Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое анализ эмо, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое анализ эмо, модели оценки эмс , методы оценки эмс , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электромагнитная совместимость.
Под электромагнитной обстановкой (ЭМО) понимают совокупность электромагнитных помех, создаваемых любыми источниками в виде излучений и электрических токов (напряжений), влияющих на функционирование РЭС совместно с полезным сигналом и без него через антенну и помимо нее.
Взаимодействие РЭС различного назначения осуществляется через электромагнитные поля, создаваемые различными источниками. В реальных условиях значительная часть совокупности электромагнитных полей в рассматриваемой области может влиять и влияет на функционирование РЭС.
ЭМО могут характеризовать некоторые элементарные энергетические показатели: - диапазон рабочих частот;
Толкование понятия ЭМО, как совокупности электромагнитных полей в точке наблюдения, которые могут влиять на функционирование РЭС, отражает относительность этого понятия. То есть ЭМО для РЭС различного назначения, пространственно размещенных в одном и том же месте, будут разными.
Если ЭМО и ее изменения не влияют на информационные характеристики принятого полезного сигнала, то такая ЭМО является благоприятной для исследуемого РЭС. Если ЭМО и ее изменения вызывают изменения информационных параметров полезного сигнала, то такая ЭМО является неблагоприятной. Как благоприятная, так и неблагоприятная ЭМО может быть стабильной и нестабильной во времени.
Нестабильная ЭМО особенно часто наблюдается, если приемная и передающая аппаратура установлена на подвижных объектах. При перемещении точки наблюдения вместе с объектами ЭМО изменяется в ней как количественно, так и качественно.
Количественные изменения ЭМО зависят от изменений ориентации, расстояния до источников электромагнитных помех и ДН их антенн.
Качественные изменения объясняются тем, что точка наблюдения может находиться постоянно в зоне действия одних источников помех и в то же время выходить или попадать в зоны действия иных посторонних РЭС или источников непреднамеренных помех.
По отношению к группе РЭС или отдельных ее элементов можно ЭМО разделить на внешнюю и внутреннюю.
Внешняя ЭМО рассматривается в дальней зоне антенных устройств и формируется их полями излучения. В ближней зоне ЭМО по отношению к РЭС или отдельным их частям рассматривается как внутренняя ЭМО.
Существует несколько основных подходов к описанию ЭМО: электродинамический, энергетический и вероятностный. Остановимся далее на электродинамическом подходе.
Электродинамический подход базируется на решении уравнений Максвелла при известных (заданных) источниках электромагнитного поля. При этом среда, в которой распространяются ЭМ волны, считается однородной и изотропной.
В точке приема обычно имеет место совокупность сигналов и помех – так называемый полный групповой сигнал. Характеристики этого группового сигнала в значительной степени зависят от ДН излучающих полезные сигналы и помехи антенн, их частотных и поляризационных свойств, расстояния от отдельных источников до точки приема, условий распространения радиоволн.
В приемной антенне под действием полного группового сигнала наводится множество ЭДС от отдельных его компонент в соответствии с селектирующими свойствами самой приемной антенны.
К основным компонентам группового сигнала относят составляющие, сосредоточенные по спектру и сосредоточенные по времени.
Групповой сигнал в точке наблюдения P(x, y, z) можно найти, как суперпозицию электромагнитных полей от m отдельных взаимно независимых источников.
(8.1)
Если m1, то оценить ЭМО по соотношениям (8.1) достаточно трудно. Кроме того, использование электродинамического подхода осложняется тем, что распределение токов по объему, занимаемому антенной, не всегда известно.
Анализ ЭМС для конкретной ситуации проводится на основе моделей взаимодействия. Различают следующие разновидности моделей:
При парной оценке учитывается воздействие помех, создаваемых каждым из двух средств. При большом числе их – попарные действия каждого из РЭС данной группы на каждое другое.
Групповая оценка предусматривает изучение влияния группы источников на один рецептор или поочередно на все рецепторы группы.
При комплексной оценке рассматривается влияние группы источников на все рецепторы, входящие в состав данной совокупности средств. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Комплексная оценка базируется на групповой, а групповая, в свою очередь, – на использовании парной оценки.
Простая логика взаимодействия предполагает, что каждое из устройств в группе можно рассматривать как функционально независящее от остальных средств. При этом снижение индивидуальных показателей качества каждого из РЭС в группе не зависит от ухудшения индивидуальных показателей качества других средств и не вызывает их ухудшения.
При сложной логике учитывается то, что отдельные средства в группе могут иметь функциональные связи друг с другом. Наличие таких связей приводит к тому, что воздействие помех на некоторый i -й рецептор не только вызовет ухудшение его индивидуальных показателей, но и повлечет за собой изменение качественных показателей другого РЭС.
Один из наиболее распространенных подходов к получению таких оценок основан на применении энергетического подхода и может быть использован при парной, групповой или комплексной оценке ЭМС РЭС.
При оценке ЭМС в качестве показателя ЭМС (ПЭМС) используют рабочие характеристики радиоканала, определяющие его основное назначение. К таким показателям относится:
Критерием обеспечения ЭМС (критерием ЭМС) служит неравенство (возможно, система неравенств), выполнение которого свидетельствует о наличии условий обеспечивающих ЭМС (cм. Приложение 5). При разработке критериев ЭМС следует учитывать:
В силу того, что ЭМО может быть нестабильной, уровень помех может меняться во времени, одного выражения для критерия ЭМС может оказаться недостаточно. Поэтому иногда используют два выражения критерия ЭМС долговременное (для 20 % времени) и кратковременное (менее 1% времени).
Парная оценка. В ходе создания определенного РЭС разработчика в первую очередь интересует, как оно будет функционировать, при воздействии на него того или иного источника помех, т.е. парная оценка ЭМС РЭС.
Условия совместимости выполняются, если показатель ЭМС (ЭМС ) находится в допустимых пределах:
где [ЭМС]доп допустимое значение показателя качества. Это выражение и служит в данном случае критерием обеспечения ЭМС.
Групповая оценка. Общая схема анализа состоит в проверке допустимости помех для всех рецепторов в группе.
Для i-го рецептора условия совместимости выполняются, если значение показателя качества находится в допустимых пределах:
(8.2)
где N – число источников помех в рассматриваемой группе средств. По структуре формулы (8.2) видно, что показатель качества i зависит от мощности полезного сигнала на входе приемника i-го канала Pci и мощности каждого источника помех. Формула (8.2) формулирует критерий ЭМС для групповой оценки.
Отличие групповой от парной оценки состоит в следующем: при групповой оценке прежде всего следует считаться с нелинейными явлениями в источниках и рецепторах.
Поэтому при анализе ЭМС в группе радиосредств требуется проверить не только действие на рецептор основного и побочного излучений каждого из передатчиков, но и интермодуляционных излучений.
Для радиоприемных устройств, кроме того, следует оценивать действие помех, как при приеме по основному и побочным каналам, так и вследствие блокирования, перекрестных искажений и интермодуляции.
Перечисленные особенности резко увеличивают объем и трудоемкость расчетов. Обычно стараются проводить их при дополнительных упрощающих предположениях. Например, сначала осуществляется последовательная парная для всех пар ИР-РП, затем рассматривается влияние сочетаний из двух пар ИР и т.д.
Комплексная оценка. Она состоит в изучении взаимодействия группы ИП на группу РП. Если указанные РП образуют некоторую систему, то должны учитываться из связи. Поэтому в отличие от групповой оценки здесь следует использовать модели сложной логики взаимодействия и более сложный показатель качества группы
Здесь учитывается, что отдельные средства в группе могут иметь функциональные связи друг с другом и воздействие помех на некоторый i-й рецептор не только вызовет ухудшение его индивидуальных показателей, но и повлечет за собой изменение показателя качества другого РЭС.
Критерием в этом случае служит неравенство 
Показатель устойчивости качественных характеристик. Для аналоговых систем используется показатель устойчивости качественных характеристик (УКХ), отражающий количественное изменение величины отношения сигнал помеха при прохождении сигнала со входа на выход приемника (канала связи):
, (8.3)
где: Qвых = Pс.вых / Pп.вых - это отношение мощностей полезного сигнала и помехи на выходе приемника (а для многоканальных – на выходе канала связи) измеряемых в полосе частот, занимаемых сообщением. Qвх = Pс / Pп - отношение этих же величин на входе приемника
(измеряемых в полосе частот входного фильтра (УПЧ), или в условной полосе частот, например, в полосе 4 кГц).
