Аналіз внутрішньосистемної та міжсистемної емрес
Проблема ЕМС виникає тоді і лише тоді, коли є джерело перешкоди, є рецептор перешкоди і є шлях, яким перешкода надходить від джерела до рецептора. Ці три компоненти є основою аналізу ЕМС РЕМ. При аналізі ЕМС сукупності РЕМ джерелом перешкоди є радіопередавач (РПД) з його антеною, рецептором – радіоприймальний пристрій (РПУ) зі своєю антеною, а шляхом поширення – простір між передавальною та приймальною антенами. Антенний тракт РПУ є найменш схибленим трактом, в якому важко або неможливо використовувати традиційні методи придушення перешкод, які широко застосовуються в електричних ланцюгах, такі як фільтрація та екранування. Тому надалі розглядатимемо перешкоди, які потрапляють на вхід приймача через його антену. Структурна схема, що лежить в основі дослідження ЕМС сукупності РЕМ, представлена на рис. 6.2.
Ця схема може бути використана для аналізу як внутрішньосистемної ЕМС, якщо сукупність РЕМ утворює деяку систему, так і міжсистемної ЕМС, коли пристрої представлені на рис. 6.2, належать різним системам.
Схема реалізує модель, яку називають моделлю диференціального внеску [33]. Модель полягає в аналізі впливу випромінювань як кожного окремого джерела перешкод якість роботи приймача, і сукупності джерел перешкод. В останньому випадку, вважаючи, що випромінювання джерел незалежні, оцінюють сумарну потужність перешкод на вході приймача, наведену до смуги пропускання приймача на частоті налаштування, і далі розглядають вплив цієї сумарної потужності на робочі характеристики РПУ. Повна оцінка ЕМС сукупності РЕМ передбачає послідовний аналіз робочих показників кожного РПУ, що входить до складу сукупності.
Для реалізаціїметодики, заснованої на представленій моделі, необхідно мати математичні моделі передавачів, антен, простору поширення, приймачів і критеріями, за якими приймається рішення про наявність або відсутність сумісності РЕМ.
Математичні моделі передавачів описують випромінювання передавачів, а математичні моделі антен та простору поширення зміна параметрів цих випромінювань при їх проходженні від виходу РПД до входу РПУ. Математична модель РПУ визначає сприйнятливість приймача до перешкод і нелінійні ефекти, які можуть виникати у приймачі за впливом нього потужних зовнішніх перешкод. Для ухвалення остаточного рішення про сумісність РЕМ, до складу якого входить аналізоване РПУ, з іншими РЕМ сукупності оцінюється якість роботи цього РЕМ на підставі критеріїв, що визначають ступінь впливу перешкод на якість прийому корисного сигналу. Оскільки якість роботи впливають як випромінювання навколишніх РЕМ, а й зовнішній електромагнітний фон, створюваний природними і індустріальними перешкодами, то загальному випадку оцінка ЕМС повинна виконуватися з урахуванням цього фону.
При аналізі ЕМС сукупності РЕМ аналізована ситуація може бути фіксованою, тобто заздалегідь визначено число РЕМ, їхнє взаємне положення, робочі частоти та параметри сигналів. Оцінюється ЕМС лише цієї сукупності. Ситуація, яка характерна, наприклад, для оцінки внутрішньомережевої ЕМС, коли аналізується деяка безліч РЕМ, що утворюють мережу зв'язку, йдеться про розробку частотно-територіального плану мережі. Мережа у разі розглядається як єдина система, і проводиться оцінка внутрисистемной ЭМС.
