевидны, когда станционная по­
меха (мешающий сигнал) действует в основном канале
приема, полностью или частично совпадая с полосой ча­
стот полезного сигнала. Однако критерий ЭМС исполь­
зуется и в других случаях, когда помеха действует по не­
основному каналу приема, например по соседнему, ком~-
бинационному или интермодуляционному. Помеха может
действовать и помимо сигнального входа устройства,
например по цепям питания; в таком случае необходимо
особо рассматривать критерий ЭМС как допустимое от­
ношение мощностей сигнала, помехи и собственных шу­
мов при соответствующем пересчете, принимая это отно­
шение как количественное значение критерия. В общем
случае само отношение сигнал-помеха на входе и (или)
выходе устройства может рассматриваться как качест­
венный признак критерия ЭМС.
4.2. ВЛИЯНИЕ ПОМЕХИ ПО ОСНОВНОМУ
КАНАЛУ ПРИЕМА
Электромагнитная обстановка может быть определе-
.на
для конкретного устройства, если для него известны
критерии ЭМС. Критерий ЭМС, т. е. допустимое отно­
шение сигнал-помеха на входе устройства, при котором
обеспечивается требуемое для системы качество сигна­
ла, зависит от вида сигнала 5 и вида помехи I.
Следует различать три уровня входного отношения
(5//)вх: пороговый уровень («порог»), при котором по­
меха начинает обнаруживаться на выходе устройства,
но не снижает качество сигнала и количество информа­
ции; допустимый, при котором, помеха может снизить
качество сигнала и количество информации в допусти­
мых пределах (см. § 2.1, понятие «допустимая помеха»),
что и определяет численное, значение критерия ЭМС; не­
допустимый, при котором качество сигнала и количество
информации снижаются до неприемлемого уровня. В не­
которых; системах численное значение критерия ЭМС
зависит от совпадения средних значений (несущих) час­
тот полезного сигнала и станционной помехи или от рас­
стройки между ними. Однако во всех случаях, рассма­
триваемых в данном разделе, предполагается, что поме­
ха действует в основном канале приема.
В системах радиотелефонной связи допустимое отно­
шение (5//)вх определяется путем артикуляционных из-
12ф
179


мерений выходного тракта на соответствие норм разбор­
чивости звуков и слов (табл. 4.1), характеризующих
классы качества сигнала [120].
Таблица 4.1
Классы качества разборчивости речи в системах
радиотелефонной связи
Качество разборчивости
Нормы разборчивости, %
Класс
Характеристика класса
звуков
слов
1
Понимание без напряжения
внимания
>90
>95
2
Понимание без затруднений 85...90
92...951
3
Понимание с напряжением
внимания без переспросов
и повторений
78...85
87...92’
£1
4
Понимание с большим на­
пряжением внимания, с пе­
респросами и повторениями
60...78
62...87
5
Полная неразборчивость
<60
<62
Класс 1 характеризуется высоким качеством (ВК)
сигнала, класс 3—низким (НК) и класс 4—предельно
низким качеством (ПНК). В зависимости от назначения
системы (например, радиовещание—класс 1, подвижная
Т а блица 4.2
Классы качества изображения в системах телевидения
Качество изображения
Оценка
Класс
Характеристика класса
1
Изображение настолько высокого ка­
чества, которое можно только желать
Превосходно
2
Изображение высокого-качества, по­
мехи ощутимы в незначительной сте­
пени
Хорошо
3 Изображение приемлемого качества,
помехи определенно ощутимы, но не
нарушают восприятия
Удовлетворительно
4 Изображение невысокого качества,
помехи ощутимы' и есть желание
ослабить их влияние
Почти неудовлетвори­
тельно
5 Изображение низкого качества, поме­
хи ощущаются в значительной степе­
ни и. нарушают, восприятие
Неудовлетворитель­
но
180


радиослужба—класс 3) критерии ЭМС имеют различные
численные значения.
В системах телевидения допустимая величина (S/I)nx
определяется пятью классами качества изображения
(табл. 4 .2) в соответствии с рекомендацией МККР.
Здесь также класс 1 характеризуется высоким каче­
ством (ВК) изображения, класс 3—НК и класс 4—
ПНК:
В цифровых системах радиосвязи допустимая вели­
чина (S//)Bx при требовании высокой достоверности оп­
ределяется вероятностью ошибочного воспроизведения
одного символа: Р(а)=10~б. Требования средней досто­
верности соответствуют Р(а)=10~4, низкой достоверно­
сти Р(а)=10-2. Соответственно этим требованиям оп­
ределяют критерии ЭМС системы по отношению к стан­
ционным помехам.
Как отмечалось, критерии ЭМС зависят от вида стан­
ционной помехи. Для многих видов станционных помех
изучение критериев еще продолжается. С этой точки
зрения представляют интерес уже накопленные сведения
о «защитных отношениях» (табл. 4 .3), т. е . о минималь­
но допустимых входных отношениях
которые, по
существу, являются критериями ЭМС [121].
Данные табл. 4.3 соответствуют стабильным услови­
ям работы некоторых систем РЭС с непрерывным излу­
чением и представляют собой отношения средних мощ­
ностей полезного й мешающего сигналов (для телеграф­
ных сигналов и импульсного мешающего сигнала в4 таб­
лице дана пиковая мощность передатчика). Приведены
также отношения для помехи вида «гауссов шум», что
позволяет осуществить сравнительную оценку действия
различных помех. Приведенные в таблице значения со­
ответствуют условиям значительного превышения полез­
ного сигнала над собственным шумом N, благодаря чему
в отсутствие станционной помехи обеспечивается высо­
кое качество полезного сигнала, оцениваемое по перво­
му классу (для цифровых систем Р(а)=10~6). Для те­
лефонного сигнала процент разборчивости определен
при условии приема английской речи по принятому в
США методу АИ («индекс артикуляции»). Отношения
(5//)Вх определены как при равенстве номинальных час­
тот полезного и мешающего сигналов (расстройка Af=
=0, см. графу с . обозначением «I»), так и при некоторой
расстройке (Af^Oj см. графу с обозначением «П»), ве-
iai


Вид сигнала
Амплитуд­
ная телегра­
фия
Амплитуд­
ная тональ­
ная теле­
графия
Амплитуд­
ная телефо­
ния, две бо­
ковые
Телефония
ОБП
Полезный-сигпал
Параметры
Дрпч=500 Гц
В=50 Бд
(8/Л/)га=18дБ
Af„,=8 кГц,.
т=100%
(S/jV)BX= 18 дБ
Afnq=8 кГц
4=0,5 кГц
т=30Уо
(ЗДВХ=45 дБ
Afnq—2,7 кГц
4f=0,5 кГц
(S/7V)BX=35 дБ
Качество
Р(а)=10-
Р(а)=10-
р(а)=1°^
Р(«)₽10’
j?(ci) = 10"
ЦороГ
с'Гди
вк
НК
ПНК'
ПоРйг
вк
НК
ПНК
Критерий ЭМС для раз
Мешающий сигнал
Амплитуд­
ная теле­
графия,
100 Бод
Iп
!11
112
3’13
64
14
54
44 61
48
72
39 35
-21
20
12 11
25 42
148
28 24
10 27
.
89
•— т.
170
Амплитуд­
ная •тональ­
ная теле­
графия
щ=Ю0%
Амплитуд­
ная теле­
фония, две
боковые
щ=30%
I
II
I
II
6
7
8
5
5
5
43 48
7
8
23
32 42
14 24
-
515
20 20
J4 .5
28 19
13 30
5’ 12
-
143
182


Таблица 4.3
(вид сигнала и параметры)
Личных видов сигналов, дБ
.Телефо­
ния
ОБП
Телевиде­
ние,
525 строк
Частотная
телегра­
фия,
50 Бд
Частотная
телефония
Много­
канальная
ЧМ, 24 ка­
нала
Импульсная
модуляция
(РЛС),
х=5мкс.
F = 300 ими/с
Гауссов
шум
I
пIII.IIIIПIII
I
II
III
14
12
8
13
11
14
13
4
6
4
0
4
-
50 50
475548
20
10
17 14
38"19
—172221
63
248
303710
44 43
274140
3
241
26 25
192322
152023
17 16
101513
242814
42 41
~30 40 35
381
1
34•
25123
0
38-
9
12 16
433710
12
52
3
31 32
213027
26
15
32
•
13 ,14
3129
.8
33
14
45
630
1
42
5
183


Мешающий сигнал
Полезный си нал
Амплитуд­
ная теле­
графия,
100 Бод
Амплитуд­
ная тональ­
ная теле­
графия,
т=100%
Амплитуд­
ная теле­
фония, две
боковые
т=30%
Вид сигнала
I
II
I
и
Телевиде­
ние
Частотная
телеграфия
Частотная
телефония
Многока­
нальная ЧМ
Параметры
Качество
Afnq—6 МГц
525 строк
(3/М)ВХ=46 дБ
2—5 класс
50155015
Afm=1050 Гц
D= ±425 Гц
В—50 Бод;
(5/ЛГ)ох=18 дБ
р(а)==1(на 0
2
р(а)=Ю-4 0
3-
Р(а) = Ю-•
1
3
Afn4=16 кГц
D=5 кГц
Af=0,5 кГц
(3/М)вх=22дБ
Предыскажения
✓
Порог
38 38
0,7 АИ
00
1■—
0,3 АИ
00
вк1313
НК
2
1
47
2
пнк
1
60
-----------
•
55 64
14
^4
24 канала
помеха в верх­
нем канале
Af=44,5 кГц
(3/М)ВХ==45 дБ
Порог
0,7 АИ
312
4
0,3АИх015
0
ВК
24
6
2
——
25
7У
2
НК
ПНК
18,4


Окончание табл'. 4.3
(аад сигнала и параметры)
Телефо­
ния ОБП
Телевиде­
ние,
525 строк
Частотная
телегра­
фия,
50 Бд
Частотная
телефо­
ния
Много­
каналь­
ная ЧМ,
24 канала
Импульсная
модуляция
(РЛС),
т=5 мкс,
Fn=300 имп/с
Гауссов
шум
IПIIIIIIIпIП
I
пIП
•
47 25
50 15
10
6
0,5
50
9
13
•
7
1
49
13
15
к
8
2
48
15
33333131323211
22224424
1
005500
■0
151514141616
11
331
144
5
1
1001
46
1
57
2
55605560
25 20
614121825
34.9
2
62613
39
1
29
29
31
11
9
13
5
4
4
185


личина которой указана в графе «Параметры». Для слу­
чая ОБП оба сигнала расстроены относительно друг
друга на разность значений присвоенных частот.
Из табл. 4 .3 можно сделать вывод, что для рассма­
триваемых систем увеличение мощности мешающего
сигнала примерно на 15 ... 20дБ снижает качество по­
лезного сигнала от высокого (ВК) до низкого, (НК),
4.3. ВЛИЯНИЕ ПОМЕХИ ПО СОСЕДНЕМУ
КАНАЛУ ПРИЕМА
В некоторых радиослужбах,, например в подвижных
системах радиосвязи, ЭМО характеризуется влиянием
мешающего сигнала с частотой соответствующей со­
седнему каналу приема в приемнике, настроенном на
частоту полезного сигнала fc.
Для исключения такого влияния необходимо увели­
чивать либо частотный разнос Afp=|fM—fc|, либо про­
странственный разнос d между средствами, либо осуще­
ствлять оба мероприятия.
Если мощность мешающего сигнала в соседнем ка­
нале 7ск неизвестна из эксперимента, то ее можно рас­
считать, пользуясь зависимостью
7cK^Pf"bGf-| -Gr—Ld—рр,
(4.1)
где Pt—мощность мешающего передатчика, дБВт; Gt—
коэффициент усиления антенны мешающего передатчика
в направлении приемника, дБ; GT—коэффициент усиле --
ния приемной антенны в направлении мешающего пере­
датчика, дБ; Ld—потери мощности мешающего сигнала
при распространении на расстоянии d до приемной ан­
тенны, дБ; рр—ослабление мешающего сигнала за счет
избирательности приемника на участке разноса частот
Afp, дБ.
Ослабление мешающего сигнала Ld на трассе «ме­
шающий передатчик—приемник» рассчитывают по изве­
стным зависимостям распространения радиоволн с уче­
том топографических данных или условий распростране­
ния в свободном пространстве (например, на трассе са­
молет-земля).
Ослабление рр учитывают различными методами
в зависимости от того, является приемник линейным
или нелинейным по „отношению к мешающему сигналу.
В первом случае влияние мешающего сигнала опреде-


ляется частью энергетического спектра внеполосных H3i
лучении SBn(f) и частью энергетического спектра шумо­
вых излучений Srn(f) в полосе пропускания приёмника
в зависимости от расстройки Д/р (рис. 4.2,а). Предпо­
лагая, что эти спектры симметричны относительно ча­
стоты /м и что известен их вид в полосе частот fi ... f2,
fth
Рис. 4 .2 . К определению степени влияния помехи по соседнему кана­
лу в зависимости от величины разноса по частоте Afp
можно рассчитать часть мощности ДРг мешающего сиг­
нала (в децибелах) в полосе тракта ПЧ приемника, что
и определит ЭМО при влиянии помехи по соседнему ка­
налу:
ДР, = 10 lg f SB„ (f)df +101g f S„, (f) df. (4.2)
fl
fl
При возрастании Afp (или ослаблении внеполосных
излучений) первое слагаемое уравнения (4.2) стремится
187


к нулю и ЭМО определяется шумовым спектром излу­
чения мешающего передатчика, что является распрост­
раненным случаем (рис. 4 .2,6).
Очевидно, что ЭМО является удовлетворительной,
если выполняется условие (5/ДР
*)вх^(5//)
вх, где
(S//) вх—критерий ЭМС для данного вида мешающего
сигнала в полосе пропускания приемника. Однако дей­
ствительное отношение (5//Ск) на входе приемника зна­
чительно превышает отношение (3/ДР
*)
ВХ, что также
следует из рис. 4.2. Введем для этого случая обозначе­
ние (<$//ск)
*вх,
приняв его за .критерии ЭМС.
ЭМО по соседнему каналу приема для линейного ре­
жима приемника оценивается не только допустимой
мощностью ДР* в основном канале, но и динамическим
диапазоном D линейности приемника, например по бло­
кированию Dqh или перекрестным искажением Dnep. При
разносе частот Д/р избирательные ВЧ цепи приемника
в-большинстве случаев не ослабляют мешающий сигнал
с частотой ближайшего (первого) соседнего канала и
избирательность Рро определяется трактом ПЧ. Требова­
ния к ней должны удовлетворять условию
Рро—k^-D,
(4.3)
где ^вч—коэффициент усиления ВЧ тракта приемника.
При более низком значении Рр<рро мешающий сиг­
нал может проходить непосредственно на детектор; бо­
лее высокое значение рР>Р₽о не позволяет ослабить не­
желательное действие мешающего сигнала, поскольку
ограничивающим фактором является величина D прием­
ника. Вследствие этого при анализе ЭМО для линейного
режима приемника последнее слагаемое правой части
уравнения (4.1) можно заменить на D (дБ).
По данным, опубликованным в [122], нелинейные
явления в приемнике возникают при уровнях мешающих
сигналов на его входе, превышающих мощность
— 70 дБВт, что при входном сопротивлении приемной.
антенны 50 Ом соответствует значению Д=63,5 дБмкВ.
Рассмотрим пример расчета ЭМО по соседнему каналу для ли­
нейного режима на примере УКВ системы сухопутной подвижной
службы (диапазон 30 ... 470 МГц), соответствующей стандартным
требованиям [112], а именно:
мощность передатчика Р*=30 Вт (~15 дБВт);
допустимая мощность излучений передатчика в соседнем канале
ДР*^10
мкВт (—50 дБВт);
чувствительность приемника 1 мкВ (—137 дБВт);
188


Йз8йра1еЛьйос'гь прШШйка по соседнему каналу $₽>75 дБ, Что
согласно условию (4.3) соответствует значению &вч=П,5 дБ.
Полагая, что допустимая мощность мешающего сигнала
/ок.доп=—70 дБВт, и для упрощения принимая Gt = Gr=Q, полу­
чаем ^необходимую величину потерь на трассе распространения этого
сигнала: Ldfj=Pt—/ск.доп=85 дБ. На такую же величину ослаб­
ляется мощность излучений передатчика в соседнем канале и, следо­
вательно, &Pt=—(50-j -85) =—135 дБВт, что на 2 дБ превышает
минимально возможную мощность полезного сигнала на входе при­
емника. В соответствии с данными табл . 4 .3, для того чтобы обес­
печить хорошее качество полезного сигнала, мешающий сигнал не­
обходимо дополнительно ослабить' на 14 дБ. Этого можно добиться
увеличением расстояния d или разноса по частоте Д/. Последнее
условие означает, что мешающий передатчик должен работать на
2-м (или 3-м, 4-м и т. д .) соседнем канале. С увеличением Д/р зна­
чение APt->0.
Рассмотренный пример показывает, что ограничива­
ющим фактором в данном случае оказался уровень из­
лучений передатчика в соседнем канале. Как правило,
это шумовые излучения соседнего передатчика, что осо-
' бенно характерно для ЭМО в подвижных службах ра­
диосвязи. Например, из анализа ЭМО в системе УВД
в диапазоне 225 ... 400 МГц следует, что помехи от шу­
мовых излучений мешающих передатчиков составляют
31,2% от общего числа зарегистрированных случаев по­
мех (436), в то время как помехи по соседнему кана­
лу—25,5% [123]. При этом фактический уровень полез­
ного сигнала был в пределах от —130 до —110 дБВт.
ЭМО по соседним каналам приема при' нелинейном
режиме ВЧ тракта приемника определяется помехами,
мощность которых превышает динамический диапазон D
(в общем случае больше —70 дБВт), что на практике
встречается во многих электромагнитных ситуациях.
Например, в центре крупного города напряженность
поля радиовещательных сигналов при оценке с вероят­
ностью 0,95 достигает максимальных значений 200 мВ/м
при средних значениях 9 мВ/м в диапазоне ДВ и 4 мВ/м
в диапазоне СВ [124]. Мешающие сигналы на входе
приемника при этом могут значительно превышать ди­
намический диапазон радиовещательного приемника.
Помехи по соседним каналам могут быть созданы
гармониками радиовещательных передатчиков. Соглас­
но действующим нормам передатчики, работающие
в диапазонах ниже 30 МГц, могут излучать гармоники
мощностью до 50 мВт (—13 дБ Вт), а в диапазонах
30 ... 960 МГц—мощностью 1 мВт (—30 дБ Вт). Для
мощных передатчиков норма на гармоники более жест-
189


кай, а именно 25 мкВт (—46 дБ Вт), но и она Не Исклю'=
чает вероятность возникновения помех в полосе пропу­
скания ВЧ тракта приемника.
В радиокомплексах (например, самолетных и кора­
бельных) внутренняя ЭМО может характеризоваться из­
лучениями с напряженностью поля до нескольких десят­
ков вольт на метр.
Помехи, частоты которых значительно отличаются от
частоты соседнего канала, ослабляются избирательными
цепями ВЧ тракта <в соответствии с известной зависи­
мостью
'₽p=201g [l+Q2(f/fo-fo/f)2]n/2, Д5,
(4.4)
где f=fo~bA/p; fo—частота настройки контура; Q—до­
бротность контура; и—число контуров.
Ослабление помех, создаваемое ВЧ трактом, учиты­
вается во многих случаях определения ЭМО. Помеха по
побочному комбинационному каналу приема проявляет
свое действие на фиксированных значениях частот. Стан­
дартная норма допустимого уровня мешающего сигнала
/доп^НО дБмкВ, что при антенне с волновым сопротив­
лением 75 Ом соответствует допустимой его мощности
—51,2 дБВт. Это более высокая защищенность, чем *по
соседнему каналу, но также недостаточная для исклю­
чения влияния помех в типичной ЭМО на загруженных
диапазонах. Вероятность помехи по побочному комбина­
ционному каналу относительно невелика: по тем же дан­
ным о помехах в системе УВД [123] она^ соответствует
13,8% от всех случаев помех.
Блокирование полезного сигнала помехой проявляет­
ся в полосе частот, начиная от соседнего канала (в лю­
бую сторону от частоты настройки приемника) до уров­
ня ослабления помехи ВЧ контурами рр=—80 дБ. Стан­
дартная норма на допустимый уровень блокирующей по­
мехи /Доп.бл связана с определенным .значением Afp; на^
пример, в магистральных КВ приемниках 7доп.бл?=
= 130 дБмкВ (3,16 В) при А/р=±6% от частоты на­
стройки приемника. Аналогично в той же полосе может
появиться еще одна помеха с таким же уровнем, что
может создать перекрестные искажения полезного сиг­
нала.
ЭМО в радиослужбах с большой загрузкой в значи­
тельной мере определяется интермодуляционными поме­
хами, которые могут возникать в той же полосе частот
190


ВЧ тракта приемника, что и блокирующие, т. е . начиная
от соседнего канала до частоты, соответствующей ослаб­
лению рр=—80 дБ по обе стороны от частоты настройки
приемника. По упоминавшимся данным в системе УВД
[123] вероятность возникновения .интермодуляционных
помех составляет 26,8% от всех случаев влияния сигна­
лов от мешающих передатчиков.'
При анализе ЭМО обычно рассматривают интермо­
дуляционные помехи 3-го порядка, образованные соче­
таниями частот 2/1—f2=fo, где fa и f2—частоты мешаю-
Рнтермодуляция 7~го порядка
Рис. 4 .3 . к пояснению возникновения в приемном устройстве интер­
модуляционных помех при различных сочетаниях частот двух меша­
ющих сигналов
щих сигналов и /0—частота настройки приемника на по­
лезный сигнал. Более точная расчетная’ формула может
быть записана в виде
2Л-ГМо+А/Пч/2,
(4.5)
где Д/лч—полоса пропускания тракта ПЧ приемника.
В расчетах всегда предполагают, что оба мешающих
сигнала непрерывные, хотя один из них может быть им­
пульсным, и в этом случае интермодуляционная помеха
имеет тоже импульсный характер.
При расчете влияния интермодуляционных помех 3-го
порядка надо учитывать, что сочетание частот мешаю­
щих сигналов должно отвечать определенным требова-
191


ниям, а именно: оба сигнала должны быть либо выше,
либо ниже частоты ft (рис. 4 .3,а, б) и разность частот
между ними |ft—ft|=|ft—ft|=Afp, причем 2-я гармони­
ка создается мешающим сигналом, частота которого
ближе к ft. Такая зависимость должна сохраняться при
Рис. 4.4'.
Избирательность двух­
контурного преселектора (Qi=50
й Q2=75)
произвольно выбранном
значении Aft.
При определении до­
пустимой мощности ме­
шающих сигналов крите­
рием является макси­
мально допустимая. мощ­
ность Ринт интермодуля­
ционного продукта на
частоте ft. Если ft и ft от­
личаются от ft более чем
на 0,2%, то при расчетах
следует учитывать ослаб­
ления pi и соответствен­
но р2, которые определя­
ются из уравнения (4.4)1.
Для примера на рис. 4 .4
приведена зависимость, рассчитанная для преселектора
из двух контуров с добротностями Qi=50 и Q2=75.
При определении допустимых мощностей мешающих
сигналов на входе приемника, превышение которых при­
водит к интермодуляционной помехе, можно пользовать­
ся следующей зависимостью [125]:
2 (Pi—pi)+(Р2—‘РгУ —'^2,1=Ринт,
(4.6)
где Р\ и Р2—мощности мешающих сигналов с частотами
соответственно ft и ft, дБ; Л2,1—параметр интермодуля­
ции в приемнике, характеризующий ослабление мощно­
сти мешающих сигналов при образовании интермодуля­
ционного продукта, дБ.
Чем больше Л2,ь тем больше приемник защищен от
интермодуляционных помех. Этот параметр можно опре­
делить опытным путем при условии, что мешающие сиг­
налы имеют частоты первых соседних каналов, т. е . со­
блюдены условия Р[=р2=0. Если к тому же предполо­
жить (как это и принято при измерениях интермодуля­
ции в приемнике), что P1=P2=Pf, то уравнение (4.6)
принимает вид
ЗРi—k2,\—Pwai>
(4.7)
192


Если, например, ориентироваться на стандартные
требования к радиостанциям подвижной службы [112],
где указаны величины интермодуляционной избиратель­
ности 70 и 60 дБ в зависимости от типа радиостанции, и
если предположить, что на входном сопротивлении
(50 Ом) приемника допустимый интермодуляционный
продукт эквивалентен входному сигналу 1 мкВ, то не­
трудно показать, что на входе приемника первого типа
радиостанции допустим мешающий сигнал мощностью
— 67 дБВт,.а второго типа
—77дБВт,т.е.на10дБ
меньше. В этом случае из зависимости (4.7) следует, что
в первом типе радиостанции обеспечивается потеря мощ-
Рис—4 .5. Интермодуляционные характеристики различных
приемников
ности мешающих сигналов на величину /г2>|=—64 дБВт,
а во втором на величину /г21)=—94 дБ Вт, т. е . значи­
тельно меньшую. Это позволяет считать ВЧ тракт при­
емника первого типа более качественным, чем второго,
что, в свою очередь, означает возможность работы ра­
диостанции первого типа в более сложной ЭМО.
Зная величины /г2,ь pi и р2 для соответствующих.зна­
чений частот мешающих сигналов fi и f2, можно найти
зависимость допустимой мощности Pi мешающих сиг­
налов от разноса частот. Такая зависимость (назовем ее
13-3436.
193


интермодуляционной характеристикой приемника), не­
обходима для оценки конкретной ЭМО, в которой вели­
ка вероятность возникновения интермодуляционных по­
мех. В качестве примера на рис . 4 .5 приведены интер­
модуляционные характеристики трех приемников раз­
личных фирм-изготовителей, измеренные на фиксирован­
ной частоте настройки 42 МГц [125]. Сравнивая их,
можно отметить следующее: приемник П1, являющийся
наиболее качественным, более защищен от интермоду­
ляционных помех сравнительно с остальными и, следо­
вательно, может работать в более сложной ЭМО; при­
емники П2 и ПЗ при различных значениях разноса А/Р
имеют интермодуляционные характеристики на 3 ...
...
20 дБ хуже, чем П1; интермодуляция в приемнике
возникает при мощности мешающих сигналов примерно
— (80 ... 90) дБВт, что на (1.0
...
20) дБ меньше сред­
ней мощности порога (—70 дБВт), при котором возни­
кают другие нелинейные явления в приемнике. Это еще
раз указывает на повышенную восприимчивость прием­
ных устройств к интермодуляции сравнительно с други­
ми нелинейными явлениями.
При наличии в полосе ВЧ тракта приемника мощных
✓мешающих сигналов следует учитывать возможность
возникновения интермодуляционных помех 5-го и 7-го
порядков, частоты которых можно определить из поли­
нома (3.1), если он содержит члены 5-й и 7-й степени .
При подстановке в него мешающих сигналов с частота­
ми fi и fi, можно обнаружить интермодуляционные со­
ставляющие на частоте f0 настройки приемника, а имен­
но:
3fi—2fi=fo и 4fi—3/г=/о
в полосе пропускания приемника ±А/Пч/2.
Однако сочетания частот мешающих сигналов между
собой и по отношению к частоте /о в этих случаях иные,
нежели при интермодуляции 3-го порядка, хотя мешаю­
щие сигналы также должны быть либо выше, либо ниже
частоты /о. Если между частотами мешающих сигналов
существует некоторая разность A/p=|/i—/2|, то интер­
модуляционные помехи 5-го порядка возникнут в том слу­
чае, если с точностью до полосы пропускания приемни­
ка справедлива разность частот |/1—j/2|=2A/p (рис.
4.3,
s,
г), и соответственно 7-го порядка, если справедли­
ва разность частот |/,—/2|=ЗА/Р .(рис. 4.3Д е),


При анализе ЭМО обычно учитывают интермодуля­
цию 3-го порядка, образованную двумя сигналами в со­
ответствии с зависимостью (4.5). В литературе иногда
подчеркивается, что одновременное действие в полосе
ВЧ тракта приемника более чем двух мешающих сиг­
налов маловероятно, и поэтому расчеты интермодуляци­
онных помех ограничивают влиянием двух сигналов.
Однако в действительности такой подход является не­
достаточным, поскольку в диапазонах, насыщенных ра­
диосредствами, вероятность одновременного влияния
трех мешающих сигналов достаточно велика, и они так­
Рис. 4.6 . К пояснению возник­
новения в приемном устройстве
интермодуляциоииых помех при
различных сочетаниях частот
трех мешающих сигналов
же могут создать интермодуляционную помеху 3-го по­
рядка, причем в этом случае необязательным оказыва­
ется требование к значению их частот быть по одну сто­
рону от частоты полезного сигнала. При трех мешающих
сигналах, действующих одновременно в полосе ВЧ трак­
та, возрастает число сочетаний их частот, обусловли­
вающих интермодуляционную помеху, что также увели­
чивает вероятность ее возникновения.
В случае одновременного действия трех мешающих
сигналов надо учитывать два варианта возможного со­
четания их частот:
по одну сторону от частоты f0 (рис. .4 .6,а, б)
f 1 +/2—/з=/о ± Д/пч/2,
|fo-A|=|W3|=Afp;
(4-8)
по обе стороны от частоты f0 (рис. 4.6,0, г)
fi —fz~\ ~fз=/о4"Д/п-ч/2,
IA>-A| = |k-M=Afp-
(4.9)
13*
195


Во всех случаях частота мешающего сигнала, Наи­
более близкого к полезному сигналу fo, обозначена
как fj.
Как следует из. рис . 4 .6, частотные промежутки
|fi—f2| (рис. 4 .6,а и б) и |/о—/2] (рис. 4 .6,в и г) могут
быть произвольными, что способствует увеличению веро­
ятности возникновения интермодуляций 3-го порядка .
Большая вероятность . интермодуляционных помех
при сочетании трех мешающих сигналов подтверждается
экспериментально. По упоминавшимся данным [123]
интермодуляционные помехи, составляющие 26,8% всех
случаев помех в системе УВД, образованы двумя
(14,9%) и тремя мешающими сигналами (11,9%). Это
обстоятельство указывает на необходимость анализа
интермодуляционных помех для случаев как двух, так и
трех мешающих сигналов.
Описанный подход к определению ЭМО при помехах
по соседним каналам является только первым прибли­
жением, поскольку не учитывает вероятностный харак­
тер факторов, влияющих на ЭМО. В литературе отме­
чается, что задачу определения ЭМО с учетом статисти­
ческого характера основных факторов целесообразно ре­
шать методом Монте-Карло.
4.4. УЧЕТ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ ПОМЕХ
При анализе ЭМО в диапазоне частот от самых низ­
ких до 300 МГц необходимо учитывать влияние инду­
стриальных помех как излучаемых, так и коидуктивных.
Излучаемые индустриальные помехи создают «средний
фон», уровень которого надо оценивать как составляю­
щую в общей совокупности НЭМП, влияющих иа прием­
ное устройство. Знание такой составляющей необходимо
при определении уровня полезного сигнала, который
с некоторым запасом должен использоваться в конкрет­
ных условиях приема. «Средний фон» индустриальных
помех различен для городских промышленных, город-,
ских жилых и сельских районов и зависит от частоты.
В авиационных радиослужбах он различен на земле и
при полете самолета на некоторой высоте.
При практической оценке средней мощности «общего
фона» индустриальных помех можно воспользоваться
данными МККР (Отчет 258-3), представленными на рис.
4.7, которые распространяются до f=200 МГц [126].
196


Мощность помех оценивают антенной температурой Рл,
пренебрегая при этом собственной шумовой температу­
рой антенны (см. § 2.2). Зависимость А определена для
центра крупного города, В—для жилых кварталов круп­
ного города, С —сельской местности и D — удаленного
места сельской местности. Среднеквадратические откло­
нения Fa для центра крупного рода о=7,5 дБ, для жи­
лых кварталов города и сельской местности а=6,5 дБ.
Средняя мощность помех в сельской местности пример­
но на 10 дБ меньше, чем в центре крупного города.
Рис. 4 .7. Зависимость средней мощности индустриальных радиопо­
мех от места расположения их источников
Оценка средней мощности индустриальных помех
в диапазоне 150 ... 500 МГц приводит к заключению,
что их источниками являются, главным образом, устрой­
ства автомобильного зажигания. На рис . 4 .8 приведены
экспериментальные зависимости, полученные при изме­
рениях в дневное время в городах Канады (кривая /1) и
США (кривая В) [46]. Крутизна наклона этих зависи­
мостей одинакова, но по абсолютным значениям мощ­
ность помех в канадских городах на 10 дБ меньше, что
исследователи объясняют менее интенсивным автомо­
бильным движением в Канаде по сравнению с США.
Для оценки ЭМО, в которой могут-работать борто­
вые самолетные РЭС, необходимо знать мощность «обще­
го фона» индустриальных помех, ограничивающего ми-
197


йИмальио возможный уровень полезного сигнала прй По­
лете самолета вблизи промышленных центров и над
ними. Обнаружить помехи от конкретных, источников
можно на земле, при полете, на небольшой высоте и даже
на высоте 500 ... 600 м, особенно если они имеют импульс­
ный характер (например, при полете над автострадой).
Ра, дБКТ
100
200 300 400 600
МГц
. Рис. 4 .8. Зависимость, средней
Однако на высоте 1,5 ...
...
2 км, когда самолетная
антенна принимает излуче­
ния с площади более
7 ... 8 км2, число источни­
ков возрастает и суммарный
эффект помех близок к шу­
му, создавая «общий фон»
индустриальных помех.
В качестве примера при­
ведем результаты измерений
общего фона индустриаль­
ных помех при Лполетах на
высоте 7,5 км над крупными
мощности индустриальных ра­
диопомех от интенсивности
автомобильного движения
промышленными центрами
США в 1976—1977 г. [127].
Измерения, выполненные
с использованием антенн, рассчитанных на горизонталь­
ную поляризацию, проводились одновременно на часто­
тах 121,5 и 243 МГц (частоты аварийно-спасательной
Таблица 4.4
Уровень фона индустриальных помех на высоте 7,5 км
Город
Время суток
Антенная температура
Г,дБкТ
f=121,5МГц f=243МГц
Филадельфия
Денк
Ночь
26,8
18,6
23,8
22,9
Балтимора
День
Ночь
26,9
16,3
20,7
20,7
Нью-Йорк
День
День
Ночь
36,0
36,0
26,7
30,9
29,9
31,9
Ньюкасл
Вечер
Ночь
14,7
9,5
16,3
7,4
198


службы), свободных от станционных помех. Во избежа­
ние влияния помех от своего бортового оборудования
были приняты соответствующие меры. Результаты изме­
рений антенной температуры (табл. 4 .4) показали, что
наибольший уровень фона создает Нью-Йорк, наимень­
ший—Ньюкасл. Ночные уровни, как правило, меньше
дневных, причем различие достигает 9 ... 10 дБ за
исключением одного случая, когда ночные уровни ока­
зались больше дневных (243 МГц). Наибольшая раз­
ница между дневным и ночным уровнями достигала
24 дБ.
Из последующих измерений аналогичного характера
был сделан вывод, что уровни фона индустриальных по­
мех на частоте 121,5 МГц, выраженные в величинах
Га (дБ), коррелируются с численностью населения'горо­
дов, над которыми проводились измерения.
Кроме общего фона индустриальных радиопомех при
оценке ЭМО следует учитывать и индивидуальные, осо­
бенно близко расположенные, источники излучаемых ра­
диопомех. Имеются многочисленные публикации о ре­
зультатах измерений параметров таких помех от
конкретных источников, что отмечалось в гл. 2 . В до­
полнение приведем еще сведения о результатах некото-.
рых частных измерений индустриальных радиопомех,
подтверждающих необходимость их учета при оценке
конкретной ЭМО. Обширные измерения, главным обра­
зом, в диапазоне 30 ... 50 МГц, предназначенные для
оценки условий работы подвижных средств связи, были
выполнены посредством измерителя, позволяющего по­
лучить на экране трехмерное изображение помех в ко­
ординатах частоты, амплитуды и времени [129]. Приве­
дем некоторые результаты этих измерений для город­
ской и пригородных зон.
Помехи от автозажигания, особенно в диапазоне час­
тот 32 ... 47 МГц, действуют на расстояниях до несколь­
ких сот метров от источника. Помехи от ЛЭП . проявля­
лись -в диапазоне 30 ... 42 МГц (минимум уровня на
33 МГц), выше 43 МГц они не ощутимы. Помехи от
средств вычислительной техники были нерегулярны во
времени; они проявлялись в сети общего назначения
в виде кондуктивных и, как следствие, в виде излучае­
мых помех, ощутимых на значительных расстояниях
(сотни метров) вдоль сети питания. Редкоимпульсные
(кратковременное) помехи от неопознанных источников
1?9


в ряде случаев значительно нарушали прием сигналов
с малой напряженностью поля и, наоборот, не нарушали
прием сигнала (частота 43 МГц) с большой напряжен­
ностью. Такие же измерения в диапазоне 1,5 ... 8 МГц
показали наличие здесь-существенных помех от электри­
ческого транспорта. Помехи принимались на вертикаль­
ный диполь 2,4 м, размещенный на расстоянии 18 м от
электросети. Уровни помех превышали порог чувстви­
тельности приемника на 20 ... 30 дБ. При каждом про­
хождении электротранспорта поток импульсов продол­
жался 20 30 с, причем длительность отдельного им­
пульса была около 4,5 мс и частота повторения 220имп/с.
Обнаружено, что некоторые экземпляры цветных теле­
визоров в полосе частот 7*210 ... 7,214 МГц создают
узкополосную помеху; уровень которой настолько значи­
телен, что может быть нарушен прием сигналов связ­
ного назначения в радиусе нескольких городских квар­
талов. Значительные уровни помех в виде мощных
всплесков с частотой 120 имц/с от тиристорных выпря­
мительных, устройств зарегистрированы главным обра
*
зом в диапазоне частот 14,75 ... 14,85 МГц; частота им­
пульсов при этом определяется' частотой то’ка силовой
сети 50 Гц,, принятой в США. Вокруг завода пластмас­
совых изделий на расстоянии до 12 км обнаружены по­
мехи от установок • ВЧ нагрева в диапазоне частот
27,12±0,16 МГц, причем такие установки создают зна­
чительные помехи на частотах гармоник ВЧ генерато­
ров. В целом отмечено, что многие виды индустриаль­
ных помех появляются на время несколько секунд или
минут, хотя есть и помехи, действующие в течение.не­
скольких часов, и .что нет какого-либо вида доминирую­
щей помехи.
При определении ЭМО, создаваемой комплексом
средств, размещенных на самолете, необходимо учиты­
вать не только индустриальные кондуктивные помехи
в проводах монтажной схемы комплекса (п. 3 .4 .2), но и
помехи излучаемые. По данным английских исследова­
телей помех [ПО] магнитное поле Н на транспортном
самолете,- измеренное стандартными методами и пере­
считанное на эквивалентный уровень плоской волны, при
выключенных радиопередатчиках комплекса составляет
на частотах L5 кГц, 100 кГц и 1 МГц соответственно 95,
60 и 20 дБмкВ/кГц,
200


При работе передатчиков необходимо считаться с вы­
сокой напряженностью электрического поля внутри фю­
зеляжа, учитывая при этом эффективность экранирова­
ния фюзеляжем. По тем же данным при работе само­
летных связных передатчиков электрическое поле внутри
фюзеляжа на частотах 2 ... 30, 108 ... 136 и 225 ....
...
400 МГц составляет соответственно 1 ... 2, 1 и 3 В/м.
Действие фюзеляжа, как экрана, на частотах 6, 10 и
30 МГц приводит к значениям ЭЭ (см. п . 3 .4 .3) соответ­
ственно 50, 42 и 35 дБ. На более высоких частотах ос­
лабление поля, еще более снижается.
Как отмечалось, уровни кондуктивных и излучаемых
помех в самолете зависят от параметров монтажной
схемы. По тем же данным среднее значение импеданса
кабелей в цепях питания постоянным током
Ом
и увеличивается почти линейно до частоты' 1 МГц при
средней величине индуктивности 17.мкГ. На частотах
более высоких, чем 1 МГц, импеданс тех же кабелей от
50 до 100 Ом.
Согласно требованиям английского стандарта 3G.100
на самолетное электрорадиооборудование индустриаль­
ные радиопомехи, влияющие на внутреннюю ЭМО, кон­
тролируются в определенных диапазонах, а именно: кон­
дуктивные помехи в силовых линиях питания — в диапа­
зоне 500 кГц ... 150 МГц, а излучаемые помехи—в диа­
пазонах 150 кГц ... 400 МГц (широкополосные) и
150 кГц ... 1 ГГц (узкополосные).
В судовом комплексе средств индустриальные поме­
хи -создаются многочисленными устройствами [130]. На­
пример, магнитные усилители с питанием от сети 400 Гц
при их нагрузке на электромагниты, реле, логические
• элементы создают на своем выходе и на зажимах источ­
ника питания помехи с уровнем до 100 мВ в диапазоне
до 5 МГц. Этот уровень в десятки раз больше,- чем при
нагрузке усилителя на активное сопротивление или при
питании его от сети 50 Гц.
Помехи, создаваемые большинством судовых техни­
ческих средств, как правило, не превышают допустимые
уровни, указанные в современной НТД. Тем не менее
в практике судового оборудования применяются некото­
рые средства, которые даже при наличии помехоподав­
ляющих устройств могут создавать значительный уро­
вень индустриальных помех. Помимо магнитных усили­
телей к ним следует отнести мощные тиристорные вы-
201


