СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ БОРТОВОГО РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
METHOD FOR EVALUATING ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY OF ON-BOARD RADIOELECTRONIC EQUIPMENT

Изобретение относится к области испытаний радио и радиоэлектронного бортового оборудования (БРЭО) на электромагнитную совместимость (ЭМС), а именно - к способу оценки ЭМС БРЭО и может быть использовано при проведении испытаний по оценке влияния на радиоприемные устройства (РПУ) из состава БРЭО радиопомех от радиопередающих устройств (РПДУ) из состава БРЭО при их совместной работе.
Оценка ЭМС БРЭО при их совместном размещении предполагает реализацию достаточно сложных процедур измерения различных параметров до и после включения источников радиопомех на борту, см. [1].
При этом, согласно [1], фиксируют наличие отказов или сбоев в работе БРЭО по показаниям средств визуального отображения информации (индикаторов, контрольных приборов и т.п.) и по изменению параметров оборудования, регистрируемых с помощью штатных бортовых устройств записи параметров или посредством специально установленной на время проведения испытаний системы бортовых измерений.
Такой способ испытаний БРЭО на ЭМС требует длительной подготовки - разработки перечня регистрируемых параметров, программного обеспечения для первичной и вторичной обработки результатов испытаний, разработки и установки на борт системы бортовых измерений.
Таким образом, решение вопроса оценки ЭМС БРЭО является актуальной задачей.
Известен способ оценки ЭМС корабельных технических средств, см [2]. Известный способ заключается в определении с помощью датчика электромагнитного поля (ЭМП) характеристик внешнего ЭМП в непосредственной близости от испытываемого технического средства (ИТС) и регистрации их в запоминающем устройстве. На основании этих характеристик устанавливают параметры и формируют соответствующее этим параметрам ЭМП, облучающее ИТС. Формирование ЭМП осуществляют циклами, состоящими из двух частей. Во время первого цикла регистрируют текущую дискретную последовательность отсчетов уровня внешнего ЭМП, во время второго цикла производят формирование ЭМП, облучающего ИТС. Формирование осуществляют, задавая его уровень путем воспроизведения преобразованной в аналоговый вид зарегистрированной дискретной последовательности отсчетов уровня внешнего ЭМП. Затем осуществляют последовательное увеличение уровня облучающего ЭМП до фиксации отклика ИТС на воздействие ЭМП. ЭМС ИТС со смежными техническими средствами корабля оценивают по соотношению уровня ЭМП, приводящего к появлению отклика ИТС к первоначально зарегистрированному уровню ЭМП.
Такой способ оценки ЭМС требует создания специального аппаратурного комплекса испытаний, включающего в себя датчик ЭМП, управляющее устройство, запоминающее устройство, усилитель с регулятором коэффициента усиления, излучатель ЭМП и индикатор, отображающий характеристики ЭМП. Кроме того, при использовании этого способа для оценки степени влияния ЭМП требуется при проведении эксперимента добиваться увеличения уровня ЭМП до получения отклика каждого ИТС. Это увеличивает сроки испытаний и затраты на их проведение.
Известен способ оценки ЭМС на отдельном объекте, см. [3]. В известном способе оценку ЭМС производят путем инжекции тока большого уровня в электрические цепи ИТС с одновременным контролем работоспособности ИТС по выбранным критериям. Однако для проведения таких испытаний на объекте должны быть предварительно измерены передаточные характеристики электрических цепей ИТС по току методом сканирующего тока низкого уровня, затем определено ЭМП вокруг объекта, создаваемое источниками радиопомех. Используя данные о величине ЭМП и численные значения передаточных характеристик по току, производят расчет тока большого уровня, инжектируемого в электрические цепи ИТС при проведении испытаний.
Известный способ оценки ЭМС на отдельном объекте является достаточно дорогим и длительным - он требует проведения трудоемких предварительных измерений передаточных характеристик электрических цепей по току и дополнительной оценки электромагнитной обстановки вокруг испытываемого объекта.
Наиболее близким к предлагаемому способу, принятым за прототип, является способ оценки ЭМС бортового оборудования, представленный в [4].
