В.И. Ярмоленко, А.Л. Приоров
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ
РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ
СИСТЕМ
Учебное пособие
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов, обучающихся по специальности
Радиофизика и электроника
Ярославль 2005
УДК 621.396.6: 621,391,827
ББК З 841-017я73
Я 75
Рекомендовано
редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. <...> Подробно изложены характеристики и модели
непреднамеренных помех с учетом направленности антенн и затухания
при распространении в задачах ЭМС. <...> Часть материала, использованного в пособии, включая критерий
оценки ЭМС радиотехнических и телекоммуникационных систем,
методику оценки ЭМС РТС и оптимизацию модулирующей функции ЧМн
сигналов с учетом уровня внеполосных излучений и помехоустойчивости,
является оригинальной, имеющей научный и практический интерес. <...> Проблема
ЭМС
возникла
вследствие
широкого
использования радиотехники и электроники во многих областях
человеческой деятельности. <...> Решение проблемы ЭМС путем освоения новых частотных
диапазонов не потеряло своей актуальности в настоящее время. <...> И.П. Харченко «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств» (Л., 1986); книги А.Ф. Апоровича «Статистическая теория электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств» (М., 1984), материал лекций, в течение ряда лет
читавшихся авторами студентам физического факультета
Ярославского университета, обучающимся по специальности
«Радиофизика и электроника», публикации авторов пособия. <...> Из-за ограниченного объема в пособие не включены
материалы по выбору модуляторов для получения амплитудноманипулированных, частотно-манипулированных, фазо-манипулированных сигналов с ограниченным уровнем внеполосных
излучений и удовлетворяющих заданной помехоустойчивости. <...> ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА
В СОВОКУПНОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
При разработке современных радиоэлектронных средств
(РЭС) необходимо <...>
Электромагнитная_совместимость_радиотехнических_и_телекоммуникационных_систем_Учебное_пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
В.И. Ярмоленко, А.Л. Приоров
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ
РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ
СИСТЕМ
Учебное пособие
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов, обучающихся по специальности
Радиофизика и электроника
Ярославль 2005
Стр.1
УДК 621.396.6: 621,391,827
ББК З 841-017я73
Я 75
Рекомендовано
редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2005 года.
Рецензенты:
научно-производственное предприятие
«Ярославское конструкторское бюро радиоприборов»;
кандидат физико-математических наук, доцент А.И. Чегодаев
Ярмоленко, В.И., Приоров, А.Л. Электромагнитная совместимость
радиотехнических и телекоммуникационных систем: Учебное пособие /
В.И. Ярмоленко, А.Л. Приоров; Яросл. гос. ун-т. – Ярославль: ЯрГУ, 2005.
– 173.
ISBN 5-8397-0423-7
Рассматриваются вопросы электромагнитной совместимости (ЭМС)
радиотехнических и телекоммуникационных систем (РТС). Дана общая
характеристика проблемы, приведены анализ электромагнитной
обстановки (ЭМО) таких систем и ее статистическая модель, пути решения
проблемы ЭМС. Подробно изложены характеристики и модели
непреднамеренных помех с учетом направленности антенн и затухания
при распространении в задачах ЭМС. Изложены характеристики
восприимчивости рецепторов и их модели.
Часть материала, использованного в пособии, включая критерий
оценки ЭМС радиотехнических и телекоммуникационных систем,
методику оценки ЭМС РТС и оптимизацию модулирующей функции ЧМн
сигналов с учетом уровня внеполосных излучений и помехоустойчивости,
является оригинальной, имеющей научный и практический интерес.
Пособие предназначено
Радиофизика
для
специальности
ISBN 5-8397-0423-7
и
© Ярославский
государственный
университет, 2005
© Ярмоленко В.И.,
Приоров А.Л., 2005
студентов, обучающихся по
электроника
(дисциплина
«Электромагнитная совместимость РТС», блок СД), очной и заочной форм
обучения.
Стр.2
ВВЕДЕНИЕ
Электромагнитной совместимостью (ЭМС) радиотехнических
и телекоммуникационных систем (РТС) можно назвать
способность РТС одновременно функционировать в реальных
условиях эксплуатации с требуемым качеством при действии на
них непреднамеренных радиопомех и не создавать недопустимых
радиопомех другим РТС.