прямителн с выходным током в десятки ампер и более,
которые создают кондуктивные помехи с напряжением
до 200 мВ в диапазоне 0,15 ... 5 МГц, средства с дуго­
вым разрядом, создающие поле помех с напряженностью
1 мВ на расстоянии 50 м, коллекторные машины, двига­
тели внутреннего сгорания и другие устройства. Отме­
чается, например, что сельсины с кольцевыми контакта­
ми, не бывшие в эксплуатации, имеют1 малый уровень
радиопомех; однако те же сельсины, проработавшие
около 1500 ч, создают на своих зажимах радиопомехи
с напряжением до 20 мВ на частотах 0,15 ... 1,5 МГц,
до3мВначастотах1,5 ...20МГцидо1мВначасто­
тах 30 ... 150 МГц. Следовательно, при оценке внутрен­
ней ЭМО надо ориентироваться не только на существу­
ющие требования (нормы) на индустриальные радио-
помехи, но и на возможные отклонения от норм, особен­
но по отношению к средствам, уже находящимся в экс­
плуатации определенное время.
В радиослужбах сухопутных подвижных средств свя­
зи основным видом индустриальных радиопомех, влия­
ние которых учитывают при анализе ЭМО, являются по­
мехи от автомобильного зажигания [131]. Уровень та­
ких помех не контролируется в условиях эксплуатации,
что осложняет задачу определения реальной ЭМО, по­
скольку нельзя ориентироваться только на нормы суще­
ствующей НТД. Дело в том, что нормы, указанные в раз­
личной НТД, относятся к отдельной автомашине, а на
практике помехи от автозажигания могут быть созданы,
например, потоком машин на автодорогах, вследствие
чего необходимо учитывать статистические амплитудные
характеристики таких помех. Кроме того, уровень излу­
чаемых помех возрастает в зависимости от длительности
эксплуатации автомашин. По зарубежным данным
17 ... 19% машин, находящихся в эксплуатации 10 лет,
создают помехи, уровень которых превышает допусти­
мые нормы, причем это чаще относится к грузовым ма­
шинам, нежели к легковым [132]. По результатам оте­
чественных исследований, например на частоте 300 МГц,
48,6% автомашин различных марок создают уровни по­
мех, превышающие нормы [133]. Такие отклонения от
норм объясняются тем, что контроль помех от автозажи­
гания проводится лишь на заводе-изготовителе при вы­
пуске автомашин и не проводится при их эксплуатации
или после ремонта.
202


Рис. 4.9. Зависимость напря­
женности Н поля помех, созда­
ваемых системами автозажига­
ния, от расстояния d на раз­
личных частотах
Для оценки ЭМО в си­
стемах сухопутной подвиж­
ной радиосвязи можно вос­
пользоваться пространствен­
но-частотными характери­
стиками радиопомех, созда­
ваемых движущимся авто­
транспортом (рИС. 4 .9), KO;
торые составлены по резуль­
татам статистических изме­
рений посредством специ­
ально -разработанной аппа­
ратуры [55]. При этих изме­
рениях на каждой из выб­
ранных частот за исходный
уровень 0 дБ был принят
уровень помех на расстоя­
нии 3 м от движущегося ав­
тотранспорта. Характеристи­
ки позволяют определить от­
носительное ослабление
уровня помех при увеличе­
нии расстояния от источ­
ника, находящегося на автодороге.
Уже отмечалось, что индустриальные радиопомехи
исследованы главным образом в' диапазоне выше
150 кГц. Между тем для некоторых радиослужб необхо­
димо знание ЭМО в диапазоне 10 ... 150 кГц, и в этом
случае можно воспользоваться следующими результата­
ми исследований [138]:
напряженность поля радиопомех от линий электро­
передач и электротранспорта на расстояниях более 100 м
соизмерима с уровнем атмосферных помех;
высокочастотные установки промышленного примене­
ния могут создавать помехи приему на расстояниях до
10 км;
наиболее интенсивными источниками помех являются
статистические преобразователи с тиристорами и сва­
рочное оборудование..
4.5 . ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА
В НЕКОТОРЫХ РАДИОСЛУЖБАХ
Знание ЭМО, в которой действуют РЭС конкретной
радиослужбы, необходимо иа всех этапах жизненного
203


цикла используемых средств, начиная от составления ТЗ
на разработку изделия до его изготовления и эксплуа­
тации. Определение ЭМО—сложная статистическая за­
дача, для решения которой необходим анализ динамиче­
ского состояния источников НЭМП и рецепторов, обра­
зующих совокупность систем, влияющих на функциони­
рование конкретной радиослужбы. Вследствие этого ре­
шение задачи в полном объеме встречает значительные
трудности. Однако даже приближенное знание ЭМО
важно для выявления условий функционирования радио­
службы и, при необходимости, принятия решений по со­
вершенствованию применяемых средств или изменению
условий их эксплуатации. По этой причине крайне не­
обходимо накапливать и обрабатывать различную ин­
формацию, относящуюся к ЭМО, в которой работают
средства данной радиослужбы. Например, для изучения
условий'эксплуатации средств по признаку обеспечения
их ЭМС целесообразно составлять матрицу действую­
щих и потенциальных источников НЭМП с их частотно­
энергетическими параметрами (строка матрицы) и воз­
можных откликов рецепторов (столбец матрицы). Целе­
сообразно также вести регистрацию случаев проявления
действия НЭМП как систематического, так и. эпизодиче­
ского характера.
Поскольку ЭМО, в которой работают средства ра­
диослужбы конкретного назначения, определяется мно­
гими факторами, то целесообразно выделить факторы,
общие для любой радиослужбы и факторы специфичные
для радиослужбы конкретного назначения. Общим для
любой радиослужбы является необходимость определе­
ния числа, мощности, частоты излучения и местополо­
жения источников помех относительно рецептора. При
этом необходимы исходные данные по параметрам ЭМС
каждого источника мешающего сигнала, в том числе из­
лучаемая мощность, направленность антенны, тип моду­
ляции, спектры излучения, уровни мощности гармоник.
Источники индустриальных помех учитываются на час­
тотах ниже 300 МГц. Исключением являются источники
помех от автозажигания, которые проявляются в диапа­
зонах до 1 ГГц.
Большое значение для определения внешней ЭМО
имеют также факторы, специфичные для радиослужбы
конкретного назначения. Перечислим наиболее важные
из них:
204


расстановка радиоканалов в выделенной для данной
радиослужбы полосе частот;
степень фактической загрузки выделенной полосы
частот;
подвижность и (пли) стационарность применяемых
средств;
географическое местоположение средств данной
службы;
потенциальные и действующие источники помех от
средств дайной радиослужбы;
потенциальные и действующие источники помех от
средств других служб, в первую очередь гармоники пе­
редатчиков, применяемых в полосах, частоты которых
ниже частот полосы рассматриваемой службы; .
временные показатели загрузки отдельных радиока­
налов данной радиослужбы (напрпхмер, непрерывный ре­
жим работы, или дискретный; в случае дискретного ре­
жима. необходимо знать среднюю длительность занято­
сти радиоканала);
характеристики распространения радиоволн, специ­
фичные для условий применения средств рассматривае­
мой радиослужбы (например, для условий городских
или сельских районов, открытой или горной местности,
железнодорожного узла или полевого стана).
Перечень факторов, специфичных для ЭМО, в кото­
рой действуют различные радиослужбы, можно расши-’
рить. Однако в рамках настоящего раздела целесооб­
разно привести лишь некоторые примеры.
В службах радиолокации внешняя ЭМО в значитель­
ной мере определяется помехами от соседних по частоте
передатчиков РЛС. В ряде случаях при определении
ЭМО можно считать, что антенна передатчика РЛС
имеет круговую диаграмму,- поскольку разница в относи­
тельной мощности Р, излучаемой в основном и боковом
(заднем) направлениях, в среднем около 20 дБ (рис.
4.10) [129].
В службе железнодорожной радиосвязи должны учи­
тываться особенности распространения радиоволн в ус­
ловиях ж.-д. транспорта, а именно, коэффициент зату­
хания поля из-за влияния контактной сети (для элек­
трифицированного участка среднее значение ослабления
поля 8 дБ), из-за влияния корпуса локомотива (при ти­
повой установке локомотивной антенны средние потерн
9 дБ) и из-за интерференции полезного сигнала, что при
205


вероятности надежной связи 95% приводит к' дополни­
тельным потерям 8 дБ в условиях электрифицированно­
го участка, 5 дБ—неэлектрифицированного участка
[134].
В радиослужбах гражданской авиации внешняя ЭМО
во многих случаях определяется источниками помех от
средств радиослужб, не относящихся к авиационным,
что отмечается в документах ИКАО. При эксплуатации
средств, принадлежащих службам гражданской авиации,
предусматривают «защищенные- частоты» радиоканалов,
Рис. 4 .10. Энергетические спектры импульсов главного (/), бокового
(2) и заднего (5) лепестков, излучаемых антенной обзорного лока­
тора в системе УВД аэропорта (Лос-Анджелес, США)
при использовании которых фактор отсутствия помех
имеет большое значение для обеспечения безопасности
полетов. Например, радионавигационное оборудование
является единственным, средством наведения летатель­
ного аппарата при автоматической посадке, вследствие
чего помехи, которые могут на него воздействовать, сле­
дует считать особо опасными. Помехи навигационным
приемникам приводят к отклонению от курса при сра­
батывании бленкерной и световой сигнализации и опас­
ны по причине своей неочевидности в противоположность
помехам речевой диспетчерской радиосвязи, когда пилот
может скорректировать искаженное сообщение по ряду
признаков. В автоматическом режиме работы самолет­
ных средств радионавигации и посадки действие помех
может приводить к отклонению .или колебаниям руля
направления, элеронов или руля высоты, т. е . к измене -
206


иию углов крена й тангажа. Помеха приборам посадки,
работающим на частотах, близких к нижней частоте
108 МГц авиационного диапазона, выделенного между­
народным соглашением, может возникать, например, от
радиовещательного ЧМ передатчика. В Западной Европе
такие передатчики работают в диапазоне 88 ... 108 МГц,
вследствие чего не исключен случай малого разноса меж­
ду наибольшей частотой 107,9 МГц ЧМ передатчика и
самой низкой частотой 108 МГц, - назначенной системе
радионавигации. При этом ЧМ передатчик может иметь
мощность до 100 кВт, а курсовой маяк- аэродрома—
0,02 кВт. Помеха может изменить показания на выходе
радиовысотомера, нарушить информацию от ответчика
УВД о бортовом номере, остатке топлива и т. д.
Определение внешней ЭМО связано также и с уров­
нем полезного сигнала, который используется в конкрет­
ной системе. Например, в соответствии с практикой
ИКАО полезный сигнал для^ навигационного оборудова­
ния летательного аппарата на глиссаде посадки должен
быть не менее 200 мкВ/м, а в 40 км от точки приземле­
ния не менее 40 мкВ/м. Надо также отметить, что уров­
ни помех, измеренные в условиях аэродрома и в полете,
далеко не всегда одинаковы.
Для подвижных радиослужб различных назначений
(авиационных, морских, сухопутных) характерным явля­
ется значительное изменение внешней ЭМО из-за изме­
нения расстояний между подвижными средствами, что
приводит к повышенной вероятности возникновения ин­
термодуляционных помех в приемных устройствах и
к увеличению влияния шумовых излучений передатчи­
ков. Кроме того, внешняя ЭМО для таких служб суще­
ственно зависит от степени загрузки радиоканалов в
полосе частот, выделенной для конкретной радиослуж­
бы. Хотя широко используемые устройства избиратель­
ного вызова в системах подвижной радиосвязи позволя-
ют нескольким потребителям пользоваться поочередно
одним и тем же радиоканалом, однако степень загрузки
радиоканалов в таких системах изменяется в широких
пределах, что приводит к значительным изменениям
внешней ЭМО. Например, измерения времени загрузки
радиоканалов в службе сухопутной подвижной связи
г. Чикаго (США) в период суток с 6 до 20 ч показали,
что загрузка каналов колеблется от 5 до 51% времени
[135].
107


Значительные изменения'ЭМО в подвижных системах
характеризуются значительными изменениями возмож­
ных уровней мешающих сигналов на входе приемного
устройства. В ряде случаев мощность мешающих сигна­
лов доходит до -" -10 дБм ('-'70 мВ на входном сопро­
тивлении 50 Ом), а в особых ситуациях близкого раз­
мещения средств до +10 дБм (^700 мВ) и более. Боль­
шая вероятность возникновения высоких уровней меша-.
ющих сигналов приводит к недостаточно экономному
пользованию' радиочастотным ресурсом в подвижных
службах, поскольку при присвоении рабочих частот от­
дельным средствам приходится недоиспользовать резерв
свободных радиоканалов из-за возможных помех от
средств своей же службы.
В этих условиях, по-видимому, перспективным на­
правлением является применение адаптивного метода
выбора- радиоканала, позволяющего проводить опера­
тивный анализ ЭМО и прогнозировать более благопри­
ятные условия для сеансов радиосвязи.
Продолжая описание примеров, иллюстрирующих
ЭМО в зависимости от вида радиослужбы, приведем ре­
зультаты анализа ЭМО, в которой могут работать кос­
мические средства «Marisat», размещенные на океанском
Рис. 4.11. Зависимость шумовой температуры корабельной аИтениы
спутниковой линии . связного назначения от угла места (частота
1559 МГц):
•
•.
/ — шумовой фон при измерениях в порту; 2 — шумовой фон' при измерениях
в открытом океане; 3 — индустриальные помехи в порту; 4 — шумовое излу­
чение Солнца; 5 — излучение от ИСЗ типа ATS-G (NACA); 6 — излучения от
навигационных РЛС, работающих на том же судне
208


судне [136]. Анализ внешней ЭМО относится к Диапа­
зону 1535 ... 1543,5 МГц, который по международному
соглашению предназначен для радиосвязи на трассе бе­
рег—ИСЗ—корабль. Внешняя ЭМО, в которой работали
описываемые средства, определялась шумами Галакти­
ки и тропосферы (корабль в открытом океане), инду­
стриальными помехами (корабль в. порту) и в ряде
случаев шумовыми излучениями Солнца и излучениями
от другого ИСЗ. Внутренняя ЭМО определялась полями
навигационных РЛС (диапазоны 3,1 и 9,4 ГГц), скани­
рующие антенны которых размещены вблизи , связной
антенны на расстояниях соответственно 9,2 и 7,4 м,
а также кондуктпвпыми помехами в судовой бортсети
питания, создаваемыми этими РЛС.
Корабельная связная антенна представляет собой па­
раболоид диаметром 1,2 м и предназначена для приема
и передачи связной информаций через ИСЗ. Она имеет
/гу=26 дБ й связана с входом 'приемника 12-метровым
кабелем, вносящим потери 1,8 дБ. Антенна может вра­
щаться по азимуту в пределах 0 ... 360° и по углу места
а в пределах 0 ... ’90°. Результаты измерений, шумового
фона показаны на рис. 4 .11, из которого следует, что
при а=10 ... 85° шумовая температура Fa антенны почти
постоянна на уровне примерно 65 ... 75 К в порту и
50 ... 60 К в океане. При а<5° шумовая температура,
как и ожидалось, значительно повышается. Зависимости
1 и 2 построены по результатам измерений в положе­
ниях антенны через 20° по азимуту в пределах от 0 до
Таблица 4.5
Шумовая температура антенны
для различных условий
размещения
а, град
Га, К
Расчетные
данные
(наземные
условия)
В порту В океане
0
125
150
96
5
70
68•' 68
10
62
64
56
90
55
65*
55*
* Измерения при а — 85°,
14—3426
20В


Зб0°. Полученные результаты можно сравнить с расчет­
ными данными для наземных условий на частоте
1,6 ГГц, представленными в табл. 4.5.
Измерения показали также наличие «горячих точек»,
обозначенных на рис. 4 .11 индексами 3...6. Поле, со­
зданное навигационными РЛС в диапазоне 1535...
... 1660 МГц, измерялось в месте размещения антен­
ного кабеля (35 дБмкВ/м в полосе 1 МГц) и в аппара­
турном отсеке на расстоянии 1 м от РЛС, работающей
на частоте 3,1 ГГц (75,5 дБмкВ/м в полосе 1 МГц).
Узкополосные и широкополосные индустриальные
радиопомехи, создаваемые РЛС в бортсети, оказались
выше допустимых норм стандарта MIL-STD на 50 дБ
(частота 0,15 МГц) и 15 дБ (частота 32 МГц), что ука­
зывает на недостаточную фильтрацию таких помех в
схеме питания РЛС. Помехи навигационным РЛС ют
судового радиопередатчика космической линии мопь
ностью 15 Вт не были обнаружены даже в том случае,,
когда главный 'лепесток параболоида был направлен на'
сканирующую антенну РЛС. В этом эксперименте час­
тота передатчика космической линий равнялась
1659 МГц последовательно, его вторая гармоника более
чем на 200 МГц превышала частоту одного из радиоло­
каторов.
Особенность ЭМО в существующих службах косми­
ческой связи через геостационарные ИСЗ заключается
в одновременном и совместном с наземными системами
РРЛ пользовании одними и теми же полосами частот
в диапазонах между 3,4 и\8,5 ГГц (см. § 1.2). Это воз-;
можно при применении направленных антенн и ограни-
• чении мощности передатчиков каждой службы. Согласно
Рекомендации 358-1 М.ККР и «Регламенту радиосвязи»
плотность потока' мощности на земле от передатчика
ИСЗ не должна превышать—152 дБВт/м2 в любой по­
лосе частот шириной '4 кГц при угле прихода луча на
землю от 0 до 5° над горизонтом. В свою очередь мощ­
ность, подводимая от передатчика РРЛ к антенне, не
должна быть более 13 дБВт. Такие требования объяс­
няются тем, что помехи между системами наиболее зна­
чительны в том случае, если главные лучи передающей
антенны одной системы и приемной антенньгдругой си­
стемы направлены по одной линии, что наблюдается
лишь при малых углах «радиовидимости» над горизон­
том. Практика показывает, что при соблюдении ряда
210'


технических рекомендаций обеспечивается нормальное
функционирование каждой службы в совместно исполь­
зуемой полосе частот.
Другая особенность ЭМО в службах космической
связи — возможность возникновения помех в спутнико­
вых линиях, а именно (рис. 4.12), от земного передат­
чика Те\ (или Те2) спутниковому приемнику RS2 (или
соответственно Rs\) другой линии, а также от передат­
чика (или Т\2) спутниковой станции одной линии
Рис. 4 .12 . К пояснению возникновения помех в системах связи че­
рез ИСЗ (полезные сигналы показаны сплошной линией, мешаю­
щие — пунктирной)
приемнику Re2 (или соответственно Re\) земной стан­
ции другой линии. По условиям совместного пользова­
ния одной полосой частот передатчики земных станций
работают на частоте fi, а спутниковых станций на '/г.
В рассматриваемом случае линии направления распро­
странения помех проходят через главный лепесток пе­
редающей антенны мешающего передатчика одной ли­
нии и боковые лепестки приемной антенны другой ли-
14*
211


нии, а также через боковой лепесток передающей антен­
ны одной линии и главный лепесток приемной антенны
другой линии.
Поскольку, для нормального функционирования,
службы космической связи требуется большое отноше­
ние S/I в месте конечного приема (например, для ка­
чественного приема телевизионного вещания), то в та­
ких системах допускается влияние помех лишь в виде
некоторого, достаточно малого, приращения антенной
температуры АТ приемного, устройства. Согласно из­
вестному методу расчета-(см. Приложение 29 к [24])
это приращение складывается из двух частей, а именно
из помех на линиях Земля — ИСЗ н ИСЗ
—
Земля:
АТ='уА7,$-]-АТе,
где ATS — увеличение шумовой, температуры приемника
спутниковой станции; &Те — увеличение' шумовой тем­
пературы приемника земной станции; у —коэффициент
передачи спутниковой линии между выходом приемной
антенны спутниковой станции и выходом приемной ан­
тенны земной станции по .мощности (у<1).
Для обеспечения ЭМС космических систем связи че­
рез ИСЗ принимается ряд мер, в том числе рассеяние
энергии несущей в ЧМ-передатчиках аналогового сигна­
ла и в ФТ передатчиках цифрового сигнала посредст­
вом применения специального сигнала дисперсии [137].
Дискретная составляющая несущей представляет собой
значительную помеху приемнику соседней линии связи.
Она возникает в процессе передачи, например, в анало­
говых системах при малых индексах ЧМ, а также при
отсутствии в некоторые моменты .модулирующего на­
пряжения при передаче телевизионных сигналов с по­
стоянной яркостью. Сигнал дисперсии, созданный ис­
кусственно в передающем устройстве, позволяет пре­
вратить спектр дискретной несущей в равномерно «раз­
мытый» спектр, уже не представляющий собой помеху
соседнему приемнику.
По решению ВАКР-79 допускается общее прираще­
ние АТ шумовой температуры на входе приемника кос­
мической линии не более 4% от общего уровня шума в.
отсутствие помех (ранее допускалось не более 2%).
Возможные помехи в космических службах связи . от
передатчиков спутниковых и земных станций являются
ограничивающим фактором для пространственного раз-
212


мещения земных станций и спутников на геостационар­
ной орбите. Уровень таких помех зависит также и от
точности поддержания положения ИСЗ на орбите отно­
сительно номинального значения долготы. - По
существу­
ющим соглашениям точность положения ИСЗ на орбите
должна быть в пределах ±1°.
Перспективным направлением уменьшения уровнен
помех и соответствующего увеличения количества спут­
никовых линий радиосвязи, работающих в совмещен­
ных полосах частот, является улучшение направленно­
сти основного лепестка земных и спутниковых станций
при одновременном снижении уровней боковых лепест­
ков. Для той же цели перспективным является реше­
ние ВАКР-79 о необходимости повышения точности по­
ложения ИСЗ на орбите до значений не более ±0,1°.
При этом условии наименьшее угловое размещение
спутников связи на геостационарной орбите при работе
в совмещенных полосах частот может составлять 3°,
т. е . «емкость» этой орбиты возрастает до 120 ИСЗ,
космические липни связи которых электромагнитно со­
вместимы в заданном диапазоне частот.
Глава 5. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
Метод решения хорош, если с са­
мого начала мы можем предвидеть
и далее подтвердить это, — что, сле­
дуя этому методу, мы достигнем
цели
Лейбниц
5.1. РАСЧЕТ ЗАТУХАНИЯ СИГНАЛОВ
Решение задачи обеспечения ЭМС при действии меж­
системных помех связано с расчетами или частотного
разноса Д/Р при заданном расстоянии d между средст­
вами, или пространственного разноса d\> при заданном
Д/р, или величины Ld затухания сигнала при вариаци­
ях частот радиоканалов и соответственно расстояний.
Встречаются задачи обратного характера, когда при
213


заданных требованиях к величине затухания, рассчи­
танной из допустимого отношения (S//)BX, определяется
частотно-цространственный разнос.
Методы точных расчетов Ld, построенные на учете
большого числа ' факторов, связанных с различными
трассами и различными диапазонами частот, сложны, и
чтобы пользоваться ими, надо располагать обширными
материалами в области распространения радиоволн
(см., например, [139]). Однако специалисту в области
.ЭМС
необходимы упрощенные методы расчета, позво­
ляющие 'во многих практических случаях выполнить ин­
женерный анализ величины затухания сигнала на ти­
повых. трассах его распространения . С этой точки зре­
ния представляют интерес модели расчетов затухания
сигналов на различных, трассах от 1 МГц (или в ряде
случаев от 40 МГц) до 10 ГГц, построенные на теоре­
тических и эмпирических концепциях и позволяющие
находить удовлетворительные решения посредством про­
стых вычислений [140]. Принципы расчетов при поль­
зовании этими моделями в сокращенном виде излага­
ются в настоящем разделе.
Описываемые модели разделены на две группы по
признаку значения безразмерного параметра АД: моде­
ли с большим значением АД (например, 25) и модели
с малым значением (например, 0,5), где А — высота ан­
тенны и % — длина волны . В свою очередь каждая
группа моделей подразделяется на 3 вида моделей в
зависимости от расстояния между излучающей и при­
нимающей антеннами. При некоторых исходных усло­
виях существует промежуточная область, в которой
действуют обе группы моделей. При расчетах в этой
области пользуются той моделью, которая приводит к
более высоким значениям La.
А. Модели с большим значением ИД. На рис. 5.1
условно представлены три области распространения
радиоволн, учитываемые моделями- с большим значе­
нием АД (диапазон 40 МГц... 10 ГГц). Область I —
плоская поверхность, II — сферическая поверхность,
III—; тропосферное распространение радиоволн. По оси
абсцисс отложено расстояние d от источника излучения,.
Индексом dc$ обозначено начало области сферической
поверхности, где становится заметным эффект- дифрак­
ции радиоволн, d\ — расстояние, превышающее на 10%
величину t/сф (т. е. di—l,\dc$) и dTp— расстояние, на
214


котором становится заметным эффект тропосферного
рассеяния радиоволн. Индексом б/Св обозначено рас­
стояние (км), на которое радиоволны распространяют­
ся в условиях свободного пространства и которое мож­
но рассчитать из уравнения
где hi и h2 — высота передающей и приемной антен­
ны, м.
Рис. 5.1. К расчету средней величины затухания L сигнала с исполь­
зованием моделей с большим значением ЛД
При составлении моделей используют два вспомога­
тельных параметра:
л 2>08•108-Jen
/51\
•10’ —3,75rfCB;
V'
р=0,6-|-1,08- 10_8hih2f.
(5.2)
Здесь и при дальнейшем изложении f выражается в
мегагерцах; максимально возможное значение р=0,9;
максимально возможное расстояние di=0,99dCB.
Если произведение hih2f>A, то
di=l,lpdCD.
(5.3)
215


Если произведение h 1/22/^Л, то.
й=1,1М2^/3,47.105.
(5.4)
Если частота находится в пределах (40^f^
^160 МГц), то
dTp=dCB—48,3 lgf+163.
(5.5)
Если частота f>160 МГц, то
dTp=dcn—16,1 lgf-f-91,8.
(5.6)
Для условий распространения над морской поверх­
ностью и вертикальной поляризации, а также при рас­
пространении на большие расстояния
dTp=—4dCQ—129/4-406.
(5.7)
Пользоваться формулой (5.7) можно в пределах
40<f<255 МГц.
Следует заметить, что формулу (5.6) с константой
91,8 нельзя применять для оценки затухания в горной
местности. В этом случае лучшие результаты дает та
же формула, но с константой 48. Расчеты затухания в
горной местности представляют собой более сложную
задачу и требуют дополнительного анализа.
Затухание сигнала на- трассе распространения яв­
ляется -статистической величиной с логарифмически
нормальным распределением и в общем случае равно
сумме затуханий на отдельных участках. Обозначая
Рис. 5 .2. К расчету средней величины затухания £ сигнала с исполь­
зованием моделей с малым значением й/%
216


черточкой сверху средние значения затухания, можно
записать:
Ld~ •£пл-Ь'£сф_{ -£тр,
(^
*8)
где £пл — затухание в области плоской поверхности, дБ;
£сф — затухание в области сферической поверхности дБ;
£тр_ затухание в области тропосферного рассеяния дБ.
Если d^d\ и £сФ=-^тр=0, то
^=-^пл=Ьсв4-5,.
(5.9)
где £Св —затухание в свободном пространстве:
£CB=33+201gf+201gd.
(5.10)
Если
и £Тр=0, то
£^:=£сВ_|“5“|“£сф,
(5.11)
где
£сф=50(б/-di)-/(drP-di).
(5.12)
Если d^>dip и £Сф=50, то
L(Z=Lcb4"554“^tp»
(5.13)
где £Тр=20 lg(d/^Tp).
(5-14)
Зависимости (5.13) и (5.14) позволяют получить
результаты с ’приемлемой для практики точностью, ес­
ли расстояния не превышают 400 км..При необходимо­
сти повысить точность расчетов, а также при расчетах
на более дальние расстояния, можно воспользоваться
еще одной зависимостью, а именно:
Ьй==£св“Ь554~^ lg d/d^p,
(5.15)
в которой при l^d/dTp^4 х=20,
при 4<d/dTp<8 x=5d/drV
и при d/drp^S х=40.
Б. Модели с малым значением h/X пригодны для
диапазонов частот 1 ... 1000 МГц.
На рис. 5 .2 _приведена зависимость среднего значе­
ния затухания Е от расстояния, рассчитанная для част­
ного случая малого значения h/E при следующих
исходных данных: частота /=100 МГц, высота антенн
передающей и приемной /ii=/z2=6 м и горизонтальная
поляризация излучаемых волн. Как видно из рисунка,
трассу распространения радиоволн можно условно раз­
делить на три области; плоская поверхность (1), сфё-
217


рическая поверхность (II) и область тропосферного
распространения (III). Их границы отмечены следую­
щим образом: б/пл — начало области плоской поверхно­
сти (примерно 150 м от передающей антенны); б/Сф —
граница раздела между плоской и сферической поверх­
ностью; dTp — расстояние, на котором заметен эффект
тропосферного распространения. Для каждой области
составляется своя модель расчета.
Параметр Ло для вертикальной* поляризации волн
Таблица 5.1
Тип поверхности
lg Ло (Ло о метрах)
1МГц<f<20МГц
20МГц f<1000МГц
Морская поверхность
Болотистая почва
„Средняя” почва
Степь
Сухая почва
-1,6 Igf+4,69
2,0 lg f +3,98
-2,0 Igf +3,61
—2,01g f +3,55
2,0 lg f +3,48
— 2,1 Igf+5,34
—1,6 lg f. +3,46
-1,33 lg f +2,74
- 1,33 Igf+2,68
— l,331gf+2,61
♦ Предполагается, что при горизонтальной поляризации Ло=О.
Предварительно рассчитывают «эффективную высо­
ту» h' каждой из антенн (передающей и приемной),
пользуясь данными табл. 5.1 и зависимостью
h' = ЖЧ-/ггп.
где ho — параметр минимальной эффективности высоты
антенны и hn — высота точки питания антенны над зем­
лей.
Затем определяют расстояния, по формулам:
lg <U=lg f+0,75 lg Я'^'2-3,92;
(5.16)
dc4,= l,29/]/T (для f<100 МГц)
(5.17)
или
^=59,9/^ (для f> 100 МГц).
(5.18)
Расстояние dTP определяют по формулам (5.5), (5.6)
и (5.7).
Формулы для определения расстояний справедливы,
если ^пл^^сФ'И d^d^,
213


Формулы для определения затухания Ld раЗлйчйЫ
для каждой из областей, представленных на рис. 5 .2 .
Для области, в которой d^^Zd^d^,
Ld=Hl—151g /1'1/1'2+40 lg d.
(5.19)
Для области, в которой d^^Zd^d^,
Ld
+
(5.20)
Здесь затухание £Сф определяют Либо по формуле
(5.19) при d—d^ либо по формуле (5.22). Значение
коэффициента М определяется ниже.
Для области, в которой d>d^,
lg rf/i/тр,
(5.21)
где LTP — среднее значение затухания, рассчитанное по
формуле (5.20) при d—d^p.
В тех случаях, когда hr^>h2 и dnil^d^d^, затуха­
ние определяют по формуле
£d=l 11—10 lg h'\—20 lg /1'2+40 lg d.
(5.22)
Если расчеты по формуле (5.22) приводят к пре­
дельным данным, то следует пользоваться форму­
лой (5,19).
Коэффициент М зависит от частоты, типа поверх­
ности и поляризации. .Для морской поверхности и вер­
тикальной поляризации
M = 0,05]/f для 1 МГц</<10 МГц и
М=0,5 lg f—0,35 для 10 МГц</^100 МГц.
Для влажной почвы и вертикальной поляризации
M=0,251gf+0,06 для 1 МГц^/^10 МГц.
Для других видов поляризации и типов почвы мож­
но считать, что М=0,143 . При всех условиях мак­
симальное значение коэффициента М не превышает 0,5.
В. Модели с промежуточным значением h/X.
В этих случаях следует, пользоваться моделями и с боль­
шим л малым значениями ЛД и принимать решение в
соответствии с той моделью, которая дает большее за­
тухание Ld. При этом в зависимости от расстояния мо­
жет оказаться справедливой та или другая модель.
Например, при /=100 МГц и /ii=/i2=30 м на расстоя-
219


ййях до 46 км более правильные результаты даёт мо­
дель с малым /отношением /г/%, а на расстояниях, пре­
вышающих 48 км, — модель
с большим отношением
/г/%.
Статистическая обработка результатов расчета на
основе' описанных моделей и практических измерений
затухания Ld позволила определить стандартное откло­
нение о расчетных-данных в зависимости от частоты f
излучаемых сигналов (табл. 5.2).
Таблица 5.2
Стандартное отклонение расчетных данных затухания
Продолжение табл. 5 .2
f, МГц
1...20
20...100
100...200
200...400
о, дБ
6,5
51gf
13 Igf—16
14
■
f, МГц
400...600
600- .,1000
1000... 10 000
дБ
-20 lg f 4-65
10
8 Igf -14
Математические ожидания в расхождениях между
расчетными и экспериментальными данными характери­
зуются, например, следующими цифрами: от 0,5 до
1,7 дБ при малых отношениях /г/% (диапазон 20...
. .. 100 МГц) и от 0,3 до 4,0 дБ при больших отноше­
ниях h/K (диапазон 910.. .9190 МГц).
Авторы описанных моделей отмечают, что расчет мо­
жет приводить к значительным ошибкам в следующих
случаях: если существуют условия- прямой видимости
на большом расстоянии (антенна размещена выше
предметов окружающей местности); если антенны раз­
мещены вблизи проводящих препятствий; если расчеты
затухания /проводятся для условий гористой местности,-
В последнем случае, как известно, все модели дают
большие погрешности, например о>20 дБ. К этому до­
бавим, что описанные типовые модели относятся к одно­
родным трассам без существенного влияния отражен­
ных волн. На практике встречаются трассы с многолу­
чевыми характеристиками из-за существенного влияния
отражений, например в городе или сильно пересеченной
местности. Для распространения УКВ в большом горо-
220


де хйрйкТерйо не только значительное затухание срай-
нительно с незастроенной местностью, но и значитель­
ная неравномерность напряженности поля по территории
города. Степень влияния отражений зависит от плотно­
сти застройки, расстояний между местом приема и бли­
жайшими зданиями, высоты зданий и дальности линии
связи. Вследствие этого аналитическое определение на­
пряженности поля оказывается весьма сложным.
При определении ЭМС подвижных РЭС связи в го­
родских условиях -важно накапливать и анализировать
сведения о статистических величинах напряженности
поля УКВ и ДМВ в зависимости от типа городской за­
стройки, например высокими или малоэтажными зда­
ниями, наличия и размеров незастроенных участков
(площади и парки) и т. д . Эксперименты показывают
большие изменения поля УКВ при перемещении под­
вижных средств относительно центральной станции, на­
пример с радиальной на поперечную улицу. Если эта
улица застроена зданиями средней высотности (5...9
этажей), то учитывают замирания сигнала до 7...
. .. 10 дБ; если расстояние увеличивается на 1 км, то
поле ослабляется на 1 дБ, и т. д . [128]. Важный для
эксплуатации таких средств экспресс-анализ ЭМО дол­
жен быть основан на достаточно простых методах рас­
чета, созданных по результатам обработки статистиче­
ских данных. |Отметим и необходимость разработки мо­
делей одновременного распространения двух и трех ме­
шающих сигналов с целью определения вероятности
возникновения иитермодуляцпонных помех в приемни­
ках упомянутых средств.
5.2 . ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТОВ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
При расчетах ЭМС РЭС в зависимости от постав­
ленной задачи различают 3 уровня ЭМС:
ЭМС между независимыми друг от друга системами
и подсистемами, обусловленная- межсистемиыми НЭМП
и параметрами ЭМС. устройств функционального назна­
чения, входящих в эти системы и подсистемы («межси­
стемная ЭМС»);
ЭМС между устройствами функционального назна­
чения, образующими систему, или между устройствами
комплекса средств в пределах замкнутого объекта,'об-
221


условленная внутрисистемными НЭМП и параметрами
ЭМС устройств (в том числе электронных и электротех­
нических) этой же системы («внутрисистемная ЭМС»);
ЭМС между компонентами, узлами и блоками; име­
ющими параметры ЭМС и входящими в одно устройст­
во функционального назначения, обусловленная НЭМП
внутри блока или между блоками этого же устройства
(«внутриаппаратурная ЭМС»).
Рис. 5.3. Основные направления теории и практики создания мето­
дов и способов обеспечения ЭМ.С
Расчеты каждого вида ЭМС имеют свои принципи­
альные особенности, которые будут рассмотрены ниже.
На рис. б .Зтюказаны основные направления созда­
ния методов и способов обеспечения ЭМС на всех сда-
диях «жизненного цикла» любого радиоэлектронного
средства начиная с этапа проектирования, а фактиче­
ски еще ранее — с этапа составления ТЗ на разработку
средства — и кончая этапом эксплуатации на всем его
протяжении. Это инженерные расчеты ЭМС и конст­
руктивные решения по обеспечению ЭМС, основанные
на организационных и технических мероприятиях и со­
ответствующей НТД. Важнейшей целевой функцией ме­
222


тодов и способов обеспечения ЭМС является выполне­
ние требований ЭМС в условиях эксплуатации средств,
что, однако, далеко не всегда с необходимой четкостью
формулируется в НТД.
Конкретные методы обеспечения ЭМС имеют свои
особенности для каждой системы, каждого устройства
и блока, что накладывает свой отпечаток на методы
расчетов ЭМС, вследствие чего нет общей методики
расчета, пригодной хотя бы для большинства случаев
обеспечения ЭМС. Поэтому в настоящем разделе не
представляется возможным изложить отдельные мето­
ды расчетов и приходится ограничиться описанием об­
щих принципов расчета ЭМС и общего’подхода к ме­
тодам расчетов межсистемной и внутрисистемной ЭМС.
5.2.1. ОБЩИЙ ПОДХОД
Прежде всего надо отметить, что предварительные
расчеты условий обеспечения ЭМС проектируемых или
эксплуатируемых средств являются обязательными, не­
смотря на возможную недостаточность их достоверно­
сти. Цель таких расчетов — определение «слабого зве­
на» в организационно-технических мероприятиях по
обеспечению ЭМС при поисках путей улучшения конст­
рукции и электрических параметров рассматриваемого
средства (на этапе его проектирования) или условий
его эксплуатации.
Исходные данные для расчета ЭМС содержат ин­
формацию о параметрах ЭМС источников помех и ре­
цепторов, а также об ЭМО, в которой должно работать
или работает рассматриваемое средство.
Источниками исходных данных являются:
техническое задание на реализацию параметров
ЭМС или технические требования к параметрам ЭМС
рассматриваемого средства и его компонентов;
НТД различного вида в области ЭМС — междуна­
родная, национальная и ведомственная;
*
результаты анализа ЭМО, в которой должно рабо­
тать или работает рассматриваемое средство;
результаты фактических измерений прототипов рас­
сматриваемого средства и вероятных источников помех
по их параметрам ЭМС;
дитература в области ЭМС,


Средн перечисленных источников исходных данных
большое значение имеет НТД, относящаяся к области
ЭМС. Очевидна необходимость выполнения требований
такой документации, особенно ее обязательной части.
Однако это еще не. гарантирует обеспечение ЭМС, по­
скольку требования НТД, с одной стороны, не охваты­
вают всех параметров ЭМС, а с другой — не всегда
учитывают конкретные условия ЭМО, поскольку разра­
батываются как универсальные. В литературе отмеча­
ется,. что
в ряде случаев требования к допустимым
уровням НЭМП не согласованы, с фактической воспри­
имчивостью средств и даже характеризуются излиш­
ним запасом по параметрам ЭМС или, наоборот, недо­
статочностью запаса, имея в* виду статистическую при­
роду НЭМП, Это указывает на необходимость дальней­
шего совершенствования требований НТД и расширения
области ее действия. Тем не менее, выполнение требо­
ваний .НТД надо рассматривать как основной шаг при
расчете ЭМС.
Недостаток, присущий многим исходным данным,
особенно относящимся к'параметрам ЭМС. ряда уст­
ройств, заключается в малом объеме статистической
информации. Это означает необходимость накопления
и статистической обработки соответствующих сведений,
а для осуществления расчетов с помощью ЭВМ — необ­
ходимость создания библиотеки данных, накапливаемых
с течением времени.
До начала расчетов целесообразно составить чагстот-
ную матрицу помех, в которой фиксируются частоты
(фактические и потенциальные) источников помех (по
одной координате) и рецепторов (по другой координате).
Такая матрица представляет собой формальный способ
регистрации всех возможных связей в парах «источник
помех — рецептор», позволяя разделить их на три груп­
пы: заведомо обеспеченная ЭМС, заведомо необеспе­
ченная ЭМС и промежуточная ситуация, при которой
необходимо уточнение возможности обеспечения ЭМС.
Составление частотной матрицы помех помогает рас­
членить общую задачу обеспечения ЭМС на частные
задачи, необходимые для решения- при разработке
средств или при их эксплуатации. Например, матрица
помогает выявить доминирующий" фактор, влияющий
на ЭМС средств, работающих при заданном частотно­
пространственном разносе, или обосновать необходи-
224


мость улучшения параметра ЭМС конкретного средст­
ва. Матрица может быть полезна на этапе частотных
присвоений, например при определении защитных отно­
шений.
Общий принцип расчета ЭМС рассматриваемых
средств заключается в разделении их на отдельные па­
ры «источник помех — рецептор» и в соответствующем
анализе условий, при которых исключается неприемле­
мое влияние помехи и обеспечивается ЭМС этой пары *.
Число пар определяется числом возможных связей меж­
ду отдельными устройствами или компонентами. Один
источник может влиять на ряд рецепторов и в то же
время один рецептор может находиться под влиянием
помех от ряда источников. Если помехи действуют по
одному и тому же каналу, то их необходимо суммиро­
вать по квадратичной формуле, что позволяет выявить
требования к допустимому уровню помех от каждого
источника. Особо следует рассматривать групповые воз­
действия передатчиков на один приемник, когда могут
возникать ннтермодуляционные помехи либо в прием­
ном, либо в передающем устройстве. Во всех случаях
необходимо определить каналы (пути) воздействия по­
мехи на рецептор.
* В литературе нередко говорится о «взаимовлиянии» устройств
и даже систем. На самом деле «взаимности» здесь нет, а есть лишь
влияние одностороннего характера источника помех на рецептор.
15—3426
225
К общим принципам расчета ЭМС следует отнести
и необходимость учета временного разноса в системах
с дискретизацией времени передачи сигнала. Это отно­
сится как к случаю работы средств в совмещенном кана­
ле (см. § 1.3), так и к случаям влияния помех по по­
бочным каналам приема и каналам блокирования, ин­
термодуляции и перекрестных искажений. Учет дискрет­
ности сообщений и соответственно их длительности и
пауз позволяет определить вероятность поражения по­
лезного сигнала такими помехами, которая принципи­
ально должна быть меньше вероятности поражения р
случае непрерывной работы средств. Например, возник­
новение интермодуляционных помех в приемнике зави­
сит не только от вероятности совпадения частот двух и
более мешающих сигналов с частотами интермо,цуляци-
онных каналов приема (см. разд . 3 .3 .4), но и от веро­
ятности совпадения во времени работы средств, созда­


ющих интермодуляцию [151]. Расчет вероятности по­
мех в системах с дискретизацией времени передачи
сигнала базируется на теории совпадения случайных по­
токов, сигналов [152, 153].
Поток дискретных сообщений, т. е. их последова­
тельность во времени, характеризуется его интенсив­
ностью (числом сообщений в единицу времени) и ста­
ционарностью или нестационарностыо. При стационар­
ном потоке его интенсивность, например в системах
автоматизированного управления, равна среднему числу
сообщений в час и является постоянной величиной, зна­
ние которой позволяет рассчитать с достаточной точ­
ностью вероятность помех в системе.
При нестационарном потоке дискретных сообщений,
например в системах радиосвязи с подвижными средст­
вами, интенсивность потока характеризуется нерегуляр­
ностью и является случайной величиной, зависящей от
ряда факторов, в том числе от начала отсчета времени.
Если принять, что в рассматриваемых системах нет при­
оритета какому-либо источнику дискретного сообщения,
то поток считается ординарным. Для расчета вероятно­
сти помех в системах с нестационарными ординарными
потоками необходимо знать характерную для конкретной
системы статистическую величину интенсивности потока
дискретных сообщений. При малой интенсивности пото­
ка вероятность возникновения помех, например, из-за
блокирования и интермодуляции, а также при работе
на совмещенных частотах будет невелика. При этом ус­
ловии заданная величина сбоя (или достоверности при­
ема полезного сигнала и соответственно ЭМС рассмат­
риваемых средств) может обеспечиваться при меньших
значениях частотно-пространственного разноса по срав­
нению с условиями непрерывной работы передатчиков
сообщений. С увеличением , интенсивности потока учет
дискретности сообщений приведет к уменьшенным зна­
чениям выигрыша в частотно-пространственном разносе
средств, а при очень большой интенсивности потоков
выигрыш по сравнению с условиями непрерывной рабо­
ты передатчиков на излучение может полностью отсут­
ствовать. По некоторым данным в подвижных системах
радиосвязи при таких расчетах можно считать, что дли­
тельности дискретных сообщений и.паузы между ними
подчиняются экспоненциальному закону распределения
вероятностей [154].
226


К общим принципам расчета ЭМС надо отнести так­
же и выбор расчетного запаса в допустимом отношении
сигнал-помеха, имея в виду статистический характер
изменения величин полезного сигнала и помехи. Из на­
копленного опыта можно сделать вывод о целесообраз­
ности запаса в 6 дБ, полагая, что при расчетах исполь­
зуются медианные значения уровней сигнала и поме­
хи [3].
5.2.2. РАСЧЕТ МЕЖСИСТЕМНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
Межсистемные НЭМП проявляются в виде электро­
магнитного поля, созданного источником мешающего
сигнала (передатчиком) и влияющего через антенну на
приемное устройство или помимо антенны на другие
виды рецепторов. Первый шаг расчета, как. уже упоми­
налось,— составление частотной матрицы помех на базе
исходных данных о параметрах ЭМС источников (в том
числе потенциальных) мешающих сигналов и рецепто­
ров. В матрице учитывают частоты возможных излуче­
ний мешающих сигналов (§ 3.2) и возможных каналов
приема (§ 3.3), причем каналы приема необходимо учи­
тывать в полосе частот от частоты настройки приемника
до ослабления преселектором в обе стороны не менее
чем на 60 дБ, а с учетом запаса (для расчетов)—не
менее чем на 80 дБ.
При этом рассматривают следующие варианты соче­
тания мешающего сигнала и рецептора: частота основ­
ного излучения мешающего сигнала близка или совпа­
дает с частотой основного канала приема; частота ос­
новного излучения мешающего сигнала совпадает с
частотой одного из неосновных каналов приема; частота
неосновного излучения мешающего сигнала совпадает с
частотой основного или неосновного канала приема; при
направленных антеннах главные лучи передающей и
приемной антенн совпадают или имеют расхождение на
некоторый угол; боковые и задние лепестки передаю­
щей антенны (мешающий сигнал) совпадают с главным
лепестком приемной ^антенны или с ее боковыми и зад­
ними лепестками.
После выявления фактических или потенциально не­
совместимых пар «источник помех — рецептор» прово­
дят энергетический расчет межсистемной ЭМС для
каждой пары, указанной в матрице. При этом разли -
>5*
227


ЧЗЮТ ДВЗ СЛуЧЗЯ: Агакс<^/пор И /макс^/пор, ГДв /макс
максимальная мощность мешзющего сигнзла на входе
приемника; /пор — пороговая мощность мешающего сиг
*
нала, при которой в тракте ВЧ приемника возникают
нелинейные процессы. В случае /Макс</пор можно вос­
пользоваться расчетной формулой (4.1), представив ее
для средних значений рассматриваемых величин в сле­
дующем виде (в децибелах):
Л. =Р,+G,+Gr -Ld-7Р-ГАфу, (5.23)
где /м — мощность мешающего сигнала, дБмВт.
Эта формула отличается от формулы .(4.1) наличи­
ем слагаемого Аафу, характеризующего потери мешаю­
щего сигнала в антенно-фидерном устройстве. Однако
если по этой же формуле рассчитывают уровень полез­
ного сигнала в предположении, что рР=0, то при опре­
делении результирующего отношения сигнал-помеха
слагаемое Аафу можно 'не учитывать, поскольку по­
тери одинаковы для полезного и мешающего сигналов.
В случае применения ненаправленных антенн Gt=Gr=
=0. В распространенном случае применения верти­
кальной тонкой антенны высотой К/4 ее средний коэф­
фициент усиления G на частоте настройки принимают
равным 1,3 дБ относительно изотропной антенны. Если
в рассматриваемой системе реализуются преимущества
поляризации волны полезного сигнала, то _в правую
часть формулы (5.23) добавляют слагаемое £Пол, выра­
жающее потери мешающего сигнала из-за различия
поляризации.
Для дальнейшего ■ расчета необходимо знать энерге­
тический спектр мешающего сигнала /м в виде зависи­
мости мощности его боковых составляющих от частот­
ного разноса Afp между полезным и мешающим сигна­
лами. Определив среднюю мощность мешающего сигнала
7М по формуле (5.23), далее вычисляют мощность
помехи Д/\ действующую в тракте ПЧ приемника,
пользуясь формулой (4.2).
Конечная цель расчета — вычисление допустимого
отношения сигнал-помеха на входе приемного устройст­
ва. Как показано в § 4.1, это отношение определяют
с учетом собственного шума N устройства. Если же
учесть, что ЭМО зависит еще и от некоторого «средне-
228


го фона» индустриальных радиопомех, то к величине No
(дБ) надо добавить «средний фон» индустриальных по­
мех Fa (дБ), значения которого можно заимствовать,
например, из рис. 4.7 и 4.8. В других случаях, когда
значителен средний уровень атмосферных помех, пре­
вышающий средний уровень индустриальных помех, не­
обходимо воспользоваться данными, представленными,
например, на рис. 2 .2. Это значит, что допустимая мощ­
ность мешающего сигнала, при которой обеспечивается
ЭМС рассматриваемых средств, в общем случае вычис­
ляется из отношения сигнал-помеха, равного
/S4-.V4-Fa + / \
IЛ/
/
\ vIгаТ/ /вых
Если в результате расчета оказывается, что /м>7Доп,
то прибегают к организационным методам обеспечения
ЭМС путем изменения частотно-пространственного раз­
носа между средствами. С этой целью проводят пере­
расчет, например, при увеличенном расстоянии между
средствами, что соответствует увеличению затухания
Ld. Сравнение результатов расчетов при нескольких ва­
риантах исходных данных позволяет выбрать вариант,
при котором обеспечивается ЭМС рассматриваемых
средств. Ввиду трудоемкости расчетов целесообразно
пользоваться вычислительными средствами.
Другой случай расчета межсистемной ЭМС соответ­
ствует превышению мешающим сигналом порогового
уровня: /макс>/пор. Исходной формулой для расчета в
этом случае также является'.зависимость (5.23), к пра­
вой части которой добавляется положительная величи­
на /пор (дБ). Она должна входить в состав исходных
данных в различных значениях в зависимости от вос­
приимчивости устройства к мешающему сигналу по со­
седнему каналу, комбинационным каналам, каналам
блокирования, перекрестных искажений и интермодуля­
ции. Частоты таких каналов приема должны быть рас­
считаны при составлении матрицы помех в соответст­
вии с известными методами расчета.
При энергетическом расчете ЭМС в случае 1^акс^>
>/пор необходимо уточнить значение /Пор для опреде­
ления допустимой мощности мешающего сигнала, дей­
ствующего в конкретном неосновном канале приема. В
качестве примера рассмотрим случай возникновения
интермодуляции в приемнике. В НТД указано, что ин-
229


тер модуляционная помеха регистрируется при уровне,
равном чувствительности приемника, и от этого уровня
отсчитываются порог и динамический диапазон интер­
модуляции. Но в таком случае минимальный уровень
полезного сигнала должен превосходить интермодуля­
ционную помеху, например в связном приемнике по
крайней мере на 10... 12 дБ. Если же полезный сигнал
по своему уровню должен соответствовать чувствитель­
ности приемника, то соответственно должен быть сни­
жен порог /пор, что легко определить экспериментально.
Расчет межсистемной ЭМС особенно усложняется в
подвижных радиослужбах, средства которых могут
функционировать на изменяющихся расстояниях друг
от друга и при случайном характере совпадения сеан­
сов работы. Если средства работают на соседних кана­
лах или на одном и том же канале при повторении
присвоенных частот, то при значительных расстояниях
между ними велика вероятность первого случая расче­
та межсистемной ЭМС (/Макс</пор), а при малых рас­
стояниях велика вероятность второго случая (/макс>
>/пор), когда необходимо учитывать такие параметры
ЭМС, как шумовые излучения передатчиков, блокиро­
вание полезного сигнала и интермодуляции в прием­
нике.
В целом определение межсистемной ЭМС средств
подвижной радиослужбы представляет собой сложную
статистическую задачу.
5.2.3. РАСЧЕТ ВНУТРИСИСТЕМНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
Внутрисистемные НЭМП проявляются в виде элек­
тромагнитного поля, поля индукции и кондуктивных
помех и действуют от источников средств комплекса
помимо антенны или через антенну приемного устройст­
ва, а также в виде кондуктивных помех в цепях пита­
ния и в монтажных проводах. Обеспечение внутриси­
стемной ЭМС достигается комплексом мероприятий, ко­
торые в зависимости от вида НЭМП имеют различный
характер.
При действии мешающих ■ сигналов через антенну
расчет ЭМС начинают с составления частотной матри­
цы, в которой учитывают все виды неосновных излуче­
ний передатчиков рассматриваемого комплекса средств
и все основные и неосновные каналы приема приемни-
230


ков в полосе ВЧ тракта с ослаблением по меньшей ме­
ре 0=80 дБ. Особо рассчитывают возможные сочета­
ния частот, при которых возникает интермодуляция в.
приемнике, например сочетания частоты основного из­
лучения одного из передатчиков и гармоники другого.
Аналогично рассчитывают и заносят в матрицу интер­
модуляционные излучения двух и более передатчиков.
При назначении частот средствам одного и того же ком­
плекса должны быть исключены непосредственные сов­
падения частот основного излучения любого передатчика
с полосой основного канала приема любого приемника
комплекса. Это требование обычно выполняется в
штатных средствах комплекса, вследствие чего действие
мешающих сигналов через антенну проявляется по неос­
новным каналам приема, начиная с ближайшего сосед­
него канала. Заметим, что при добавлении нового сред­
ства в штатный комплекс необходим тщательный пере­
смотр частотной матрицы во избежание нарушения ЭМС
комплекса.
Для энергетического расчета необходимо знать ве­
личины всех сочетаний КЗМА (п. 3.3.5). Каждое зна­
чение КЗМА фактически включает затухание мешаю­
щего сигнала в пространстве между антеннами, эффект
направленности антенн по отношению друг к другу, за­
тухание в трактах АФУ и поляризационные потери. Как
отмечалось, в некоторых случаях КЗМА можно вычис­
лить с приемлемой точностью, пользуясь приближенны­
ми эмпирическими формулами. Однако практика обес­
печения внутрисистемной ЭМС показывает целесообраз­
ность экспериментального определения КЗМА, особенно-
для сомнительных случаев, когда предполагают, что эта
величина может быть недостаточной. Если известны
КЗМА и разнос частот AfP между мешающим и по­
лезным сигналами, то уровень полезного сигнала мож­
но определить, зная уровень мешающего сигнала (в де­
цибелах) :
IM==Pt
Рр Лор,
(5.24}
где Pt — излучаемая мощность мешающего передатчи­
ка; k3 — коэффициент затухания между антеннами
(КЗМА); рР — ослабление мешающего сигнала за счет
разноса частот; Лор— пороговое значение мешающего
сигнала, при котором в рассматриваемом приемнике
возникают нелинейные процессы (в зависимости от ха-
231


рактера процесса значение /пор может быть различ­
ным) .
Если в результате окажется, что /М>/Доп, то обес­
печить ЭМС можно или .’за счет увеличения КЗМА, что
приводит к новым конструктивным решениям при раз­
мещении антенн, или за счет увеличения Д/р, что при­
водит к новым организационным решениям при выборе
рабочих частот. Могут быть и частные решения в зави­
симости от условий действия мешающего сигнала. На -
Рис. 5.4. Спектры импульсов полезного сигнала (/) и мешающего
сигнала до (2) и после (3) бланкирования
пример, внутрисистемная ЭМС сложного комплекса мо­
жет зависеть от влияния на приемник РЛС мешающего
сигнала другой РЛС, работающей в одном из соседних
каналов. Уменьшить или исключить это влияние можно
посредством известных устройств бланкирования, пре­
рывающих цепь полезного сигнала в приемнике РЛС на
время действия импульса мешающей РЛС. В качестве
иллюстрации на рис. 5.4 показ а ьГ эффект бланкирова­
ния в приемнике обзорной РЛС (аэропорт Лос-Андже­
лес, США [141]); из рисунка следует, что мешающий
импульс может быть ослаблен почти на 40 дБ.
В тех случаях, когда внутрисистемная ЭМС зависит
от кондуктивных помех, необходимо определить их уров­
ни как от регулярно действующих источников, например
преобразователей напряжения, так и от переходных
процессов в сетях питания при коммутации нагрузки.
232


Измерения кондуктивных помех следует проводить в
комплексе средств в условиях, близких к эксплуатаци­
онным, поскольку поблочное измерение помех от от­
дельных источников (например, при выпуске последних
на заводе-изготовителе) не отражает действительных
условий распространения помех, например в самолетной
бортсети. Кроме того, пиковая энергия переходных про­
цессов зависит от параметров коммутируемой нагруз­
ки, внутреннего сопротивления источника питания и па­
раметров распределительной сети.
'Раза
вторичная обмотка
силового трансформатора
Рис. 5.5. К пояснению принципа измерения кондуктивных помех в
силовой сети питания:
а — упрощенная схема трехфазной сети; б — эквивалентная схема внутренних
сопротивлений однофазной сети; в —схема измерений симметричной и не­
симметричной составляющих помех в однофазной сети: /?1-100 Ом; J?i=300 Ом
В качестве примера внутрисистемных кондуктивных
помех рассмотрим широко распространенную однофаз­
ную сеть (осветительную или силовую), являющуюся
частью трехфазной сети (рис. 5 .5,а). При наличии ис­
точников помех различие в нагрузках на каждую фазу
" трехфазной сети приводит к несимметричным токам по­
мех в общей нейтрали сети. Следовательно, хотя нейт­
раль такой сети заземлена, тем не менее /нейтр^О
(рис. 5 .5,6). Значения и 4 в зависимости от нагрузки
233


могут изменяться в широких пределах, причем 2ф>
>2нейтр. Поскольку сеть в целом (рис. 5 .5,а) не сба­
лансирована относительно земли, то возникающие в ней
напряжения помех имеют симметричную Us и несиммет­
ричную Uu составляющие. Согласно рекомендации
СИСПР [142] эти составляющие измеряют по схеме
рис. 5.5,в. Излучение симметричной составляющей тока
в двухпроводной линии мало и помехи излучаются не­
симметричной составляющей тока.
5.3. О ВНУТРИАППАРАТУРНОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ
Понятие «внутриаппаратурная ЭМС» соответствует
задаче обеспечения совместной работы компонентов и
узлов внутри отдельного аппарата или совместной ра­
боты нескольких блоков, образующих функциональное
устройство. Эта задача решается при разработке и про­
изводстве таких изделий. Примерами внутриаппаратур -
ного источника НЭМП могут служить встроенный в ап­
парат вторичный источник питания, особенно импульс­
ный (см. § 5.4), генератор тактовой частоты, используе­
мый в схеме аппарата, и |др. Возникающие при этом
помехи могут быть кондуктивными и излучаемыми. Не­
обходимость в компактном размещении компонентов
(блоков) устройства приводит к повышению их воспри­
имчивости к помехам по сигнальным цепям, проводам
питания и цепям заземления. Функциональный узел с
высоким входным сопротивлением может явиться при­
мером элемента с повышенной восприимчивостью к по­
мехам.
В учебной литературе рассматриваются способы ос­
лабления влияния помех путем уменьшения паразитных
«емкостных и индуктивных связей между элементами
•аппарата, экранирования элементов и блоков, примене­
ния различных фильтров и прочее [148, 149]. Однако
при современной направленности конструирования РЭА
и ЭВА из готовых микросборок БИС, БГИС и других
изделий электронной техники методы и способы обеспе­
чения внутриаппаратурной ЭМС приобретают особый
характер. Повышение интеграции элементов в единице
объема и, как следствие, уменьшение расстояний между
элементами и проводниками, применение многослойных
печатных плат, возрастание паразитных связей и влия-
234


ние переходных процессов в цепях питания, увеличение
быстродействия микроэлектронных схем, усложнение
компоновки микросборок в приборе и другие факторы
во многих случаях приводят к возрастанию влияния,
внутренних помех и к необходимости нового подхода к
внутриаппаратурной ЭМС. Опыт в этой области еще
недостаточен, но в литературе [150] отмечается круг
задач, требующих соответствующих решений, а именно:
создание методологии конструирования микросхем,
пригодных для работы при воздействии внутренних и
внешних помех;’
разработка методов расчета и способов ослабления
НЭМП на устройства, выполненные на микросхемах с
учетом их внешних соединений (монтажных проводни­
ков) ;
разработка методов и способов измерений ЭМС
устройств, выполненных на микросхемах, в том числе
с учетом возможного воздействия мощных импульсов,
от внешнего источника.
В связи с этим при проектировании блоков и
устройств необходимо выявлять восприимчивые к поме­
хам по цепи питания и по входу микросхемы и микро­
сборки, что особенно относится к элементам быстродей­
ствующей цифровой обработки сигналов. Использование,
например, наносекундных и пикосекундных импульсов,
приводит к необходимости учета волновых процессов,
вследствие которых даже небольшие по длине отрезки
проводников оказываются электрически длинными.
Влияние волновых сопротивлений и соответственно на­
личие отражений от ближнего и дальнего концов кабе­
ля (например, в цепи питания) приводят к возникнове­
нию внутренних помех, искажающих форму сигнала,
что может привести к сбою в цифровых устройствах.
Отметим также, что обычная практика конструиро­
вания печатных плат основана на топологических прин­
ципах. Однако с позиций обеспечения внутриаппаратур­
ной ЭМС эта практика должна быть расширена за счет
реализации соответствующих мероприятий, основанных
на расчетах уровней помех, возникающих в цепях пере­
дачи сигналов из-за рассогласования волнового сопро­
тивления линии с сопротивлениями нагрузок. Вследст­
вие сложности расчетов помех, особенно при проекти­
ровании многослойных печатных плат, необходимо
пользоваться ЭВМ. С этой целью разработаны програм­
235


мы, позволяющие определить уровни возможных помех
во внутренних слоях многослойных плат в зависимости
от конфигурации печатных линий передачи сигнала, ко­
торые формируются в виде симметричных или несим­
метричных полосковых линий [156]. Малые затраты
времени на расчет по этим программам позволяют на­
ходить оптимальные варианты путем изменения пара­
метров линий передачи с учетом параметров импульс­
ного сигнала и помех.
Во многих случаях внутриаппаратурные помехи про­
являются в виде магнитной составляющей ближнего
поля. При этом важное значение приобретает выбор ти­
па соединительных проводников (кабелей) и определе­
ние точки заземления их экранов. Существенной и еще
не полностью исследованной задачей являются создание
Рис. 5.6. Частотная зависи­
мость затухания, вносимого по­
мехоподавляющим проводом
на1мдлины
метода анализа внутриаппа-
ратурных импульсных маг­
нитных полей и разработка
способов определения их
влияния. Перспективными
для такого анализа являют­
ся модели, построенные на
принципах электродина­
мики.
Перспективным также
является применение поме­
хоподавляющих экраниро­
ванных проводов, особенно
в цепях питания РЭА и
ЭВА. Их особенность состо­
ит в применении токопроводящей жилы из большого чис­
ла проводников, обвитых ферромагнитной проволокой, и
изоляции из композиционного материала с высокими
поглощающими свойствами. Частотная характеристика
затухания, вносимого таким проводом, приведена на
рис. 5 .6 [157].
5.4. НЕКОТОРЫЕ СПОСОБЫ ПОМЕХОЗАЩИТЫ
Применение помехоподавляющих фильтров — основ­
ной способ ослабления кондуктивных помех. При выбо­
ре таких фильтров можно пользоваться типовыми реко­
мендациями [108]. Принцип их действия основан на
отражении электромагнитной энергии от реактивных
элементов и поглощении энергии в ферромагнитных
236


сердечниках индуктивностей и диэлектрике конденсато­
ров (отражательно-поглощающие фильтры). В то же
время эти фильтры не должны вносить существенные
потери энергии в цепи питания, полезных сигналов и
сигналов управления.
Помехоподавляющий фильтр ППФ включают как
можно ближе к источнику помехи ИП на пути ее рас-
Рис. 5.7. Схема включения помехоподав­
ляющего фильтра
пространения к рецептору Р (рис. 5 .7). Эффективность
фильтра характеризуется параметром АВн=СЛ—Uz (дБ),
который выражает вносимое фильтром ослабление на­
пряжения помехи в месте ее влияния на рецептор *.
Величина Двн зависит прежде всего от схемы фильтра.
Простейший фильтр с 4вн=1О...2О дБ — это конденса­
тор емкостью от 0,01 мкФ и более, подключенный к за­
жимам источника, или Г-образное (Т-образное) звено.
Сложный многозвенный фильтр имеет ДВн=60...
. . . 100 дБ в защищаемой полосе частот.
* При
измерении Лвп пользуются стандартным методом
(см. п. 3 .4 .2).
При выбранной схеме фильтра величина Двн зависит
от условий включения фильтра. Например, Г-образное
звено с комплексными сопротивлениями ZL и Zc его
элементов имеет параметр (в децибелах)
^Вн==201g 2/+zu
”1"
H
) • (5-2^)
причем Лвн тем больше, чем больше L н С звена, пол­
ное внутреннее сопротивление Zi источника помех и
полное внутреннее сопротивление ZH нагрузки. В усло-
237


виях эксплуатации средств Z/ и ZH могут оказаться
небольшими, что снизит, эффективность фильтрации.
При Zj> 150 Ом фильтр может иметь емкостный вход,
но величина емкости не может быть большой, если ис­
точником помех является сеть питания переменным то­
ком. При Zi> 150 Ом вход фильтра должен быть ин­
дуктивным, чтобы не нагружать источник помех. При
Zi< 150 Ом фильтр должен быть многозвенным. Чтобы
обеспечить фильтрацию с высокой эффективностью, не­
обходимо знать действительные значения Z, при факти­
ческих нагрузках ZH в заданном диапазоне частот. В ре­
альных условиях загрузки источника питания значения
Zf и ZH могут изменяться в значительных пределах.
Например, увеличение нагрузки от 100 Вт до 10 кВт на
источник с напряжением 220 В приводит к изменению
(уменьшению) ZH в 100 раз (от 500 до 5 Ом). Кроме
того, в зависимости от реактивности нагрузки сопротив­
ления Zt- и ZH могут изменять свои частотные характе­
ристики и знак реактивности (п. 3 .4 .2).
В помехоподавляющих фильтрах используются кон­
денсаторы и дроссели особой конструкции. Их характер­
ная особенность заключается в том, что в широкой по­
лосе частот индустриальных помех они имеют неизмен­
ный характер своего сопротивления, а именно
емкостный (помехоподавляющий конденсатор) или ин­
дуктивный (помехоподавляющий дроссель). Этим они
отличаются от распространенных типов конденсаторов
и дросселей, применяемых, например, в фильтрах вы­
прямителей для сглаживания пульсаций и имеющих
резонансы на невысоких частотах. Так, бумажный кон­
денсатор емкостью 1 мкФ имеет резонанс примерно на
частоте 2,5 МГц и на более высоких частотах его со­
противление принимает индуктивный характер. Сопро­
тивление дросселя на частотах выше 1 МГц из-за меж -
витковой емкости имеет емкостный характер.
Помехоподавляющий конденсатор проходного типа
включается в разрыв помехонесущего провода. Его кон­
струкция характеризуется минимальной индуктивностью
выводов из-за того, что одна обкладка непосредственно
соединена с токонесущим проводом, а другая с корпу­
сом или фланцем, посредством которого конденсатор
крепится к заземленному шасси (рис. 5.8). В диапазо­
нах частот ниже 30 МГц применяют проволочные дрос­
сели с ферромагнитным сердечником и минимальной
238


межвитковой емкостью, а на более высоких частотах —
безвитковые дроссели с индуктивностью до нескольких
микрогенри в виде токонесущего проводника, окружен­
ного магнитопроводом из материала с высоким ц. На
сравнительно высоких частотах применяют проходные
Рис. 5 .8 . Проходной конденсатор:
а — конструкция; /—токонесущий стержень; 2 — крепежный фланец; 3 —
внешняя обкладка; 4 — изолятор; 5 — внутренняя обкладка, соединенная с
токонесущим стержнем; 6 — внутренняя обкладка, соединенная с внешней об­
кладкой; б — частотная характеристика полного сопротивления Z; / — бумаж­
ный конденсатор емкостью 0,05 мкФ с выводами длиной 6 мм; 2 —проходной
конденсатор той же емкости
фильтры (типа Б7, \р14, Б23) в виде П-образного звена
из двух цилиндрических проходных конденсаторов и
безвиткового дросселя (рис. 5 .9). Фильтр, встроенный в
разъем, состоит из безвиткового дросселя (ферритовая
трубка длиной до 12,7 мм надета на провод, подключен­
ный к штырьку) и конденсато­
ра (керамическая трубка с ме­
таллизированной поверхностью
надета на ферритовую трубку).
Величина Двн такого фильтра
при низкоомной нагрузке по-
мехонесущего провода приве­
дена в табл. 5.3.
Помехоподавляющие филь­
тры, подключаемые к зажимам
сети питания («сетевые фильт­
ры»), выбирают в зависимости
от требуемой величины ЛВц,
Рис. 5.9. Керамический про­
ходной фильтр:
/ — сегнетокерамическая труб­
ка; 2 —крепежный флакец; 3 —
внутренняя обкладка; 4 — внеш­
няя обкладка; 5 — безвитковый
дроссель; 6 — токонесущий стер­
жень
напряжения и частоты сети пи­
тания, рабочего тока, проходя­
щего через фильтр, и числа
фильтруемых проводов. Серий -
239


Параметр ADH проходного керамического фильтра
Таблица 5.3
Частота, МГн 0,01 0,1 1,0
10,0
100,0
500,0
-^ВН» ДЬ
2,5
20
40
52
56
70
но выпускаются фильтры следующих типов.
серия ФП—16 типов фильтров на диапазон частот
от0,15до1000МГц,рабочиетокиот1до70Аина­
пряжения от 250 до 1600 В при Авн=60 дБ;
серия ФБ— 4 типа на диапазон частот от 5 или
10МГцдо10ГГц,рабочиетокиот0,1до 100Аина­
пряжения от 250 до 500 В при ЛВн=80 дБ; число филь­
труемых проводов 16 или 4; серия характеризуется
уменьшенными массой и габаритами сравнительно с се­
рией ФП;
Таблица 5.4
Параметры фильтров серии ФПС
Тип
Число
прово­
дов
Рабочий
ток, А
Номиналь­
ное напря-
жеш!е, В
Аин, ДБ
on
Масса,
кг
0,5...1
ГГц
1...5
ГГц
5...10
ГГц
ФПС-1
1
10
250
40
40
40
0,2
ФПС-2
9
4
250
50
50
50
1,1
ФПС-3
1
40
500
—
40
50
1,0
ФПС-4
1
100
500
—
50
60
0,8
ФПС-5
4
40
500
—
30
40
6,0
серия ФПС — 5 типов; основные параметры приве­
дены в табл. 5 .4 . Эта серия предназначена для защиты
от помех в диапазонах СВЧ. Отражение энергии помех
обеспечивается за счет внутренних неоднородностей
фильтров, а поглощение — за счет активных потерь в
ферромагнитном наполнителе.
Указанные типы фильтров, в том числе и .серия ФП,
неэффективны на частотах помех менее 0,1 МГц (см.
п. 3.4 .2).
Помехоподавляющие фильтры рекомендуется уста­
навливать непосредственно на корпусе-экране, стенке
шкафа и т. д.
240


Одним из способов ослабления кондуктивных помех,,
возникающих из-за нестационарных процессов при
коммутировании нагрузки на сеть питания, является
применение искрогасительных цепей, шунтирующих
контактный промежуток или индуктивный элемент на­
грузки (или и то и другое вместе). Однако среди изве­
стных схем нет такой, которая была бы универсальной
для всех случаев коммутации [108]. Имеется множе­
ство схем помехоподавления с различной эффектив­
ностью, уменьшающих нестационарные токи и напря­
жения при размыкании и замыкании цепей питания;
эти схемы устанавливают на контакты реле, переклю­
чатели, пускатели и другие элементы, связанные с ком­
мутацией.
Среди источников внутрисистемных кондуктивных:
НЭМП большое внимание начинают привлекать им­
пульсные источники вторичного электропитания (ИВП),.
которые могут создавать помехи значительного уровня.
В ИВП нет громоздкого сетевого трансформатора,
вследствие чего их называют «бестрансформаторными»,
а преобразование энергии на вспомогательной частоте
(несколько десятков килогерц) происходит посредст­
вом ВЧ транзисторного преобразователя, переключае­
мого импульсами управления из закрытого состояния
в состояние насыщения и обратно. В процессе управле­
ния осуществляется и стабилизация выходного напря­
жения ИВП. Ввиду большой перспективности ИВП *
важно обратить внимание на их существенный недоста­
ток — повышенный уровень кондуктивных помех . Клю­
чевой режим диодов и значительные перепады напря­
жений на коллекторах транзисторов с длительностью
фронтов 1 ... 2 мкс приводят к импульсным помехам
значительной величины, проникающим в первичную
сеть питания и в цепи вторичного питания. При конст­
руировании ИВП необходимо учитывать импульсный
характер их работы, из-за которого возникают неста­
ционарные процессы в цепях, содержащих емкости и
индуктивности, и импульсные затухающие колебания
в паразитных контурах схемы.
* ИВП имеют массогабаритные показатели в 3 ... 4 раза лучше
и КПД на 20 ... 30% выше, чем обычные выпрямители. Их широкое
применение в различных устройствах и бытовой аппаратуре приве­
дет к значительной экономии стали, меди и электроэнергии при оцен­
ке в масштабах народного хозяйства страны.
16—3426
241


Путями распространения помех в ИВП являются,
например, контуры с силовыми проводами, емкости
между обмотками трансформаторов, монтажные емко­
сти, импедансы участков корпуса между точками «за­
земления на корпус». Все эти элементы тракта распро­
странения обладают импедансами, зависящими от ча­
стоты, а на достаточно высоких частотах начинают
проявляться распределенные значения реактивностей
этих элементов. Одним из основных путей переноса по­
мех из схемы ИВП в сеть первичного питания и на­
грузку является межобмоточная емкость ВЧ трансфор­
матора преобразователя и емкость между коллектором
силового транзистора и радиатором [155].
Для снижения уровня помех, помимо установки
фильтров на входе и выходе ИВП, применяют дополни­
тельные меры, например: включают RC цепочки парал­
лельно обмоткам трансформатора преобразователя,
чтобы снизить выбросы напряжения; ставят ВЧ дрос­
сели в цепь эмиттера транзистора преобразователя для
уменьшения крутизны нарастания коллекторного тока;
включают стабилитрон между эмиттером и кол­
лектором того же транзистора, чтобы ограничить
нарастание импульсного напряжения; применяют
тороидальные трансформаторы для уменьшения
индуктивности рассеяния; ставят экран из мед­
ной фольги между первичной и вторичной обмотками
ВЧ трансформатора и заземляют его первичную об­
мотку, чтобы снизить токи в паразитных контурах, в
которые входят межобмоточные емкости трансформа­
тора; ставят изолированный экран между коллектором
силового транзистора и радиатором и присоединяют
его к эмиттеру силового транзистора, чтобы уменьшить
паразитные токи через емкость коллектор — радиатор;
заземляют источник питания в общей точке на выход­
ной шине, к которой присоединены заземления корпуса
и экранов, полагая, что выходная шина находится под
нулевым потенциалом; скручивают провода, по которым
текут прямые и обратные токи.
В связи с изложенным следует заметить, что име­
ется опыт конструирования ИВП с КПД 70% и уров­
нем помех не выше действующих норм на индустриаль­
ные помехи [143]. Для ослабления помех используют
такие меры, как рациональное экранирование помехо­
образующих элементов, оптимальная компоновка узлов
242


устройства, увеличение длительности фронтов импуль­
сов, формируемых регулирующим элементом, за счет
токоограничивающих дросселей и шунтирующих RC
цепей. Например, применение токоограничивающего
дросселя в цепи регулирующего элемента приводит к
уменьшению уровня помех примерно на 3,5 дБ/мкГн
при снижении КПД на 1... 1,5%/мкГн и увеличении
объема ИВП (выполненного в микроэлектронном ис­
полнении) на 0,5... 1 %.
В связи с тем что в сложных радиоэлектронных
комплексах все более широкое применение находят
средства электронной автоматики и вычислительной
техники, обеспечение внутрисистемной ЭМС может
быть достигнуто только при реализации способов поме-
хозащиты этих средств. Еще нет государственных стан­
дартов на допустимую восприимчивость больших и ма­
лых ЭВМ, различных микропроцессоров и других
электронных устройств, используемых, например, в
бортовых комплексах, хотя необходимость в таких стан­
дартах велика, поскольку нормальное функционирова­
ние всех; видов ЭВМ может нарушаться помехами. Од­
нако действие помех на электронную технику еще не
изучено в должной мере и в этой области еще недоста­
точны соответствующие технические материалы.
В связи с этим определенное значение имеют
существующие материалы по защите средств цифро­
вой вычислительной техники [60], которые, хотя и от­
носятся к стационарным ЭВМ определенного назначе­
ния, но могут быть распространены на устройства
вычислительной техники (ВТ) других типов и назначе­
ний. В этих материалах имеются рекомендации по по -
мехозащите внешних соединений, применению сетевых
помехоподавляющих фильтров, требованиям к системе
заземления и др. Указывается на необходимость пред­
варительных испытаний ЭВМ на восприимчивость к
кондуктивным импульсным помехам с амплитудами в
несколько сот вольт (в зависимости от требований
к наработке в часах на один сбой), кондуктивным дли­
тельным помехам в сети питания (провалам и перена­
пряжениям) и на перерывы в подаче напряжения от
источника питания. Отмечается, что защитное заземле­
ние снижает помехозащищенность распределенных
комплексов устройств ВТ из-за неэквппотенциальности
точек заземления в результате чего могут быть отказы
16*
243


в работе ЭВМ. Приведены рекомендации по защите
устройств от длительных помех посредством стабилиза­
торов сетевого напряжения, буферных конденсаторных
батарей в цепях вторичного питания, мотор-генераторов
и электрохимических источников питания.
Рассмотрим еще некоторые практические способы
помехозащиты.
Скрутка монтаэкных проводов. Известно, что скрут­
ка прямого и обратного проводов приводит к уменьше­
нию магнитной индукции от этих проводов и уменьше­
нию восприимчивости их к магнитной индукции. Это
‘Объясняется тем, что напряжения, индуцированные на
'соседних участках
скрученных проводов, компенсиру-
лотся, поскольку они примерно одинаковы по величине.
1О3
10
W5
1О6
1О7 f, Гц
Рис. 5 .10 . Относительная восприимчивость к магнитному полю Н
•скрученных проводов
по сравнению с параллельными проводами,
размещенными на расстоянии 9 (/), 0,8 (2) и 0,13 мм (3)
но противоположны по знаку. Однако сведения о прак­
тических особенностях скрутки, например о степени
восприимчивости к магнитному полю в зависимости от
частоты, в известной литературе [114, 117] ограничены.
Вследствие этого представляет интерес публикация о
результатах сравнительных испытаний и расчетов па­
раметров скрученных монтажных проводов '[144], кото­
рые показали, что степень уменьшения восприимчиво­
сти скрученных проводов к магнитному полю зависит
от того, каковы особенности пары параллельных прово­
дов, с которой проводится сравнение. Если сравнение
лроводится с параллельными проводами, разнесенными
друг от друга примерно на 9 мм (рис. 5 .10, кривая 7),
то в диапазоне 60 Гц...60 кГц выигрыш в снижении
•восприимчивости скрученных
проводов к магнитному
полю Н достигает 54 дБ и при возрастании частоты на
244


декаду снижается на 20 дБ. Если параллельные прово­
да размещены близко друг от друга, то преимущество
скрутки значительно уменьшается, причем диапазон
частот, в котором имеется выигрыш, сокращается до
1...3 МГц (кривые 2 и <?). Примерно такие же пре­
имущества скрутки проявляются и в испытаниях про­
водов на излучение магнитного поля при их возбужде­
нии током 1 А и размещения антенны измерительного
прибора на расстоянии 1 м (ближняя зона). Те же ис­
пытания показали, что оптимальным шагом скрутки
можно считать 20... 25 витков/м, хотя этот оптимум
выражен не очень ясно. При проведении испытаний
считалось, что скрученные провода должны заземлять­
ся в, одной точке для обеспечения наибольшей компен­
сации магнитного поля в каждом витке. В целом мож­
но заключить, что на частотах выше 6...8 МГц скрут­
ка проводов не дает выигрыша.
Применение экранов. Известно, что наличие отвер­
стий и неплотных соединений в элементах экрана, на­
пример в кожухе прибора, снижает эффективность
экранирования. Однако сведения о степени влияния
Рис. 5 .11 . Зависимость эффективности экранирования стальным
экраном толщиной 3,2 мм от длины / щели шириной 1,6 мм на раз­
ных частотах поля помехи
245


различных видов отверстий и нарушений непрерывно­
сти экрана, особенно в зависимости от частоты излуче­
ния источника помехи, в известной литературе [148,
149] ограничены. Вследствие этого представляют инте­
рес результаты измерений ЭЭ в зависимости от разме­
ров продольных щелей и круглых отверстий в экране
в диапазонах 10 кГц... 10 ГГц [145]. Продольные ще­
ли могут образоваться, например, при сварке элемен­
тов экрана, а круглые отверстия необходимы, напри­
мер, при сварке элементов экрана, а круглые отверстия
необходимы, например, для улучшения теплообмена.
Рис. 5.12 . Зависимость эффективности экранирования стальным экра­
ном толщиной 3,2 мм от диаметра d круглого отверстия на разных
частотах поля помехи
Продольную щель можно рассматривать как волно­
вод прямоугольного сечения, в котором могут распро­
страняться волны электрического типа (Е-волны) с мо­
дами низкого порядка, например ТЕщ. Длина щели
может оказаться равной величине NK/2, где % — длина
волны и N — целое число . В этом случае щель излуча­
ет энергию, чтОхИ является причиной снижения ЭЭ.
Результаты измерений ЭЭ в зависимости от длины Z
щели и от диаметра d круглого отверстия приведены
246


Рис. 5.13. Зависимость сопротив­
ления Рп постоянному току про­
волочной прокладки между сочле­
нениями экранирующего кожуха
от давления р на прокладку до
(/) и после (2) действия «соляно­
го тумана»
на рис. 5.11 и 5.12. Как и следовало ожидать, увеличе­
ние размеров отверстий существенно снижает ЭЭ в
диапазонах СВЧ. Определенное снижение ЭЭ, особенно
при увеличении длины щели, имеет место и на самой
низкой частоте измерений 10 кГц. Поскольку на этой
частоте экранирование явно относится к магнитному
полю индукции, то это подтверждает известное поло­
жение о том, что нарушение непрерывности экрана
оказывает большее влияние на утечку энергии магнит­
ного поля по сравнению с электрическим.
Применение антикор­
розийных покрытий. Кор­
розия изменяет качество
поверхности механических
сочленений в элементах
конструкции аппарату­
ры — кожухах, кабелях,
разъемах, что может сни­
зить ЭЭ и нарушить вну­
трисистемную ЭМС. Кро­
ме того, коррозия нару­
шает непрерывность элек­
трического контакта в
стыках конструкционных
элементов и увеличивает
контактное сопротивле­
ние. Например, широко
применяемые в сочлене­
ниях кожухов прокладки
из проволочной сетки
при длительном воздействии влаги и особенно «соляно­
го тумана» значительно увеличивают свое контактное
сопротивление (рис. 5 .13), что может существенно
уменьшить ЭЭ кожуха.
Покрытие материала, используемого для сочлене­
ния, должно иметь стойкие антикоррозийные свойства.
С этой точки зрения представляют интерес результаты
испытаний материалов покрытий в среде с 95 %-й от­
носительной влажностью [146]. Для стальных сочлене­
ний наиболее целесообразным оказалось покрытие оло­
вом, не изменяющее величину ЭЭ, в то время как по­
крытие серебром приводит к увеличению контактного
сопротивления гк почти в 25 раз (от 0,05 до 1,2 мОм),
а покрытие кадмием на 66%. Для алюминиевых сочле­
247


нений в качестве покрытия следует использовать пла­
кированный алюминий (гк изменяется от 1,3 до 2мОм).
Для сочленений из меди стойким покрытием опять же
является олово (нет изменений), в то время как покры­
тие серебром приводит к изменению гк более чем в 100
раз (от 0,01 до 1,3 мОм), а покрытие кадмием в 2 раза
(от 1,4 до 2,7 мОм).
Высокие антикоррозийные свойства оловянных по­
крытий выявлены и при других испытаниях, когда по-
Рис, 5.14. Влияние коррозии на эффективность экранирования про -
кладкр-'из проволочной сетки
между сочленениями экранирующего
кожуха в зависимости от частоты поля помехи
крытия оловом сопоставлялись с покрытиями иридием,
кадмием и никелем. В литературе указывается, что в
требованиях на оборудование самолета F18 исключены
такие сочетания, как серебро — монель и серебро
—
алюминий в сочленениях экранирующих кожухов [147].
Там же приведены результаты испытаний влияния кор­
розии на ЭЭ прокладок из проволочной сетки
(рис. 5 .14).