Способ-прототип оценки ЭМС бортового оборудования (БО) в составе летательного аппарата (ЛА) в диапазоне частот от 10 кГц до 400 МГц, включая крайние значения диапазона, содержит последовательное включение радиопередатчиков БРЭО на излучение для воздействия через бортовые передающие антенны радиопомехами на испытываемое БО, оценивание работоспособности БО до и после включения радиопомех на борту, при котором дополнительно после включения источника радиопомех последовательно в каждой электрической цепи испытываемого оборудования измеряют наведенные токи помех I пом, для чего индукционный измерительный датчик тока располагают на расстоянии пяти сантиметров от входного разъема на электрической цепи испытываемого оборудования ЛА. Соединяют через высокочастотный кабель с анализатором спектра, который измеряет уровень напряжения помех, и с учетом переходного импеданса датчика тока Z. Оценивают уровень наведенного тока в электрической цепи по формуле Iпом=Uпом - Z, где Iпом - уровень наведенного тока помех в электрической цепи, выраженный в дБ мА, Iпом [дБ мА]=201g Iпом [мА]; Uпом - измеренный анализатором спектра уровень напряжения помехи, выраженный в дБ мВ, Uпом [дБ мВ]=201g Uпом [мВ]; Z - переходный импеданс датчика тока, выраженный в дБ Ом, Z [дБ Ом]=201g Z [Ом]. Сравнивают 1пом на рабочей частоте источника радиопомех с максимально допустимым током Iдоп, Iдоп [дБ мА]=201g Iдоп [мА], соответствующим уровню испытаний на восприимчивость к помехам проводимости в зависимости от заданной категории исследуемого БО до установки на ЛА. При этом категорию оборудования задают до установки БО на ЛА в техническом задании на БО, и если требование для каждой измеренной электрической цепи БО удовлетворяют следующими условиями Iдоп - Iпом > О, и при этом не наблюдаются нарушения работоспособности испытываемого оборудования, то делают вывод об обеспечении ЭМС в диапазоне частот от 10 кГц до 400 МГц и по результатам измерений тока в электрических цепях БО рассчитывают коэффициент запаса ЭМС по формуле А[дБ]=Iдоп - Iпом, где А -коэффициент запаса ЭМС, выраженный в децибелах; по результатам этой оценки судят о необходимости разработки дополнительных мероприятий по обеспечению ЭМС.
Недостатком способа-прототипа является необходимость использования специального измерительного оборудования, обеспечивающего возможность доступа к каждой электрической цепи испытываемого БРЭО, что предполагает его частичную разборку (демонтаж корпуса и т.д.).
Целью заявляемого технического решения является разработка способа оценки ЭМС, исключающего использования дополнительного измерительного оборудования и не предполагающего частичную разборку испытываемого БРЭО.
Заявленный способ поясняется фиг.1, где поясняется порядок оценки ЭМС БРЭО.
Для достижения указанного технического результата в способе оценки ЭМС БРЭО, содержащего РПУ и РПДУ, заключающегося в том, что производят последовательное включение источников радиопомех, в качестве которых используют РПДУ из состава БРЭО, на излучение, которые через бортовые передающие антенны последовательно воздействуют радиопомехами на испытываемое БРЭО. Оценивают его работоспособность до и после включения РПДУ БРЭО на излучение, при этом после включения источника радиопомех последовательно в испытываемом БРЭО измеряют значения параметров и результаты измерения сравнивают с заданными допустимыми значениями параметров. А вывод о выполнении условий ЭМС делают в том случае, если не наблюдают нарушения работоспособности испытываемого БРЭО. При этом оценивают работоспособность независимо каждого РПУ из состава испытуемого БРЭО при его работе на прием на частотах, несовпадающих с частотами источников радиопомех, для чего каждым РПУ из состава испытуемого БРЭО принимают контрольные радиограммы, содержащие таблицы звукосочетаний или слов, передаваемые дополнительными РПДУ не входящими в состав БРЭО. Причем передают контрольные радиограммы отдельно на каждой из испытываемых частот, на которую настраивают РПУ из состава испытуемого БРЭО. А измеряют разборчивость речи как отношение правильно принятых звуков или слов к общему числу переданных, затем сравнивают разборчивость речи, измеренную до и после включения РПДУ БРЭО на излучение. Причем в качестве допустимых выбирают значение различия в разборчивости речи, измеренной до и после включения РПДУ БРЭО на излучение, не превышающее величину W, которую специально оговаривают.
Таким образом, технический результат достигается в заявляемом способе за счет новых существенных признаков, заключающихся в:
приеме каждым РПУ из состава испытуемого БРЭО контрольных радиограмм, содержащих таблицы звукосочетаний или слов, передаваемых дополнительными РПДУ не входящими в состав БРЭО, причем передают контрольные радиограммы отдельно на каждой из испытываемых частот, на которую настраивают РПУ из состава испытуемого БРЭО;
измерении разборчивости речи как отношения правильно принятых звуков или слов к общему числу переданных;
сравнении разборчивости речи, измеренной до и после включения РПДУ БРЭО на излучение;
выборе в качестве допустимых значений величины различий, получаемой в результате сравнения разборчивости речи, измеренной до и после включения РПДУ БРЭО на излучение;
выборе специально оговоренной величины W, определенной в качестве заданного допустимого значения различий разборчивости речи.
Способ осуществляется следующим образом.
1. Для каждого РПУ из состава испытываемого БРЭО организуют радиолинию посредством применения дополнительного РПДУ или радиостанции из числа не входящих в состав испытываемых БРЭО. Дополнительные РПДУ или радиостанции устанавливают на таких дистанциях, чтобы с одной стороны обеспечить работу радиолинии с высоким качеством передачи, а с другой - исключить влияние на работу всего испытываемого БРЭО. В качестве граничных при выборе дистанций связи необходимо использовать значения, указанные в технических описаниях на изделия.