При аналізі міжсистемної ЕМС ситуація виглядає дещо інакше. Є деяка сукупність РЕМ, яку розглядаютьяк систему (наприклад, мережу радіозв'язку) та яку планують ввести в експлуатацію. Передбачуване розміщення РЕМ, їх робочі частоти та параметри сигналів, які використовують РЕМ, відомі, тобто є частотно-територіальний план розміщення РЕМ, який задовольняє умов внутрішньосистемної ЕМС даної сукупності РЕМ. Потрібно встановити, чи має місце ЕМС цієї сукупності з функціями, що вже функціонують, РЕМ, які входять в інші системи. У цьому випадку для кожного аналізованого РПУ, як входить у плановану сукупність РЕМ, і вже функціонуючого, формують безліч передавачів, вивчення яких розглядають як потенційно небезпечні. Відбір передавачів виробляють, використовуючи деякі територіальні та частотні критерії. При цьому безліч передавачів, випромінювання яких розглядаються як потенційно небезпечні, не повинно складатися тільки з передавачів функціонуючих РЕМ, якщо РПУ належить функціювальному РЕМ, або тільки передавачів системи, що планується до введення в експлуатацію, якщо приймач входить до складу РЕЗ цієї системи.
При практичній реалізації методики аналізу ЕМС РЕМ кожен блок рис. 6.2 представляють деяким безліччю математичних моделей. Розмір множини залежить від виду ефектів, що заважають, які враховує методика, обмежень на область застосування використовуваних моделей і безлічі типів аналізованих РЕМ.
У випадку аналіз включає такі етапи обчислень:
1. Розрахунок рівнів перешкод від окремих передавачів на вході обраного РПУ:
деI1(f) – потужність перешкоди, яку створює передавач на частотіfна вході приймача, дБм;PT(f) – потужність, передавача на частотіf, дБм;GTR(f),GRT(f) - коефіцієнтипосилення на частотіf, відповідно, антени передавача у напрямку на приймач та антени приймача у напрямку на передавач, дБ;L(f) – втрати у просторі поширення, дБ; γ – втрати через розбіжність поляризацій електромагнітної хвилі і приймальної антени, що приходить, дБ.
У загальному випадку потрібно враховувати втрати в передавачі та приймачі через неузгодженість вихідного опору підсилювача потужності передавача і вхідного опору приймача з опором антени, а також втрати в антенно-фідерному тракті. Ці втрати можна включити до доданку γ, яке в цьому випадку може залежати від частоти.
2. Відбір потенційно небезпечних перешкод, енергетичний відбір (етап не обов'язковий, але бажаний дуже великих сукупностей РЕМ).
3. Виділення підмножини сигналів, потенційно небезпечних з погляду можливих нелінійних ефектів у приймальній апаратурі.
4. Для перешкод, які не становлять небезпеки за нелінійними ефектами, визначення каналу приймача, яким перешкода може впливати на якість прийому корисного сигналу (основний канал прийому (ОКП) або побічні (ПКП) канали прийому).
5. Оцінка коефіцієнта частотної корекції для перешкод, що надходять ОКП або ПКП.
6. Корекція рівнів перешкод по ОКП та ПКП. Розрахунок еквівалентних рівнів перешкод, наведених до входу РПУ на частоті його налаштування смуги пропускання приймача.
7. Оцінка ЕМС за вибраним критерієм для лінійних каналів прийому.
8. Оцінка нелінійних ефектів у РПУ.
9. Оцінка ЕМС за вибраними критеріями для нелінійних ефектів.
10. Видача інформації про джерела перешкод та шляхи їх впливу на якість прийому корисного сигналу.
Оскільки в методиці послідовно розглядаються всіпередавачі (або певні комбінації передавачів), які можуть створити перешкоду прийому корисного сигналу, то методика дозволяє не тільки виявити несумісні РЕМ, а й вказати причини, з яких відсутня ЕМС, тобто дає інформацію, необхідну та достатню для прийняття рішень про заходи щодо забезпечення ЕМС.
Методика оцінки ЕМС може мати детермінований характер чи то, можливо реалізована як статистична імітаційна модель. У разі ряд параметрів, характеризуючих досліджувану ситуацію, вважають випадковими величинами, закони розподілу яких відомі. Для отримання оцінки ЕМС застосовують багаторазовий прогін моделі. При кожному прогоні параметрів вихідної ситуації визначають датчики випадкових величин. Остаточну оцінку ЕМС одержують, використовуючи статистичну обробку результатів моделювання.