Глава 6. ИЗМЕРЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ
В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ
Искусство измерения является мо­
гущественным оружием, создан­
ным человеческим разумом для про­
никновения в законы природы и
подчинения ее сил нашему господ­
ству.
Б. С. Якоби
6.1. СПЕЦИФИКА ИЗМЕРЕНИЙ
Техника измерений и испытаний (методы и средст­
ва) в области обеспечения ЭМС радиоэлектронных,
электронных и электротехнических средств значительно
отличается от распространенной (общего применения)
техники радиотехнических и электротехнических изме­
рений и испытаний. Соответственно здесь применяют
общие методы и средства измерений, в основном стан­
дартизованные, и специфические методы и средства из­
мерений, во многих случаях еще не стандартизованные.
Последним уделяется наибольшее внимание в настоя­
щей главе. Рассмотрим некоторые особенности измере­
ний в области ЭМС.
Широкий диапазон частот измерений. Например,
побочные излучения передатчика в общем случае изме­
ряют в пределах 0,1 ... 10 fo, где fo— частота основного
излучения. Аналогично в тех же пределах следует
контролировать восприимчивость приемного устройства,
считая, что fo — частота настройки основного канала .
Диапазон частот измерений индустриальных помех
должен быть от нескольких десятков герц до несколь­
ких гигагерц (современные требования), в то время
как сейчас распространены измерения в диапазоне
0,15... 1000 МГц. Параметры антенн следует измерять
в диапазоне нескольких октав (распространенная прак­
тика измерения — на основной частоте). Значения ве­
личин связи (или затухания) между близко размещен­
ными антеннами следует измерять также в широком
диапазоне частот. В целом считается, что диапазон
249


частот, в пределах которого могут проводиться измере­
ния в интересах обеспечения ЭМС различных техниче­
ских средств, простирается от 20 Гц до 40 ГГц [158].
Широкий динамический диапазон уровней сигналов
и помех, измеряемых одновременно и совместно (до
100... 120 дБ и более). Характерные примеры: измере­
ния уровней полезных и мешающих сигналов в радио­
электронном комплексе средств, содержащем' мощные
радиопередающие устройства; измерения шумовых из­
лучений передатчика с малым уровнем вблизи несущей
значительного уровня.
Разнообразие спектров измеряемых сигналов и по­
мех, например: непрерывные и дискретные, широкопо­
лосные и узкополосные спектры излучений радиопере­
дающих устройств; спектры помех от высокочастотных
и низкочастотных источников колебаний — синусо­
идальных, импульсных, шумовых, регулярных, редко­
импульсных.
Разнообразие методов измерений, например: изме­
рения радиочастотного поля сигналов и помех («поле­
вые измерения»); измерения поля индукции, созданного
помехами в ближней зоне; измерения в ВЧ трактах
передающего устройства, в том числе волноводных, где
возникает многомодовое распространение колебаний,
например гармоник передатчика в СВЧ диапазоне
(«трактовые измерения»); измерения индустриальных
помех различных видов в электрических цепях, в том
числе от нестационарных процессов в сетях электропи­
тания; измерения восприимчивости радиоэлектронных
и электронных средств к различного вида помехам; из­
мерения эффективности экранирования источников по­
мех и устройств, восприимчивых к различного вида по­
мехам. Особо надо отметить статистические методы
измерений.
Специфические средства измерений, например: изме­
рители индустриальных помех, в том числе измерители
низкочастотных помех; искатели помех; генераторы-
имитаторы импульсных помех, в том числе имитаторы
нестационарных процесов в сети электропитания; гене­
раторы стандартного сигнала повышенной мощности;
ВЧ усилители большой мощности (100 Вт и более);
анализаторы кратковременных индустриальных помех;
поглощающие клещи для измерения индустриальных
радиопомех; широкополосные направленные ответвите-
250


ли многомодовых СВЧ колебаний (селективные и сум­
марной мощности); специальные испытательные каме­
ры, например камера с ТЕМ-волной, камера из парал­
лельных проводящих пластин; подвижной комплект
измерительных приборов, приспособленный для работы
в полевых условиях и предназначенный для определе­
ния ЭМО и контроля параметров ЭМС различных тех­
нических средств; вспомогательные измерительные
устройства — токосъемники, согласующие трансформа­
торы и переходные устройства, эквиваленты сети
(дельтообразные и V-образные), эквивалент руки, эк­
виваленты нагрузок, измерительные фильтры.
Повышенные требования к стандартным средствам
измерения, например: повышенные требования к ГСС
в части стабильности и точности отсчета частоты, необ­
ходимые при измерениях восприимчивости приемников
к интермодуляционным помехам и избирательности по
соседнему каналу на частотах выше 100 МГц (если
ГСС не имеет синтезатора частоты); повышенные тре­
бования к измерительным приемникам в части ста­
бильности и точности частоты настройки приемника,
линейности его входного тракта и эффективности экра­
нировки, поскольку экранировка в 50 дБ (например, в
приемниках П5-3 и П5-4Б) недостаточна, если измере­
ния проводятся при наличии поля мощного мешающего
сигнала от близко расположенного передатчика.
Разнообразие методик, измерения. Методики изме­
рения (т. е . аппаратурная реализация метода измерения,
характеризующаяся определенной совокупностью и по­
следовательностью действий для получения результа­
тов измерения заданного параметра объекта), как пра­
вило, различаются в зависимости от поставленной за­
дачи. Например, метод измерения восприимчивости
имеет различные аспекты и большое число отличаю­
щихся друг от друга методик измерения в зависимости
от назначения объекта измерения, диапазона частот,
вида ЭМП (см. классификацию ЭМП по их видам,
§ 2.1) и других признаков. Аналогично методы изме­
рения параметров помех имеют свои аспекты и множе­
ство различных методик измерения в зависимости от
типа источника помех, диапазона частот, условий про­
ведения измерений (при реальной эксплуатации объек­
та, в экранированной камере, в стандартных условиях
измерительной площадки) и других признаков. Мето-
251


дики различаются также в зависимости от целесооб­
разности или необходимости измерения напряжения
посредством селективного вольтметра или тока посред­
ством токосъемника. При измерении напряжения помех
методики различаются в зависимости от измерения
значений квазипикового или пикового, действующего
или среднего уровня интенсивности ЭМП. Особо отме­
тим методики статистических измерений (§ 6.4).
Широкая сфера использования методов и средств
измерений. С помощью измерений, широко используе­
мых в области ЭМС, решают следующие основные за­
дачи: определение параметров и характеристик радио­
электронных, электронных и электротехнических уст­
ройств и их контроль на соответствие требованиям
стандартов ЭМС; поиск, обнаружение и анализ источ­
ников непреднамеренных ЭМП; определение ЭМО, в
которой работают радиоэлектронные и электронные
средства конкретного типа; определение степени ис­
пользования радиочастотного ресурса и фактической
загрузки радиоканалов; контроль технического состоя­
ния (технической диагностики) радиоэлектронных и
электронных устройств по их параметрам ЭМС; оценка
результатов испытаний отдельных устройств, систем и
комплексов на их соответствие требованиям к обеспе­
чению ЭМС.
Необходимость автоматизации средств и процессов
измерения. Измерения и испытания технических средств
и процессы контроля требований на соответствие стан­
дартам ЭМС как в условиях производства, так и в ус­
ловиях эксплуатации технических средств, очень тру­
доемки. Этим следует объяснить существующую в на­
стоящее время в мировой практике недостаточность
информации о статистических данных, относящихся к
помехам между системами и внутри систем, а также
к многочисленным параметрам ЭМС различных техни­
ческих средств. Поэтому насущной необходимостью яв­
ляется создание и применение автоматизированных
измерительно-вычислительных комплексов, обеспе­
чивающих обработку результатов измерений в удобном
для использования виде. Автоматизация сложных про­
цессов измерения в области ЭМС не только упрощает
измерения, но и повышает точность их результатов.
Подразумевается, что автоматизация измерительных
средств, применяемых в области ЭМС, должна отно-
252


ситься не только к сложным, например подвижным из­
мерительным комплексам, но и к отдельным измери­
тельным приборам, например анализаторам спектра,,
измерителям помех.
Необходимость метрологического обеспечения не-
стандартизованных средств измерения. Можно предпо­
лагать что при дальнейшем развитии практики обеспе­
чения ЭМС различных технических средств и повыше­
нии значимости задачи обеспечения ЭМС среди других,
задач радиоэлектроники ряд нестандартизованных
средств измерения будет стандартизован и иметь соот­
ветствующее метрологическое обеспечение. В настоящее
же время многие измерительные средства, применяе­
мые в области ЭМС, не стандартизованы, т. е . не пред­
назначены для серийного или массового изготовления.
Тем не менее в соответствии с требованиями ГОСТ
8.326—78 такие измерительные средства на этапах,
разработки, изготовления и эксплуатации должны
иметь метрологическое обеспечение.
Метрологическое обеспечение — это установление и
применение научных и организационных основ, техни­
ческих средств, правил и норм, необходимых для до­
стижения единства и требуемой точности измерений
(ГОСТ 1.25—76). По отношению к нестандартизован -
ным средствам измерения это означает необходимость
их метрологической аттестации, для чего должны быть
созданы рабочие эталоны измеряемых величин, образ­
цовые средства и поверочные схемы, обеспечивающие
передачу единицы измерения величины от образцового
к рабочим средствам измерения. Примеры: необходи­
мость метрологической аттестации генератора импуль­
сов, имитирующего нестационарные процессы в сети
электропитания, анализатора кратковременных инду­
стриальных радиопомех, направленных ответвителей
селективных (на отдельные типы волн) и многомодовой
мощности, токосъемников для измерения токов инду­
стриальных помех.
Необходимость более широкой стандартизации
методов, средств и методик измерений. Эта особенность
измерений в области ЭМС очевидна. Дальнейшая
стандартизация техники измерений будет способство­
вать повышению качества работ, направленных на
обеспечение ЭМС различных технических средств, при­
чем под «широкой стандартизацией» следует подразу-
253:


мевать разработку и внедрение не только государст­
венных стандартов, но и различной отраслевой и ве­
домственной НТД.
Измерения в области ЭМС характеризуются тремя
важнейшими аспектами — методами, методиками и
Рис. 6.1. Основные аспекты техники измерений и испытаний в об­
ласти ЭМС
средствами измерений (рис. 6.1), имеющими в этой
области помимо общих принципов и свои особенности.
Методы измерений, построенные на принятых моделях
реальных объектов измерений, разрабатываются в двух
направлениях:
в общем случае для измерения параметров ЭМС, в
254


том числе параметров НЭМП; спектров и интенсивно­
стей радиоизлучений, определяющих ЭМО в пункте
размещения РЭС; степени фактического использования
РЧР и контроля соответствия принятому распределе­
нию и присвоению частот радиоканалов; ЭМС систем
и комплексов средств;
в частных случаях для тех же измерений с исполь­
зованием автоматизированных средств, а также для
статистических измерений, в наибольшей степени отра­
жающих параметры реальных объектов (см. § 6.4).
Методы измерений разрабатываются либо на базе су­
ществующей НТД (национальной и международной),
либо с целью создания новой НТД. Разработка новых
методов измерений, например при расширении номен­
клатуры стандартизируемых параметров ЭМС, прово­
дится по результатам научно-исследовательских работ .
На базе существующих (или вновь разработанных}
методов измерений создаются конкретные методики из­
мерений, представляющие собой алгоритмы процедуры
измерения заданного параметра объекта, построенные
на применении конкретного типа средств измерения.
В большинстве случаев стандартизуются именно мето­
дики измерений с учетом имеющегося опыта по созда­
нию национальной и международной НТД, относящей­
ся к уже известным методикам измерения. Стандарти­
зация методик измерения позволяет получать
повторяемые и сопоставимые результаты измерений.
Технические средства измерений можно условно
разделить на пять групп:
стандартные средства (например, измерители ра­
диопомех), выполненные в соответствии с требованиями
национальной и международной НТД и применяемые
в регламентированных условиях измерения;
нестандартные средства, упоминавшиеся ранее, ко­
личество и типы которых сейчас увеличиваются;
специальное испытательное оборудование;
автоматизированные средства, значение которых
для области ЭМС повышается (перспективные сред­
ства) ;
средства технической диагностики, еще не нашедшие
широкого применения, но также перспективные.
Все перечисленные средства измерений должны
иметь метрологическое обеспечение в соответствии
с действующими стандартами.
255


6.2. НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
ИЗМЕРЕНИИ
6.2.1. ИЗМЕРИТЕЛИ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РАДИОПОМЕХ
Измеритель индустриальных радиопомех — это се­
лективный микровольтметр, для которого регламенти­
рована величина отношения синусоидального напряже­
ния к спектральной плотности напряжения импульсов
на входе, вызывающих одинаковое показание индика­
торного прибора. Измеритель содержит инерционные
детекторы и позволяет измерять напряжение, напря­
женность поля, ток и мощность индустриальных радио-
помех при использовании дополнительных устройств
(СТ СЭВ 1116—78). Распространенные в отечественной
практике измерители ФСМ-6 и ФСМ-8 (соответственно
на диапазоны частот 0,1 ... 30 МГц и 30 ... 1000 МГц)
построены на использовании селективных микровольт­
метров (соответственно СМВ-6 и СМВ-8), содержащих
инерционные детекторы, а именно, квазипиковый, пико­
вый и среднеквадратический. Выбор одного из этих
.детекторов
определяется задачей измерения. В отличие
от распространенны?; типов селективных микровольт­
метров, рассчитанных на измерение синусоидальных
•напряжений, микровольтметры типа СМВ рассчитаны
также и на измерение спектральной плотности импульс­
ного напряжения. При этом предполагается, что спектр
•измеряемых импульсов шире полосы пропускания мик­
ровольтметра, т. е. измеряемые индустриальные помехи
являются широкополосными (см. § 2.1).
Селективный вольтметр представляет собой супер-
.г етерод ин ный
приемник с высокой избирательностью.
Его отклик на широполосные импульсы (в частности,
длительность отклика) зависит от полосы пропускания
•и формы АЧХ тракта ПЧ, от постоянных времени за­
ряда и разряда нагрузочной цепи детектора вольтмет­
ра, а при малой частоте последовательности импульсов
^еще и от механической постоянной времени критически
демпфированного индикаторного прибора измерителя
индустриальных радиопомех. И, наконец, предполагает­
ся, что частота повторения импульсов измеряемого на­
пряжения во всех случаях меньше ширины полосы про­
пускания тракта ПЧ микровольтметра, вследствие чего
на выходе этого тракта колебания, созданные каждым
импульсом, не перекрываются. При этих условиях мо -
256


дуль спектральной плотности одиночного импульса,
т. е . амплитуда огибающей спектра, отнесенная к по­
лосе шириной 1 Гц, и модуль спектральной плотности
периодической последовательности импульсов (получен­
ной путем повторения того же одиночного импульса)
совпадают по форме, но отличаются только масштабом.
Это позволяет регистрировать- инерционным детектором
спектральную плотность импульсов в зависимости от
частоты их .повторения . Что же касается самой формы
спектра импульсов на выходе избирательного тракта
ПЧ измерителя, то она определяется формой АЧХ
тракта; если на входе тракта ПЧ спектр импульсов
равномерный и однородный, то тракт как бы «выреза­
ет» некоторую часть этого спектра.
Перечисленные особенности или, более точно, усло­
вия воздействия импульсов на измерительное устройст­
во позволяют регламентировать требования к измери­
телю индустриальных радиопомех, характеризующие
его качество, и обеспечивать метрологическое единство
измерения импульсных помех. С этой целью введены
понятия «амплитудное соотношение» и «импульсная ха­
рактеристика измерителя индустриальных радиопомех».
Амплитудное соотношение — это отношение средне­
квадратического значения синусоидального напряже­
ния, поданного на вход измерителя,-
к спектральной
плотности напряжения импульсов на том же входе, вы­
зывающее одинаковое показание выходного прибора
измерителя. При использовании такого отношения обе­
спечивается возможность градуировки выходного при­
бора измерителя в единицах синусоидального напря­
жения, что важно с метрологической точки зрения, по­
скольку такие единицы эталонируются. Амплитудное
соотношение нормируется при определенной частоте
повторения импульсов, принятой за эталонную. При из­
мерении квазипикового напряжения эталонная частота
равна 100 Гц, если измеритель градуируется в диапа­
зоне 0,15... 30 МГц, и 25 Гц, если измеритель работает
в диапазоне 0,01... 0,15 МГц. Для практической гра­
дуировки измерителя индустриальных радиопомех ис­
пользуют эталонное амплитудное соотношение, которое
определяют следующим образом: от генераторов сину­
соидального и импульсного сигналов на вход измерите­
ля поочередно подают напряжения эталонной частоты
таких уровней, при которых выходной прибор измери-
17—3423
257


теля дает одинаковые показания. Далее снимают им­
пульсную характеристику измерителя индустриальных
радиопомех, т. е . зависимость отношения амплитуд
входных импульсов при произвольной и при некоторой
эталонной частоте их следования, вызывающих одина­
ковые показания (a=const) измерителя индустриаль­
ных радиопомех, от частоты следования импульсов.
Обозначив эту характеристику величиной Ь, зависящей
от частоты F следования импульсов и их входной ам­
плитуды А, можно записать:
Ь[дБ]=201g(
гдеAFи
—
амплитуда
произвольной и эталонной
Рис. 6 .2 . Импульсная характери­
стика измерителя радиопомех для
измерения квазипикового напряже­
ния в диапазоне 0,15 ... 30 МГц
импульсов соответственно с
частотой следования.
Если F<F9, то мень­
ше и спектральная плот­
ность импульсов и, следо­
вательно, для сохранения
показания прибора а=
= const необходимо уве­
личить амплитуду Дг. На­
оборот, если F>F9, то
значение a=const дости­
гается при уменьшенной
амплитуде Af сравни­
тельно с Лгэ. Для обеспе­
чения единства измере­
ний импульсная характе­
ристика измерителя по­
мех должна быть стан­
дартной. Пример такой
характеристики [159]
приведен на рис. 6.2.
Поскольку напряжение импульсов на выходе трак­
та ПЧ измерителя зависит от ширины полосы пропус­
кания этого тракта, то для обеспечения единства изме­
рений полоса стандартизована. В измерителях класса
1 полоса на уровне 6 дБ принята 9±1 кГц (в диапазо­
не 0,15...30 МГц) и 120±20 кГц (в диапазоне
30... 1000 МГц).
Измеритель калибруют двумя генераторами — ГСС
и генератором импульсов, амплитуда и частота кото-
*рых известны и могут регулироваться в заданных пре­
258


делах. Спектр генератора импульсов должен быть рав­
номерным в пределах диапазона рабочих частот изме­
рителя (допустима'я неравномерность 2 дБ). Изменение
уровня спектра до значения—10 дБ допускается лишь
на удвоенном значении наивысшей рабочей частоты
измерителя, например на частоте 2000 МГц при калиб­
ровке измерителя с диапазоном 30... 1000 МГц. Часто­
та следования импульсов должна регулироваться от
0 до 1000 Гц при калибровке измерителя с диапазоном
до 30 МГц и от 0 до 10 000 Гц при калибровке измери­
теля с диапазоном до 1000 МГц. Диапазон изменения
спектральной плотности импульсов должен быть не ме­
нее 50 дБ [159]. С метрологической точки зрения такой
генератор импульсов является рабочим эталоном или
образцовым средством измерения.
Достоинство стандартного измерителя индустриаль­
ных радиопомех заключается в возможности получения
повторяемых результатов измерений, проводимых в
одинаковых условиях с использованием различных эк­
земпляров измерителей. На это направлены и принятые
методы (методики). измерения посредством стандарт­
ного измерителя, определяющие регламентированные
условия измерения, например с применением эквива­
лентов сети питания, создающих регламентированное
сопротивление нагрузки на источник помех. Но суще­
ствуют и ограничения в применении стандартного из­
мерителя, которые следует учитывать’ имея в виду его
широкое распространение в практике измерения помех.
Одно из них — пригодность результатов измерения ква -
зипиковым вольтметром для системы радиотелефонии
и их недостаточность для объективной оценки влияния
индустриальных радиопомех на другие системы
(см. § 2.2). Второе ограничение связано с методикой
измерений. Известно, что распространенная методика
измерения стандартным измерителем индустриальных
радиопомех отражает объект измерения, создающий
регулярные импульсы, которые не перекрываются в
тракте измерителя. Однако реальные объекты в боль­
шинстве случаев создают нерегулярные импульсные по­
мехи, часто в виде группы импульсов, амплитудно­
временные параметры которых случайны, причем им­
пульсы могут следовать раздельно (с паузами) и
частично перекрываться. Спектральная плотность таких
помех может характеризоваться значительной неравно-
17*
259


мерностью во времени, в то время- как измеритель
калибруется имитатором равномерного и практически
постоянного во времени спектра импульсов. Фактиче­
ское несоответствие между результатами измерений и
параметрами измеряемых црмех является в ,этом слу­
чае неопределенной величиной и должно быть отнесе­
но к методической погрешности измерения (см. § 6.4).
6.2.2. ИМИТАТОРЫ И РЕГИСТРАТОРЫ ПОМЕХ
ОТ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ
В § 2.2 отмечалось, что нестационарные процессы в
сетях электропитания создают импульсные помехи в ос­
новном двух типов: кратковременные (широкополосные)
и длительные (относительно узкополосные). Последние
известны под названием «провалы напряжения» и «пе­
ренапряжения» в сети питания. Методы и средства из­
мерений таких помех имеют'свои особенности. Анализ
этих помех и разработка способов борьбы с ними име­
ют большое значение для работ по обеспечению ЭМС
электронных средств, как автономных, так и входящих
в радиоэлектронные средства; С этой точки Зрения
представляет определенный ч интерес измерительный
комплект КИМП, в состав которого входят перечислен­
ные ниже регистраторы и имитаторы помех.
Регистратор широкополосных импульсов помех Р-1
действует при использовании метода подсчета ампли­
туды импульсов на 10 различных уровнях и счетного
метода измерения временных <,параметров импульсов.
Посредством прибора можно измерить и фиксировать-
следующие параметры пачек импульсов: максимальную
амплитуду^в пачке; длительность пачки; суммарную
длительность импульсов; число импульсов и время
между пачками. Динамический диапазон измерения
амплитуд импульсов положительной полярности дли­
тельностью не менее 15 нс; без; пделителя на входе
0,4...4 В, с делителем — до максимального значения
400 В. Динамический диапазон длительностей измеряе­
мых импульсов 40... 10 000 ,нс. Шаг квантования изме­
рения длительностей 40 нс. Входное сопротивление при­
бора 10 МОм. Результаты измерений выводятся на пе­
чать и на трехразрядное цифровое табло. Питание от
сети или от автономного источника напряжением
5 В [160].
260


Регистратор длительных" (узкополосных) импульсных
помех Р-4 действует при
*'использовании
-метода
дис­
кретного измерения значений пониженного или повы­
шенного напряжения сети в моменты времени, когда
полуволна сетевого напряжения достигает амплитудно­
го значения. Длительность процесса измеряется в со­
ответствии’ с принципом заполнения временного .интер­
вала счетными импульсами. Посредством прибора мож­
но измерять ' и фиксировать следующие параметры
провалов и перенапряжений в однофазной сети пере­
менного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц:
минимальное напряжение сети в момент провала; мак­
симальное
*
напряжение сети во время перенапряжения;
длительность провала и перенапряжения; интервал
времени между двумя возникшими процессами; очеред­
ность появления провала и перенапряжения, возник­
ших в одном процессе. Динамический диапазон напря --
жений в момент провала 185...25 Вив момент пере­
напряжений 245...325 В. Динамический диапазон
измеряемых длительностей 0,01...0,99 с. Дискретность
измерения длительностей (квантование) через 0,01 с.
С целью наблюдения формы длительной помехи в сети
имеется возможность подключать запоминающие ос­
циллографические устройства посредством синхровы­
хода. Результаты измерений могут выводиться на
трехразрядное цифровое, табло. Питание прибора, от
сети, а при провале или:'Отключении сети — от авто­
номного аккумуляторного источника [161].
Имитатор широкополосных импульсных помех И-1
действует на принципе' периодического (с частотой сети
питания) заряда накопительной емкости и ее разряда
на безындуктивный резистор через управляемый раз­
рядник. На выходе ненагруженного имитатора созда­
ются импульсы, имеющие ’ следующие характеристики:
форма экспоненциальная; полярность положительная;
динамический диапазон плавного изменения амплитуды
500...5000 В; длительность импульса на уровне 0,5
составляет 250 нс; длительность фронта не более 25 нс;
частота следования импульсов 50 Гц; возможно созда­
ние одиночного импульса? Выходное^ активное сопро­
тивление прибора 51 Ом? Для имитации помех в сети
питания импульсы подаются с выхода имитатора через
емкость на любую фазу или нулевой провод сети.
С помощью имитатора И-1 можно создавать импульс-
261


ное электрическое поле, для чего к выходу подключа­
ют антенну в виде проводящей плоской поверхности
размером 1X1 м, установленную на штативе. Для ими­
тации импульсных магнитных полей к выходу прибора
подключают внешний провод большого сечения после­
довательно с выходным активным сопротивлением.
С помощью специальных приставок расширяются
функциональные возможности имитатора: посредством
дискового наконечника можно создавать локальное
импульсное электрическое поле, а посредством иголь­
чатого наконечника создавать значительные импульс­
ные токи через обследуемые конструкции; возможна
также имитация электростатических разрядов от заря­
женного человека-оператора [162].
Имитатор длительных (узкополосных) импульсных
помех И-4 действует на принципе коммутации отводов
из автотрансформатора с помощью тиристорных клю­
чей. Коммутация осуществляется посредством генера­
тора синхроимпульсов и блока управления. Имитатор
включается между сетью питания и испытуемым объек­
том и обеспечивает возможность регулирования напря­
жения питания с провалами до 100% -и перенапряже­
ниями до 20 % от номинального напряжения сети. Дли­
тельность провалов и перенапряжений от 1 до 30
периодов частоты сети питания с периодом повторения
2 с [163].
В целом комплект КИМП, имеющий в своем соста­
ве и другие приборы, предоставляет большие возмож­
ности для измерения и анализа индустриальных помех,
•исследования и разработки способов помехозащиты, а
также для контроля параметров ЭМС электронных и
радиоэлектронных средств в условиях производства и
эксплуатации. Например, с помощью регистратора Р-1,
снабженного соответствующими антеннами, можно из­
мерять помехи излучаемые, созданные импульсными
электрическими« и магнитными полями от сетей питания
при прохождении токов нестационарных процессов.
Помехи в виде импульсных электрических и магнитных
полей еще недостаточно изучены, хотя они могут часто
возникать в условиях эксплуатации некоторых технй-
ческих средств. Большие возможности приборов КИМП
являются основой для их широкого применения в об­
ласти ЭМС и их стандартизации. В настоящее время
это нестандартные средства измерения.
• 262


62.3. НЕСТАНДАРТНЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ
ПАРАМЕТРОВ ЭМС САМОЛЕТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
В практике обеспечения ЭМС бортовых РЭС
гражданской авиации приходится пользоваться не­
стандартными методами и средствами измерения, по­
скольку существующая отечественная НТД, например
«Нормы летной годности самолетов НЛГС-2» и «Обще­
союзные нормы 15—78», относится к небольшому числу
параметров ЭМС бортовых средств, измеряемых в ог­
раниченном диапазоне частот. При сертификации са­
молетного оборудования в ряде случаев пользуются
нормами, принятыми Радиотехнической комиссией по
авиации (документ ДО-160), которые относятся при­
мерно к 10 параметрам ЭМС оборудования. Проект
международных требований ИСО относится к 15 харак­
теристикам ЭМС самолетного оборудования, которые
контролируются в общей сложности в диапазоне ча­
стот 30 Гц... 10 ГГц. В связи с этим представляет ин­
терес опыт разработки нестандартных методов и
средств измерения параметров ЭМС самолетного обору­
дования [164, 165]. Особенность в данном случае за­
ключается в том, что нестандартные («вторичные»)
средства калибруют по стандартным («первичным»)
средствам — измерителем индустриальных радиопомех,
ГСС, селективным вольтметрам, анализаторам спектра
и генераторам импульсов. При этом используют методы
косвенных пересчетов показаний приборов из-за разли­
чия метрологической основы отечественных и междуна­
родных методов измерения. Например, приходится
переходить от измерений квазипиковых значений напря­
жения к измерениям пиковых значений, отказываться
от использования стандартной полосы пропускания
измерителя и измеренные величины напряжения (или
тока) относить к единице частоты, в которой исчисляет­
ся полоса пропускания измерительного прибора (Гц,
кГц или МГц). В ряде случаев вместо напряжения
измеряют ток помех посредством использования токо­
съемника. Ниже перечисляются некоторые «вторичные»
средства.
Рамка-щуп . Используется для измерения плотности
магнитного потока ЭМП, созданных оборудованием и
кабелями в диапазоне частот 30 Гц...30 кГц. Рамка,
имеющая строго заданные параметры и размеры, ка­
либруется с целью определения ее эффективной высоты
263


и при измерениях размещается на регламентированном
расстоянии (7 см) от контролируемого места излучения.
Токосъемник. Используется для измерения высоко­
частотного тока в., проводах без. их разрыва. Диапазон
частот 30 Гц..,1 ГГц -перекрывается двумя токосъем­
никами типа А и Б. Коэффициент передачи токосъем­
ника А имеет значения от —56 дБ на частоте 30 Гц до
10 дБ на частоте 30 МГц и токосъемника Б соответст­
венно от 25 дБ (30 МГц) до 10 дБ (1 ГГц).
Генератор острых импульсов. Используется для
контроля РЭС на восприимчивость к помехам от неста­
ционарных процессов в сетях питания переменного и
постоянного токов. Генерирует импульсы длительностью
10 мкс и амплитудой (регулируемой) от 10 до 100 В
на выходном сопротивлении 5 Ом. Регулируемая часто­
та импульсов 2... 500 Гц. Запускается и синхронизиру­
ется внешним маломощным импульсным генератором.
При испытаниях включается -последовательно
’своим
выходным сопротивлением в цепь питания.
Излучающая рамка. Используется для контроля
восприимчивости РЭС к магнитному потоку индукции
в диапазоне от 30 Гц до 50 кГц. Имеет регламентиро­
ванные параметры и. размеры и при
.испытаниях
уста­
навливается на расстоянии 5 см от контролируемого
места восприимчивости испытуемого устройства.
Биконическая антенна. Используется для измерения
электрической составляющей поля ЭМП от контроли­
руемого. РЭС в диапазоне частот 30...300 МГц, а так­
же для возбуждения электрического .поля большой ин­
тенсивности с целью контроля РЭС на восприимчивость
к. ЭМП. Коэффициент усиления антенны 11... 22 дБ.
Антенна соответствует требованиям ГОСТ 11001—80.
Коническая логоспиральная антенна. Используется
для измерения поля ЭМП, созданного контролируемым
РЭС в диапазоне частот 0,2... 1 ГГц, а также для воз­
буждения поля большой интенсивности с целью конт­
роля РЭС на-восприимчивость к ЭМП. Коэффициент
усиления антенны 11... 27 дБ.
Камера-линия из параллельных пластин. Использу­
ется для возбуждения интенсивного электромагнитного
поля (10 В/м и более) с целью контроля блоков и ка­
белей на восприимчивость к ЭМП и определения сте­
пени их экранирования. Диапазон частот
10 кГц... 30 МГц.
264


6.2.4. ОСОБЕННОСТИ ИСПЫТАНИЙ В ЭКРАНИРОВАННЫХ
КАМЕРАХ
Испытания различных технических средств на их
соответствие требованиям к параметрам ЭМС проводят
либо в условиях открытого пространства, либо в экра­
нированных камерах. Более распространены испытания
в камерах, так как в этом случае результаты измере­
ний не зависят от пбгодных условий и исключается
влияние внешних ЭМП. Из известных камер самые
точные результаты дают испытания в экранированных
безэховых камерах, поскольку в них можно имитиро­
вать условия свободного пространства и в то же время
нет зависимости от погодных условий. Однако сущест­
венный недостаток безэховых камер, помимо большой
стоимости, — ограниченность
применения на частотах
'ниже 200 МГц. Для того чтобы поглощающий материал
был эффективен, его толщина должна быть не менее
1/4%. Это значит, что на частоте 100 МГц толщина сте­
нок камеры должна быть не менее.0,75 м, а на частоте
50 МГц не менее 1,5 м. С увеличением же толщины
растут размеры и стоимость камеры. Кроме того, при
недостаточном поглощении возрастает погрешность из­
мерений; например, если уровень отраженных сигналов
имеет величину —40 дБ, то измерения ДН антенны на
уровнях —30 дБ дают погрешность 3,-3 дБ.
По этим причинам, в основном из-за большой стои­
мости, безэховые камеры не нашли широкого примене­
ния и чаще используются простые экранированные ка­
меры. Однако в таких камерах возникают многократ­
ные отражения от стенок и резонансные явления,
искажающие результаты измерений, если они относятся
к излучаемым ЭМП. Возникающая при этом неодно­
родность поля внутри камеры приводит к значительным
погрешностям результатов измерений, зависящим от
размеров и формы камеры, места размещения испытуе­
мого устройства внутри камеры, расстояния между
испытуемым объектом и измерительной антенной и от
других факторов. При измерениях на частотах выше
50 МГц погрешности могут достигать ±40 дБ. Экспери­
менты показывают, что 1 перемещение, измерительной
антенны в пределах 15 Мм может изменить результат
измерения на 15 дБ.
Один - из способов уменьшения погрешности
—
ча­
стичное экранирование измерительной антенны посред-
-265


ством экранирующего стакана, открытого только со
стороны направления излучения от испытуемого объек­
та. Для уменьшения влияния лучей, отраженных от
стенок камеры, внутренность экранирующего стакана
заполняется поглощающим материалом. Чтобы снизить
влияние отражения в прямом направлении, поглощаю­
щий материал размещается и сзади испытуемого объ­
екта, а чтобы уменьшить влияние дифракции на краях
экранирующего стакана, применяется профильный вы­
ступ из поглощающего . -м а те р иа л а. Такие меры по за­
щите антенны при измерениях в диапазоне 0,2 ... 12ГГц'
позволяют уменьшить погрешность от ±40 дБ до
±3 дБ [166].
Другой способ уменьшения погрешности измерения
в экранированных камерах — использование экраниро­
ванной камеры, настроенной на определенный тип ко--
лебаний. Этот способ применяется, например, для ис­
пытаний эффективности экранирования кабелей,
разъемов, фильтров ♦ и других элементов в диапазоне
1...10 ГГц.
Упоминавшаяся в п. 6.2.3 камера-линия из проводя­
щих параллельных пластин, используемая в диапазоне
частот менее 30 МГц, может применяться и при изме­
рениях ЭМП, излучаемых объектом. Однако недостат­
ком в этом случае является возможность влияния
внешних помех и ограничение в размерах испытуемого
объекта.
К типу настроенных экранированных камер-относит­
ся камера коаксиальная с Т-волной, представляющая
собой отрезок коаксиальной линии увеличенных разме­
ров, в котором возбуждается стоячая поперечная вол­
на, вследствие чего поле внутри камеры однородно и
пригодно для измерения восприимчивости испытуемых
объектов. Конструкция камеры достаточно проста —
прямоугольная металлическая коробка 1 (внешний про­
водник) и центральная пластина 2 (внутренний провод­
ник), закрепленная с помощью диэлектрических про­
кладок 5 (рис. 6 .3). Поле Т -волны возбуждается в
пространстве между центральной пластиной и стенка­
ми—верхней и нижней. Длина L камеры определят
ется верхней граничной частотой колебаний, возбуж­
дающих поле, а ее высота b — максимально возмож­
ной высотой h испытуемого объекта 4, которая должна
быть менее трети расстояния между центральной- пла -
266