2. Затем, не включая источники радиопомех, на каждой из испытываемых частот, на которую настраивают РПУ из состава испытуемого БРЭО, передают контрольные радиограммы, содержащие таблицы звукосочетаний или слов.
3. Принимают их, вычисляют количество ошибок в принятых контрольных радиограммах путем их сравнения с исходными текстами, содержащими таблицы звукосочетаний или слов.
4. Измеряют разборчивость речи как отношение правильно принятых звуков или слов к общему числу переданных.
После этого включают на излучение один из РПДУ БРЭО как источник помех и на несовпадающих с испытываемыми РПУ частотах осуществляют прием контрольных радиограмм, т.е. выполняют действия пунктов №1, №2, №3, №4 аналогичным им образом.
5. Сравнивают значения разборчивости речи, измеренных до и после включения РПДУ БРЭО на излучение на каждой из испытываемых частот.
Сравнивать значения разборчивости речи можно по-разному. Например, как разность значения разборчивости речи, вычисленного в условиях радиопомех и значения разборчивости речи, вычисленного в условиях отсутствия радиопомех, выраженных в процентах.
Результат сравнения обозначают W0 и сравнивают его со специально оговоренным значением W, которое определяют как заданное допустимое значение.
Указанные действия, осуществляют для каждого РПУ из состава испытываемого БРЭО и каждого РПДУ из состава испытываемого БРЭО.
Вывод о выполнении условий ЭМС делают в том случае, если не наблюдают нарушения работоспособности испытываемого БРЭО ни на одной из испытываемых частот каждого из РПУ, при работе любого из РПДУ, выступающего в качестве источника радиопомех.
Если хотя бы на одной из испытываемых частот для одной пары РПУ и РПДУ из состава испытываемого БРЭО не соблюдаются условия ЭМС, считают, что весь комплект испытываемого бортового оборудования не соответствует условиям ЭМС.
В качестве примера на фиг. 1 поясняется порядок оценки испытываемого БРЭО в составе одного РПУ и одного РПДУ (радиопередающее устройство из состава испытываемого БРЭО на фиг. 1 обозначено как РПДУ2) на соблюдение условий ЭМС.
На фиг. 1 демонстрируется порядок оценки ЭМС в условиях радиопомех, создаваемых в виде электромагнитного поля от РПДУ2 из состава БРЭО. Здесь же показана линия радиосвязи (ЛРС), образованная дополнительным РПДУ не из состава БРЭО, который обозначен как РПДУ1, и испытываемым РПУ из состава БРЭО. На фиг. 1 условно показано размещение испытываемой БРЭО в автомобиле.
Значения несовпадающих частот определяют в соответствии с техническим описанием РПУ.
Подготовка специалистов к приему контрольных радиограмм, содержание и объемы контрольных радиограмм, порядок их передачи, методика измерения ошибок в принятых контрольных радиограммах, методика оценки разборчивости речи и количественные значения норм, определяющих нарушения работоспособности испытываемого БРЭО известны и определены в ГОСТ 16600-72 «Передача речи по трактам радиотелефонной связи. Требования к разборчивости речи и методы артикуляционных измерений».
Величину специально оговоренного значения W задают в соответствии с п. 2.3.5, указанного ГОСТ 16600-72. Согласно п. 2.3.5 значение W будет определяться классом качества разборчивости речи, рассчитанного для каждой из испытываемых частот в условиях отсутствия радиопомех со стороны РПДУ из состава БРЭО.
Таким образом, в заявляемом способе при его реализации за счет новых существенных признаков, заключающихся в: приеме каждым РПУ из состава испытуемого БРЭО контрольных радиограмм, содержащих таблицы звукосочетаний или слов, передаваемых дополнительными РПДУ не входящими в состав БРЭО, причем передают контрольные радиограммы отдельно на каждой из испытываемых частот, на которую настраивают РПУ из состава испытуемого БРЭО; измерении разборчивости речи как отношения правильно принятых звуков или слов к общему числу переданных; сравнении разборчивости речи, измеренной до и после включения РПДУ БРЭО на излучение; выборе в качестве допустимых значений величины различий, получаемой в результате сравнения разборчивости речи, измеренной до и после включения РПДУ БРЭО на излучение; выборе специально оговоренной величины W, определенной в качестве заданного допустимого значения различий разборчивости речи; обеспечивается достижение технического результата.
Источники информации
1. Типовая методика оценки электромагнитной совместимости бортового радиооборудования, установленного на воздушных судах ГА. Гос.НИИ «Аэронавигация», Гос. НЦ «ЛИИ им. М.М. Громова». Москва, 1995 г.
2. Патент РФ на изобретение №2374654, G01R 29/08 (2006/01) «Способ оценки электромагнитной совместимости корабельных технических средств и аппаратурный комплекс для его реализации».
3. Патент GB 2256057 (A) «Testing electrical systems for electromagnetic compatibility)).
4. Патент РФ на изобретение №2497282 МПК Н04В 17,00 (2006.01) «Способ оценки электромагнитной совместимости бортового оборудования в составе летательного аппарата в диапазоне частот от 10 кГц до 400 МГц».