Проблема ЭМС возникла
вследствие
широкого
использования радиотехники и электроники во многих областях
человеческой деятельности. Она очень важна, поскольку
улучшение качества работы РТС зависит во многих случаях не
только от новых системных и схематических решений, но и от
организации совместной работы средств, излучающих и
воспринимающих электромагнитную энергию.
Решение проблемы ЭМС путем освоения новых частотных
диапазонов не потеряло своей актуальности в настоящее время.
Вместе с тем возросла роль интенсификации использования
хорошо освоенных и удобных для эксплуатации участков
спектра. Но частотный диапазон не бесконечен. Появилась задача
разработки методов и создания технических средств защиты от
помех в месте приема или снижения их уровня в месте
излучения.
Технические методы применяются на отдельных РТС. При
анализе и проектировании РТС, как единой сложной системы,
применяется сложный подход, целью которого является
эффективное использование выделенного участка спектра. Здесь
анализируется существующая организационная структура
совокупности РТС для определения рекомендаций по улучшению
совместимости и создания прогрессивных систем управления
совокупности РТС, обеспечивающих возможность доступа в
заданный участок спектра максимального числа пользователей.
В настоящее время довольно мало выходит научнотехнической
литературы по ЭМС РТС. Известные монографии и
учебные пособия, вышедшие в свет в 70-е и 80-е годы прошлого
столетия, имели небольшой тираж. К тому же они отсутствуют в
наших библиотеках.
Стр.3
В основу данного учебного пособия положен материал
учебного пособия Е.М. Виноградова, В.И. Винокурова,
И.П. Харченко «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных
средств» (Л., 1986); книги А.Ф. Апоровича «Статистическая
теория электромагнитной совместимости радиоэлектронных
средств» (М., 1984), материал лекций, в течение ряда лет
читавшихся авторами студентам физического факультета
Ярославского университета, обучающимся по специальности
«Радиофизика и электроника», публикации авторов пособия.
Из-за ограниченного объема в пособие не включены
материалы по выбору модуляторов для получения амплитудноманипулированных,
частотно-манипулированных, фазо-манипулированных
сигналов с ограниченным уровнем внеполосных
излучений и удовлетворяющих заданной помехоустойчивости.
Часть материала из программы курса «Электромагнитная
совместимость радиотехнических и телекоммуникационных
систем» вынесена на лабораторные работы. Разработанные
авторами пособия описания лабораторных работ, программы
позволяют выбрать любую модулирующую функцию и на экране
монитора увидеть спектр и вероятность ошибочного приема
такого сигнала.
4
Стр.4
1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА
В СОВОКУПНОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
При разработке современных радиоэлектронных средств
(РЭС) необходимо учитывать условия их эксплуатации, включая
электромагнитную обстановку, в которой надлежит работать
РЭС. Электромагнитная обстановка (ЭМО) - это совокупность
электромагнитных излучений в точке или районе, где размещается
(или предполагается разместить) РЭС. Электромагнитные
излучения могут серьезно нарушить качество работы РЭС,
вплоть до полной невозможности выполнить им свою основную
функцию. В то же время появление нового РЭС меняет ЭМО в
точках, где уже расположены работающие средства. Это изменение
может ухудшить качество функционирования некоторых
из них. Решение задач обеспечения удовлетворительного
функционирования РЭС в окружающей ЭМО, без оказания
недопустимого воздействия на нее и другие средства, составляет
существо проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС).
1.1. История и причины возникновения проблемы
электромагнитной совместимости
Менее 100 лет прошло с тех пор, как человечество начало использовать
электромагнитные волны для своих потребностей. Радиовещание,
телевидение, радиосвязь, радиолокация, радионавигация,
судовождение,
радиоуправление
летательными
аппаратами
и подвижными средствами - наиболее широко
известные области применения электромагнитных волн.
Использование электромагнитных колебаний находит все
новые и новые применения в самых различных областях
промышленности, науки и техники. Медицина, химия, геология,
метеорология и многие другие области человеческой
деятельности все шире внедряют для своих нужд достижения
современной радиотехники и электроники. Освоение Мирового
океана и использование искусственных спутников Земли (ИСЗ)
открыли новые возможности радиоэлектроники.
Достижения в технологии производства элементной базы
компонентов
основных
радиоаппаратуры,
теоретические
исследования новых возможностей ее построения, широкое
5
Стр.5