В системах связи, предназначенных для приема сообщений в цифровой форме, а также при передаче данных основным показателем качества работы является вероятность ошибки pош . Поэтому в качестве показателя целесообразно выбрать величину, характеризующую относительное увеличение ошибок при воздействии помехи:
, (8.4)
здесь pош – вероятность ошибок при отсутствии помехи, когда на входе приемника имеется полезный сигнал с мощностью Pс.вх и тепловые шумы мощностью Pш; pош вероятность ошибок при воздействии на вход приемника сигнала мощностью Pс вх , шумов мощностью Pш и помехи мощностью Pп вх .
Если на вход приемника в период наблюдения Т0 могут попасть несколько помех, то выражение (8.4) усложняется:
где М - число мешающих сигналов; pi - вероятность попадания на вход приемника помехи с номером i в период наблюдения Т0; [pош]i - вероятность ошибок при воздействии на вход приемника сигнала мощностьюPс , шумов мощностью Pш и помехи c номером i мощностью [Pп ]i .
Показатель на основе защитного отношения. При расчетах аналоговых и цифровых систем иногда удобно использовать в качестве показателя ЭМС величину защитного отношения Aдоп , которое определяет отношение Qвх Pс / Pп , при котором обеспечивается заданное техническими требованиями значение Qвых . Очевидно, что при известном значении ЭМС и заданном Qвых , величина Qвх может быть определена из (8.3).
Отметим, что в некоторых случаях, например, в системах передачи телевизионных изображений значение Aдоп определяют эксперты методом субъективно-статистической экспертизы.
Показатель на основе энергетической загрузки (ЭЗ). Показатель на основе энергетической загрузки представляет собой удельное значение эффективной мощности, излучаемой всей системой в условной полосе частот f, приходящейся на 1 км линий связи при условии обеспечения требуемого качества функционирования системы. Современные методы радиосвязи широко используют ретрансляцию радиосигнала, поэтому показатель энергетической загрузки можно записать в виде
где M – число передающих устройств (ретрансляторов) на линии радиосвязи протяженностью L , км, по земной поверхности между оконечными станциями; PTi (f ),Вт/ Гц – мощность, подводимая к передающей антенне i-й станции в условной полосе частот f , GTi коэффициент усиления передающей антенны i-й станции; Ai - ослабление за счет направленных свойств передающей антенны i-й станции, - угол между направлением главного лепестка ДН и направлением на возможное местоположение другой радиосистемы, подвергающейся помехе.
Очевидно, что чем больше величина э , тем больше энергетическая загрузка свободного пространства и, следовательно, сложнее осуществляется ЭМС с такой системой.
Сопоставление показателей на основе УКХ и ЭЗ показывает, что первый из них определяется методами модуляции и демодуляции (аппаратурой системы), а второй характеризует возможный уровень мешающих сигналов, создаваемых другим системам.
Показатель на основе эффективности использования РЧС. Этот показатель определяется в виде
,
где М - полезный результат, получаемый от рассматриваемых радиосредств (либо длина линии радиосвязи, либо размер зоны покрытия, пропускная способность каналов, тарифные доходы);
f - полоса частот, занятая радиоизлучением;
V - объем свободного пространства, в котором полоса частот f не может использоваться другими системами без определенных ограничений.
В большинстве случаев (но не всегда) эти показатели (и связанные с ними критерии) являются монотонной функцией от отношения мощностей (напряжений) сигнал/помеха плюс шум.
Считается, что для любого конкретного вида помех можно указать такое значение отношения мощности сигнала (Рс) к суммарной мощности помех и шума (Рп + Рш) при превышении которого не наблюдается снижения качественных показателей РЭС. В этом случае критерий ЭМС имеет вид:
где ПЭМС -показатель качества.
Для вынесения бинарного (да, нет) решения о совместимости необходимо задать пороговый уровень (значение) показателя качества, превышение которого недопустимо. Такой критерий (метод) оценки ЭМС называют пороговым.
Исследование, описанное в статье про анализ эмо, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое анализ эмо, модели оценки эмс , методы оценки эмс и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электромагнитная совместимость
Комментарии
Оставить комментарий
Электромагнитная совместимость
Термины: Электромагнитная совместимость