ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС АНАЛИЗА ОБЪЕКТОВОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ

March 2, 2013 by admin Комментировать »

Корсак В. Ф.

Центр «Укрчастотнагляд», г. Киев просп. Победы, 15 км, г. Киев, 03179, Украина тел.: (8044) 4228113 Максименко Ю. Л., Лягоскин А. В., Коваленко И. Г. Воинская часть А 0375, а/я 90 г. Киев, 01015,, Украина тел.: (8044) 2809285

Аннотация – Рассмотрены возможности программного комплекса анализа объектовой ЭМС, его применение и пути развития.

I.                                          Введение

в последние годы наблюдается значительный рост количества используемых радиоэлектронный средств (РЭС). В условиях города для установки антенн чаще всего используются крыши высотных зданий, специальные мачты или башни. Несмотря на то, что располагаемые на одной крыше антенны работают, как правило, в разных диапазонах частот, наибольшую опасность представляют помехи, формирующиеся в приемнике вследствие нелинейности характеристик их трактов: интермодуляционные помехи и помехи за счет блокирования приемника.

Оценка объектовой электромагнитной совместимости (ЭМС) представляет собой одну из главных задач, решаемых при проектировании размещения РЭС (при изменении характеристик его излучения) на объекте, на котором уже развернуто несколько антенн других РЭС.

Задачи объектовой ЭМС связаны с большим объемом расчетов, и осуществляются с помощью специализированного программного комплекса (ПК), разработанного специалистами воинской части.

II.                                  Основная часть

ПК предназначен для расчета возможного взаимного влияния группы РЭС расположенных в условиях ограниченного пространства. Он может использоваться для оценки возможных помех приемнику вследствие блокирования и интермодуляции при отсутствии помех, попадающих непосредственно в главный канал приема.

В соответствии с реализованной в ПК методикой расчеты выполняются для каждого отдельного приемника из рассматриваемой группы РЭС. В рамках рассматриваемой задачи используется следующая модель приемника (Рис.1).

На Рис.1, обозначены: Ф1 – фильтр, моделирующий частотную зависимость коэффициента усиления антенны, Ф2 – фильтр предварительной селекции, ФЗ – фильтр радиочастоты, Ф4 – фильтр промежуточной частоты, реализующий основную избирательность приемника, ПЧ – преобразователь частоты (смеситель), Г – гетеродин, У – усилитель радиочастоты.

В качестве критериев выполнения условий ЭМС используются следующие неравенства:

где: Ру – суммарная мощность помех на входе усилителя радиочастоты; Руд – максимальная допустимая суммарная мощность помех на входе усилителя радиочастоты; Рио, Риз – суммарная мощность продуктов интермодуляции на выходе фильтра промежуточной частоты поступившая на вход смесителя на частоте соответственно основного и зеркального каналов; Рид – максимальная допустимая суммарная мощность продуктов интермодуляции на выходе фильтра промежуточной частоты.

Рис. 1.

Fig. 1.

Для решения задачи оценки условий объектовой ЭМС необходимо задать следующие исходные данные исследуемого приемника:

–             частоту настройки основного тракта приема fo, МГц;

–             характеристики избирательности фильтров Ф1, Ф2 и Ф4 – Ki(f – fo), Kz(f – fo) и K4(f – fo), дБ;

–             величину затухания фильтра ФЗ на частоте зеркального канала йк, дБ;

–             чувствительность приемника Pr, дБВт;

–             минимальное необходимое соотношение сигнал/помеха на выходе тракта ПЧ – Ао, дБ;

–             коэффициент усиления антенны Gmax, дБ;

–             диаграммы направленности антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях для волн с совпадающей и ортогональной поляризацией – Grc (φ), Gbc(9), Gro(9), Gbo(9), дБ;

–             поляризация антенны;

–             ориентация максимумов диаграмм направленности приемной антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях (магнитный азимут и угол места) – а и β, град;

–             затухание в приемном антенном фидере-η, дБ;

–             максимальная допустимая мощность помех на входе усилителя радиочастоты – Руд, дБВт;

–             критический уровень нелинейности усилителя по интермодуляции третьего порядка – Рзу, дБВт;

–           относительные величины критических уровней нелинейности усилителя по интермодуляции п-го порядка – АРпу, дБ.

Для каждого из передатчиков помех должны быть известны:

–           центральная частота излучения помехи – fo,, МГц;

–           вид спектра излучаемой помехи -Si(f-foi), дБ;

–           мощность помехи на входе приемника Рвх,, дБВт, которая может быть измерена или рассчитана.