стиной и одной из стенок камеры, т. е.
По мере
увеличения размеров камеры снижается значение гра­
ничной частоты, на которой может возбуждаться поле.
Исходя из геометрии камеры, можно предполагать,
что ее конструктивное исполнение возможно от часто­
ты 1 МГц и выше. При измерениях восприимчивости
испытуемых объектов камера возбуждается от внешне­
го источника 5. При ’ измерениях излучений от испы­
туемых объектов последние возбуждают Т-волну и со­
здают соответственно напряжение помехи на выходном
разъеме камеры. Считается, что погрешность измере­
ния в такой камере не превышает 1...2 дБ.
Рис. 6 .3. Схематическое изображение конструкции коаксиальной ка­
меры с Т-волной
Некоторые типы камер, а именно низкочастотная
камера — каркас (диапазон до 1 МГц), камера с длин­
нопроводной антенной (диапазон до 30 МГц) и упоми­
навшаяся камера-линия из параллельных пластин
(диапазон до 30 МГц), описаны в [3].
6.2.5. ИЗМЕРЕНИЯ ГАРМОНИК СВЧ ПЕРЕДАТЧИКА
В ВОЛНОВОДЕ
Поскольку поперечные волны не распространяются в волново­
дах, то при трактовых испытаниях СВЧ передатчиков метод изме­
рения мощности гармоник основан на учете многомодового (много­
волнового) распространения СВЧ колебаний в волноводах (см.
п. 3 .2 .1). Многомодовое поле (ММП) волновода, образованное А/
волнами, представляет собой множество временных и пространствен­
ных гармоник воли различных типов (полигармоническое поле);
такое поле эквивалентно N отдельным линиям передачи, каждая из
которых соответствует одной из N волн.
В настоящее время применяют две группы методов определения
параметров ММП: методы зондирования, состоящие в расчетно-экс­
периментальном анализе ММП, и методы ответвления волн отдель­
ных типов, состоящие в измерении параметров колебаний в. каждой
из jV указанных выше линий. Первая группа основана на использо­
вании зондовых секций и направленных ответвителей многомодовой
мощности (НОММ), а вторая — на использовании ответвителей волн
отдельных типов (ОТ) и их модификаций. Во всех устройствах
267


используются отборники, выходы которых работают в одномодовом
режиме.
В зондовых секциях и НОММ!'измеряют параметры сигнала на
выходе каждого отборника, связанного с большинством или всеми
волнами. При использовании зондовых секций параметры отдельных
волн определяют путем пересчета на'.'ЭВМ результатов измерений,
которые весьма критичны, поскольку зависят от величин погрешно­
стей, возникающих при определении коэффициентов. связи отборни­
ков. Кроме того, .при таких измерениях необходимо стационарное
ММП, что ограничивает область применения зондовых секций из-за
необходимости исследования многомодбвых характеристик отдельных
элементов РЭС путем применения стабильного измерительного гене­
ратора.
Применение НОММ позволяет определить сумму мощностей, пе­
реносимых N волнами, и мерой в этом случае является сумма мощ­
ностей на выходах Р отборников. Определение характеристик НОММ
проводят с помощью ЭВМ путем моделирования нескольких ММП
с различными параметрами. Однако в случаях, когда N>P, погреш­
ность НОММ может быть очень большой; для известных НОММ
условие N>P уже выполняется в диапазоне 3-й гармоники стандарт­
ных прямоугольных волноводов.
Метод ответвления волн отдельных типов свободен от указан­
ных недостатков методов зондирования и обеспечивает минимальную
погрешность, однако в общем случае требует применения N кон­
структивно сложных ответвителей ОТ. При этом определение ММП
с помощью обычных ОТ целесообразно в основном в диапазоне 2-й
гармоники. Применение специализированных ОТ, например совме­
щенных, оконечных, ненаправленных, позволяет упростить конструк­
цию ответвителей и (или) уменьшить длину их секции.
Особый интерес представляют комбинированные методы опреде­
ления параметров ММП, например метод фильтрации — ответвления
многомодовой мощности. Этот метод основан на применении эффек­
тивных фильтров, поглощающих либо отражающих определенные
волны, совместно с ответвителями ОТ всех других волн. В качестве
отражающего фильтра может быть использована металлическая пла­
стина, параллельная широким стенкам волновода, а в качестве по­
глощающего— две продольные щели, вскрытые в центрах широких
стенок и покрытие поглотителем. Указанный метод позволяет опре­
делить многомодовую. мощность в диапазоне до 4-й гармоники.
Определение параметров ММП в диапазонах более высоких гармо­
ник нуждается в соответствующих исследованиях.
6.3 . МЕТОДИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ
ИЗМЕРЕНИИ
Измерение — это нахождение значения физической
величины опытным путем с помощью специальных тех­
нических средств. Результат измерений, т. е. значение
величины, найденное путем ее,^измерения, всегда имеет
некоторую погрешность как отклонение от истинного
значения измеряемой величины (ГОСТ 16263—70).
Принципиально все погрешности разделяются на две
основные группы — инструментальные и методические
268


погрешности. Кроме них могут быть и погрешности
субъективные, т. е . зависящие от оператора, в том чис­
ле грубые. В свою очередь, в каждой группе погрешно­
сти могут быть систематическими и случайными, абсо­
лютными и относительным^
При оценке точности измерений наибольшее внима­
ние обычно уделяют инструментальным погрешностям,
способы определения которых разработаны достаточно
глубоко, что позволяет оценивать их. Методические
погрешности, наоборот, рассматривают недостаточно и
очень редко оценивает количественно. Между тем
именно методические погрешности характерны для
многих методов и способов измерений в области ЭМС,
однако им уделяется недостаточное внимание со сторо­
ны специалистов, занимающихся измерениями в этой
области.
Погрешность метода измерений — это составляющая
погрешности измерений, обусловленная несовершенством
метода и соответствующей методики измерений, т.' е.
совокупности приемов использования принципов и
средств измерений. Иными словами, методическая по­
грешность входит как составляющая в общее отклоне­
ние результата измерений от истинного значения изме­
ряемой величины. В связи с этим возникает естествен­
ный. вопрос о- том, что такое «истинное значение
физической величины»? С философских позиций поня­
тие «истинное значение» всегда следует употреблять
с учетом его относительного характера, поскольку та­
кое значение объективно неизвестно и, следовательно,
«истинное значение» физической величины измерить не­
возможно. Посредством измерений можно лишь при­
близиться к истинному значению со сколь угодно малой
погрешностью, зависящей от метода измерений и со­
стояния техники измерений, но при этом нельзя изме­
рить само истинное значение физической величины.
Вследствие этого введено понятие «действительное зна­
чение», т. е . такое.’значение, которое найдено экспери­
ментальным путем и настолько приближается к истин­
ному значению, что для данной цели может быть ис­
пользовано вместо него (ГОСТ 16263—70). На
основании этого методическую погрешность можно
рассматривать как такую составляющую общего от­
клонения результатов измерений от действительного
значения величины, которая определяется несовершен-
269


ством метода измерений. Однако принципиальный, под­
ход к оценке значения «несовершенства метода измере­
ний» и его вклада в общую сумму погрешностей изме­
рения действительного значения измеряемой величины
исследован лишь в некоторых работах [167, 168]. Опи­
раясь на эти работы, можно распространить такой под­
ход на оценку роли методической погрешности при из­
мерениях в области ЭМС.
Любой метод измерения основан на некоторой мо­
дели измеряемой физической величины и результаты
измерений должны соответствовать модели с некоторой
точностью и полнотой. Чем больше уровень знаний о
качественных и количественных характеристиках изме­
ряемого объекта, тем с большей точностью может быть
создана его модель. При выборе модели должна быть
определена ее достаточность для отображения реально­
го объекта с точки зрения поставленной измерительной
задачи. Однако во многих случаях, что характерно и
для измерений в области ЭМС, выбор модели не обу­
словливается ее точностью по отношению к реальному
объекту и ее достаточностью для измерительной зада­
чи. Вследствие этого, как правило, выбранные модели
являются первым приближением и не точно (не полно)
соответствуют' реальному объекту. Для более точного
определения свойств (параметров) измеряемого объек-
та-необходимы модели второго приближения и т. д .
Выбор метода измерений и выбор модели измеряе­
мого объекта это две стороны одного процесса. В одних
случаях метод определяется выбранной (или возмож­
ной) моделью, в других — модель определяется вы­
бранным (или возможным) методом измерений. Но по­
скольку модель — всегда приближение, то во всех слу­
чаях необходим анализ степени приближения к
действительному значению измеряемой величины. След­
ствием из принятого метода измерения является алго­
ритм, т. е. методика измерения как предписанная со­
вокупность и последовательность действий, необходи­
мых и достаточных для получения результатов измере­
ния конкретного свойства (параметра) конкретного
объекта. Алгоритм измерений предусматривает аппара­
турную реализацию метода с определенной инструмен- ’
тальной погрешностью, величина которой может зави­
сеть и от влияния внешней среды. Если объект измерения
в точности описывается моделью, то инструмен-
270


тальная погрешность является основной. Если же мо­
дель не соответствует реальному объекту и степень
несоответствия значительна или даже неизвестна, то
основная погрешность, как правило, является методи­
ческой, которая может значительно превышать инстру­
ментальную погрешность.
Методическая погрешность, обусловленная несовер­
шенством метода измерения, может быть вызвана раз­
личными причинами, которые целесообразно разделить
на две основные части — практическую и теоретиче­
скую. Практическая часть определяется несовершенст­
вом алгоритма измерений, основанного на принятой
модели измерений, приписываемой реальному объекту,
и фактически зависит от недостаточности знания объек­
та, что не позволяет точно сформулировать представ­
ления о действительном значении измеряемой величи­
ны. В руководствах по измерениям и в описаниях раз­
личных методов и алгоритмов измерений под методиче­
ской погрешностью чаще всего подразумевают ту часть
погрешности, которая выше названа «практической».
Например, методическая погрешность, возникающая
при определении поля помех, созданных источниками,
находящимися на разных расстояниях и под разными
углами относительно антенны измерителя, зависит от
ширины основного лепестка этой антенны и от градиен­
та измеряемого поля [3]. Величину такой методической
погрешности можно рассчитать и соответственно учесть
при определении общей погрешности измерений.
Теоретическая составляющая методической погреш­
ности, обусловленная отличием реального объекта изме­
рений от приписываемой ему модели, в ряде случаев
может оказаться доминирующей. Как правило, она
представляет собой неопределенную величину, входя­
щую в общую погрешность измерений. Понятие «дей­
ствительное значение физической величины» основано
на значении «... найденным экспериментальным путем»
(ГОСТ 16263—70). Но экспериментальным путем опре­
делить его не всегда возможно из-за больших трудно­
стей. В ряде случаев оно может быть определеннно
теоретически, если имеется возможность создать ма­
тематическую модель действительного значения изме­
ряемой величины. Именно поэтому такая составляющая
методической погрешности и названа «теоретической».
271


Наличие теоретической составляющей методической
погрешности характерно для ряда методов измерений
в области ЭМС. В некоторых' случаях она настолько
существенна, что инструментальной погрешностью мож­
но свободно пренебречь Наглядный пример — погреш­
ность метода «трактовых» измерений мощности побоч­
ных колебаний радиопередатчика при работе на нагру­
зочное сопротивление (например, на активную
широкополосную нагрузку) вместо антенны. Принятая
модель измерений в большой степени отличается от ре­
ального передающего устройства, поскольку на часто­
тах гармоник величина искусственной нагрузки значи­
тельно отличается от величины нагрузки в виде реаль­
ной антенны (см. п. 3.2 .1). Такая модель измерений
является первым и достаточно грубым приближением.
Модель измерения той же мощности побочных колебаний
по полю
*
(«полевые измерения») является вторым при­
ближением, более точно отражающим параметры изме­
ряемого радиопередающего устройства. Такая модель
тоже имеет неопределенную теоретическую составля­
ющую погрешности, но она не может быть доминиру­
ющей, поскольку условия измерений приближены к
реальным.
Частные исследования различия между этими
двумя моделями показали (см. п. 3.2 .4), что модель
второго приближения на (4-9. .. ^-45) дБ точнее модели
первого приближения. В более общем случае расхожде­
ние между . моделями измерений может достигать
значения ±20 дБ.. Иными словами, при использовании
модели первого приближения измеренное значение
мощности побочных колебаний передающего устройства
может быть в сто раз больше или меньше действитель­
ного значения. Такова в данном случае роль теоретиче­
ской составляющей методической погрешности изме­
рений.
Другой 'пример — из области измерения кондуктив­
ных индустриальных помех, распространяющихся в
сети питания. Модель измерения построена на исполь­
зовании «эквивалента сети», включаемого в. сеть пита­
ния с целью искусственной регламентации сопротивле­
ния нагрузки на частоте измерения. Это-тот случай,
когда, модель не является точной по отношению к ре­
альному объекту измерения, но признается достаточной
для решения поставленной измерительной задачи с
272


Рис. 6.4. Зависимость' импе­
данса Z источника электропи­
тания средств наземного транс­
порта от частоты (пунктиром
показаны огибающие предель­
ных значений нмпедансов по
результатам измерений)
практической точки зрения, т. е. с точки зрения создания
, метода измерения, обеспечивающего повторяемые ре­
зультаты с приемлемой величиной инструментальной
погрешности. В принятой модели регламентация сопро­
тивления эквивалента сети * определяется условием его
согласования со средним значением полного внутрен­
него сопротивления сети питания. В моделях первого
приближения (модели СИСПР) значение этого сопро­
тивления 50 Ом. По результатам измерений реальных
значений сопротивлений некоторых типов сетей питания
(применяемых, например, в.
наземном транспорте, на су­
дах, самолетах) создаются
модели последующего при­
ближения [169]. На основе
таких моделей разработан и
широко используется стан­
дартный метод измерения
индустриальных радиопомех
непосредственно в месте их
возникновения.
значение
этого метода измерений за­
ключается в том, что разные
источники помех сравнива­
ются по допустимому на-'
пряжению помех на такой
нагрузке, которая одинакова и постоянна по времени
для всех измеряемых источников помех. Однако в ре­
альной сети нагрузка на любой источник помех, т. е .
импеданс сети электропитания, не одинакова для всех
источников и даже может быть не постоянной во вре­
мени для одного источника. Известно, что импеданс сети
электропитания может в значительных пределах не со­
ответствовать своему среднестатическому значению, по­
скольку характеризуется большим разбросом
(рис. 6 .4) [169]. Кроме того, внутренний импеданс
источника помех, т. е. устройства, являющегося потре­
бителем электроэнергии, также имеет большие разбро­
сы в зависимости от экземпляра устройства. Например,
внутренний импеданс цифровых устройств обработки
данных и вычислительной техники, питающихся от
электросети общего пользования, может иметь значение
от 2,3 до 480 Ом [170]. Вследствие этих причин регла -
18—3426
273


ментированный параметр допустимого напряжения по­
мех на выходе их источников фактически может не ре­
ализоваться во всех случаях, несмотря на 'позитивные
результаты измерений стандартным методом. Чтобы
определить возможное расхождение между действитель­
ным уровнем помех от источника и уровнем, измерен­
ным стандартным методом, необходимы достаточно об­
ширные статистические данные. Но таких данных в на­
стоящее время нет и для оценки упомянутого несоответ­
ствия можно воспользоваться лишь, некоторыми частны­
ми результатами исследований. Например, при измере­
ниях помех от упоминавшихся цифровых устройств обра­
ботки данных, питающихся от электросети общего поль­
зования, значения такого несоответствия находятся в
пределах от —13 до +20 дБ при нормальном законе
распределения значений импеданса с математическим
ожиданием Л1=4-1,4 дБ и среднеквадратической по­
грешностью о=12,4 дБ [170]. При этом измерения про­
водились только на одной частоте 1 МГц и испытуемые
устройства не имели помехоподавляющих фильтров.
Еще один пример — измерение характеристик вно­
симого затухания помехоподавляющих фильтров. В со­
ответствии с требованиями ГОСТ 13661—79 эти харак­
теристики измеряются в определенных регламентиро­
ванных условиях. Но реально фильтр действует при
значительных разбросах импедансов на его входных и
выходных зажимах, что может изменить вносимое 'за­
тухание фильтра на неопределенную величину, т. е .
и в этом случае налицо теоретическая составляющая
методической погрешности измерения.
Методическая погрешность измерения имеется и в
•ряде других методов, используемых в области ЭМС,
например в двухсигнальном методе измерения воспри­
имчивости приемника к интермодуляционным помехам.
Этот метод основан на модели, отличающейся от ре­
ального объекта по ряду признаков, вследствие чего из­
вестный способ нормирования допустимого значения
восприимчивости к таким помехам путем приравнивания
продукта интермодуляции к уровню полезного сигнала
приводит к завышенному уровню мешающего сигнала
на входе приемника. Для приемника связного назначе­
ния это создает погрешность в 10... 12 дБ. Поскольку
эту погрешность можно определить экспериментально,
то ее следует отнести к практической составляющей ме­
тодической погрешности измерения.
274


6.4 . СТАТИСТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Распространенные виды измерений в области ЭМС,
связанные с контролем нормируемых параметров ЭМС
различных, технических средств и допустимых НЭМП,
имеют детерминистский характер. Как правило, изме­
ряется постоянное значение физической величины, напри­
мер уровень гармоники или внеполосного излучения пе­
редатчика в регламентированных условиях, или мед­
ленно изменяющееся значение, например квазипикового
напряжения индустриальных НЭМП также в регламен­
тированных условиях. Более того, можно отметить, что
теория и практика процедуры радиотехнических измере­
ний во многих случаях строится на детерминистской
основе:
Между тем многие параметры ЭМС реальных объ­
ектов имеют вероятностную природу и их измерения на
детерминистских принципах, имея условный характер,
не раскрывают эту особенность, хотя и являются необ­
ходимыми для определения качества объекта измерения,
т. е. его соответствия заданным техническим требова­
ниям. Такая условность, отражающая уровень техники
и экономики в данный момент времени, в значительной
мере определяет выбор модели измерений, которая мо­
жет отличаться от реального объекта измерений и при­
водить к значительной величине теоретической состав­
ляющей методической погрешности измерений. Это об­
стоятельство, например, приводит к тому, что РЭС,
параметры которого соответствуют стандартным требо­
ваниям ЭМС, может оказаться электромагнитно несов­
местимым с другими средствами в реальных условиях
эксплуатации. Практика показывает также, что прогноз
ЭМО осложняется, если ориентироваться только на де­
терминированные параметры ЭМС объектов и НЭМП,
не . учитывая их вероятностно -статистическую при­
роду.
С этой точки зрения перспективными являются «ста­
тистические измерения», которые в настоящее время
активно развиваются в различных областях техники.
[171]. Такое название получили измерения вероятност­
ных характеристик случайных процессов с использова­
нием соответствующих методов и средств. Их особен­
ность — теоретико -вероятностная база и широкое при­
менение аппарата математической статистики при
18*
275


изучении результатов измерений и при разработке мо­
делей и алгоритмов измерений. Такие измерения позво­
ляют более глубоко понять структуру и характеристики
изучаемого объекта.
В принципе статистические измерения давно исполь­
зуются в. радиотехнической практике, например при
экспериментальном изучении вероятностных законов
распространения радиоволн в функции частоты, прост­
ранства и времени с определением числовых значений
важнейших величин (медианное значение, среднеквад­
ратическое отклонение и др.) . Аналогичные измерения
используются при изучении, индустриальных радиопо­
мех, когда статистическая обработка результатов изме­
рений позволяет получать сведения о законе распреде­
ления вероятностей величин характеристик помех.
Однако существо таких измерений ограничено ста­
тистическим анализом результатов совокупности отдель­
ных'измерений, на основе чего и определяется или экс­
периментально подтверждается закон распределения
вероятностей измеряемых значений случайных величин.
В таких случаях измерения построены на выбранной
или сложившейся в детерминистской практике модели
изучаемого объекта, на основе которой и разработан со­
ответствующий алгоритм измерений. Например, модели
и алгоритмы измерений индустриальных радиопомех в
большинстве случаев базируются на определении ква-
зипиковых напряжений помех, что далеко не полностью
раскрывает их природу и характеристики. Такая мо­
дель недостаточно отражает особенности изучаемого
объекта.
Более полные сведения то реальном объекте могут
быть получены при таких статистических измерениях,
когда для создания моделей и алгоритмов измерений
используется теоретико-вероятностная база. Опыт тако­
го рода накоплен' при статистических измерениях ампли­
тудных, временных и частотных характеристиках атмо­
сферных и некоторых видов индустриальных помех,
о чем уже упоминалось (§ 2.2).
При. статистических измерениях атмосферных помех
моделируются распределения вероятностей амплитуд­
ных значений, числа импульсов в секунду, длительно­
стей импульсов и интервалов времени между импуль­
сами; кроме того измеряются числовые значения стати-
276


стических величин помех — среднее, среднеквадратиче­
ское, среднее значение логарифма напряжения амплиту­
ды помех и др. [172]. Особенность алгоритма измере­
ний состоит в одновременном и синхронном анализе
перечисленных видов распределений. При этом алгоритм
предусматривает выполнение следующих операций: де­
тектирование огибающей помех на разных уровнях их
мгновенных значений, превышающих заданные пороги;
магнитную запись полученных импульсов и последу­
ющую'их дискретизацию по времени; подсчет импуль­
сов электронными счетчиками с записью на магнитные
диски; преобразование полученных данных- в цифровую
форму; синхронную обработку данных на ЭВМ с целью
получения перечисленных выше распределений вероят­
ностей значений параметров атмосферных помех.
Так как динамический диапазон значений амплитуд
импульсов атмосферных помех не менее 80 дБ, то для
неискаженного анализа импульсов с таким диапазоном
амплитуд используют два одинаковых приемных тракта,
подключенных к одной антенне. Один из них имеет на
своем входе аттенюатор с ослаблением 40 дБ и, следо­
вательно, принимает помехи, превышающие такой уро­
вень. Другой тракт воспринимает помехи с мгновенными
значениями до 40 дБ. Записанные на магнитную ленту
выходные импульсы каждого из трактов далее соответ­
ственно складываются в устройстве, предназначенном
для дискретизации импульсов помех по времени. Таким
образом, динамический диапазон амплитудных значений
помех поделен на две части по 40 дБ каждая.
Другой пример статистических измерений относится
к индустриальным помехам от устройств зажигания ав­
тотранспорта. Такие помехи определяют ЭМО, напри­
мер, для подвижных средств радиосвязи на автомаги­
стралях. Знание параметров помех от одной автомаши­
ны недостаточно, поскольку необходимо учитывать
суммарные потоки импульсов помех от различных ис­
точников —' одиночных
и групНовых, неподвижных и
движущихся с различными скоростями. Приемник связ­
ной радиостанции, размещенный в автомашине, непод­
вижной или движущейся в транспортном потоке, во­
спринимает помехи в виде группы импульсов с колоко­
лообразной огибающей, возникающих в случайные
моменты времени.
Для статистических измерений таких помех разрабо­
тан специальный измерительный комплекс [131, 55, 56].
277


Он состоит из типового измерителя индустриальных ра­
диопомех FSM-8, к выходу которого подключен специ­
ально разработанный анализатор амплитудных и вре­
менных характеристик. В состав анализатора входят
следующие устройства:
трехканальный амплитудный дискриминатор, содер­
жащий пороговые устройства, формирователи и счетчи­
ки импульсов в каждом канале;
таймер (блок времени), содержащий генераторы ме­
ток времени, формирователи групп импульсов, счетчики
длительности анализа, суммарной длительности групп
импульсов и числа выделенных групп;
блок управления, позволяющий автоматически оста­
навливать цикл измерений по одному из трех призна­
ков— длительности анализа, числу зафиксированных
импульсов счетчиком первого канала и числу групп
импульсов.
Вход анализатора подключен в выходу пикового де­
тектора измерителя помех. Пороговые уровни в каждом
из трех каналов анализатора можно устанавливать с
разностью 2, 4, 6 или 8 дБ. Емкость счетчиков можно
выбирать от 512 до 16384. Наибольшая длительность
одного цикла измерений 68 мин 15 с. Наибольшая ем­
кость счетчика групп импульсов 1024. Результаты изме­
рений обрабатывались на ЭВМ «Минск-32». Посред­
ством такого измерительного комплекса определены
амплитудные, временные, пространственные и частотные
статистические характеристики помех от автотранспор­
та. Вследствие нестационарности процесса действия по­
мех такие характеристики определяются не по одной
реализации цикла измерений, а по некоторой сово­
купности циклов. При этом количество циклов, не­
обходимое для получения статистических надежных
результатов, определяется по степени критичности ха­
рактеристики в зависимости от влияния сопутствующих
факторов — частоты измерений, интенсивности движе­
ния транспорта, сезонных условий и других. Например,
для определения эмпирического значения математиче­
ского ожидания и среднеквадратического отклонения
амплитуды помехи на заданном уровне необходимо
провести 10 циклов измерений. Примеры усреднен­
ных статистических характеристик помех от авто­
транспорта в диапазоне 30—1000 МГц представлены на
рис. 6.5 [173]. Объем выборки обеспечивал получе -
278


20 30 ЬО 60во WO 20Q 400 6006001000
0)
6, МГц
ние оценок с относи­
тельной погрешностью
не более 5% при на­
дежности оценки 0,99.
Статистические из­
мерения перспективны
также и при испытани­
ях радиоэлектронных и
электронных средств
на восприимчивость,
прежде всего к индуст­
риальным помехам.
Широко используемый
в настоящее время ме­
тод измерения воспри­
имчивости средств к
индустриальным им­
пульсным помехам по­
строен на детерминист­
в)
f, МГц-
Рис.
- 6 .5 . Результаты статистических
измерений помех от автотранспорта
на улицах (/) и автомагистра­
лях (2):
а —> распределение вероятностей значения
амплитуды Е импульсов помех; б — ам­
плитудно-частотные характеристики им­
пульсов помех; в — распределение значе­
ний средней частоты F повторения им­
пульсов помех в группах по диапазону
частот f
ских моделях, которые далеки от реальных источников
таких помех. Измерительные приборы — имитаторы им­
пульсных помех, соответствующие таким моделям,
позволяют подавать в цепи рецептора или одиночные
импульсы значительной амплитуды с некоторой часто­
той повторения, накладываемые на напряжение питания
первичной сети, или поток импульсов с постоянными
амплитудой, длительностью импульсов (несколько мик­
росекунд) и частотой повторения (сотни герц). В не­
которых случаях предлагается имитировать действие
279


помех посредством источников синусоидального напря­
жения.
Применение таких моделей дает возможность поль­
зоваться сравнительно простыми алгоритмами измере­
ний, позволяющими реализовать повторяемость резуль­
татов и обеспечить оценку качества средств соответст­
венно заданным техническим.,
условиям. Однако
импульсные индустриальные помехи, созданные, напри­
мер, нестационарными процессами в сетях электропи­
тания, имеют вероятностный характер, существенно
отличающийся от стационарного потока импульсов,
созданных имитатором. Это означает и существенное
отличие параметров принятых моделей от параметров
помех в реальных сетях электропитания, что принципи­
ально приводит к методической погрешности измерений
с неопределенной величиной теоретической части этой
погрешности.
С точки зрения задачи приближения модели изме­
рений к реальному объекту и получения результатов из­
мерений, близких к действительным значениям изме­
ряемой величины, определенный интерес представляет
программно-управляемый комплекс моделирования ин­
дустриальных помех [174,475]. Это имитатор, содер­
жащий ряд генераторов случайных импульсных процес:
сов с заданными статистическими характеристиками.
Выходной сигнал комплекса — сумма выходных колеба­
ний генераторов, режимы работы которых управляются
определенной временной программой, отражающей .ди­
намику ЭМО, подлежащей моделированию. В качестве
математической модели помех принят поток пачек им­
пульсов с логнормальным распределением амплитуд,
образующих внутри пачек реализации пуассоновского по­
тока, причем моменты начала пачек сами образуют пуас­
соновский поток, а длительность пачек имеет экспоненци­
альное распределение. Интенсивности потока пачек и зна­
чения параметров распределения их длительностей тако­
вы, что пачки друг на друга не накладываются. Каждый
из генераторов функционирует автономно и состоит из
временного и амплитудного блоков. Временной блок со­
здает потоки импульсов с постоянной амплитудой и за­
данными временными характеристиками, а в амплитуд­
ном блоке осуществляется генерация непрерывного сиг­
нала с логнормальным распределением и модуляция им
выходного сигнала временного блока. В качестве источ-
280


ников шумового спектра колебаний используются гене­
раторы псевдослучайных последовательностей. Строби­
рование псевдослучайной последовательности колебаний
сигналом тактовой частоты в принципе приводит к би­
номинальному потоку импульсов, но последующее про­
реживание такого потока дает возможность приблизить
его к пауссоновскому, который характеризуется малой
вероятностью' (Р=1/32) появления импульсов. В каче­
стве сигнала, модулирующего импульсы по амплитуде,
в генераторах комплекса используются колебания на
выходе электронной модели стохастического дифферен­
циального нелинейного уравнения, возбуждаемой пуас­
соновским потоком импульсов.
В целом имитатор позволяет получить следующие
виды импульсных потоков:
пуассоновские потоки импульсов со средними часто­
тами, регулируемыми дискретно (через декаду) в пре­
делах 1... 105 имп/с;
пуассоновские потоки пачек импульсов со средними
частотами в пределах 10... 100 пач/с;
длительности пачек, устанавливаемые как постоян­
ные -в пределах 10... 100 мкс или как случайные с экс­
поненциальным распределением, имеющие среднюю
длительность 10 или 30 мкс.
Усилитель мощности выходных импульсов позволяет
получить максимальные амплитуды импульсов 23 В на
нагрузке 50 Ом (импульсная мощность 10,6 Вт) при
длительности фронтов импульсов 40 нс. Различным ви­
дам индустриальных помех соответствует определенная
программа режимов тенераторов комплекса. Управля­
ющая часть комплекса осуществляет переключение ре­
жимов и подачу импульсов соответствующего вида на
выход комплекса.
Опыт статистических измерений восприимчивости
различных средств с использованием описанного комп­
лекса имитаторов еще недостаточен. Это не позволяет
сделать заключение о степени приближения модели из­
мерений восприимчивости средств к индустриальным
помехам к действительному значению измеряемой ве­
личины восприимчивости. На даннЪом этапе развития
статистических измерений еще не ясна целесообразность
применения имитаторов помех статистического типа
вместо существующих и широко распространенных в
мировой практике имитаторов, действующих на детер-
281


министском принципе. Не ясна и практическая целесо­
образность перехода на статистический метод нормирова­
ния восприимчивости технических устройств и контроля
на соответствие норм'ам посредством, имитаторов стати­
стического типа. ' Однако
очевидна целесообразность
применения описанного комплекса моделирования для
более глубокого изучения индустриальных помех и ме­
тодов борьбы с ними.
В заключение настоящей главы отметим, что особен­
ности техники измерений в области ЭМС (методы и
средства) не только расширяют сферу радиоизмерений
за счет новых методов и новых типов измерительных
приборов, но и приводят к необходимости совершенст­
вовать научные основы радиоизмерений.
Глава 7. МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
С УЧЕТОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ
Мы отчетливо понимаем, что успеш­
ное решение многих народнохозяй­
ственных задач начинается с
проектов.
Из обращения коллектива
института
<гГидропроект»,
одобренного ЦК КПСС.
«Правда» ' от 19 августа 1981г.
7.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ
Во многих случаях задача обеспечения ЭМС различ­
ных или однотипных технических средств не укладыва-
е'тся в обычные представления об инженерных задачах,
когда можно воспользоваться предыдущим опытом и
прототипами или найти в справочниках решенйя, обо­
снованные общепринятой теорией и проверенные прак­
тикой. Формирование науки «Обеспечение ЭМС» еще
продолжается и поиск решений возникающих задач не­
редко носит исследовательский характер. Поэтому важ-
282


ное значение имеют общие методологические принципы
создания и эксплуатации технических средств по их
показателям ЭМС. При формировании таких принципов
можно воспользоваться аналогией с методологическими
принципами обеспечения надежности работы техниче­
ских средств, имея в виду как сходство, так и различие
организационных и технических аспектов методологий
обеспечения надежности и ЭМС.
Задача обеспечения надежности состоит в том, чтобы
выявить все виды возможных отказов изделия, вскрыть
их причины и разработать такие рекомендации, которые
бы препятствовали появлению любых дефектов изде­
лий [176].
По аналогии можно отметить, что задача обеспечения
ЭМС состоит в том, чтобы выявить все факторы, влия­
ющие на совместную работу изделий, вскрыть их при­
чины и разработать такие рекомендации, которые бы
препятствовали появлению недопустимых ЭМП и обес­
печивали функционирование изделий даже при воздей­
ствии на них ЭМП некоторого уровня.
Аналогия проявляется и в том, что задачи обеспече­
ния надежности и ЭМС должны решаться на всех эта­
пах жизненного цикла радиоэлектронных и других тех­
нических средств, начиная с этапа разработки техниче­
ского задания на' создание средства. Возникающие в
ряде случаев' критические ситуации, когда средства не
могут нормально функционировать из-за ненадежности
(отказов) или электромагнитной несовместимости, в
большинстве случаев объясняются' тем, что на ранних
этапах разработки изделия не прёдусматривалйсь необ­
ходимые мероприятия. В таких случаях дополнитель­
ные м^ры по обеспечению ЭМС, реализуемые в уже
готовом изделии, оказываются недостаточно эффек­
тивными. Как правило, эти меры требуют более значи­
тельных затрат не только материальных средств, но и
времени, что подтверждает известное правило — «про­
филактика эффективнее лечения».
Аналогия обнаруживается также в проведении осо­
бых испытаний изделий по специальным методикам,
техническом диагностировании по показателям надеж­
ности и обеспечения ЭМС изделий, сборе и статистиче­
ской обработке информации об отказах изделий и о пара­
метрах их ЭМС, создании специальных служб ЭМС,, по­
283


добных службам надежности и в других организацион­
ных мероприятиях.
Существует сходство и в некоторых технических ас­
пектах, например: при проведении расчетов надежно­
сти изделий и обеспечения их ЭМС широко использу­
ются среднрвероятностные показатели; при разработке
и установлении стандартных требований (норм) при­
меняется статистический подход и т. д . Однако есть и
существенные различия. Если надежность работы систе­
мы зависит от параметров надежности ее элементов, то
ЭМС, а следовательно, и эффективность системы, зави­
сит не только от параметров ЭМС ее элементов, но и
от параметров ЭМС других-систем. Установление стан­
дартных требований, например к допустимому уровню
помех от некоторого источника, зависит не только от
параметров этого источника, но и от показателей каче­
ства рецептора, на который могут влиять помехи. Осо­
бенность методологии обеспечения ЭМС' технических
средств заключается 'в ее комплексности, что проявля­
ется в необходимости одновременного совершенствова­
ния параметров ЭМС радиоэлектронных, электронных и
электротехнических средств. Отметим и такую особен­
ность, как необходимость в уточнении понятия «каче­
ство продукции».
Общие аспекты методологии разработки и эксплуа­
тации технических средств с учетом ЭМС (рис. 7 .1)
распространяются на все этапы жизненного цикла
средств, в том числе на предварительные исследования
*
Важной частью общей методологии должна быть про­
грамма работ по обеспечению ЭМС технического сред­
ства, предусматривающая проведение соответствующих
организационных и технических мероприятий на всех
этапах разработки, производства и эксплуатации сред­
ства, предусматривающих проведение соответствующих
мероприятия технической диагностики по параметрам
конкретного средства, которые должны обладать соот­
ветствующей контролепригодностью (см. § 7.5). Необхо­
димость в такой программе диктуется многоуровневой
комплексйостью самой задачи обеспечения ЭМС, из?за
чего трудно и даже невозможно предусмотреть в ТЗ на
разработку конкретного технического средства все фак­
торы, влияющие на его ЭМС. Существенную роль в раз­
работке и реализации этой программы могут играть
службы ЭМС на предприятиях, предназначенные для
284


методической помощи при разработке, производстве и
эксплуатации технических средств, обладающих пара­
метрами’ЭМС (см. § 7.6)- Большое методологическое
значение имеет задача создания и практического внед­
рения различного вида нормативно-технической доку­
ментации в области ЭМС и особенно стандартных тре-
Рис. 7.1 . Основные аспекты методологии создания и эксплуатации
средств по показателям их ЭМС
бований к .параметрам ЭМС технических средств
(см. § 7.3). И наконец, важнейшим направлением рас­
сматриваемой методологии (по крайней мере в настоящее
время) является распространение знаний о сущности
проблемы обеспечения ЭМС и методах ее решения. Оче­
видно, что этому аспекту следует уделять большое вни­
мание, пожалуй, не меньшее, чем это осуществляется
в области обеспечения надежности работы средств.
Особое значение при» этом имеет задача подготовки
и переподготовки кадров, для чего должны создаваться
285


учебные дисциплины в вузах и техникумах и учебная
литература [5]. К числу важнейших направлений об­
щей методологии относятся экономические концепции
по обеспечению ЭМС технических средств.
Однако не все направления методологии разработа­
ны с необходимой полнотой.
7.2. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПОНЯТИЮ
«КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ»
Традиция создания и эксплуатации отдельных уст­
ройств и -системы по требованиям к их автономному
функционированию не соответствует современному уров­
ню радиоэлектроники. По этой традиции доминирующее
значение придается функциональным параметрам из­
делия, определяющим его целевую фукцшо назначения.
Под функционированием объекта (изделия) подразу­
мевается «выполнение предписанного объекту алгорит­
ма функционирования при применении объектов по на­
значению» [177].
Как упоминалось (гл. 3), знание только функцио­
нальных параметров изделия недостаточно. Учет толь­
ко функциональных параметров может приводить к ав­
тономному подходу к разработке, производству и экс­
плуатации средств. Теперь доминирует системный
подход, сущность которого заключается в выявлении и
определении объективно существующих и возможных
связей любой части изделия (системы) с другими ча­
стями и с целым как внутри системы, так и между си­
стемами. Чтобы в рассматриваемом • случае пояснить
необходимость Системного подхода, остановимся на по­
нятии «система». Не претендуя на терминологическую
.
точность, будем считать, что система (подразумевается
' «техническая») это совокупность технических средств
(устройств) с упорядоченными свойствами, и определен­
ными связями друг с другом, образующая некоторую
целостность и выполняющая заданную техническую
функцию. Совокупность систем, выполняющая еще бо­
лее сложную функцию, чем отдельная система, входя­
щая в совокупность, может называться «сложной» иди
«большой» системой.
Системный подход к разработке, производству и
эксплуатации изделий, обладающих параметрами ЭМС,
означает, что выявляются и количественно определяют­
286


ся объективно существующие электромагнитные, элек­
трические и магнитные связи между элементами систе­
мы и между данной и другими системами, в том числе
такими, которые проявляются как источники НЭМП.
При этом не отрицается значение функциональных ха­
рактеристик каждого средства, входящего в систему, но
и они рассматриваются с позиций «системных свойств».
Специфические для системы свойства выражаются че­
рез системные параметры технических средств, входя­
щих в систему. В рассматриваемом случае к системным
параметрам относятся параметры ЭМС (гл. 3).
Системный подход заключается в следующем:
исследуют существующие и возможные связи между
объектами данной системы’(внутренние свяйи) и между
данной и другими системами (внешние связи);
определяют системные свойства (системное качест­
во) объектов, входящих в систему;
анализируют (рассчитывают) результаты влияния
каждой связи на свойства данной и других систем;
упорядочивают (совершенствуют или оптимизируют)
свойства данной системы и (или) других систем по
выводам из анализа влияния каждой связи на качество’
рассматриваемой продукции («обратная связь» в си­
стемном подходе).
По стандартному определению термин «качество
продукции» означает совокупность свойств продукции,
обуславливающая ее пригодность удовлетворять опре­
деленной потребности в соответствии с ее назначением
[4]. При таком толковании понятия под словами
«... удовлетворять
определенной потребности ...»
можно подразумевать и потребность в обеспечении
ЭМС, что, однако, здесь не выражено в явной форме.
Очевидно, нельзя считать продукцию качественной
если она «нормально функционирует», выполняя свое
назначение [177], но при этом нарушает «нормальное
функционирование» другой продукции, несмотря на ме­
ры, принятые во избежание такого нарушения, Поэтому
понятие о качестве продукции, обладающей параметра­
ми ЭМС, целесообразно определить не только как сово­
купность ее свойств выполнять свое назначение, но и
как дополнительное свойство не нарушать функциони­
рование другой продукции' и (или) противостоять не­
преднамеренному электромагнитному действию со сто­
роны другой продукции. Иными словами, качество про-
287


дукции, обладающей электромагнитными свойствами,
необходимо оценивать с системных позиций по комп­
лексному показателю в виде совокупности функциональ­
ных параметров и параметров ЭМС. Это основное поло­
жение методологии создания и эксплуатации средств
по показателям их ЭМС. Требования к упорядочению
системных свойств различных технических средств за­
крепляются, в виде стандартных норм' на параметры
ЭМС, которые должны учитываться при определении
«качества продукции».
7.3 . НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ
ДОКУМЕНТАЦИЯ В ОБЛАСТИ ЭМС
Нормативно-техническая документация, особенно
стандарты, играют большую роль в повышении качества
выпускаемой продукции, внедрении новой техники и
ускорении научно-технического прогресса. Известны ре­
шения ЦК КПСС и Совета Министров СССР, относя­
щиеся к этой роли стандартов, в том числе решение
XXVI съезда КПСС о необходимости «совершенствовать
стандарты и технические условия на готовую продук­
цию, комплектующие изделия ...» .
Прогрессивная роль стандартов особенно проявля­
ется, если -они относятся к категории «опережающих».
Такие стандарты создают по результатам научно-иссле­
довательских и опытно-конструкторских работ, показы­
вающих возможность и целесообразность производства
и эксплуатации более качественных изделий с новыми
техническими характеристиками [178]. В результате ис­
следований должны быть выбраны характеристики (па­
раметры) изделия или его элементов, подлежащие 'опе­
режающей стандартизации, установлены закономерно­
сти совершенствования этих показателей в соответствии
с ходом научно-технического прогресса и предложены
комплексные мероприятия, обеспечивающие внедрение
стандарта. На основании этого в опережающий стан­
дарт включают такие технические параметры, которые
в последующем становятся обязательными для изделий,
осваиваемых производством. Тем самым опережающие
стандарты способствуют переходу качества продукции
на более высокий технический уровень. В этом состоит
основное отличие опережающих стандартов от других
видов широко распространенных стандартов, отраж^-
288


ющих и закрепляющих уже достигнутый в производстве
уровень техники. Порядок создания опережающих стан­
дартов регламентирует ГОСТ 1.0—68 [179]. Значение
опережающих стандартов отмечал еще в 1929 г.
В. В. Куйбышев .
Опережающие стандарты в области обеспечения
ЭМС («стандарты ЭМС»), содержащие требования в
виде «норм» на параметры ЭМС технических средств,
должны разрабатываться на статистической основе, для
чего необходим сбор соответствующей информации. Од­
новременно с установлением таких норм разрабатыва­
ются методы их контроля (измерений). Известно, что
контроль одной и .той же стандартной нормы разными
методами приводит к различным результатам, вслед­
ствие чего необходима стандартизация методов контро­
ля. Для обеспечения повторяемости результатов изме­
рения надо производить в одинаковых условиях посред­
ством однотипной измерительной аппаратуры.
Стандартизация в этом случае необходима еще и потому,
что любой метод контроля параметров ЭМС имитирует
условия эксплуатации с некоторым и не всегда опреде­
лённым приближением.
Статистическую основу стандартных требований
(«норм») к параметрам. ЭМС можно иллюстрировать
примером разработки требований к допустимому уров­
ню индустриальных радиопомех на выходе их источни­
ков [180]. Хотя для характеристики общей методологии
нормирования параметров ЭМС такой пример является
частным, тем не менее принцип статистического подхо­
да можно распространить на многие другие случаи нор­
мирования допустимого уровня помех у их источника.
В качестве исходного условия разработки норм при­
нимается некоторая заданная вероятность аг качествен­
ного радиоприема, при котором отношение сигнал-поме­
ха на входе радиоприемного устройства
Т?=8с/бп^^д>
(7-1)
где ес и Бп — ЭДС полезного сигнала и помехи в при­
емной антенне; /?д — минимально допустимое отноше­
ние сигнал-помеха (качественный прием).
Обычно принимают вероятность качественного
приема
P(R>Rz) =аг= 0,95—0,99.
Подставляя в соотношение (7.1) значения ес =
=£сЛд и &n=Un/kn, где Ес — напряженность поля по-
19—3426
289


лезного сигнала; йд — действующая высота приемной
антенны; (7П— напряжение помехи на зажимах источ­
ника (нормируемое напряжение); kn — коэффициент
переноса помехи от источника к приемной антенне
(ослабление помехи на пути распространения), полу­
чаем уравнение (в децибелах)
/? = £с+/1д—(7*2)
Все величины, входящие в это уравнение, за исклю­
чением 7?д, случайные. Каждая из них, как показывает
опыт, с приемлемой точностью подчиняется логнор­
мальному закону распределения вероятностей случай­
ных величин. Чтобы вычислить статистические пара­
метры Мио функции распределения величины i/?, не­
обходимо знать статистические параметры каждой из
величин, от которых зависит R:
Л4д=Л4ес4”Л1/1д—(7.3)
02л==а2Ес+а2Лд+ст2с;п_|_а2^
(7.4)
Среднеквадратическое отклонение оя в этом случае
определится как
°r=~
а* Ес 4" °\д “I” а*ип 4" °2*п>
(7-5)
где tar — нормированный аргумент функции распре­
деления величины R, соответствующий выбранной на­
дежности обеспечения качественного радиоприема.
Следовательно, условие R^R^ можно получить в
виде
МЕс+А1Лд — MUn -|-Mkn —
Из этой зависимости для крайнего случая R—Rp,
определяют допустимую величину математического
ожидания Миа уровня помех у источника, которую ис­
пользуют при установлении соответствующей, нормы.
Однако, как следует из той же зависймости, для опре­
деления количественного значения нормы необходимо
располагать статистической информацией, накапливае­
мой по результатам измерений и расчетов с последую­
щей обработкой. В рассматриваемом случае важна ин­
формация о коэффициенте переноса помех Ки, завися­
щем от многих случайных (разнообразных) факторов
взаимного размещения источников помех с их сетями
290-


и приемников с их антеннами. Здесь необходима боль­
шая по объему статистическая информация, которая в
одних случаях может быть обеспечена расчетом, а в
других только экспериментом.
При нормировании уровня помех от электро­
устройств допускается наличие определенного процента
электроустройств с уровнями помех, превышающими
норму. -
Согласно существующим рекомендациям, в том
числе СИСПР, нормам должно соответствовать не ме­
нее 80% выпускаемых устройств каждого типа. Учиты­
вая это обстоятельство, следует принять за -допусти­
мое значение уровня помех у источника такое напря­
жение помехи, которое вычислено на заданном уровне
вероятности:
ия=Мип^н^ип,
(7.7)
где /н — нормированный аргумент функции распределе­
ния значений напряжения радиопомех у источника, со­
ответствующий уровню вероятности выполнения норм.
При практическом определении €7Д вводят некоторые
упрощения. Например, значение Ес может быть раз­
личным из-за временных и пространственных флуктуа­
ций полезного сигнала, поэтому пользуются минималь­
ной гарантированной величиной напряженности поля
Есх полезного сигнала. После упрощений и преобразо­
ваний расчетная формула принимает вид
==^С.г+^:д+Mku—
—
—
^аг /°2йд + °2йп + °2уц+ 0.8Чп,
(7.8)
где все величины в децибелах.
Расчеты по этой формуле позволили, например, за­
ключить, что для защиты телевизионного приема в диа­
пазоне ДМВ от помех, создаваемых автомобильным
зажиганием, необходима норма допустимой напряжен­
ности поля помех 34...35 дБ на расстоянии 10 м от
автомашины при аг==0,99. Для защиты радиоприема
в системе подвижных средств радиосвязи (в автома­
шине) такую же норму в ’том же диапазоне надо вы­
полнять на расстоянии 1 м.
Изложенное позволяет сделать более общий вывод
о том, что дЛя обеспечения заданного значения аг —
необходимого качества функционирования любого ре­
цептора, надо снижать не только средний уровень по­
мех Muir у источника, но и среднеквадратическое откло-
291


нение от этого уровня. Иными словами, однотипные
источники индустриальных помех должны быть по воз­
можности однородны и стабильны по нормам допусти­
мого уровня помех.
В практической работе по сбору статистических
данных об уровне помех необходимо определить мини­
мальный объем информации, позволяющий устанавли­
вать нормы с соответствующей достоверностью. Для
этих целей можно рекомендовать ГОСТ 16842—76, от­
носящийся к общим методам испытаний источников ин­
дустриальных радиопомех, в котором указан метод оп­
ределения минимального числа п образцов изделий,
создающих помехи (табл. 7 .1)..
Таблица 7.1
К определению минимального числа п образцов
изделий, создающих помехи
п
k
п
k
п
k
3
2,0
8
1,30
15
1,17
4
1,69
9
1,27
20
1,12
5
1,52
10
1,24
25
1,09
6
1,42
11
1,21
30
1,07
7
1,34
12
1,20
—4------------
35
1,06
Расчет ведется по формулам:
X=X+kS-,
где k — коэффициент, зависящий от числа испытуемых
образцов (см: табл. 7 .1),
Такие зависимости могут быть использованы при
разработке стандартных норм на основе статистических
данных. Степень достоверности зависит также от эко­
номической оценки выполнимости норм в условиях про­
изводства и эксплуатации технических средств конк­
ретного типа.
292


Разработка и практическое применение НТД в
области ЭМС важное направление общей методологии
создания и эксплуатации различных технических
средств по показателям их ЭМС.
Рассматривая НТД в этой области, можно разде­
лить ее на три группы — мёждународную, отечествен­
ную и национальную других стран. При разработке но­
вой НТД в области ЭМС (а этот процесс продолжает­
ся) необходим тщательный анализ существующей НТД. -
7.3.1. МЕЖДУНАРОДНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Основным международным документом, относящим­
ся к распределению радиочастотного ресурса от 10 кГц
до 275 ГГц и правилам пользования им, является
«Регламент
радиосвязи» {24], изданный впервые в
1959 г. Генеральным секретариатом Международного
союза электросвязи (МСЭ) на основе международных
соглашений, принятых на Всемирных и Чрезвычайных
административных конференциях с участием представи­
телей почти всех стран мира, в том числе СССР.
В 1963, ’1966, 1967 и 1971 гг. на конференциях по мор­
ской, авиационной и космической радиослужбам некото­
рые статьи этого документа пересматривались и допол­
нялись. Общий пересмотр документа был на Всемир­
ной административной радиоконференции в 1979 г.
«Регламент радиосвязи» является обязательным для
администраций стран — участников международных
соглашений;
Помимо вопросов, непосредственно связанных с ра­
диочастотным ресурсом и правилами функционирова­
ния радиослужб, «Регламент радиосвязи» содержит
положения, связанные с некоторыми направлениями
обеспечения ЭМС радиосредств различных служб. На­
пример, в главе «Меры против помех» приведены тре­
бования к ряду технических характеристик аппарату­
ры, процедурам осуществления контроля излучений и
др. Указаны требования к ограничению плотности по­
тока мощности излучения передатчиков в радиослуж­
бах космической, морской и авиационной радиосвязи.
В приложениях к этому документу приведены требова­
ния к допустимым уровням побочных излучений и ста­
бильности частоты передатчиков, методам определения
координационной зоны передатчиков, работающих в
службах радиосвязи в диапазонах 1...40 ГГц, и мето­
293


дам расчета помех между системами (космическими и
земными), работающими в одинаковых полосах частот.
Рекомендации по рациональному распределению ра­
диоканалов разрабатывает входящий в МСЭ Междуна­
родный комитет регистрации частот (МКРЧ), который
составляет справочный международный регистр при­
своенных радиочастот и изучает практические случаи
действия помех.
Важные технические рекомендации, многие из кото­
рых связаны с проблемой обеспечения ЭМС РЭС, раз­
рабатывает Международный консультативный .комитет
по радио (МККР), также входящий в МСЭ. Хотя эти
рекомендации не обязательны для исполнения, тем не
менее многие из них принимаются за основу националь­
ной НТД, относящейся к обеспечению ЭМС РЭС. Ре­
комендации и отчеты МККР обобщают международ­
ный опыт, поскольку основаны на вкладах многих
стран — членов МСЭ .
В составе МККР одиннадцать исследовательских
комиссий, занимающихся анализом задач различных
радиослужб. И хотя в их числе нет комиссии по про­
блеме обеспечения ЭМС, тем не менее среди материа­
лом МККР можно найти рекомендации и отчеты,
имеющие прямое отношение к обеспечению ЭМС РЭС.
Например,. Рекомендации МККР, обозначенные следую­
щими номерами:
45, 218 и 427 об устранении помех на судах;
100 о применении ОБП вместо двухполосного излу­
чения;
326 и 329 о видах и допустимых уровнях побочных
излучений передатчиков;
327, и 328 о спектрах излучений й их измерениях;
331 о внутренних шумах радиоприемников;
332 об эффективной избирательности приемников;
339 об отношении сигнал-помеха при приеме в диа­
пазоне ниже 30 МГц;
357 о допустимых уровнях помех в РРЛ от систем
космической радиосвязи;
466 о методах расчета помех в системах связи через
ИСЗ на геостационарной орбите;
и Отчеты МККР под номерами:
179, 325, 419 о спектрах излучений некоторых * клас­
сов;
<
25& об индустриальных радиопомехах;
294


275, 278 и 324 о методах измерений ширины полосы
излучения;
281 об источниках помех радиоприему;
306 об отношении сигнал-помеха для цветного теле­
видения;
322 о характеристиках атмосферных помех и их рас­
пределении по земному шару;
326 о способах уменьшения побочных излучений ра­
диопередатчиков;
418 о примерах расчетов необходимой полосы излу­
чения;
521 ... 524 о моделировании нелинейных параметров
ВЧ тракта приемника;
525 и 659 о защитных отношениях в некоторых ра­
диосистемах;
654 о методе расчета помех по соседнему каналу;
660 и 661 об ЭМС в системах одноканальной теле­
фонной радиосвязи и методике измерений параметров
ЭМС;
670 об уровнях помех в диапазонах от 0,1 Гц до
100 ГГц.
Большое значение для решения задач обеспечения
ЭМС имеют технические рекомендации, которые разра­
батывает Международный специальный комитет по ра­
диопомехам (СИСПР), обобщающий международный
опыт по ослаблению индустриальных радиопомех от
различного электро- и радиооборудования . Эти реко­
мендации, как правило, используются во многих стра­
нах при разработке национальных стандартов на допу­
стимые уровни индустриальных радиопомех.
Рекомендации СИСПР, известные под названием
«Публикации», относятся к требованиям на допустимые
уровни индустриальных радиопомех в диапазонах от
10 кГц до 1 ГГц, способам ослабления излучаемых и
кондуктивных помех, методам измерений уровней по­
мех, характеристикам измерителей индустриальных ра­
диопомех и др. Для примера приведем некоторые пу­
бликации СИСПР, относящиеся к рекомендуемым нор­
мам и методам измерений. Публикации изданы в 1975 г.
и обозначены номерами:
11 о помехах от ВЧ установок промышленного,
научного и медицинского назначения;
12 о помехах от устройств автомобильного зажи­
гания;
295


13 о помехах от радиовещательных и телевизионных
приемников;
14 о помехах от бытовой электрической аппаратуры,
ручных инструментов с электроприводом и т. п .;
15 о помехах от газонаполненных осветительных
приборов.
Длительное время деятельность СИСПР ограничи­
валась областью индустриальных помех радиовещанию
и телевидению, что отразилось на рекомендациях и
прежде всего на требованиях к допустимым уровням
помех и методам измерений. Лишь в последние годы
СИСПР стал уделять внимание более широкой сфере
влияния индустриальных радиопомех, например систе­
мам подвижных систем радиосвязи и некоторым вопро­
сам обеспечения ЭМС РЭС.
Определенный интерес для области ЭМС РЭС пред­
ставляют публикации Международной электротехниче­
ской комиссии (МЭК), относящиеся главным образом
к методам измерений параметров радиосредств и ра­
диокомпонентов. Из них можно выделить, например,
Публикацию 106 об измерениях помех от радиовеща­
тельных и телевизионных приемников, Публикацию 244
(часть 2) об измерениях внеполосной мощности и мощ­
ности побочных излучений передатчиков, Публикацию
161 об измерениях параметров конденсаторов для по­
давления радиопомех.
В 1974 г. МЭК создал специальный технический ко­
митет No 77 (ТК-77) «ЭМС электрооборудования, вклю­
чая электрические сети», поскольку возникла необходи­
мость борьбы с низкочастотными (ниже 10 кГц)
кондуктивными и излучаемыми ЭМП, создаваемыми
различным электрооборудованием. Задачи ТК-77
—
исследования ЭМС электрических сетей с устройствами,
потребляющими электрическую, энергию, стандартиза­
ция основных параметров ЭМС электрооборудования и
электрических сетей, стандартизация методов измере­
ний помех и разработка терминологии в соответствую­
щей области. К настоящему времени ТК-77 подготовил
публикации о принятой терминологии и о нормах на
допустимые уровни помех от гармоник напряжения в
низковольтных электрических сетях.
К международной НТД, имеющей отношение к . об­
ласти ЭМС, следует отнести ряд документов, связанных
с требованиями к параметрам ЭМС авиационной ра-
296


диоэлектронной и электротехнической аппаратуры,
установленной на самолетах международных авиали­
ний. Хотя эти требования разработали авиационные
фирмы США, в основном «Компания по производству
и установке радиоэлектронной аппаратуры в граждан­
ской авиации» (ARINC) и «Радиотехническая комис­
сия для авиации» (RTCA), с целью применения в на­
циональном масштабе, тем не менее они нашли отра­
жение в материалах Международной организации
гражданской авиации (ИКАО) и получили широкое
распространение. В частности, важное значение имеет
документ ДО-160 (RTCA) «Окружающие условия и ме­
тоды испытаний бортового электротехнического и элек­
тронного оборудования и приборов» (1975 г.) с требо­
ваниями (раздел 21) к допустимым уровням помех от
оборудования и восприимчивости к внутрисистемным
помехам. Можно отметить документы ARINC, например
No 578 (1970 г.), с жесткими требованиями к пара­
метрам ЭМС курсовых приемников оборудования по-
■садки самолета.
Существуют также международные рекомендации
по ослаблению радиопомех на морских судах. Напри­
мер, в морском регистре СССР имеются рекомендации
как в части допустимых уровней помех от отдель­
ных источников судового оборудования, так и в части
защиты от помех, составленные на основании междуна­
родных рекомендаций [-181, 182].
К международной документации в области ЭМС
относятся стандарты СЭВ, например требования к до­
пустимым уровням помех от автомобильного зажигания
(ПКС СЭВ PC 135468), требования к измерителям ра­
диопомех (СТ СЭВ 502—77), термины и определения в
области индустриальных радиопомех (СТ СЭВ
1116—78).
7.3.2. ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Основная отечественная НТД в области ЭМС —
Государственные стандарты, утвержденные Госкомите­
том СССР по стандартам, и «Общесоюзные нормы»,,
утвержденные Государственной комиссией по радиоча­
стотам СССР. Менее распространены ведомственные-
документы, такие как отраслевые стандарты (ОСТы),.
руководящие технические материалы и Межведомствен -
297


ные технические требования, имеющие прямое или кос­
венное отношение к обеспечению ЭМС РЭС.
ГОСТ 11001—80 . Приборы для измерений индустриальных ра­
диопомех. Технические требования и методы испытаний (СТ СЭВ
502—77).
ГОСТ 16842—76. Радиопомехи индустриальные. Общие методы
испытаний источников радиопомех.
ГОСТ 13661—68 . Электрические фильтры для подавления радио­
помех. Методы измерений вносимого затухания .
ГОСТ 14762—69 . Радиопомехи индустриальные. Эквиваленты
сети.
ГОСТ 21177—75. Радиопомехи индустриальные от светильников
с люминесцентными лампами. Нормы и методы испытаний .
ГОСТ 22012—76. Радиопомехи индустриальные. Линии электро­
передачи и электрические подстанции. Нормы и методы измерений.
ГОСТ 17822—78. Устройства с двигателями внутреннего сгора­
ния. Нормы и методы испытаний на индустриальные радиопомехи.
ГОСТ 23511—79. Радиопомехи индустриальные от электротехни­
ческих устройств.
ГОСТ 13109—67. Электрическая энергия . Нормы качества элек­
трической энергии у ее приемников, присоединенных к электрическим
сетям общего назначения.
Содержит ряд показателей, позволяющих оценить влияние низ­
кочастотных помех в электросети питания на устройства, потреб­
ляющие электроэнергию.
ГОСТ 19431—74. Приемники электрической энергии .
Содержит требования к устройствам, потребляющим электро­
энергию из сети общего назначения, связанные с качеством электро­
энергии на входе питания устройств.
ГОСТ 19705—74. Системы электроснабжения самолетов и верто­
летов. Классификация . Требования к качеству электроэнергии .
ГОСТы, перечисленные ниже, имеют косвенное отношение к обла­
сти ЭМС РЭС. В некоторых разделах каждого из них указаны тре­
бования к отдельным параметрам ЭМС конкретных радиоэлектрон­
ных устройств, а также методам измерения этих параметров.
ГОСТ 19492—74. Радиокомпасы средневолновые автоматические .
Основные параметры. Технические' требования.
Содержит требования к допустимому излучению гетеродина, до­
пустимому уровню кондуктивных помех, защите входа приемника от
перегрузки и экранированию приемника.
ГОСТ 19896—74. Синтезаторы для передающих и приемных
устройств магистральной радиосвязи. Классы. Основные параметры .
Технические требования..
Содержит требования к комбинационным и шумовым составляю­
щим в спектре выходного сигнала.
ГОСТ 21062—75. Передатчики морские однополосные. Основные
параметры. Технические требования .
ГОСТ 21895—76.. Передатчики морские однополосные. Методы
измерений и испытаний.
Содержит методы измерений ряда параметров ЭМС. Особый
интерес представляет описание метода измерений шумовых излуче­
ний передатчика.
.298


ГОСТ 12252—77. Радиостанции с угловой модуляцией сухопут­
ной подвижной службы. Типы . Основные параметры . Технические
требования. Методы измерений.
ГОСТ 22579—77: Радиостанции с однополосной модуляцией су­
хопутной подвижной службы. Типы. Технические требования. Мето­
ды измерений.
ГОСТ 22580—77. Радиостанции с угловой модуляцией морской
подвижной службы. Типы . Основные параметры . Технические требо­
вания. Методы измерений.
Последние три стандарта содержат требования к ряду парамет­
ров ЭМС радиопередающих и радиоприемных устройств и описания
типовых методов контроля этих параметров.
ГОСТ 14663—76. Устройства приемные магистральной коротко­
волновой радиосвязи. Классы. Основные параметры . Технические тре­
бования. Методы измерений.
ГОСТ 17732—72. Радиолокаторы метеонавигациопиые, самолет­
ные, бортовые. Основные параметры. Технические требования. Ме­
тоды измерений и испытаний.
Специальное внимание уделено контролю параметров, которые
должны соответствовать требованиям ГОСТа после воздействия
импульсов, имитирующих переходные процессы в цепях питания
РЛС.
Терминологические ГОСТы.
ГОСТ 14777—76. (СТ СЭВ 1116—78). Радиопомехи индустри­
альные. Термины и определения.
ГОСТ 19542—83. Машины вычислительные . Помехи . Термины
и определения.
ГОСТ 23611—79. Совместимость радиоэлектронных средств элек­
тромагнитная. Термины и определения.
ГОСТ 23872—79. Совместимость радиоэлектронных .средств элек­
тромагнитная. Номенклатура параметров и классификация техниче­
ских характеристик.
Общесоюзные нормы ГКРЧ СССР.
Общесоюзные нормы на уровни побочных излучений радиопе­
редатчиков всех категорий и назначений (гражданских образцов).
М., «Связь», 1972.
Общесоюзные нормы на ширину частот и внеполосные спектры
излучений радиопередающих устройств гражданского назначения.
М., «Связь», 1976.
Общесоюзные' нормы допускаемых индустриальных радиопомех
(Нормы 1—72—9 —72). М ., «Связь», 1973.
Общесоюзные нормы допускаемых индустриальных радиопомех.
Оборудование и аппаратура, устанавливаемые совместно со служеб­
ными радиоприемными устройствами гражданского назначения. До­
пускаемые величины. Методы испытаний (Нормы 15—78). М.»
«Связь», 1978.
Общесоюзные нормы допускаемых индустриальных радиопомех
в полосе частот 300 ... 1000 МГц (Нормы 1А—77, ЗА—77, 5А—77,
6А—77). М., «Связь», 1978.
Общесоюзные нормы помехозащищенности приемных устройств
радиовещания и телевидения от индустриальных радиопомех. Допус­
каемые величины. Методы испытаний, 1974.
Общесоюзные нормы на допустимые отклонения частоты радио­
передатчиков всех категорий и назначений. М ., «Связь», 1975.
299


Общесоюзные нормы допускаемых индустриальных радиопомех.
Телевизионные и радиовещательные приемники. Методы испытаний
(Нормы 10—74). М ., Изд-во Минсвязи СССР, 1974.
Общесоюзные нормы допускаемых индустриальных радиопомех.
Радиовещательные приемники с AM. Допускаемые величины. Методы
испытаний (Нормы 12—76). М., «Связь», 1977.
Общесоюзные нормы на избирательность телевизионных прием­
ников (по ПЧ и зеркальному каналу) и избирательность и коэффи­
циент шума конверторов ДЦМ диапазона волн (Нормы 14—77). М.,
Изд-во Минсвязи СССР, 1977.
Приведем еще примеры ведомственной НТД, имеющей отноше­
ние к области ЭМС радиоэлектронных и электронных средств.
Межведомственные требования «Нормы летной готовности само­
летов» НГЛС-2 . «Оборудование самолетов». Приложение к гл. 8 .
Издание МВК НГЛ СССР, 1974.
Руководящий технический материал. РТМ 25 93—72. «Рекомен­
дации по защите средств цифровой вычислительной техники от по­
мех из сети питания переменного тока». Министерство приборострое­
ния, средств автоматизации и систем управления.
Рекомендации по применению, устройству и монтажу экраниро­
ванных помещений и кабин. М., «Связь», 1966 (Минсвязи СССР).
Рекомендации по. типовым схемам подавления индустриальных
радиопомех от электроустройств различного назначения. М ., «Связь»,
1979 (Минсвязи СССР).
7.3.
Х НАЦИОНАЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
НЕКОТОРЫХ СТРАН
В ряде стран имеется своя НТД, относящаяся к об­
ласти ЭМС, причем, как правило, стандартные требо­
вания к обеспечению ЭМС конкретного вида РЭС яв­
ляются частью более общего стандарта. Однако есть и
исключение в виде специальных стандартов ЭМС, ка­
кими являются военные стандарты США, известные
под индексами 461А (требования к параметрам
ЭМС РЭС, 1968 г.) и 462 (методы испытаний, 1967 г.),
связанные между собой. В целом это унифицированные
стандарты‘для всех видов военных РЭС США, хотя для
некоторых из них остаются действующими отдельные
стандарты со своими требованиями и методами испы­
таний. К настоящему времени унифицированные стан­
дарты претерпели некоторые изменения и известны как
461В и 462В. Их отличия от многих национальных
стандартов и международных рекомендаций, а также
комплексный подход к стандартизации параметров
ЭМС вызвали широкую дискуссию в литературе, кото­
рая до сих пор продолжается. Поскольку эти стандар­
ты представляют определенный интерес для методоло­
гии создания и эксплуатации технических средств с
учетом ЭМС, отметим их основные особенности:
300


более широкая номенклатура нормируемых пара­
метров ЭМС сравнительно с известной международной
и национальной НТД;
широкий диапазон частот, в пределах которого
контролируются параметры ЭМС (от 10 кГц до 10 ГГц,
причем гармоники передатчиков до 40 ГГц); в мировой
практике параметры ЭМС в основном контролируются
в диапазоне 0,15... 1000 МГц;
более жесткие требования к параметрам ЭМС срав­
нительно с общеизвестными; например, требование
МККР к ослаблению гармоник радиопередатчика мощ­
ностью 1 Вт 43 дБ, а требования стандарта 461В 70 дБ
(80 дБ для авиационных бортовых передатчиков);
ряд новых, ранее не применявшихся методов изме­
рений параметров ЭМС РЭС и источников электропи­
тания, например измерения в ближней зоне излучения
на низких частотах (распространена практика от
150 кГц и выше), измерения токов индустриальных
помех вместо обычно измеряемых напряжений, измере­
ния пиковых значений параметров помех вместо квази-
пиковых, измерения ЭМП, создаваемых переходными
процессами в цепях питания;
ряд новых требований к измерительной аппаратуре,
возникших из-за применения новых методов измерений
параметров ЭМС, например к генераторам сигналов,
имитирующим переходные процессы, токосъемники для
измерения' индустриальных помех, мощным генерато­
рам (усилителям) мешающих сигналов, измерительным
антеннам, измерительным приемникам;
новые требования к испытательному оборудованию,
например специальным испытательным камерам, со­
здающим высокую напряженность поля (до 200 В/м)
на частотах нижеДОО МГц, специальным типам антенн,
формирующих поле.
Стандарты 461А/461В и 462/462В являются наибо­
лее сложными для исполнения из существующей НТД
в области ЭМС. Известны, например, предложения о
распространении этих стандартов в качестве основы
для авиационной бортовой аппаратуры гражданского
назначения. Однако с методологической точки зрения
такого рода предложения должны реализовываться на
основе компромисса с учетом того, что и чрезмерно
жесткие требования экономически невыгодны при су­
ществующем уровне техники и чрезмерно слабые
301


требования, из-за которых нарушение ЭМС РЭС может
стать распространенным, тоже могут оказаться невы­
годными с экономической точки зрения.
Среди других национальных нормативно-техниче­
ских документов можно отметить стандарты ФРГ, из­
вестные как требования VDE {Verband Deutsches
Electrotechniker), во многом соответствующие рекомен­
дациям СИСПР, и стандарты FCC (Federal Communi­
cation Commission) США. Однако наибольший интерес
с методологической точки зрения, пожалуй, представ­
ляют материалы Британского стандарта 3G.100
(1973 г.), части 3-я и 4-я которого относятся к обеспе­
чению ЭМС внутри комплекса авиационного бортового
радиооборудования [183]. Стандарт 3G.100 разработан
с учетом многих материалов, в том числе стандартов
461 и 462, а также требований RTCA, ARINC и других
организаций. Он достроен на основе компромисса, о
котором упоминалось, и имеет большой терминологиче­
ский раздел, что должно способствовать лучшему пони­
манию требований стандарта. В нем предусмотрена
возможность измерений токов и напряжений кондук-
тивных помех, измеряемых в диапазонах от 50 кГц до
150 МГц (с помощью токосъемника до 100 МГц), а
также возможность измерения восприимчивости РЭС к
узкополосным и широкополосным, в том числе низкоча­
стотным помехам. В приложениях к стандарту даны
описания некоторого измерительного и испытательного
оборудования, например специальных камер для опре­
деления восприимчивости радиоэлектронного оборудо­
вания.
7.4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭМС ТЕХНИЧЕСКИХ
СРЕДСТВ НА ЭТАПАХ РАЗРАБОТКИ
И ПРОИЗВОДСТВА
Как отмечалось, системный подход к задаче обеспе­
чения ЭМС радиоэлектронных, электронных и электро­
технических средств (устройств, систем, комплексов)
приводит к необходимости ее решения на всех этапах
их «жизненного цикла», начиная
с самого начально­
го—технического задания (ТЗ) на разработку. Если
задачу обеспечения ЭМС решать после изготовления
достаточно сложного средства, обладающего парамет­
рами ЭМС, то это экономически нецелесообразно. Бо -
302


лее того, многие аспекты обеспечения ЭМС, вполне
реализуемые на начальных этапах разработки, не мо­
гут быть реализованы с требуемой эффективностью в
уже изготовленном изделии.
Обеспечение ЭМС это часть общей задачи создания
(разработки и производства) технических средств с
современными требованиями к их качеству. В номен­
клатуру показателей качества изделия должны вклю­
чаться показатели его «системных свойств», влияющих
на функционирование других изделий или (и) противо­
действующих таким влиянием (см. § 7.2). Численные
значения этих показателей подлежат контролю и ис­
пользуются для аттестации характеристик данного
средства в системе управления качеством.
Существенной частью общей методологии создания
и эксплуатации изделий, обладающих параметрами
ЭМС, является обязательное включение требований к
обеспечению ЭМС в ТЗ на разработку изделий (в по­
следующем в ТУ на его производство) и составление
программы, определяющей комплекс организационных
и технических мероприятий по обеспечению ЭМС на
этапах проектирования, конструирования, производства,
испытаний и монтажа (особенно, если изделие предна­
значено для работы в комплексе средств), а также, по
возможности, на этапе эксплуатации изделия. Такая
программа, составляемая разработчиком и согласован­
ная с заказчиком, фактически является приложением к
техническому заданию на разработку и в дальнейшем
должна быть реализована так же, как реализуются ТЗ
и ТУ на изделие.
Программа должна включать общие и частные осо­
бенности обеспечения ЭМС в зависимости от конкрет­
ного назначения изделия и уровня, на котором должна
обеспечиваться ЭМС, а именно:
между изделиями (средствами), которые использу­
ются в системах, пространственно удаленных друг от
друга;
между изделиями, размещенными в одном комплек­
се средств;
между элементами (узлами, блоками) внутри аппа­
ратуры.
В программе излагаются задачи по обеспечению
ЭМС независимо от того, указаны они в ТЗ или нет,
включая технические трудности, с которыми встречает-
зоз


ся разработчик изделия и для преодоления которых
может возникнуть необходимость в проведении предва­
рительных исследований. В свою очередь, заказчик
должен указать данные, характеризующие ЭМО, в ко­
торой должно функционировать разрабатываемое
средство, и перечислить с возможной полнотой потен­
циальные источники непреднамеренных ЭМП.
В числе исходных материалов для этапа проектиро­
вания должны быть (в ТЗ и программе) соответствую­
щие ссылки на НТД, относящуюся к способам обеспе­
чения ЭМС разрабатываемого изделия. Разработчик
должен быть знаком с литературными материалами по
методам расчета параметров и анализа ЭМС, сниже­
нию уровней ЭМП и восприимчивости средств и т. д .
Должны быть известны прототипы изделий и их узлов,
систем и комплексов РЭС с близкими требованиями к
обеспечению’ ЭМС, а также опыт их эксплуатации.
В процессе проектирования рассматривают способы
выполнения требований ТЗ и программы в части обес­
печения ЭМС разрабатываемого изделия, определяют
возможность соответствия параметров ЭМС требовани­
ям НТД (стандартов), рассчитывают основные пара­
метры ЭМС на базе известных или новых моделей,
выявляют дополнительные требования, не предусмот­
ренные в ТЗ, но необходимые для функционирования
изделия в соответствующей ЭМО, и предусматривают
основные методы контроля требований ТЗ в части обес­
печения ЭМС. Если анализ различных вариантов реше­
ний приводит к выводу о нецелесообразности (напри­
мер, экономической) или невозможности выполнения
каких-либо требований к обеспечению ЭМС, то должны
быть выявлены не только причины, но и пути решения
возникших затруднений. При необходимости проводят
исследования факторов, обусловливающих такие за­
труднения. В тех случаях, когда обеспечение ЭМС из­
делия зависит от качества комплектующих элементов,
следует предусматривать специальную работу по со­
вершенствованию параметров ЭМС этих элементов;
такая работа должна быть согласована с поставщиком
элементов на основе требований к изделию в целом.
В результате проектирования должен быть сделан
выбор наилучшего из рассмотренных вариантов схемно­
конструктивных решений в наибольшей степени, удов­
летворяющего заданным требованиям к обеспечению
304


ЭМС разрабатываемого средства. -В
заключение долж­
ны быть предложены технические требования к пара­
метрам ЭМС проектируемого изделия, необходимые
для его аттестации соответственно предполагаемой ка­
тегории качества — высшей или первой.
На последующем этапе — конструировании
—
созда-’
ют макеты или образцы изделия. При этом решают
практические задачи по реализации заданных пара­
метров ЭМС изделия, экспериментально подтверждают
возможность обеспечения ЭМС в комплексе с другими
средствами и возможность выполнения требований
НТД (стандартов), создают документацию (ТУ) для
производства изделия, включая ТУ на узлы и блоки с
требованиями к их параметрам ЭМС. Существенное
внимание в документации уделяют способам реализации
требований к обеспечению ЭМС с учетом производ­
ственных' допусков на параметры изделия в целом и его
узлов, а также методам и планам испытаний по требо­
ваниям к ЭМС. При необходимости проверяют дополни­
тельные требования к обеспечению ЭМС, которые были
выявлены на этапе проектирования.
На этапе производства установочной партии уточ­
няют ТУ на узлы и изделие в целом в части требова­
ний к обеспечению ЭМС, а также на методы автоном­
ных испытаний изделия и испытаний в комплексе с
другими средствами. Особое внимание уделяют монта­
жу изделия, предназначенного для работы в комплексе
с другими средствами (рациональное заземление,
исключение влияния ЭМП через монтажную схему), и
при необходимости разрабатывают соответствую­
щие ТУ.
Последний этап — испытания. изделия на соответ­
ствие требованиям ТУ и составление программы работ
по обеспечению ЭМС.
7.5. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ИЗДЕЛИИ
ПО ПАРАМЕТРАМ ЭМС
Техническая диагностика (ТД) изделий —это конт­
роль технического состояния, обнаружение неисправно­
стей и прогнозирование, надёжности их работы [177,
184]. Под техническим состоянием понимают совокуп­
ность подверженных изменению в процессе производ­
ства или эксплуатации свойств изделия, характеризуе-
20—3426
305


мых в определенный момент времени параметрами
(нормами), установленными НТД на это изделие. Та­
кое понятие принципиально подразумевает и системные
свойства изделия. Однако сложившаяся практика ТД
радиоэлектронных и других изделий, обладающих си­
стемными свойствами, относится только к параметрам,
определяющим функционирование изделия по назначе­
нию. Например, в процессе ТД радиотехнических ком­
плексов, РЭС связного назначения, РЛС летательных
аппаратов [185, 186] контролируются именно функцио­
нальные параметры, в стандарте, устанавливающем но­
менклатуру показателей диагностирования [187], ука­
зываются только функциональные параметры, а пара­
метры ЭМС вовсе отсутствуют.
Однако качество продукции надо оценивать по со­
вокупности функциональных параметров и параметров
ЭМС (§ 7.2), их нельзя отделять друг от друга по важ­
ности. Оба типа параметров в равной мере являются
основньтми и с одинаковым, правом должны быть в чис­
ле диагностируемых, что особенно важно для процесса
обнаружения неисправностей изделия при его эксплуа­
тации, поскольку изделие должно выполнять свои функ­
ции не только автономно, но и в системе [188].
Каждый параметр ЭМС является сложной функцией
условий эксплуатации:
2о+Д2=ф (Дхь ДХ2, Д*3,
...» ДО »
где zq — значение параметра ЭМС при выпуске изделия
изготовителем; Axi — изменение параметра ЭМС из -за
изменения электрических режимов; Дх2 — изменение па­
раметра ЭМС из-за изменения параметров ок­
ружающей среды; Дх3 — изменение
параметра
ЭМС из-за старения элементов изделия; Д/ —
интервал времени эксплуатации и (или) хранения из­
делия; Дг —суммарное изменение параметра ЭМС от
факторов Дх за время Д/.
В качестве примера отметим, что факторы Дх могут
влиять на передаточную функцию сигнала (и помехи)
транзисторов ВЧ тракта приемника, в результате чего
в процессе эксплуатации может возрасти его воспри­
имчивость к блокированию, перекрестным искажениям
и интермодуляционным помехам. Это может нарушить
нормальное функционирование приемника, если на него
влияют помехи сравнительно большого уровня от со­
306


седних передатчиков. В материалах ИКАО, например,
отмечается возрастающее влияние помех от неавиаци­
онных источников на навигационные и связные авиа­
ционные приемники, что в ряде случаев можно объяс­
нить повышением восприимчивости приемников к ин­
термодуляционным помехам [189], т. е . деградацией
(ухудшением.) параметров ЭМС, которые не контроли­
руются при ТД приемников в процессе их эксплуата­
ции и после ремонта.
Еще пример — это возрастание уровня гармоник пе­
редатчика из-за возможной неисправности антенного
фильтра, которая не может быть обнаружена, если в
алгоритме ТД не предусмотрен специальный контроль
гармоник. Увеличение их уровня на 20...40 дБ по
сравнению с допустимым, т. е . ухудшение параметра
ЭМС, не влияет на функционирование передатчика по
назначению и не обнаруживается при диагностике пе­
редатчика по его мощности. Можно привести и приме­
ры из области влияния факторов Дх на источники ин­
дустриальных помех. Известно, что основная ремонтная
документация таких источников не содержит требова­
ний к контролю уровня помех. В частности, не преду­
сматривается контроль помех от автомобильного зажи­
гания после ремонта автомашин.
Итак, практика показывает, что на этапе эксплуата­
ции технических средств их параметры ЭМС не вклю­
чаются в число диагностируемых. Между тем в связи
с возрастанием актуальности проблемы ЭМС назрела
необходимость технического диагностирования изделий
по их параметрам ЭМС, причем эта задача должна ре­
шаться в двух основных направлениях — создание си­
стем . диагностирования средств, обладающих парамет­
рами ЭМС, и разработка контролепригодных по пара­
метрам ЭМС изделий.
Техническая диагностика средств, обладающих па­
раметрами ЭМС, должна быть составной частью мето­
дологии обеспечения ЭМС изделий (систем, устройств,
компойентов) и одновременно общей концепцией обес­
печения надежности их работы. Здесь пересекаются
направления в обеспечении ЭМС и надежности работы
изделия, поскольку его исправное состояние по при­
знаку обеспечения ЭМС характеризует безотказность
работы изделия. При анализе постепенных отказов из­
делия должны быть исследованы функции параметри-
20*
307


ческой чувствительности, позволяющие находить коли­
чественную зависимость влияния факторов Ах на пара­
метры ЭМС изделия. В каждом случае такая
зависимость выражается «коэффициентом влияния»,
который в общем виде определяется частной производ­
ной:
Дг(х, 1)==
Дх
'*7дх
Для изучения механизма нестабильности (степени
деградации) параметров ЭМС изделия важен сбор
статистических данных по влиянию факторов Ах на эти
параметры. Анализ такого механизма может быть ос­
нован как на априорной информации о причинах и ха­
рактере изменения этих параметров, так и на специаль­
ных исследованиях физических процессов, влияющих
на такие изменения и определяющих вероятность нару­
шения ЭМС внутри системы или между системами.
Важно при этом выявить роль запаса на количествен­
ные значения параметров ЭМС как способа сохранения
стабильности параметров.
При создании системы диагноза необходимо, руко­
водствуясь общими правилами [190], определить мини­
мальное число диагностируемых параметров ЭМС, т. е .
из их номенклатуры выделить существенно зависящие
от факторов Дх, например параметры восприимчивости
к интермодуляции. С другой стороны, следует исклю­
чить параметры, которые независимы (слабо зависимы)
от Дх, например коэффициенты затухания между ан­
теннами, размещение которых не изменяется при экс­
плуатации.
Одна из задач. ТД — поиск неисправности изделия
с обнаруживанием ее места, вида и причины. Поиск
осуществляется различными аппаратурными средствами
диагноза (рис. 7 .2), в том числе универсальными, т. е .
пригодными для разных по конструкции или функцио­
нальному назначению изделий, или специализирован­
ными, т- е . пригодными только для однотипных изделий .
Диагностируемое изделие и средства . диагноза об­
разуют систему диагноза. Обычно применяют раздель­
но системы тестового диагноза, когда на изделие по­
дают специальные (тестовые) сигналы от средств диаг­
ноза, и системы функционального диагноза' когда на
изделие подают только рабочие сигналы, предусмот­
ренные алгоритмом функционирования изделия. Осо -
308


бенность ТД изделия по параметрам его ЭМС состоит
в том, что применяют либо тестовый диагноз, когда на
изделие подаются испытательные сигналы, имитирую­
щие НЭМП определенного вида, либо тестово-функцио­
нальный диагноз, когда имитируются и одновременно
подаются на изделие рабочие сигналы и НЭМП. Тесто­
вый сигнал может быть проверяющим, т. е. предназна­
ченным для контроля исправности (работоспособности)
изделия по его параметрам ЭМС, и поисковым, т. е.
предназначенным для поиска дефекта изделия, когда в
нем нарушен заданный параметр ЭМС.
Рис. 7 .2 . Основные виды аппаратурных средств технической диагно­
стики
Алгоритм ТД представляет собой последователь­
ность элементарных, т. е . отдельных, контрольных опе­
раций целевого назначения. Поскольку изделие должно
диагностироваться по комплексным показателям, то
увеличение числа элементарных операций за счет па-'
. раметров
ЭМС усложняет задачу диагноза, увеличивая
затраты на осуществление ТД. Алгоритмы ТД должны
составляться с расчетом на упрощение средств ТД, ма­
лую трудоемкость операций и небольшое время поиска
-
дефекта изделия по параметру ЭМС. Для разработки
таких алгоритмов необходимо накапливать и соответ­
ственно обрабатывать статистические данные о вероят-
309


ностях возникновения неисправностей изделий по па­
раметрам их ЭМС и средних затратах на обнаружение,
поиск и устранение неисправностей.
Создание моделей диагноза технического состояния
изделия по его комплексным показателям должно со­
провождаться разработкой конструктивных требований
к изделию, имеющих целью обеспечить возможность
его диагностирования в условиях эксплуатации, напри­
мер до и после применения, до и после ремонта, в про­
цессе хранения и т. д.
Конструкция изделия должна быть контролепригод­
ной [191], что относится и к важнейшим параметрам
ЭМС изделия. С этой целью в изделии должны преду­
сматриваться имитаторы испытательных сигналов, конт­
рольные точки в схеме, контакты для подключения
внешних средств контроля, встроенные средства конт­
роля и, при необходимости, соответствующие устройст­
ва для сопряжения изделия со средствами ТД по пара­
метрам ЭМС. Контролепригодность изделия должна
обеспечиваться соответствующей методикой осущест­
вления диагноза с алгоритмом поиска дефектов элемен­
тов, определяющих параметры ЭМС.
В настоящее время широко распространены ручные
средства ТД с невысокой производительностью труда
при их использовании. Значительное повышение произ­
водительности процессов контроля технического состоя­
ния и поиска дефектов обеспечивают полуавтоматиче­
ские и автоматические средства ТД. При малом числе
элементарных проверок -необходимость автоматизации
процессов ТД не очевидна, но по мере их увеличения
преимущества автоматизированных средств ТД резко
возрастают, особенно при необходимости включения в
проверку важнейших параметров ЭМС изделия.;
Алгоритмы ТД разрабатывают на базе математиче­
ских моделей технического состояния изделия, в кото­
рых учитывают стохастические
*
и детерминированные
причинно-следственные связи элементов,’ узлов и в це­
лом объекта диагноза. Существуют разные формы пред­
ставления математических моделей в виде алгебраиче­
ских, дифференциальных и других уравнений, задаю­
щих зависимости между входными, внутренними и
выходными параметрами изделия. Разработка таких
моделей должна позволять составлять оптимальные
алгоритмы ТД, что является предметом дальнейших
310


исследований в области обеспечения ЭМС различных
технических средств.
Важнейшим направлением таких исследований
должны быть методы прогнозирования технического
состояния изделия по его комплексным показателям.
С этой целью необходимо разрабатывать модели дегра-
дационных изменений параметров ЭМС изделия во
времени с учетом статистических результатов ТД тех­
нического состояния изделий и априорной информации
о стабильности параметров ЭМС, т. е . их функций чув­
ствительности. Результаты прогноза получают в виде
'вероятности деградации (или стабильности) парамет­
ров ЭМС изделия за определенное время. С этой целью
необходимо изучать закономерности, которые определя-
_ют
процессы деградации параметров ЭМС изделий.
Практическим направлением работ в области ТД
изделий по параметрам их ЭМС является создание со­
ответствующей эксплуатационной и ремонтной доку­
ментации. Это очевидное направление должно разви­
ваться на стандартных принципах технического обслу­
живания и ремонта техники.
При развитии систем ТД изделий по их параметрам
ЭМС необходимо рассматривать технико-экономические
показатели таких систем. В частности, расчет затрат
на реализацию ТД изделий должен сопоставляться с
возможными потерями из-за снижения эффективности
их работы по своему назначению и нерационального
пользования радиочастотным ресурсом, если система
ТД по параметрам ЭМС из-за каких-либо причин не
реализуется.
Обращаясь к схеме на рис. 7.1, отметим, что задача
ТД изделий по их параметрам ЭМС должна. находить
свое место при составлении программы работ по созда­
нию и эксплуатации средств, обладающих параметра­
ми ЭМС, а также при разработке документации, свя­
занной с производством и эксплуатацией таких средств..
7.6 . СЛУЖБА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ
Развитие сложных радиоэлектронных комплексов и
трудности решения задачи обеспечения ЭМС РЭС при­
вели к необходимости создания специальной техниче­
ской службы ЭМС на предприятиях, разрабатывающих
311


и изготавливающих радиоэлектронные <и другие техни­
ческие средства, а также в организациях, эксплуати­
рующих эти средства. Некоторой аналогией такой
службы является «служба надежности» на предприя­
тиях промышленности. С методологической точки зре­
ния представляется целесообразным рассмотреть функ­
ции «службы ЭМС» и круг обязанностей специалистов
по обеспечению ЭМС различных технических средств.
Как отмечалось, решение задачи обеспечения ЭМС
достигается на комплексной основе, поскольку связано
с многими направлениями радиоэлектроники, электро­
ники и электротехники. Поэтому ведущий специалист в
области ЭМС должен иметь высокую квалификацию,
и большой опыт в научных исследованиях, проектиро­
вании, испытаниях, производстве и эксплуатации ос­
новных изделий своей отрасли, а также их комплекси-
рований с изделиями других отраслей. Такой специа­
лист должен иметь знания о НЭМП различных видов
как внутрисистемных, так и межсистемных, их источ­
никах, путях распространения НЭМП, методах, защиты
от их влияния радиоэлектронных и электронных уст­
ройств, методах ослабления помех в их источниках и в
среде распространения. Он должен уметь рассчитывать
параметры ЭМС отдельных средств и их комплексов,
знать НТД в области ЭМС, методы измерений специ­
ального характера и соответствующую измерительную
аппаратуру в области ЭМС, а также иметь практиче­
ские навыки в определении источников НЭМП, измере­
нии и регулировке параметров ЭМС 'различных уст­
ройств не только в лабораторных условиях, но и в ус­
ловиях эксплуатации средств.
Как-отмечалось, задача обеспечения ЭМС отдель­
ных устройств и комплексов должна решаться с нача­
ла их проектирования. Ответственность за ее решение
несут разрабатывающие (выпускающие) подразделения
предприятия и прежде всего главный конструктор из­
делия. Практика разработки и производства современ­
ных радиоэлектронных изделий приводит к сравнитель­
но узкой специализаций основных кадров инженерно-
технических работников. Между тем задача обеспечения
ЭМС для своего решения требует участия высококва­
лифицированных специалистов с широким профилем
знаний в области ЭМС. Число таких специалистов еще
недостаточно, вследствие чего не представляется воз-
312


можным вводить их непосредственно в коллективы раз­
работчиков (изготовителей) каждого изделия. Более
правильно объединить их в составе специализирован­
ного подразделения («служба ЭМС») задача которо­
го — оказание методической помощи в работах по обес­
печению ЭМС.
Отметим далее, что решения частных вопросов, во­
зникающих при обеспечении ЭМС РЭС можно разде­
лить на типовые и нетиповые. Пока еще многие реше­
ния следует считать нетиповыми, однако накоплено не­
мало частных решений, в том числе зафиксированных
в НТД, которые могут быть отнесены к типовым. Оче­
видно, что нетиповые решения и их принципы, особен­
но при составлении программы работ по обеспечению
-Э МС, должны разрабатываться с участием службы
ЭМС. Типовые решения могут использоваться разраба­
тывающими и выпускающими предприятиями при не­
обходимости с консультацией службы ЭМС.
Нетиповые методы измерений и испытаний изделий
по параметрам ЭМС применительно к особенностям
РЭС конкретного типа также должны разрабатываться
службой ЭМС. Типовые методы измерений и испытаний
указываются в НТД и их применение, казалось бы, не
должно встречать затруднений; тем не менее и здесь
нередко требуется консультация службы ЭМС.
Назначение службы ЭМС заключается в методи­
ческой помощи основным подразделениям предприятия
и в контроле за осуществлением организационных и
технических мер по обеспечению ЭМС изделий, разра­
батываемых (выпускаемых) предприятием. При опре­
делении основных задач и обязанностей службы ЭМС
можно воспользоваться аналогией с рекомендуемыми
типовыми положениями службы надежности в органи­
зациях и на промышленных предприятиях [192]. Учи­
тывая при этом специфику рассматриваемой области,
можно сформулировать функции службы ЭМС в сле­
дующем виде:
анализ и систематизация опыта по обеспечению
ЭМС РЭС, накопленного на предприятии, в отрасли и
других отраслях промышленности;
накопление и анализ литературных, ведомственных
материалов, связанных с обеспечением ЭМС, в том
числе всех видов НТД; накопление информации о ста­
313


тистических данных, относящихся к параметрам ЭМС
разрабатываемых (выпускаемых) изделий;
участие в разработке стандартов и других видов
НТД, а также методических й справочных материалов
по обеспечению ЭМС в соответствии с профилем пред­
приятия;
проведение поисковых и исследовательских работ,
имеющих целью снижение уровней. НЭМП и воспри­
имчивости устройств к помехам конкретного вида, а
также усовершенствование конкретных способов повы­
шения помехозащищенности разрабатываемых (выпус­
каемых) изделий;
изучение условий эксплуатации, влияющих на сте­
пень обеспечения ЭМС изделий и на деградацию пара-,
метров ЭМС (совместно со службами ЭМС организа­
ций эксплуатационного профиля);
участие в разработке и согласовании технических
заданий и ТУ на всех уровнях обеспечения ЭМС в со­
ответствии с профилем предприятия; участие в состав­
лении программы работ по обеспечению ЭМС, а также
методическое участие по этой проблеме на всех этапах
создания и производства изделия (см. рис . 7.1);
участие в составлении планов автономных испыта­
ний разрабатываемых (выпускаемых). изделий и их ис­
пытаний в комплексе с другими изделиями в части
обеспечения их ЭМС;
совместно с подразделениями главного конструкто­
ра изделия изучение ЭМО, в которой должны работать
разрабатываемые (выпускаемые) изделия;
консультация персонала- подразделений предприятия
по проведению измерений параметров ЭМС и испыта­
ний изделий на соответствие требованиям к обеспече­
нию ЭМС;
разработка и согласование технических требований
к параметрам ЭМС промышленной продукции при ее
аттестации по двум категориям качества — высшей и
первой;
консультация по монтажу изделия и комплексирова-
нию с другими изделиями с учетом обеспечения их
ЭМС;
контроль за соблюдениями требований стандартов,
общесоюзных норм и другой НТД в области ЭМС на
всех этапах разработки и производства изделия;
консультация персонала разрабатывающих и вы­
314


пускающих подразделений предприятия по вопросам
обеспечения ЭМС РЭС; выдача схемных и конструктив­
ных рекомендаций по снижению уровней НЭМП и вос­
приимчивости устройств, а также по конкретным спо­
собам повышения помехозащищенности устройств;
консультация работ по определению частотно-про­
странственных и частотных разносов, а также по выде­
лению полос частот и - присвоению частот разрабаты­
ваемым РЭС;
проведение- экспертиз и консультаций внешним ор­
ганизациям по вопросам обеспечения ЭМС технических
средств;
разработка и согласование нетиповых и частных
методик измерений параметров ЭМС и испытаний РЭС
на соответствие требованиям обеспечения ЭМС; участие
в разработке ТУ на измерительные приборы и испыта­
тельное оборудование в области ЭМС технических
средств;
. ...
участие в разработке мероприятий ТД выпускаемых
изделий . в части контроля их технического состояния
по параметрам ЭМС и прогнозирования надежности их
работы с учетом обеспечения ЭМС; участие в подготов­
ке и согласовании соответствующей эксплуатационной
и ремонтной документации;
участие в разработке методов определения экономи­
ческой эффективности мер по обеспечению ЭМС раз­
личных средств;
организация обмена опытом с другими службами
ЭМС по вопросам обеспечения ЭМС изделий и взаим­
ной информации о новейших достижениях отечествен­
ной и зарубежной науки и техники в области развития
теории и практики обеспечения ЭМС различных техни­
ческих средств.
Что касается служб ЭМС в организациях эксплуа­
тационного профиля, то здесь можно отметить следую­
щие их основные функции:
участие в разработке и внедрении системы сбора и
обработки информации об источниках и видах НЭМП,
восприимчивости изделий к помехам определенного ви­
да, деградации параметров ЭМС изделий в зависимо­
сти от различных воздействующих факторов и других
причин, влияющих на обеспечение ЭМС изделий при
их эксплуатации;
315


изучение условий эксплуатации и режимов работы
изделия, определяющих возможность обеспечения его
ЭМС; изучение ЭМО и накопление соответствующих
статистических данных;
участие в уточнении стандартных требований к па­
раметрам ЭМС различных изделий в зависимости от
условий их эксплуатации и реальной ЭМО;
участие в испытаниях изделий по требованиям к
обеспечению их ЭМС при реализации соответствующей
программы испытаний;
исследование конкретных случаев нарушения ЭМС
и разработка мероприятий по их предотвращению;
участие в выборе номенклатуры параметров ЭМС и
требований к ним для включения их в проекты стан­
дартов и ТУ на изделия.
Развитие служб ЭМС — важный элемент методоло­
гии создания и эксплуатации технических средств с
учетом ЭМС.
7.7 . ОБУЧЕНИЕ В ОБЛАСТИ ЭМС
Системный подход к разработке, производству и
эксплуатации радиоэлектронных, электронных. и элек­
тротехнических устройств и сложность технической реа­
лизации задачи обеспечения их ЭМС приводят к необ­
ходимости изучения ее научных и инженерных аспек­
тов при подготовке и переподготовке специалистов в
области радио, электроники и связи. Знание этих ас­
пектов не только в целом повышает квалификацию
специалистов, но и характеризует профессиональный
уровень современного специалиста в области радио­
электроники. Более того, следует считать, что без зна­
ния задачи' обеспечения ЭМС невозможна инженерная
деятельность с высокой эффективностью в области ра­
дио, электроники и связи.
Однако существующие вузовские дисциплины и учеб­
ные программы не отражают в должной мере необхо­
димость изучения новой дисциплины. Только в некото­
рых вузах радиотехнического профиля по инициативе
советов вузов и отдельных преподавателей читается
курс «Обеспечение ЭМС радиоэлектронных, средств».
Официально такой курс введен лишь в одном из ленин­
градских вузов и с 1983 года введён во всех вузах
гражданской авиации.
316


Хотя теория проблемы обеспечения ЭМС еще в ста­
дии становления, тем не менее можно сформулировать
ее как научное направление радиоэлектроники, изу­
чающее закономерности пользования радиочастотным
ресурсом >и совместного функционирования радиоэлект­
ронных, электронных и электротехнических средств,
обусловленного целенаправленными техническими ха­
рактеристиками этих средств [19]. Такое определение
теории раскрывает основное содержание формирую­
щейся в настоящее время вузовской дисциплины
«ЭМС РЭС».
Новая дисциплина методически связана с основны­
ми дисциплинами радиотехники, электроники и связи
на трех уровнях: системы, комплексы и аппаратура
(компоненты, узлы, блоки). Методическая сложность
преподавания новой дисциплины заключается в следую­
щем: во-первых, необходимо создать различные курсы
в зависимости от профиля специальностей учебных за­
ведений, и, во-вторых, необходимо разделить содержа­
ние учебных программ на 2 направления — самостоя­
тельный обобщающий курс и новые разделы в уже сло­
жившихся курсах, например радиопередающих, радио­
приемных и антенных устройств. В последнем случае
программы таких разделов должны содержать мате­
риалы, позволяющие уяснить связи конкретного курса
с общей проблемой обеспечения ЭМС.
Задача обобщающего курса состоит в том, что не­
обходимо связать единой концепцией обеспечения ЭМС
такие дисциплины, как приемно-передающие и антенно­
фидерные устройства, распространение радиоволн, ра­
диолокационные и радионавигационные средства, ра­
диосвязь, радиосистемы и радиоуправление, приборы
СВЧ, конструирование и производство РЭА, электрон­
но-вычислительные устройства, устройства электронной
автоматики, микроэлектроника, электротехнические
устройства энергопитания, радиоизмерения и испыта­
ния. Методические сложности составления программы
обобщающего курса состоят в том, что его содержание
определяется профилем подготавливаемых специали­
стов, т. е . назначением специальности в интересах пред­
приятия, разрабатывающих (выпускающих) средства,
или организаций, эксплуатирующих средства. Кроме
того, особенности программы зависят от того, относит­
ся ли она к подготовке инженеров и техников (вузы и
317


техникумы) или переподготовке слециалистов в инсти­
тутах повышения квалификации (ИПК) и преподава­
телей на соответствующих факультетах вузов (ФПКЛ).
Разработка программ обучения в области ЭМС —
лишь начало большой работы. Далее предстоит отра­
ботка методических основ преподавания, создание учеб­
ных пособий и учебников, разработка учебно-лабора­
торной базы и внедрение тематики ЭМС в курсовые
работы, дипломные проекты и диссертации.
В качестве примера программы и методических ука­
заний, существующих в настоящее время, можно при­
вести подробные материалы для специальностей 0705
и 0648, одобренные Методическим советом по техноло­
гии, конструированию и производству радио- и элект­
ронно-вычислительной аппаратуры 19 мая 1981 года
[193]. Они состоят из двух частей—общие вопросы и
конструктивные основы обеспечения ЭМС РЭА и ЭВА.
В первой части рассматриваются существо проблемы и
общие понятия, характеристики ЭМС источников
НЭМП, рецепторов и радиосистем, а также НТД об­
щего назначения в области ЭМС РЭН и ЭВА. Эта часть
необходима конструктору и технологу для анализа при­
чинно-следственных связей электромагнитного характе­
ра в разрабатываемых изделиях и комплексах изделий,
а также для взаимопонимания с разработчиками, тре­
бования которых по обеспечению ЭМС влияют на кон­
струкцию и технологию производства разрабатываемого
(выпускаемого) изделия.
Во второй части рассматриваются методы и спосо­
бы решения конструктивно-технических задач по ос­
лаблению влияния помех и защите от них путем при­
менения экранирования, фильтрации, качественного
монтажа, эффективного заземления и рациональной
компоновки РЭА и ЭВА; рассматриваются методы из­
мерений параметров ЭМС устройств, а также методы
испытаний и технической диагностики РЭА и ЭВА;1
приводится перечень рекомендуемых лабораторных ра­
бот и литературных источников. Вторая часть необхо­
дима конструктору и технологу для получения конкрет­
ных знаний по обеспечению ЭМС разрабатываемых
(выпускаемых) устройств, что позволяет совершенство­
вать конструкции и технологию производства с целью
создания изделий высокого качества и конструкторско-
318


технологической документации, в которой учитываются
требования к обеспечению ЭМС.
Особенность упомянутых методических указаний за­
ключается в том, что концепции обеспечения ЭМС ра­
диоэлектронных -устройств распространены и на элект­
ронные устройства. Общность этих концепций отража­
ет современные тенденции в развитии научного
направления «обеспечение ЭМС». Упомянутые методи­
ческие указания позволяют сделать вывод, что без уче­
та задачи обеспечения ЭМС нельзя конструировать ра­
диоэлектронные и электронные средства, качество ко­
торых соответствует современным требованиям.
При формировании новой учебной дисциплины осо­
бое внимание необходимо уделять применяемой терми­
нологии. Быстрое развитие области ЭМС и особенно ее
распространение на многочисленные смежные направ­
ления радиоэлектроники и электроники неизбежно при­
водят к нечеткости терминологии, появлению жаргон­
ных словосочетаний, некритическому заимствованию
терминов из других языков и т. д . Практика показыва­
ет, что это обстоятельство нередко недооценивается
преподавателями новой дисциплины, по-видимому, из-за
того, что сами они обладают иммунитетом к неупоря­
доченности терминологии на основе сложившихся у них
представлений о существе понятий. Между тем непра­
вильные, т. е. научно необоснованные,, термины и опре­
деления понятий не только снижают научный уровень
нового направления, но и могут порождать у обучаю­
щихся ассоциации, не соответствующие истинному
смыслу терминируемого понятия, что в процессе обуче­
ния неизбежно приводит к искажению полезной инфор­
мации и снижению эффективности передачи накоплен­
ного опыта.
С этой точки зрения полезно обратиться к опы­
ту основоположников научных направлений, кото­
рые придавали большое значение научным обосновани­
ям терминологии. Известно, например, с какой тща­
тельностью работал К. Маркс над терминами различ­
ных форм стоимости, считая, что при научном познании
вырабатывается умение «говорить языком самого пред­
мета, выражать своеобразие его сущности». Известно
внимание Ф. Энгельса к вопросу - об определениях поня­
тий. Известен анализ В. И. Ленина таких понятий, как
«материя», «опыт» и т. п .
319


Практическая ценность научно обоснованной терми­
нологии для формирующихся научных направлений ог­
ромна. Термины это язык науки . Внедрение понятий,
необоснованных с научных позиций, не отражающих
объективно состояние нового направления, может лишь
тормозить его формирование. Между тем актуальность
и особенно комплексность многих задач в области
обеспечения ЭМС приводит к необходимости широкого
распространения знаний об этих задачах и привлечения
внимания радйоспециалистов различного профиля к
проблеме обеспечения ЭМС. Именно поэтому препода­
вание дисциплины ЭМС должно быть основано на яс­
ных, точных .по смыслу и доходчивых по усвоению тер­
минах и определениях понятий.
На деле, однако, во многих отношениях применяе­
мая терминология в области ЭМС не обладает упомя­
нутыми качествами. Это можно объяснить тем, что к
-
упорядочению терминологии не привлечено в должной
степени внимание тех, кто формирует новую учебную
дисциплину. В связи с этим можно напомнить о необ­
ходимости при анализе терминов в области ЭМС сле­
довать рекомендациям КНТТ АН СССР [9... И], пред­
ставляющего отечественную терминологическую школу,
методологические принципы которой получили призна­
ние не только у нас, но и за рубежом.
В целом задача обучения в области ЭМС нуждается
в дальнейшем и быстром развитии, что подтверждают
рекомендации научно-технической конференции [194]
«Методика преподавания вузовской дисциплины ЭМС
радиоэлектронных средств», созванной НТОРЭС имени
А. С . Попова (г. Даугавпилс, апрель 1983 г.). Согласно
этим рекомендациям оба направления — специальный
общетехнический курс и новые разделы в базовых дис­
циплинах— должны быть сбалансированы друг с дру­
гом с учетом профиля учебного заведения (факульте­
та) и отдельной номерной специальности. При этом
внедрение тематики может начинаться в курсе «Введе­
ние в специальность» и с небольшого курса «Введение
в проблему ЭМС», В рекомендациях особо подчеркива­
ется необходимость добавления к программам вузов­
ских курсов «Радиоизмерения» и «Испытания РЭА и
ЭВА» разделов по технике измерения радиопомех и ис­
пытаний на помехозащищенность с соответствующим
изучением научных основ стандартных методов изме-
320


рений (испытаний) и их метрологического обеспечения,.
До сих пор эти программы построены так, что изучение-
теории и практики измерений и испытаний относится
к полезным сигналам, но не относится к электромаг­
нитным помехам. Отметим также рекомендацию Меж­
ведомственного (Всесоюзного) совещания по распро­
странению УКВ и электромагнитной совместимости
(см. сборник [128]) о целесообразности включения в-
программы вузовских курсов «Распространение радио­
волн» и «Антенные устройства» новых разделов, отно­
сящихся к обеспечению ЭМС РЭС.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кедров Б. М. Противоречивость познания и познание противо­
речия. — В
кн.: Диалектическое противоречие. (Сер. Над чем
работают, о чем спорят философы). — М.: Политиздат, 1979,.
9—38 .
2. IEEE Trans., 1977, v. ЕМС-79, N3, aug. Special issue on spect­
rum management. — 364 p.
3. Уайт Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных
средств и непреднамеренные помехи: Пер. с англ ., вып. 3/ Под
ред. А. Д. Князева. — М.: Сов. радио, 1979.— 464 с.
4. ГОСТ 15467—79. Управление качеством продукции. Основные -
понятия. Термины и определения.
5. Князев А . Д . Вопросы ЭМС в учебных курсах радиотехнических:
вузов и техникумов. — Изв . вузов СССР. Радиоэлектроника, .
1969, т. 12, No 2, с. 213—216.
6. Пчелкин .В. Ф. К вопросу об ЭМС радиоэлектронных средств-
в учебных курсах радиотехнических специальностей вузов и Tex-
уникумов. — Изв . вузов. СССР. Радиоэлектроника, 1971, т. 14,.
No 2, с. 226—229.
7. Лебедев О. Т. Методологические проблемы прогнозирования но­
вых специальностей в технических вузах. — Во р о н еж: В ГУ,.
1973. —264 с.
8. Трохименко -Я. К. Терминология и НТОРЭС им. А. С. Попова,
Радиотехника, 1971, No 12, с. 58 .
9. Коршунов С. И ., Самбурова Г. Г. Как работать над термине- ,
логией. Основы и методы . — М.: Наука, 1968. — 76 с.
10. Коршунов С . И ., Самбурова Г. Г . Краткое методическое посо­
бие по разработке и упорядочению научно-технической термино­
логии/ КНТТ АН СССР. — М.: Наука, 1979. —
125 с.
11. Сифоров В. И . Проблемы научно-технической терминологии. —
Вестник АН СССР, 1975, No 8.
12. ГОСТ 23611—79. Совместимость радиоэлектронных средств
электромагнитная. Термины и определения.
13. Тихонов В. И . Статистическая радиотехника. — М.: Радио к.;
связь, 1982. — 624 с. .
14. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехни­
ки. — М.: Сов. радио, 1974. — 550 с.
1
21—3426
321.


15. Филиппов Л. И . Теория передачи дискретных сигналов. — М .:
Высшая школа, 1981. —
176 с.
16. Гоноровский И. С . Радиотехнические цепи и сигналы.— 3-е
изд. — М.: Сов. радио, 1977.— 608 с.
17. Бессонов А . П ., Конторович
В. Я., Ляндрес
В. 3 . Проблема
ЭМС как задача анализа и синтеза большой системы. — Про б­
лемы ЭМС РЭС различного назначения: 2-е Всесоюзное науч .-
тех. совещание . — М.: НТОРЭС им. А. С. Попова, 1978, 4—5 с.
18. Нечипоренко В. И . Структурный анализ систем. — М .: Сов. ра­
дио, 1977. — 216 с.
19. Князев А. Д . О теории ЭМС радиоэлектронных средств.—
«Проблемы ЭМС РЭС различного назначения». — 2 -е Всесоюз­
ное науч. -т ех . совещание . — М .: НТОРЭС им. А . С. Попова,
1978, 3—4 с.
20. Ракитов А. И . Природа научного исследования. — Во п ро с ы
фи­
лософии, 1968, No12.
21. Царьков Н. М.,
Фисенко В. К.,
Соловьев В. В. Повышение
эффективности использования радиочастотного спектра. — С у­
щество проблемы, основные задачи и показатели: Науч.-тех .
конференция, посвящ. Дню радио ./ НТОРЭС им. А. С . Попова,
28-29 апр. 1981 г. Ч . II. —М.: 1981, с. 92.
22. Виноградов Н. В ., Виноградов В. Н. Универсальные критерии
комплексной оценки загрузки и эффективности использования
радиочастот. — Э ле кт рос в яз ь, 1979, No 6, с. 40—46.
23. Sviridenko S. S. Spectrum utilization problems. — I EE E
Trans.,
1977, v. EMC-19, N3, aug., p. 260—265.
24. Регламент радиосвязи . Дополнительный регламент радиосвязи.
Резолюции и рекомендации. — М.: Связь, 1975. — 824 с.
25. CCIR. Rep. 322. World distribution and characteristics atmosphe­
ric radio noise. — Geneva, 1963.
26. CCIR. Rep. 258—2. Man-made radio noise. — XI I
Plenary Assem­
bly, 1974, v. VI, Geneva.
27. Lauber W. R . Radio noise surveys at Canadian HF Communi­
cation sites. — I EE E
Trans., 1977, v. EMC-19, N2, May, p. 44 —49.
28. Комарович В . Ф ., Сосунов В. Н . Случайные радиопомехи и на­
дежность КВ связи. — М .: Связь, 1977. — -136 с.
29. Beck 1. Н., Wilkinson. Mobile radio systems. — Post Office Elec­
trical Eng. J., 1972, v. 64, p, 4, p. 238—244.
30. Krusch W. C. Use of computerized methods to facilitate the tasks
of the deutschS bundespost radio and frequency management. —
2-nd Symp. and Technic. Exh. on EMC, Montreux, 1977, june
28—30, p. 277—282.
31. Recommendations and reports of the CCIR. V. I. Spectrum utili­
zation and monitoring. — XIY
Plenary Assembley, Kyoto, 1978.
32. Robinson J. O. Spectrum allocation and economic factors in FCC
spectrum management. — I EE E
Trans., 1977, v. EMC-19, N3, aug.
p. 182—190.
33. Berry L. A. Spectrum metrics and spectrum efficiency proposed
definitions. — I bid, p. 254—260.
.34. Ewing D. R. Economic efficiency: the objective of spectrum ma­
nagement. Hagh G. H. Comments of «Economic efficiency: the
objective of spectrum management». — I EEE
Trans.,
1978,
v. EMC-20, N4, nev, p. 523—525.
35. The key to progress. Joint Technical Advisory Committee.—
Spectrum engineering. —I EEE, 1968.
322


36. Виноградов Н . В . Расчет эффективности радиорелейных' систем
с помощью комплексного критерия. — Эл ек т ро с вяз ь, 1980, No 6^
с. 34—38.
37. CCIR. Rep. 662. Definition of spectrum use and efficiency.—
XIY Plenary Assembly, Kyoto, 1978, v. 1 .
38. CCIR. Spectrum management and computer techniques./Draft
Rep. AF/1, UIT — Geneva, 1980, 30 july.
39. Couvreur G. and etc. The Canadian field trials of computer assis­
ted land-mobile licensing system. — 4-th Symp. and Techn. Exh.
on EMC. Zurich, march 10—12, 1981.
40. Struzak R. G. On optimum frequency and power assignment in=
transmitter networks. — I bid.
41. Cesaitis J. V ., Tremper P G. Master file search system (MFS). —
IEEE Intern. Symp. on EMC, 1979, oct. 9 —11, San-Diego, Car.
USA, p. 347—349.
*
42. Князев А. Д., Сапунов И. В. О классификации электромагнит­
ных помех. — Радиотехника, 1976, No 6, с. 106—109.
43. Уайт Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных,
средств и непреднамеренные помехи: Пер. с англ ., вып. 1/ Под.
ред. А. И. Сапгира. — М.: Сов. радио, 1977.— 352 с.
44. Князев А . Д., Пчелкин В. Ф. Проблемы обеспечения совместной-
работы радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Сов. радио, 1971. —
200 с.
45. CCIR. Rep. 670. World wide minimum external noise levels,.
0,1 Hz to 100 GHz.—X IV Plenary Assembly, Kyoto, 1978,.
v. 1.
46. Lauber W. R., Bertrand J. M. Preliminary urban VHF/UHF radio
noise intensity measurement in Ottava, Canada.—2-nd Symp.
and Techn. Exh., on EMC, Montreux, .1977.
47. Общесоюзные нормы допускаемых индустриальных радиопомех.
(Нормы 1—72
...
9—72)/ГКРЧ СССР. — М .: Связь, 1973.
48. ГОСТ 11001—69. Радиопомехи индустриальные. Измерители ра­
диопомех. Технические требования.
49. Рохинсон П. 3 . Оценка'уровня радиопомех от ВЛ переменного-
напряжения. — Эл ектр ич еств о, 1978, No 3.
50. Абрамсон Ю. М., Капитонов В. В . Электромагнитная обстанов­
ка на трассах линий электропередачи нормы для защиты радио­
приема в полосе частот от 0,15 до 1000 МГц. — III симп. по
ЭМС. Вроцлав (ПНР), 22—24 сент. 1976, с. 368 —377.
51. Калмаков А. П ., Кисельгоф Б. 3 . Распределение вероятностей
напряжений кратковременных радиопомех на выходе стандарт­
ного (по рекомендациям СИСПР) квазипикового вольтметра.
Там же, с. 360 —367.
52. CCIR. Question 7-1/6 «Radio noise», 1974.
53. CTSPR Study Question N77. Statistical characteristics of man­
made noise and of mains decoupling factors, 1973.
54. Cook J. H. Quasi-peak to RMS voltage conversion. — 2 -nd Symp.
and Techn. Exh. on 9MC. Montreux, 1977.
55. Мясковский Г . M.,
Ващенко Н. М., Кириченко В. И . Оценка
ЭМО в зоне действия наземной подвижной радиосвязи. —
III симп. по ЭМС . Вроцлав (ПНР).—
1976, 22—24 сент.,
с. 137—143. .
56. Мясковский Г. М ., Ващенко Н. М ., Кириченко В. И. Методы и
аппаратура для определения статистических характеристик
индустриальных радиопомех. — Пр о б л е мы
ЭМС РЭС различно­
21*
323‘


го назначения. 2-е Всесоюз. науч. -т ехн. совещание . — М .:
НТОРЭС им. А . С. Попова, 1978, с. 62—63.
57. Гурвич И . С. Защита ЭВМ от внешних помех . —М .: Энергия
1975.— 160 с.
58. Корнеев Б. А ., Гурвич И. С . Параметры длительных возмуще­
ний напряжения в сети питания переменного тока 380/220 В.
Помехи в цифровой-технике
—
71: Тез. докл. на Всесоюз. науч .-
техн. конф. — Ви л ьн ю с: 1971, с. 213—219.
59. ГОСТ 19705—74. Системы электроснабжения самолетов и вер­
толетов. Классификация . Требования к качеству электроэнергии.
60. Рекомендации по защите средств цифровой вычислительной тех­
ники от помех из сети питания переменного тока. РТМ 25
93—72/ Минприборпром. — М., 1972.
61. Левин Д. 3. Способы уменьшения помех в первичной сети пи­
тания по месту установки устройств числового программного
управления станками. — «Исследование помех цифровой технике
и схемно-технических способов борьбы с ними». Тез. докл. рес-
публ. науч.- тех н. конф . — В ил ь нюс: 1978, с. 60 —63.
62. Корнеев Б. А ., Гурвич И. С. Параметры импульсных возмуще­
ний напряжения в сети питания переменного тока 380/220 В.
Помехи в цифровой технике — 71: Тез. докл . на Всесоюзн . науч. -
техн. конф ., Вильнюс, 1971, с. 208—213.
63. Rhoades W. Т . Designing commercial equipment for conducted
susceptibility.—IE EE
Int. Symp. on EMC, San-Diego, Ca, USA,
oct 9—11, 1979, p. 171—179.
64. Martzloff F. D ., Fisher F. A. Transient control level philosoohy
and implementation. — 2 -nd Symp. and Techn. Exh. on EMC,
Montreux, 1977. .
65. Гурвич И. С. Комплекс технических требований по обеспечению
защиты цифровых технических средств от внешних помех.
Исследование помех цифровой технике и схемно-технических
способов борьбы с ними: Тез. докл. республ . науч. -т е хн. конф .—
Вильнюс, 1978, с. 4—9.
66. ГОСТ 13109—67. Нормы качества электрической энергии у ее
приемников, присоединенных' к электрическим сетям общего
пользования.
67. Константинов Б . А . и др. Качество электроэнергии и электро­
магнитная совместимость электрооборудования предприятий. —
Электричество, 1977, No 3.
68. Middleton D. Statistical-physical models of electromagnetic inter­
ference. — 2 -nd Symp. and Techn. Exh. on EMC. Montreux, 1977,
p. 331—340.
69. Middleton D. New results in the development qf canonical and
quasi-canonical EMI probability models. — 4-th Symp. and Techn.
Exh. on EMC, Zurich, 1981, march 10—12, p. 25—32.
70. Pevnitzky V. P., Polozok Y. V . On the agreement of the two
methods of construction of stochastic models of’ commulative
interference processes. — I bid, p. 537—542.
71. Shohara A. Modeling quasi-impulsive noise as modulated Gaus­
sian processes. — 2-nd Symp. and Techn. Exh. on EMC, Mo-
treux, 1977.
72. Новиков В. С. Техническая эксплуатация и надежность авиа­
ционного радиооборудования. — М.: Транспорт, 1979. — 232 с.
73. Robb J. D.,
Brady D. I .,
Danatich. VHF —UHF precipitation­
static interference effects in aircraft. — I EEE
Int. Symp. on EMC,
San-Diego, Ca, USA, 1979, oct. 9 —IT, p. 72—76.
324


74. Clifford D. W., Krider E. P., Uman M. A. A case for submicro­
second rise time lightning current pulses for use in aircraft indu­
ced coupling studies. I bid, p. 143—149.
75. Dioste C. S ., Zeitler R. T., Dabold I. L . A lightning protection
programm for the F-16 fly-by-wire system. I bid, p. 49—55
76. ГОСТ 23872—79. Совместимость радиоэлектронных средств
электромагнитная. Номенклатура параметров и классификация
технических характеристик.
77. CCIR. Recommendation 502. Classification and designation of
emissions. V. I, Geneva, 1978.
78. Справочник по радиолокации. Под ред . M . Сколника: Пер.
с англ./ Под р.ед . П. И . Дудника. — М.: Сов. радио,. 1977,
с. 363 —396.
79. Bull D. A ., Smithers В. W. Antenna-to-antenna coupling in air­
craft radio systems. — IE E E
Int. Symp. on EMC, San-Diego, Ca,
USA-, 1979, oct. 9 —11, p. 274—281.
80. Ryan A. H. Control of microwave interference. — IRE
Trans.,
1959, v. RFI, N1, may.
81. CCIR. Recommendations and Reports. Recommendation 329—3 .
Spurious emissions — Geneva, 1978, v. 1.
82. Каганов В. И. Транзисторные радиопередатчики . — М.: Энергия,
1976.
—
448 с.
83. Зарецкий М. М ., Мовшович М. Е. Синтезаторы частоты с коль­
цом фазовой автоподстройки. — М. — Л.: Энергия, 1974.— 255 с.
84. ГОСТ 19896—74. Синтезаторы частоты для передающих и при­
емных устройств магистральной радиосвязи.
85. Клементенко А. Я ., Панов Б. А ., Свешников В. Ф . Контактные
помехи радиоприему. — М .: Воениздат, 1979.— 1 19 с.
86. Верзунов М. В . Однополосная модуляция в радиосвязи . — М.:
Воениздат, 1972.
87. Быков В . В ., Малайчук В. П . К вопросу о вычислении энергети­
ческого спектра колебания, модулированного по частоте стацио­
нарным нормальным шумом. — Э л ек тр о свя зь, 1966, No 7.
88. Гуревич М. С. Спектры радиосигналов. — М.: Связьиздат, 1963.
89. Документы XI Пленарной Ассамблеи! МККР, т. 1 . Отчет 179.—
М.: Связь, 1969.
90. Buesing R. Т . Modulation methods and channel separation in the
land mobile service. — I EEE
Trans:, 1970, v. VT-10, N2, may.
91. Ли За Сон . Прохождение сигнала и шума через умножитель
частоты. — Тр уд ы
ЦНИИМФ, 1966, вып. 69, с. 96—111.
92. Kroupa V. F . EMC of frequency synthesizers. — 3-rd Symp. on
EMC Rotterdam, 1979, 1—3 may.
93. Katz L. Aperture antenna hemispheric gain statistics. — IE EE
Int. Symp. on EMC, San-Diego, Ca, USA, 1979, oct. 9—11,
p. 215—220.
94. Ваксенбург С. И ., Кангур А. Г., Горлов И. M . и др . Некоторые
результаты экспериментального исследования излучения зеркаль­
ных антенн за пределами рабочего диапазона частот. — В опр о­
сы радиоэлектроники. Сер . общетехнйческая, 1979, вып. 5 .
95. Павлова В. А ., Рубинштейн Г. Р., Сенчилло А. Я . Анализ диа­
граммы направленности рупорно-параболических антенн на ча­
стотах гармоник. — Радиотехника, 1977, No 5.
96. Shiobara W.,. Techima Т. Discrepancy of spurious emission due
to loading conditions of a transmitter. Дэмба кэнкюсе кихо .
(Rev. Radio Res. Lab.), 1970, v. 16, N87.
325


