Электромагнитная совместимое радиоэлектронного оборудования

Структурная схема современного приемника для измерения ЭМП показана на рис.7.Рис.7. Структурная схема современного приемника для измерения ЭМП На рис.8 показана диаграмма современных используемых измерительных приемников ЭМП для различных диапазонов частот.Рис.8. Измерительные приемники ЭМП различных диапазонов частотВнешний вид одной из моделей измерительных приемников производимый фирмой Singer, CoEmpire показан на рис.9. Рис.9. Приемник для измерения ЭМП, модель NF-105A диапазон 14 кГц – 1 ГГцАнализаторы спектра используются в диапазоне 1 кГц – 40 ГГц. Столь широкий спектр частот (25 октав) перекрывается тремя или четырьмя типами анализаторов спектра. В каждом из них применяется от двух до четырех преобразований частоты[2].Структурная схема типового высокочастотного анализатора спектра показана на рис.10.Рис.10. Структурная схема анализатора спектраАнализатор спектра диапазон 10 МГц – 40 ГГц, HewlettPackardЗадание 4. Аналитический расчет параметров ЭМС по теме: «Обеспечение совместной работы линии передачи данных (ЛПД) и радиостанции авиационной воздушной связи». В работе используются эксплуатационно-технические характеристики приемного тракта любой из эксплуатируемых радиостанций авиационной воздушной связи МВ. Модуляция излучения ЛПД – гауссовская частотная GFSKс нормированной полосой фильтра Гаусса ВТ – 0,5 [3]. Исходные данные для расчета: Частота основного излучения: fOT = 300 [МГц]; Частота основного канала приема: fOR = 134 [МГц]; Мощность излучения на частоте: PT(fOT) = 30 [Вт]; Коэффициент усиления передающей антенны в направлении к приемной:GTR = 11 [дБ]; Коэффициент усиления приемной антенны в направлении к передающей: GRT = 11 [дБ]; Расстояние между антеннами: d = 0,8 [км]; Восприимчивость приемника по частоте: PR(fOR) = -112 [дБм]; Скорость передачи данных: nS = 1,2 [кБит/с]; Индекс частотной модуляции: mf = 4,5. В данной работе используются эксплуатационно-технические характеристики приемного тракта радиостанции авиационной воздушной связи Баклан-20: Промежуточная частота РП: fIF = 20 [МГц]; Полоса пропускания по ПЧ: ВR = 16 [кГц]; Частота гетеродина РП: fLO = 106 [МГц]. Порядок анализа ЭМС пары ИП-РП 1. Частота основного излучения ИП: fOT = 300 [МГц]. 2. Минимальная частота побочного излучения ИП: fSTmin = 30 [МГц]. 3. Максимальная частота побочного излучения ИП: fSTmax = 3000 [МГц]. 4. Частота основного канала приема РП: fOR = 134 [МГц]. 5. Минимальная частота побочного канала приема РП: fSRmin = 13,4 [МГц]. 6. Максимальная частота побочного канала приема РП: fSRmax= 1340 [МГц]. 7. Необходимый разнос между рабочими частотами ИП и РП: 0,2 fOR = 0,2*134 = 26,8 [МГц]. - ОО |300-134|<26,8 - не выполняется; - ОП 300< 1340 - выполняется, 300> 13,4 - выполняется; - ПО 30< 134 - выполняется, 3000 > 134 - выполняется; - ПП 30< 1340 - выполняется, 3000 > 13,4 - выполняется. По результатам сравнения частот излучения ИП и отклика РП делаем заключение: так как неравенство ОО не выполняется, то из данных комбинаций необходимо рассматривать ОП, ПО, ПП. Комбинация ОО исключается из анализа. Последующий анализ ЭМС основывается на суммировании данных (в децибелах) согласно выражению: IM(f,t,d,p) = PT (fT)+GT (fT,t,p)-L(fT,t,d,p)+GR(fR)-PR (fR)+CF(BT,BR,∆f). Амплитудная оценка помех 8. Выходная мощность ИП на частоте основного излучения:PT(fOT ) = 101g(PT (fOT)/ P0) = 101g(30/10-3)=44,771 [дБм].9. Выходная мощность ИП на частоте побочного излучения:PT(fST ) = PT(fOT) - 60 = 41,771 - 60 =-18,29 [дБм].10. Усиление антенны ИП в направлении РП: GTR (f) = 11 [дБ] . 11. Усиление антенны ИП в направлении ИП: GRT (f) = 11 [дБ]. 12. Потери при распространении радиоволн длиной λ в свободном пространстве на расстоянии d согласно выражению: L[дБ] = 201g(λ / 4πd) = 20lg(c/4πfd). - ОП: fSRmin= 13,4 [МГц]; - ПО: fSRmin= 30 [МГц]; - ПП: fSRmin= 13,4 [МГц]. LОП[дБ] = 20lg(3*108 / 4*3,14*13,4*106*800) = -53,041 [дБ]; LПО[дБ] = 20lg(3*108 / 4*3,14*30*106*800) = -60,041 [дБ]; LПП[дБ]= 20lg(3*108 / 4*3,14*13,4*106*800) = -53,041 [дБ]. 