Являющегося источником ИРП

Электро- и радиотехническое оборудование, создающее ИРП (далее ИРП-оборудование; источники ИРП), с точки зрения обеспечения ЭМС РЭС нуждается в отдельном рассмотрении ввиду широкой номенклатуры и специфики данных ТС. При этом под индустриальными радиопомехами понимаются любые нежелательные электромагнитные воздействия на РЭС в диапазоне РЧС, создаваемые электрическими и электронными устройствами любого вида и назначения, кроме РПД – как излучаемые, так и кондуктивные.

При работе ИРП-оборудования наиболее интенсивные помехи возникают при переходных процессах, скачках напряжения и тока – сопровождающихся искрением, разрывами контактов т.п. Непрерывный частотный спектр ИРП весьма широк и захватывает значительную часть РЧС; источники ИРП часто располагаются достаточно близко от ИКС. Все это создает предпосылки для интенсивного воздействия ИРП на РЭС – несмотря на то, что излучающая способность помехообразующих элементов (ПОЭ) источников ИРП значительно меньше, чем у РПД-станций.

Совершенствование конструкции и регулирование режимов работы источников ИРП является главным способом снижения уровней ИРП до приемлемым значений в интересах обеспечения ЭМС РЭС на объектах их размещения. Для уменьшения ИРП используются средства помехоподавления: искрогасители, отражающие и поглощающие электрические фильтры и экраны; дроссели; симметрирующие устройства, системы заземления и др. [1.19-1.20], достаточно эффективные по своим рабочим параметрам. Однако по мере прогресса в области ИКС непрерывно растет число источников ИРП и расширяется круг их рецепторов – поэтому проблема борьбы с ИРП до настоящего времени остается весьма актуальной и требует значительных усилий для ее решения. Технические подкомитеты СИСПР на постоянной основе осуществляют разработки в области измерений и статистической обработки ИРП; проводят исследования ИРП, создаваемых ПОЭ разных конкретных типов (см. классификацию источников ИРП по функциональному назначению); разрабатывают новые нормы по ЭМС в интересах РСЛ и координируют работы по гармонизации действующих норм на международном, региональном и национальном уровнях.

Рецепторы ИРП делятся на две группы: в первую группурецепторов входят РПУ РСЛ радио- и телевизионного вещания; фиксированной и подвижной радиосвязи. Негативное влияние ИРП на радиовещательные РПУ проявляется в виде звуковых помех типа щелчков и треска; на телевизионные РПУ – как рябь и «снег» на экране, искажения цвета, нарушение синхронизации – вплоть до полного исчезновения изображения. Вторая группа рецепторов – электронная аппаратура различного назначения, РЭС в составе систем авионики и транспорта; бытовая аппаратура, системы сигнализации, управления и т.п. Рецепторы первой группы принимают ИРП по двум каналам: через антенну и по дополнительным путям проникновения помех (через корпус, цепи электропитания, заземления, контроля, управления и сигнализации). Рецепторы второй группы антенн не имеют. Если снизить до требуемого предела восприимчивость РЭС к ИРП по дополнительным путям, рецепторы первой группы все равно будут принимать ИРП через АФУ. Поэтому СИСПР главным объектом защиты от ИРП считает РПУ в составе ТС современных ИКС.

Источниками ИРП являются многочисленные и разнообразные устройства, которые классифицируются разными способами: по функциональному назначению; месторасположению и конфигурации; спектральному составу помех; времени действия; механизму распространения и т.п. По функциональному назначению источники ИРП делятся на следующие основные группы: бытовые приборы и устройства; электрическое световое оборудование; автомобили и устройства с двигателями внутреннего сгорания; промышленные, научные, медицинские и бытовые ВКЧ устройства; высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП) и электрические подстанции; транспортные и конвейерные системы с электрической тягой; РПУ радио- и телевизионного вещания и другая бытовая радиоэлектронная аппаратура; ЭВМ и другое офисное оборудование, в том числе связанная с применением информационных технологий (ИТ-оборудование).