97. Maiuzzo M. A ., Cameron S. H . Response coefficients of a double
balanced diode mixer. — I EEE
Int. Symp. on EMC, San-Diego,
Ca, 1979, 9—11 oct, p. 85 —90.
98. Trammel R. D . A method for determining mixer spurious response
rejection. — IE E E
Trans., 1966, v. EMC-8, N2.
99. Князев А. Д . Взаимодействие двух сигналов в экспоненциаль­
ном усилителе. — Электросвязь, 1959, No 1, с.-
12—20.
100. Алгазинов Э. К., Бобрешов А. М. Коэффициент шума приемни­
ка при наличии помех. — Радиотехника, 1980, No 6.
101. CCIR. Recommendations and Reports. Recommendation 332-4. Se­
lectivity of receivers. — Geneva, 1978, v. 1 .
102. Крылов Г . M . й др . Амплитудно -фазовая конверсия.— Мл
Связь, 1979. — 256 с.
103. Нивинский В . Е . О влиянии явления амплитудно-фазовой' кон­
версии на прием сигналов. — Тр уды
ГосНИИ ГА, вып; 136.
Связь в гражданской авиации СССР. — М ., 1976, с. 33—36.
104. Князев А. Д. О параметре нелинейности передаточных характе­
ристик активных элементов входных трактов радиоприемных
устройств. — Тех н и ка
средств связи. Сер. Техника радиосвязи,
1978, вып. 2, с. 126—133.
105. Siarkiewicz К. R ., Adams А. Т . Analysis and prediction of coup­
ling between collocated antennas. — I EEE
Int. Symp. on EMC,
Arlington, Ulin., 1972, 18—20 july, p. 315—320.
106. Gerbi G., Anro C. Antenna coupling analysis program. — 4 -th
Symp. and Techn. Exh. on EMC. Zurich, 1981, 10—12 march,
p. 481—486.
107. Boettcher R. W ., Johnson A. K. Tailoring EMI Specifications for
spacecraft electrical power system compatibility. IEEE Int. Symp.
on EMC, San-Diego, Ca, USA, 1979, 9—11 oct., p. 399—404.
108. Рекомендации по типовым схемам подавления индустриальных
радиопомех от .электроустройств различного назначения./ М-во
связи СССР. — М.: Связь, 1979. — 48 с.
109. Dvorak Т., Ochsner Н. Low tension power line as a fast digital
data transmission channel. — 4-th Symp. and Techn. Exh. on
EMC. Zurich, 1981, 10—12 march, p. 1 —6.
110. Bull D. A., Jackson G. A . Interference survey in military trans­
port aircraft.—1 -st Symp.‘and Techn. Exh. on EMC. Montreux,
1975, 20—22 may.
111. Miles R. G., Devor N. C. Application of a wiring plan to control
electromagnetic interference on the C-5 aircraft. — I EE E Sout­
heast EMC Symp. Rec., Atlanta, Georgia, 1969.
112. ГОСТ 12252—77. Радиостанции с угловой модуляцией сухопут­
ной подвижной службы.
113. Березовский Н. М ., Пименов А. И. Выбор отверстий для сниже­
ния массы экрана радиоаппаратуры. — В оп ро сы
радиоэлектро­
ники. Сер. Техника радиосвязи, 1971, вып. 2, с. 121—130.
114. Уайт Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных
средств и непреднамеренные помехи: Пер. с англ ., вып. 2/ Под
ред. А. И. Сапгира.— М.: Сов. радио, 1978. —272 с.
115. Полонский Н . Б. Конструирование электромагнитных экранов. —
М.: Сов. радио, 1979. — 216 с.
116. Волин М . Л. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппара­
туре.— М .: Радио и связь, 1981. — 290 с.
117. Отт Г. Методы подавления шумов и помех в электронных си­
стемах: Пер. с англ./ Под ред. М. В. Гальперина. — М .: Мир,
1979. —317 с.
326


lie. Denny H. W., Woody J. A. Considerations in the design of
a grounding system for a complex electronic facility. — IE EE
EMC Symp. Rec., San Francisco, Ca, 1974, 16—18 july.
119. Князев А. Д. Послесловие и комментарии. — К
кн. Уайт Д.
Электромагнитная. совместимость радиоэлектронных средств и
непреднамеренные помехи: Пер. с англ .,
вып. 1/ Под ред.
А. И. Сапгира. — М .: Сов. радио, 1977, с. 265—340.
120. ГОСТ 16600—72. Передача речи по трактам радиотелефонной
связи. Требования к разборчивости речи и методы артикуля­
ционных измерений.
121. CCIR. Rep. 525-1 . Provisional signal-to-interference protection ra­
tios required for spectrum utilization investigatios. — Recom. and
Reports, v. 1, Geneva, 1978.
122. CCIR. Rep. 520-1 . Non-cogerent receiver performance model. —
I bid.
123. Lustgarten M. N.,
Hughes D. J. Co — site analysis model
(COSAM) validation. — IE EE
Int. EMC Symp. Rec.,
1972,
18—20 july, p. 258—262.
124. Банк M. У. О возможности приема ОБП AM сигналов.— Тех н и­
ка средств связи. Сер . ТРП и А, 1978, вып. 2, с. 63 —74.
125. CCIR. Rep 522-1 . A procedure for modeling receiver intermodu­
lation characteristics. — Recom. and Reports, v. I, Geneva, 1978.
126. CCIR. Rep. 258-3. Man-made radio noise. — Recom. and Rep.,
v. YI, Geneva,’1978.
127. Taylor R. E ., Hill J. S. Airborne suweys of USA urban areas at
121,5/243 MHz.— IE EE
Int. Symp. on EMC, 1979, 9—11 oct.,
p. 245—251.
128. Беляев В. С. Влияние особенностей и аномалий распространения
УКВ в городских условиях на работу и ЭМС подвижной систе­
мы связи. — Межведомственное совещание по распространению
УКВ и электромагнитной совместимости: тезисы докладов. Бу­
рятский филиал СО АН СССР. — У ла н -Удэ, 1983, с. 199—203.
129. Vinicent W. R. Examples of signals and noise in the radiofre­
quency spectrum. — IEEE
Trans.,
1977, v. EMC-19, N3, aug.,
pv 241—253.
130. Григорьев А. Г., Матисен А. И., Патрин В. С. Защита радио­
приема на судах от помех. — Л.: Судостроение, 1973. — 207 с.
131. Мясковский Г. М. Системы производственной радиосвязи. — М.:
Связь, 1980. — 2 16 с.
132. Shepherd R. A ., Gaddie J. С. Ignition noise of foreign and domes­
tic vehicles in use in the United States. — I EEE
Int. Symp. on
EMC, San-Diego, Ca, USA, 1979, 9—11 oct, p. 232—238.
133. Кириченко В. И. Результаты исследования радиопомех,, созда­
ваемых автотранспортом.
—
Проблемы ЭМС РЭС различного
назначения: 2-е Всесоюз . науч . - тех н . совещание. — М.: НТОРЭС
им. А. С. Попова, 1978, с. 61.
134. Методические указания по расчету системы стационарной радио­
связи/ МПС СССР. Главное управление сигнализации и свя­
зи.— М.: Транспорт, 1977. — 28 с.
135. McMahon J. Н. Analysis of land — mobile channel-occupancy
sampling errors.— IE EE
Trans., 1977', v. EMC-19, N3, aug.,
p. 292—300.
136. Taylor R. E., Hill J. S ., Brandel D. L. EMI survey for maritime
satellite 1535—1645 MHz shipboard terminal. — IE E E
Trans.,
v. EMC-19, N4, nov., p. 371—376.
327


137. Системы связи и радиорелейные линии/ Под ред. Н. И . Калаш­
никова. Учебник для вузов. — М .: Связь, 1977. — 392 с.
138. Козлова Л'. П ., Леонов В. А ., Броневицкая
Н. В . Результаты
исследования индустриальных радиопомех в диапазоне частот
10—150 кГц. — П ро бл емы
ЭМС РЭС различного назначения:
2-е Всесоюз . науч.- т ехн. совещание . — М .: НТОРЭС им. А . С.По -
.
пова, 1978, с. 5'5—56.
139. CCIR. Recommendations and Reports, v. Y, YI. — Geneva, 1978.
140. Lustgarten M. N ., Madison J. A. An empirical propagation model
(EPM-73). —IEEE
Trans., 1977, v. EMC-19, N3, aug., p. 301—
309.
141. Matheson R. J. A radio spectrum measurment system for fre­
quency management data. — I bid, p. 225—230.
142. CISPR. Publ. 16/1977. CISPR specification for radio interference;
measuring apparatus and measuring method. — Geneva, 1977.
143. Рупасов В. В ., Гольдштейн E. И. Выбор путей обеспечения ЭМС
при разработке и оптимизации импульсных источников вторич­
ного электропитания. — Пр об ле мы ЭМС РЭС: Всесоюз. науч. -
техн. совещание. — М.: НТОРЭС им. А. С. Попова, 1982,
с. 1-14—115.
144. Cowdell R. В . Unscrambling the mysteries about twisted wire. —
IEEE Int. Symp. on EMC, San-Diego, Ca, USA, 1979, 9—11 oct,
p. 180—187.
145. Honig E. M . Electromagnetic shielding effectiveness of steel'_-
sheets with partly, welded seams. — I EE E
Trans., 1977, v. EMC-19,.
N4, nov., p. 377—382.
146. Groshart E. Corrosion control in EMI design.- 2 -nd Symp. and-
Techn. Exh. on EMC. Montreux, 1977, 28—30 june, p. 198—203.
147. Kunkel G. Corrosion- effects on EMI gasketed joints. — I EEE
Int.
Symp. on EMC, San-Diego, Ca, USA,. 1979, 9—11 oct, p. 198—
203.
148. Фролов - А. Д. Теоретические основы конструирования и надеж­
ности радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Высшая школа,
1970. —488 с.
149. Преснухин Л. Н., Шахнов В. А., Кустов'В. А . Основы конструи­
рования микроэлектронных вычислительных машин. — М .: Выс­
шая школа, 1976.
150. Whalen J. J . Current Status of determining EMI in microelectro­
nics.— 4-th Symp. and Techn. Exh. on EMC, Zurich, 1981, 10—
12 march, p. 141 —145.
151. Тележный Б . Г . Метод анализа и синтеза электромагнитной
совместимости комплексов средств радиосвязи: Депонированная
рукопись, Д2836Н, 1976.
152. Седякин Н . М . Элементы теории случайных импульсных пото­
ков. М .: Сов. радио, 1965.
153. Горелов Г . В. Нерегулярная дискретизация сигналов. — М .: Ра­
дио и.связь, 1982. — 256 с.
154. Волошин В. И ., Высоцкий Г. Е. Вероятностно-временной анализ
характеристик помех при определении условий совместимости
радиоэлектронных средств. — Пр о бл емы
ЭМС РЭС: Всесоюз.
науч.-те х н. совещание. ■ — М .: НТОРЭС им. А. С . Попова . 1982,
с. 33—34.
155. Мотовилов Н. И . Бестрансформаторные источники питания.—
Зарубежная радиоэлектроника, 1983, No 1, с. 61—79.
156. Кечиев Л. Н . Проектирование помехозащищенных многослойных
печатных плат с применением ЭВМ. — «Помехи в цифровой тех-
328


нике —82». Паланга: Республ. дом техн ., 1982, с. 87—89.
Г57..Турук В. К. Помехоподавляющие провода для электропитания
электротехнических и радиоэлектронных устройств. Там же,
с. 115—118.
158. Sunberg G. G . The relationship of EMC and instrumentation
engineering in the environmental laboratory. — IEEE
Int. Symp.
on. EMC. San-Diego, Ca, USA, 1979, 9—11 oct., p. 440—445.
159. ГОСТ 11001 (СТ СЭВ.502—77). Приборы для .измерения инду­
стриальных радиопомех. Технические требования - и методы испы­
таний.
160. Самуйтис В . П., Корнеев Б. А., Танкевич А. И. Регистратор
импульсных помех Р-1. — Пом е хи
в цифровой технике—78. —
Вильнюс: Республ. дом техн ., 1978, с. 32—37.
161. Корнеев Б. А., Самуйтис В. П. Регистратор длительных помех
Р-4. — Помехи
в цифровой технике—82. — П ала нга: Республ.
дом техн., 1982, с. 18—23.
162. Корнеев Б. А., Шлейко В. И. Имитаторы коротких импульсных
помех И-1 и И-2. — Помехи
в цифровой технике — 78. — В иль ­
нюс: Республ. дом техн., 1978, с. 38 —40.
163. Боркумас М. 3. Имитатор длительных помех И-4 . Там же,
с. 41 —43.
164. Фастовский И. А., Маркелов М. А. Нормы на характеристики
ЭМС для оборудования самолетов гражданской авиации. —
Проблемы ЭМС РЭС: Всесоюз. науч. -т ех н. совещание. — М .:
НТОРЭС им. А. С. Попова, 1982, с. 85—86 .
165. Брезинский С. Я., Давыдов В. А., Фастовский И. А. Конструи­
рование и использование вторичных измерительных приборов
для контроля электромагнитных помех. — По м е хи
в цифровой
технике — 82. — П ал ан га: Республ. дом техн.,
1982, с. 33 —35 .
166. Дональдсон Э. Э. и др. Измерения электромагнитных помех
в экранированных камерах. — Т ИИЭР, 1978, т. 66, No 4, с. 118—
128.
167. Розенберг В. Я. Введение в теорию точности измерительных .си­
стем.— М.: Сов. радио, 1975.
168. Володарский В. Я. О предельно достижимой точности измерения
заданной величины. — И зм ер и те л ьна я
техника, 1973, No 1.
169. Леонов В. А., Лившиц Д. М. Эквиваленты сети, используемые
при измерении радиопомех. — V международ, симп. ЭМС. Вроц­
лав (ПНР), 1980, 17—19 сент., с. 849—858 .
170. Malack J. A. Statistical correlation between conducted voltages
on the powerline and those measured with a line-impedance sta­
bilization network. — IE EE
Trans., v. EMC-20, N2, may, p. 346—
349.
171. Цветков Э. И. Основы теории статистических измерений. — Л.:
Энергйя, 1979. — 288 с.
172. Нанаи Т. Требования к аппаратуре для статистических измере­
ний радиопомех. — V международ, симп. ЭМС. Вроцлав (ПНР),
1980, 17—19 сект., с. 133—142 .
173. Мясковский Г. М., Кириченко В. И. Вероятностные характери­
стики радиопомех системам сухопутной подвижной радиосвязи.
Там же, с. 273—282.
174. Брусенцов А. Г. и др. Программно -управляемый комплекс мо­
делирования индустриальных помех. — П ро б лем ы ЭМС РЭС:
Всесоюз. науч. -т ех н. совещание. — М .: НТОРЭС им. А . С. По­
пова, 1982, с. <113—114.
329


175. Брусенцов А. Г., Конторович В. Я., Ляндрес В. 3. Имитатор
индустриальных помех. — П ом ех и
в цифровой технике — 82. —
Паланга: Республ. дом техн., 1982, с. 42 —45.
176. Райншке К. Модели надежности и чувствительности систем. —
М.: Мир, 1979.
177. ГОСТ 20911-75. Техническая диагностика. Основные термины
и определения.
178. Стандартизация в радиоэлектронике/ Под ред. В. В . Бойцова. —
М.: Изд-во стандартов, 1971.
179. ГОСТ 1.0—68. Государственная система стандартизации. Основ­
ные положения.
180. Леонов В. А., Илькаев Г. И., Абрамсон Ю. М. Некоторые во­
просы нормирования индустриальных помех в СССР. — Third
Wroclaw Symp. on EMC, 1976, 22—24 sept., p. 378—386.
181. Регистр СССР. Правила классификации и постройки морских
судов. — Л.: Транспорт, 1970.
182. Регистр СССР . Правила по конвенционному оборудованию мор­
ских судов. — Л.: Транспорт, 1970.
183. 3G.100. British Standard; Aerospace series, specification for ge­
neral requirements for equipment in aircraft. 1972, june.
184. Карибский В. В. и др. Основы технической диагностики/ Под
ред. П . П . Пархоменко. — М .: Энергия, 1976. — 463 с.
185. Эксплуатация радиотехнических комплексов/ Под ред. А . Н .
Александрова. — М.: Сов. радио, 1976. — 278 с.
186. Радиолокационные системы летательных аппаратов . Учебник для
вузов ГА./ Под ред. П. С. Давыдова. — М.: Транспорт, 1977.—
352 с.
187. ГОСТ 23564—79. Техническая диагностика. Показатели диагно­
стирования.
188. Князев А. Д. О технической диагностике радиоэлектронных и
других технических средств по параметрам их электромагнитной
совместимости. — Ра д иоте хник а, 1983, No 3, с. 38 —41.
189. Материал ИКАО. СОМ/81 — WP/105. Монреаль (Канада), 1981,
30 марта — 16 апреля.
ч
190. ГОСТ 20417—75. Техническая диагностика . Общие положения
о порядке разработки системы диагностирования.
191. ГОСТ 23663—79. Техническая диагностика. Контролепригодность
объектов диагностирования. Правила обеспечения .
192. Типовые положения о подразделениях надежности в организа­
циях и на предприятиях промышленности (рекомендуемые).
РДТП 47—75/ Госстандарт СМ СССР. — М.: Изд-во стандарт
тов, 1976. — 48 с.
193. Князев А. Д., Петров Б. В., Кечиев Л. Н., Гольдштейн Е. И.
Вопросы конструирования РЭА и ЭВА с учетом обеспечения их
ЭМС: Методические указания для преподавателей и студен­
тов.— То мс к: Изд-во ТИАСУР, 1982. — 18 с.
194. Методика преподавания вузовской дисциплины «Электромагнит­
ная совместимость радиоэлектронных средств»: Тезисы докла­
дов и сообщений научно-технической конференции/ Латвийское
республиканское, Московское городское и Московское областное
правления НТОРЭС им. А . С. Попова.—1983. — 75 с.
330


ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Антенны:
диаграмма направленности,
лепестки 41; 118; 119
------- по б оч ные
излучения
121, 122
параметры ЭМС 118
Бланкирование 232
Блокирование 125, 131
Восприимчивость 125, 128'
к индуктивным помехам 243
к интермодуляции 193
—
к магнитному полю 244
параметры 152
помимо антенны 150
Гармоники 90, 91
в волноводе 267
модовый состав 99
в сети питания 160
разброс значений 94
спектры 105
требования к уровням 100
Динамический диапазон:
блокирования 134
индекс линейности 144
интермодуляции 142
перекрестных искажений 138
частотная зависимость 135,
143
Заземление 163, 170
защитное 171, 173, 243
система 170
способы 171
шины 170
Зона координационная 127
Избирательность эффективная
143
Излучения:
ближняя зона 151
внеполосные 111
дальняя зона 111
интермодуляционные 102
класс 89, 113
комбинационные 101
неосновные 89
основные 89
паразитные 102
передающих устройств 89
полоса занимаемая 112, 114
—
необходимая 112, 114
спектры 105, 111
шумовые 115, 207
Измерения:
автоматизация 252, 310
методики 251, 254, 255
методы 13, 16, 134, 143, 249
методическая погрешность
16, 269
метрологическое обеспечение
16, 253
особенности 16, 249.
стандартизация 16, 253, 255
статистические 275, 277, 279
Канал:
блокирования 125, 131
внеполосный 125
интермодуляционных помех
125
комбинационный 125, 129
неосновной 125
основной 125, 179
перекрестных искажений 125,
137
побочный 125
приема 125, 129
промежуточной частоты 125
соседний 186, 295
фазовых искажений 139
Качество:
продукции с учетом ЭМС
18, 286, 306
сигнала 180
электроэнергии 73
Контролепригодность:
по мероприятиям 'ТД 315
.
по параметрам ЭМС 310
Коэффициент:
блокирования 132
затухания между антеннами
145, 147
интермодуляции 141
перекрестных искажений 137
Математический аппарат 19,20
331


Модели:
затухания радиоволн 47, 176,
213
канонические Миддлтона 74
—
Певницкого — Полозка
77
назначения частот 47
отношений сигнал-помеха 47
параметров ЭМС 14, 47
помех математические 47, 50,
176
с отношением Л/Х большим
214
---- малым 217
электромагнитной обстанов­
ки 15
Нормативно-техническая доку­
ментация:
APINC 165, 297, 299
ГОСТы 101, 125, 165, 298
ДО-160 RTCA 158
ИКАО 100, 207
MIL Std 62, 100, 301
МККР 100, 112, 127
МЭК 296
ГКРЧ СССР 101, 156
Регламент радиосвязи 31,
212, 293
РТМ по вычислительной тех­
нике 165, 300
СИСПР 51, 295
СТ СЭВ 297
Обучение в области ЭМС:
дисциплина 18, 316
методические указания 318
программы 317
Отношение:
амплитудное 257
допустимое сигнал-помеха
178, 181, 188, 295
—
сигнал-шум 135
защитное 127, 181, 295
Подход системный 4, 17, 286,
302
Поле индукции:
волновое сопротивление 153
зависимость от расстояния
153
импульсное магнитное 155
составляющая магнитная 154
—
электрическая 154
Помеха 49
аддитивная 52, 56
атмосферная 79
332
блокирующая 52, 57
внешняя 52, 56
внутренняя 52, 56
внутрисистемная 52, 56, 241
высокочастотная 52, 54,’ 151
длительная 52, 54
допустимая 52, 57, 179
естественная 52
из-за провалов
-
напряжения
излучаемая 52, 54, 151
импульсная 52, 55
индустриальная 7, 21, 52,196
интермодуляционная 52, 57
коммутационная 53, 64
кондуктивная 52, 54, 151, 156
контактная 52, 104
кратковременная 52, 54, 71,
72
межсистемная 52, 56
модулированная 52, 56
мультипликативная 52, 56
недопустимая 52, 57
непреднамеренная 3, 8, 12,
49, 52
непрерывная 52, 54
непродолжительная 52, 54
нерегулярная 52, 55
несимметричная 52, 57
нестационарная 24, 52, 55
низкочастотная 52, 54# 157,
296
перекрестная 52, 57
перенапряжения 69
приемлемая 52, 57
радиопомеха 199, 203
регулярная 52, 54
редкоимпульсная 157, 199
симметричная 52, 56
синусоидальная 52, 55
случайная 52, 55
станционная 21,52, 126, 181
стационарная 52, 55
узкополосная 52, 56, 66, 161
флуктуационная 20, 24, 52,
55
широкополосная 52, 56, 66,
162
электромагнитная 3, 5, 49
электростатическая 53, 79
Покрытия антикоррозийные
247
Помехозащищенность 21. 299
314
-
Помехоустойчивость 21, 23


Порог:
блокирования 134
интермодуляции 142
перекрестных искажений 138
Порядок интермодуляции 141
Постоянная баллистическая 62
Преобразование шума гетеро­
дина 134
Разнос:
.по
времени 40, 41
по радиопространству 40
по частоте 39
Расстояние координационное
127
Ресурс:
материальный 27
ограниченный 27
природный 27
радиоканалов 7, 26
радиочастотный 12, 26
распределение полос ЗЯ, 39
совместное пользование 7
управление 7, 37
эффективность использова­
ния 29, 30, 42, 44, 208
Рецептор 50, 88, 155, 156, 225
Связи:
емкостные 154, 234
индуктивные 154, 234
помимо антенны 87, 150
через антенну 86, 87, 89, 125
Средства измерений и испы­
таний:
автоматизированные 16, 255,
309
анализатор характеристик
278
антенная биконическая 264
—
логоспиральная 264
вольтметр квазипиковый 62,
256
—
пиковый 62, 256
—
среднеквадратический 64,
256
генератор импульсов 264
измерители ФСМ-6, ФСМ-8
256
имитатор испытательных сиг­
налов 310
■ — кондуктивных помех 233
—
помех И-1, И-4, 261, 262
—
программно-управляемый
280
импульсная характеристика
257
искусственная нагрузка 123
испытательный импульс 71 г
82
камера безэховая 265
камера-линия 264, 267
камера-каркас 267
камера экранированная 265г
266
рамка излучающая 263
рамка-щуп 263
регистраторы помех Р-1, Р-Ф
260, 261
стандартизация 253
токосъемник 66, 251, 264,301'
широкополосные ответвители5-
251
эквивалент сети 159, 272
Схема монтажная:
классификация проводов 162'
распространение помех 155
скрутка проводов 244
Терминология:
в области ЭМС 18, 296, 319!
рекомендации по составле­
нию 19, 320
стандартизация 299
Техническая диагностика:
деградация параметров ЭМС
307, 309
основные задачи 308, 311
решения аппаратурные 309
Фильтры:
антенные 97
вносимое затухание 159
многозвенные 159
отражательные 95
поглощающие 95
простейшие 158
сетевые 158, 236, 239, 243
типы 240
элементы - помехоподавлякь -
щие 158, 238
эффективность 159, 237'
ячеистые 168
Характеристики помех:
антенная (шумовая) темпе­
ратура 59, 208, 209
квазипиковое напряжение 62*
параметры помёх 13, 58
пиковое значение тока 66
—
напряжение 61
среднее значение напряже­
ния 64
средняя мощность 58
333


статистические 66—68, 275—
278
степень импульсности 65
эффективное напряжение 58
Экранирование:
влияние коррозии 248
—
отверстий 168, 245
непрерывность экрана 168
потери отражения 166
—
поглощения 166
материал 168
провода 236
эффективность 166
Электромагнитная совмести­
мость 5
актуальность проблемы 8
• внутриаппаратурная 222, 234
внутрисистемная 222, 230,
233
комплексность проблемы 3,
12
критерии 178, 182, 185
методы, способы 3, 6, 15, 24,
233
межсистемная 221, 227
нормативно-техническая, до­
кументация 12, 15
общий подход 5—25
параметры (классификация)
14, 85, 88
программа обеспечения 303
современное состояние 11, 13
стандарты 289
служба, основные задачи
311—315
электрооборудования 296
Электромагнитная обстановка
14, 46, 174
в гражданской авиации 206
в железнодорожной радио­
связи'205
в комплексе самолетном 200
—
судовом 201
в космической связи 208, 210.
внешняя 174, 204, 209
внутренняя 175, 200, 209
в РЛС 205
в сухопутных подвижных си­
стемах 186, 202
измерения 254
при мешающих сигналах
двух 191
------ --
трех 195
при помехах по каналу
основному 179
-------- со с еднем у 186
«средний фон» индустриаль­
ных помех 176, 196
статистическая оценка 177
специфические факторы 205,
206


ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр;-
Предисловие ....
.
&
Введение .....
.
5
Глава 1. Радиочастотный ресурс .
26
1.1. Основные понятия................................................................26
1.2 . Использование ресурса
31
1.3 . Управление ресурсом
37
Глава 2. Непреднамеренные электромагнитные помехи
.
49'
2.1. Систематизация понятий
.
.
49”
2.2. Параметры
......
.58
2.3. Математические модели
.
.
74
2.4. Некоторые естественные помехи
79"
Глава 3. Параметры электромагнитной совместимости
.
84
3.1. Общие понятия....................................
.
84
3.2 . Излучения передающих устройств ..
.
89*
3.2.1. Гармоники.........................................................................99
3.2.2. Другие побочные излучения..................................101
3.2 .3 . Спектры помех на частотах гармоник и интер­
модуляции ....................................................................... 105
3.2.4. Внеполосные излучения.................................................. 111
3.2.5. Шумовые излучения.........................................................115
3.2.6 . Характеристики антенных устройств
.
.
.
117
3.3. Восприимчивость приемных устройств через антенну 125
3.3.1. Комбинационные каналы приема
... .
129"
3.3.2 . Блокирование
.. ..
...
. 131
3.3.3. Перекрестные искажения.......................
.
137
3.3.4. Интермодуляция.......................................................140
3.3 .5 . Коэффициент затухания междуантеннами . .
145-
3.4 . Восприимчивость приемных устройств помимо антенны 150:
3.4 .1 . Поле индукции от источников помех
.
.
.
152’
3.4.2. Кондуктивные помехи.........................................156
3.4й. Параметры экранирования. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. . 166'
3.4.4. Система заземления...............................................170'
Глава 4. Электромагнитная обстановка
.
174г
4.1. Общие сведения...................................................................174'
4.2 . Влияние помехи по основномуканалу приема
.
.
179*
4.3 . Влияние помехи по соседнему каналу приема
.
.
186
4.4. Учет индустриальных помех.........................................196
4.5. Электромагнитная обстановка в некоторых радио­
службах .........................................
.....
203*
335


Глава 5. Методы и способы обеспечения электромагнитной
совместимости.................................................................. 213'
5.1. Расчет затухания сигналов............................................. 213
5.2. Принципы расчетов электромагнитной совместимости 221
5.2.1. Общий подход..................................................... 223
5.2.2. Расчет межсистемной совместимости . . . 227
5.2.3. Расчет внутрисистемной совместимости
.
.
230
5.3. О’ внутриаппаратурной совместимости
....
234
5.4. Некоторые способы помехозащиты........................ 236
Глава 6. Измерения и испытания в области электромагнит­
ной совместимости
.
249
6.1. Специфика измерений
................................................................. 249
6.2. Некоторые методы и средства измерений .... 256
6.2.1. Измерители индустриальных радиопомех
.
.
256
6^2.2. Имитаторы и регистраторы помех от нестацио­
нарных процессов...............................................260
6.2.3. Нестандартные средства измерения парамет­
ров ЭМС самолетного оборудования . . . 263
6.2.4. Особенности испытаний в экранированных
камерах . . ;
.
........................................... 265
6.2.5. Измерения гармоник СВЧ передатчика в вол­
новоде ......................................................................267
6.3. Методическаяпогрешность измерений.................................... 268
6.4. Статистические измерения
.
. *.............................................275
Глава 7. Методология разработки и эксплуатации техниче­
ских средств с учетом электромагнитной совместимости 282
7.1. Общие принципы......................................•
...
.
282
7.2. Системный подход к понятию «качество продукции» 286
7.3. Нормативно-техническая документация в области
ЭМС............................................................................................. 288
7.3.1. Международная документация
....
293
7.3.2. Отечественная документация...................................297
7.3.3. Национальная документация некоторых стран 300
7.4. Обеспечение ЭМС технических средств на этапах
разработки и производства.................................................302
7.5. Техническая диагностика изделий по параметрам ЭМС 305
7.6. Служба электромагнитной совместимости
.
.
,
311
7.7. Обучение в области ЭМС
.
...
....
316
Список литературы
321
Предметный указатель
331


том 29, No 3 ИЗВ. ВУЗОВ МВ И ССО СССР. РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ
РЕЦЕНЗИЯ НА КНИГУ А. Д. l(НЯЗЕВА
«ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОА СОВМЕСТИМОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ•
(М.: Радио и связь, 1984 .-
336 с.)
1986
Проблема обеспечения электромагнитной совместим ости (ЭМС) радиоэлектрон ­
ных средств (РЭС) давно интересует специалистов, занимающихся разработкой , соз­
данием, планированием практического применения и эксплуатацией РЭС. В течение
последнего десятилетия она превратилась в острейшую проблему современной радио­
электроники, значение которой продолжает возрастать.
Все большее число научных сотрудников и инженерно-технических р аботнико в
участвуют в решении неотложных вопросов обеспечения ЭМС РЭС. Уже накоплен зна­
чительный опыт успешного решения эти х вопросов для многих практически важных
случаев.
Систематически публикуются работы, посвященные отдельным аспектам пробле­
мы ЭМС РЭС. Для их обсуждения ежегодно созываются междунар од ные и нацио­
нальные конференции .
В связи с этнм назрела необходимость обобщения накопленных знаний в области
ЭМС РЭС с целью распространения этих знани й среди широкого круга специалистов
различного профиля.
Особенно большое значение такое обобщение имеет для подготовки в ВУЗах стра­
ны специалистов по радиотехнике, радиоэлектронике и связи с помощью специального
курса «Обеспечение ЭМС РЭС:..
Этим целям в значительной мере отвечает выпущенная в 1984 r. издательством
«Радио и связь:. монография А. Д. Князева « Элеме нты теории и практики обеспече­
ния электромагнитной совместимости радиоэлектронны х средств:..
В книге последовательно изложены научно-технические основы но вого актуаль­
ного направления современной радиоэлектроники в виде ее самостоятельного раздел а.
Показана комплексность нового направления, обобщены многочисленные аспекты тео­
рии и практики обеспечения ЭМС с системных позиций. При этом рассмотр ен широ­
кий круг вопросов, относящихся ко всем основным сторонам проблемы ЭМС РЭС.
Обоснована необходимость совершен ствова ния понятия о качестве технических
изделий с электромагнитными свойствами, которое должно характеризоваться сово­
купностью показателе й функционирования изделия по назначению и показателей его
ЭМС. Подчеркнута технико-экономическая необходимость реализации требований к
ЭМС систем и устройств на всех этапах нх создания и эксплуатации. Описаны ре­
комендации по совершенствованию процесса управления разработками систем и отдель­
ных устройств с учетом ЭМС, в том числе рекомендации по определению функций
«служы ЭМС:. в разрабатывающих, производственных и эксплуатационных предприя­
тиях и организациях.
Особо можно отметить оригинальные концепции автора: о сов ременном состоя­
нии, содержании и основных аспектах теории и практики обеспечения ЭМС , как от­
дельного направления радиоэлектроники, о классификациях характеристик ЭМС и не­
преднамеренных электромагнитных помех; о принципах технической диагностики из­
делий с электромагнитными свойствами по их параметрам ЭМС; об оценке методиче­
ской погрешности измерений характеристик ЭМС некоторых видов источников непред­
намеренных помех и др . Большая работа проведена автором по терминологии и систе­
матизации понятий в области 0МС, без чего нельзя было бы формировать новое науч­
ное направление.
Важнейшей концепцией, которая развивается автором, является концепция новой
вузовской дисциплины «Элект ромагнитная совместимость систем и устройств:., кото­
рая, по мнению автора, должна стать одной из базовых дисциплин в учебных заведе­
ниях с профилем радиотехники, электротехники и связи.
Разделяя такое мнение автора, следует отметить, что рецензируемая монография
может служить опр еделенной основой построения учебной литературы и развития кон­
кретных программ обучения . С этой точки зрения важной особенностью монографии
является методичность ее построения, комплексность рассматриваемых вопросов
и
последовательность изложения. Она , несомненно, окажет большое влияние на форми­
рование соответствующих курсов .
Вм есте с тем нельзя не отметить некоторые недостатки, неточности и погрешности,
встречающиеся в книге. Их необходимо устранить при подготовке на основе книги
учебных материалов для ВУЗов по дисцип л ине ЭМС . 1( наибо л ее существенным и з
них относятся следующие:


Том29,No3
Изв. вузов МВ и ССО СССР. Радиоэлектроник.а
1986 112
1. В книге недостаточное внимание уделяется учёту особенностей распростране­
ния радиоволн при решении вопросов обеспечения ЭМС РЭС и не дается необходимых
для этого качественных материалов. Совершенно очевидна важность умения правиль­
но определять уровни полезных и мешающих сигналов при их распространении в раз­
личных условиях, поскольку на этой основе могут быть выработаны важнейшие орга­
низационно-технические меры, позволяющие (наряду с другими чисто техническими
ме рами) обеспечивать ЭМС на различных стадиях жизненного цикла РЭС, начиная
с их проектирования (при выработке требований к параметрам ЭМС) и кончая их
эксплуатаци ей (при совместной работе с другими РЭС) . Нельзя согласиться с автором,
утверждающим, что «Специалисту в области ЭМС необходим ы упрощенные методы
расчёта» (стр. 214).
Чисто механическое упрощение, без понимания физической сущности проt1сходя­
щих при распространении радиовол явлений, может привести к неприемлемым резуль­
татам. Прим ером тому является такого рода упрощенный метод, изложенный в разде­
ле 5.1 « Расчёт затухания сигналов» .
Рекомендуемая в разделе методика расчёта, основанная на модел ях аме рик ан­
ских авторов, в ряде важных случаев не обеспечивает необходимой точности даже для
ориентировочных, прикидочных расчётов. В нем дается неправильное физическое тол ­
кование некоторых явлений, пр о исходящих при распространении радиоволн, содер ­
жатся ошибки и неверные положения.
Раздел 5.1 необходимо полностью пер еработать, расширив его и из ло жив в нем
основные вопросы учёта условий распространения радиоволн применительно к зада­
чам обеспечения ЭМС РЭС. При этом целесообразно воспользоваться трудами совет ­
ских специалистов, усилиями которых рассматриваемые вопросы разработаны доста­
точно полно.
2. Недостаточное внимание уделяется конструированию аппаратуры с учётом
ЭМС РЭС. Сведения, содержащиеся в небольших подразделах « О внутриаппаратурной
совместимости:. н « Некоторые способы помехозащиты », совершенно недостаточны и
для специалистов по ЭМС РЭС и, тем более, для разработки учебной литературы по
вузовской дисциплине «Обеспечение ЭМС РЭС:.. Поэтому вопросам конструирования
аппаратуры с учётом ЭМС РЭС следовало бы посвятить отдельный раздел книги.
3. При оценках электромагнитной обстановки и расчётах совместимости крите­
рий ЭМС (стр. 178), а также соотношения между полезными и ~,ешающими сигналами
(стр. 229), автором определяются исходя из их средних значений. Это слишком гру­
бое упрощение.
Хорошо известно (и в книге об э том говорится), что как полезный сигнал, так
и помеха яв л яются случайными величинами и должны определяться статистическими
методами. Поэтому указанные оценки и расчёты следует вести для определенной ве­
роятности, исходя из заданной надёжности связи. При этом в общем случае нужно
учитывать вероятность совпадения сигналов и помех во времени и по частоте, а так­
же вероятность превышения помехой допустимого уровня .
4. Требуют уточнения понятия «Критерий ЭМС», «Допустимое отношение сиг­
нал/помеха » и «Защитное отношение». Между ними нельзя ставить знак равенства, как
э то дел ает автор в разделах 4.1 и 4.2 .
Крите рий ЭМС - это достаточно широкое понятие, которое не сводится только
к одно значному чис.пе нному значению защитного отношения . Он должен выражать ус•
ловие, при котором отношение сигнал/ помеха на входе приёмноrо устройства будет
с определенной вероятностью превышать защитное отношение.
В то же время нельзя согласиться с тем, что определение защитного отношения
является конечной це.пью расчета совместимости. Конечная цель расчета совместимости
должна состоять в определении тех мер, при которых выполняются условия, соответ­
ствующие критерию ЭМС.
5. При проведении классификаций и рассмотрении общих характеристик приво­
дятся конкретные цифры без указаний, к какому случаю они относятся (например, на
стр. 54 при классификации помех по времени проявления, на стр. 227, где при рассмот­
рении допустимых отношений сигнал / помеха говорится о целесообразности запаса
вбдБидр . ).
Все указанные выше и другие менее существенные недостатки не изменяют общей
положительной оценки книги . В целом её значение заключается в определённом вкла­
де в развитие нового направления современной радиоэлектроники , актуальность ко­
торого непрерывно возрастает, и в распространение знаний, необходимых для повы­
шения качества радиоэлектронных систем, что является важным фактором ускорения
научно-технического прогресса.
Д. т. и. проф. Ю. И. Давыденко
Поступи л а в ред акцию после п ереработки 29.07.85.