13. Мощность помехи на входе РП РА(f) дБм определяется по сумме данных в строках 8...12: ОП: РA(f) = PT(fOT ) + GTR (f) + GRT (f) + LОП = 44,771 + 11 + 11 + -53,041 = 13,730 [дБм]; ПО: РA(f) = PT(fST ) + GTR (f) + GRT (f) + LПО = -18,29 + 11 + 11 + -60,041= -56,331 [дБм];ПП: РA(f) = PT(fST ) + GTR (f) + GRT (f) + LПП = -18,29 + 11 + 11 + - 53,041=-49,331[дБм]. 14. Восприимчивость РП на частоте основного канала приема: PR(fOR)= -112[дБм]. 15. Восприимчивость РП на частоте побочного канала приема:PR(fSR)= PR(f)+ 80 = -112+80= -32 [дБм].16.Предварительная оценка уровня ЭМП в дБ, определяемая по разности данных в строках 13 и 14 или 13 и 15: ОП: 13,730+32= 45,730[дБм]; ПО: -56,331+112 = 55,669[дБм]; ПП: -53,041+32 = -21,041 [дБм]. По результатам полученных данных делаем заключение о необходимости перейти к ЧОП – частотной оценке помех, т.к. ОО, ОП и ПО > -10 дБ. 4. Частотная оценка помех I. Коррекция результатов АОП, учитывающая различие полос частот ИП и РП 17. Частота следования импульсов на выходе ИП при импульсном излучении: fc=nS/2fc=1,2/2= 0,6 [кГц]. 18. Ширина полосы частот ИП: ВT =2F(1+ mf), т.к. mf > 1 ВT =2*0,6(1+4,5)= 6,60 [кГц]. 19.Ширина полосы частот РП: ВR = 16 [кГц]. 20. Поправочный коэффициент: т.к. соотношение полос частот ИП и РП – ВR >ВT , следовательно, нет необходимости в коррекции. 21. Так как комбинации ОО и ПП отсутствуют, то строки 20 и 21 пропускаем. II. Коррекция результатов АОП, учитывающая разнос частот ИП и РП 22.Частота гетеродина РП: fLO = 106 [МГц]. 23.Промежуточная частота РП: fIF = 20 [МГц]. 24. Т.к. комбинация ОО отсутствует, то строки 24 и 25 пропускаем. 26.Определяем величину отношения: fOT/(fLO+ fIF) = 300/(106+20)= 2,381 (ближайшее целое число 2). 27. Результат перемножения данных строк 22 и 26: 106*2 = 212 [МГц]. 28. Определяем разнос частот в комбинации ОП по данным строк 1, 23, 27: |(l)± (23) -(27)| = |300± 20-212| = 68 [МГц]. 29. Поправку CF дБ в комбинации ОП, определяем согласно 28 строки и рис. П.1: CF=40lg((BT+BR)/2∆f)= 40lg((6,6*103+16*103)/2*68*106)= -151,177[дБ]. 30. Определяем величину отношения f0R/f0T: fOR/fOT =134/300 = 0,447; выбираем fOR/fOT =1 как ближайшее целое число. 31. Результат перемножения данных пунктов 1 и 30: 300*1 = 300 [МГц]. 32. Определяем разнос частот в комбинации ПО по данным пунктов 4 и 31: ∆f=300-134 = 166 [МГц]. 33. Определяем поправку CF дБ в комбинации ПО, согласно данным предыдущей строки и рис 6.1: CF=40lg((BT+BR)/2∆f) = 40lg((6,6*103+16*103)/2*166*106) = -166,681 [дБ]. 34. Т.к. комбинация ПП отсутствует, то пункты 34 и 35 пропускаем. 36. Итоговый результат IM дБ, получаемый суммированием данных в пунктах: 21 и 25 для ОО, 21 и 29 для ОП, 21 и 33 для ПО, 21 и 35 для ПП. Если для какой-то комбинации IM ≤-10 дБ, то можно считать, что она отсутствует. - ОП: 45,730 -151,177 = -105,447[дБм]; - ПО: 55,669-166,681= -111,012 [дБм]; Для комбинаций ОО, ОП, ПО IM ≤ -10дБ, т.е. помеха при данном разносе частот отсутствует, следовательно, ДОП не нужна. Результаты расчетов оценки ЭМП представлены в табл. П.2.Таблица П.2№ строкиКомбинацияОООППОППАОП844,7719-18,29-18,291011,011,011,01111,011,011,012-53,041-60,041-53,0411313,730-56,331-49,33114-112,015-32,0-32,01645,73055,669-21,041ЧОП 1 коррекция202145,73055,669ЧОП 2 коррекция2529-151,17733-166,6813536-105,447-111,012Список литературы1. Виноградов Е. М.Анализ электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2009. 301 с.2. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Составитель Д.Р. Ж. Уайт/Пер. с англ. Вып. 3 – М.: Сов. Радио, 1979. – 464 с.3. Электромагнитнаясовместимостьрадиоэлектронногооборудования: Методические указания по изучению курса и выполнению курсовой работы/ФГБОУ ВО СпбГУ ГА,20164. Иванов В.А., Ильницкий Л.Я., Фузик М.И. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Киев: Технiка, 1983. – 119 с.