В бытовых приборах и устройствах (электроинструмент, холодильники, стиральные машины, вино- и видеопроекторы, магнитофоны и т.п.) основными ПОЭ являются коллекторные электродвигатели и выпрямители, коммутаторы, переключатели – создающие ИРП на частотах 150 кГц... 1 ГГц. В системах электрического светового оборудования наиболее распространенными ПОЭ являются люминесцентные лампы и схемы их зажигания, создающие ИРП на частотах до 600 МГц. В городских условиях важное значение имеют ПОЭ автомобилей и устройств с двигателями внутреннего сгорания: системы зажигания, создающие ИРП в виде пачек импульсов длительностью 10^-9... 10^-3 С, спектр которых содержит частоты до 4 ГГц, а также бортовые ЭВМ и другое электрическое и электронное оборудование автомобилей.

В составе промышленных, научных, медицинских и бытовых ВКЧ устройствосновными ПОЭ являются генераторы – частоты которых в РР распределены на первичной основе, а в Радиорегламенте РФ – на вторичной основе. Кроме них, ИРП создают также цепи электропитания, управления и коммутации. Устройства с выделенными частотами до 2,45 ГГц создают ИРП на гармониках до 18... 20 ГГц. Высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП) относятся к протяженным (распределенным в пространстве) источникам ИРП, ПОЭ здесь являются коронные разряды на проводах (спектр помех до 20... 30 МГц), электрических изоляторах и арматуре (спектр помех до нескольких ГГц). При дожде уровни ИРП возрастают на 15... 20 дБ по сравнению с условиями сухой погоды. В системах с электротягой (железнодорожный и городской электротранспорт, метрополитен, фуникулеры, эскалаторы, транспортеры) ИРП создают как подвижный состав, так и контактная сеть, а также линии электроснабжения, тяговые подстанции, электродепо, устройства сигнализации, контроля и блокировки. Наиболее высокие уровни имеют ИРП от подвижного состава, возникающие в процессе токосъема с контактного провода: это импульсы (одиночные, пачки, непериодические последовательности) со спектром частот до 1... 2 ГГц [1.20].

В обширной группе РПУ радио- и телевизионного вещания и другой бытовой радиоэлектронной аппаратуры ПОЭ являются гетеродины и модуляторы, источники электропитания от сети, антенные кабели – которые создают ИРП на частотах до нескольких ГГц. Офисное оборудование и ИТ-оборудование (ЭВМ, факсы, телефоные аппараты, ксероксы и др.) содержит ПОЭ в виде задающих генераторов, гармоники которых создают ИПР на частотах до 10 ГГц. По компьютерным сетям кондуктивные ИРП могут проходить на значительные расстояния – причем во многих случаях эти сети являются и излучателями ИРП.

По спектральному составу большинство источников ИРП являются широкополосными по критерию Δ f _0,5 > Δ f_изм , где Δ f _0,5 – ширина энергетического спектра ИРП по уровню –3 дБ относительно максимума; Δ f_изм – полоса пропускания измерительного РПУ. Широкополосными источниками ИРП являются трамваи, троллейбусы, электропоезда, тяговые подстанции, автомобили, высоковольтные ЛЭП и их подстанции, станки с электроприводом, лифты, крановое оборудование, люминесцентные лампы, электроинструмент, торговые автоматы, коммутаторы и регуляторы, эскалаторы, транспортеры и т.п. Узкополосные ИРП соответствуют условию Δ f _0,5 < Δ f_изм , примерами их источниками являются промышленные, научные, медицинские и бытовые ВЧ устройства.

По времени действия различают длительные ИРП (не менее 1 С); прерывистые и кратковременные (до 0,2 С); по механизму распространения – излучаемые и кондуктивные. По месторасположению источники ИРП классифицируются на размещаемые в промышленных и жилых зонах; на выделенных территориях (например, на территории завода; фабрики; поликлиники; санатория и др.) и совместно со служебными РПУ; по конфигурации – на источники с точечным сосредоточением ПОЭ (вычислительный зал с персональными ЭВМ); линейным (поток автомобилей на трассе; ЛЭП), плоскостным (офис на одном этаже) и объемным (многоэтажное здание в мегаполисе).

Нормирование допустимых уровней ИРП имеет важное значение для обеспечения ЭМС элементов ИКС и во многом зависит от нормы на величину защитного отношения «сигнал/помеха» для конкретных типов используемых РЭС – причем нормы для узкополосных ИРП существенно «жестче» по сравнению с широкополосными.

Для расчета норм на излучение в случае ИРП, попадающих в полосу пропускания РПУ, модель СИСПР [1.20] предусматривают следующий порядок действий:

- определить защитные отношения для РСЛ в заданных полосах частот и для заданных видов помех – согласно рекомендациям МСЭ, технической документации разработчиков и производителей аппаратуры ИКС;

- зная величину защитного отношения и минимальную (номинальную) напряженность поля полезного сигнала Е_С вычислить допустимую напряженность поля помехи Е_П;

- определить рабочее расстояние (минимально возможное) между источником ИРП и приемной антенной РПУ в составе рассматриваемой ИКС и с помощью расчетного (эмпирического) коэффициента распространения (множитель ослабления V) вычислить допустимую напряженность поля помехи на данном расстоянии;

- на основе анализа статистических данных учесть дополнительные факторы (ввести соответствующие коэффициенты), определяющие случайный характер потерь при распространении сигнала и помехи в точку приема.

Результат расчета является первым приближением к разрабатываемой норме, поскольку в дальнейшем она подлежит уточнению и согласованию со всеми заинтересованными владельцами РЭС с учетом полного комплекса их интересов – в том числе экономических. Последнее объясняется тем, что снижение уровней ИРП выгодно, например, владельцам РПД (поскольку позволяет использовать РПД меньшей мощности), и невыгодно для владельцев РЭС, являющихся источниками ИРП (поскольку требует затрат на подавление помех). Напротив, применение более дорогих РПД с повышенной мощностью снижает требования к источникам ИРП и т.д. В итоге нормы на уровни ИРП для серийно выпускаемой аппаратуры устанавливаются по принципу «80% на 80%»: не менее 80% устройств должны соответствовать нормам на ИРП с достоверностью не менее 80%, тогда как до 20% могут создавать ИРП выше заданной нормы.

Опыт показывает, что такая оценка ЭМС, с учетом системы договоренностей между владельцами РЭС, позволяет без лишних затрат обеспечить приемлемую степень защиты от ИРП для большинства коммерческих РСЛ.

Для текущего контроля ЭМО в процессе эксплуатации РЭС нормативный документ [1.21] предписывает измерять квазипиковые, пиковые и средние значения уровней ИРП. Квазипиковое значение является наиболее распространенной в настоящее время специфической амплитудной характеристикой широкополосных ИРП. В квазипиковом измерителе уровня ИРП выходные импульсы ВЧ тракта преобразуются в квазипостоянное напряжение инерционным квазипиковым детектором, основные параметры которого (постоянные времени заряда и разряда, импульсная характеристика) нормируются в соответствии с требованиями к измерительной аппаратуре заданного класса точности. Пиковое значение используется при оценке уровней широкополосных ИРП на частотах выше 30 МГц. Среднее значение является традиционной амплитудной характеристикой для оценки узкополосных сигналов и помех, в том числе ИРП.

Отечественная нормативная база в области ЭМС РЭС в виде системы Государственных стандартов РФ [1.22-1.24 и др.] включает два основных раздела:

- «Область применения», где точно указывается, на какие ТС распространяются требования данных норм;

- «Нормы», где приводятся частотные зависимости допускаемых значений для параметров ИРП в полосе нормируемых частот; причем уровни ИРП выражены в дБ для напряжения относительно 1 мкВ; для напряженности поля – относительно 1 мкВ/м; для тока – относительно 1 мкА; для мощности – относительно 1 пВт.

В стандартах указаны конкретные нормы и правила их применения; частные методические и аппаратурные требования, ориентированные на конкретные типы ТС; схемы измерений и последовательность действий, а также необходимые справочные материалы.