Для того, чтобы рассчитать величину Рвх, необходимо дополнительно знать следующие параметры:

–                мощность передатчика – Рпрд,, дБВт;

–                затухание в передающем антенном фидере – ηΙ , дБ;

–           коэффициент усиления антенны передатчика

–   Gmaxi, дБ;

–           диаграммы направленности передающей антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях – Сп(ф), Св|(ф), дБ;

–           поляризация антенны;

–           ориентация максимумов диаграмм направленности передающей антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях (магнитный азимут и угол места) – а, и β,, град;

–           расстояние между электрическими центрами передающей и приемной антенн – d,, м;

–           магнитный азимут и угол места направления на электрический центр приемной антенны из точки расположения электрического центра передающей антенны – а,г и β,Γ, град.

Решение задачи оценки условий выполнения объектовой ЭМС можно разбить на следующие этапы:

–           расчет (измерение) величин и форм спектров помех на входе исследуемого приемника.

–           расчет суммарной мощности помех на входе усилителя радиочастоты.

–           определение сочетаний помех, которые формируют на выходе усилителя радиочастоты продукты интермодуляции на частотах основного и зеркального каналов.

–           определение величин и форм спектров продуктов интермодуляции на выходе усилителя радиочастоты.

–           определение суммарной мощности продуктов интермодуляции на выходе фильтра ПЧ.

-сравнение рассчитанных значений мощностей помех с допустимыми в соответствии с (1).

Результатом расчета, выводимые пользователю являются:

-уровни помех на входе антенны, на входе фильтра радиочастоты и усилителя радиочастоты.

–           суммарный уровень помех на входе усилителя радиочастоты, на основании которого делается вывод о наличии помехи по блокированию.

-уровни интермодуляционных продуктов по основному и зеркальному каналу приема.

–           обобщенные результаты расчета.

ПК реализован с использованием технологии «Клиент-сервер» с использованием СУБД Interbase.

Основная проблема создания программного обеспечения состоит в отсутствии единых методик расчета параметров объектовой ЭМС, принятых на государственном уровне. В направлении создания общегосударственных методик частотного планирования РЭС различных служб радиосвязи ведутся работы специалистами УНИИРТ, Госкомсвязи Украины и др.

Основные отличия ПК от аналогичных продуктов зарубежного и отечественного производства:

–        модульная конструкция;

–        сетевое исполнение комплекса, которое позволяет одновременно вести расчеты ЭМС нескольким пользователям при наличии общей базы данных;

–        высокое соотношение возможностей комплекса и его цены.

III.                                   Заключение

Разработанный программный комплекс позволил значительно сократить время расчетов параметров объектовой электромагнитной совместимости групп РЭС.

С использованием этого программного комплекса был проведен анализ объектовой ЭМС большого числа групп РЭС.

Существующее программное обеспечение постоянно дорабатывается, улучшаются функциональные характеристики и интерфейс пользователя.

А SOFTWARE SYSTEM FOR EMC ANALYSIS OF CO-SITED EQUIPMENT

Korsak V. F.

‘Ukrchastotnaglyad’

15km, Prospekt Peremogy, Kyiv, 03179, Ukraine Maximenko Yu. L., Lyagoskin A. V., Kovalenko I. G.

Military Unit A 0375 POB 90, Kyiv, 01015 Ukraine

Abstract – The electromagnetic compatibility (EMC) assessment of co-sited facilities is one the most important issues to be addressed when laying out electronic equipment in the areas where antennas or other electronic facilities have been already deployed.

Assessment of the on-site EMC involves extensive calculations and is performed using a dedicated software system designed at Military Unit A 0375.

This software system is intended to calculate possible mutual influence of electronic facilities located within restricted spaces. It may be used to assess potential interference in receivers resulting from blocking and intermodulation, while direct interference in the main receiver channel is absent.

To resolve the problem of assessing the EMC for co-sited facilities, certain initial data should be provided about the receiver under investigation and a group of interference-emitting transmitters.

After calculations have been completed, the following data is displayed:

interference levels at antenna inputs, RF filter and amplifier inputs;

total interference level at the RF amplifier input, which is used as indicator of blocking interference;

levels of intermodulation products in the main and image receiver channels;

summarized calculations.

This software systems has the following advantages compared to similar foreign and local products: modular design;

network installation allowing for EMC to be calculated at several workstations simultaneously using the same database; superior price/performance ratio.

This software system has been extensively used enabling much faster EMC calculations for co-sited facilities.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты