Радиотехнические системы. Характеристики радиотехнических систем Лекция 4 Классификация помех

1.

Тема 3 Радиотехнические
системы. Характеристики
радиотехнических систем
Лекция 4
Классификация помех.

2.

ЭКСПЛУАТАЦИОННО – ТАКТИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ РТС
Рабочая зона (зона действия) - область пространства Земного шара (замкнутая
поверхность), в пределах которой навигационная система позволяет потребителю
определять местоположение, скорость и время с заданными характеристиками.

3.

ТОЧНОСТЬ ПРИНИМАЕМОЙ
ИНФОРМАЦИИ
Точность характеризуется величиной ошибки, возникающей при приёме
сигналов и измерении информационных параметров этих сигналов. По характеру
проявления ошибки разделяют на систематические и случайные.

4.

ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ
Пропускную способность системы характеризуют максимальным количеством
информации, которое может быть передано или извлечено системой за единицу
времени.

5.

БЫСТРОДЕЙСТВИЕ
Быстродействие системы определяется её способностью отслеживать быстрые
изменения
входной величины,
характеризует
инерционность
системы.
Количественной характеристикой быстродействия является выходная реакция
системы на единичный скачок какого – либо параметра входного сигнала.

6.

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ
Помехоустойчивостью называется способность системы сохранять свои основные
параметры в заданных пределах при воздействии помех.
ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЁЖНОСТЬ
Эксплуатационной надёжностью называется свойство системы выполнять
возложенные на неё функции в реальных условиях эксплуатации. Обычно
надёжность характеризуют вероятностью безотказной работы системы в течение
заданного времени или средним значением времени работы между двумя
последующими отказами.

7.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Эту характеристику оценивают стоимостью затрат на разработку, производство и
эксплуатацию
радиосистем,
причём
затраты
на
эксплуатацию
сложных
радиосистем и комплексов значительно превышают затраты на их проектирование и
производство.
ЭРГОНОМИЧНОСТЬ
Эта характеристика отражает степень приспособленности аппаратурной части
системы к потребностям эксплуатирующего персонала или
определяет степень удобства эксплуатации системы.
другими
словами
-

8.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РТС
• частота (диапазон частот) несущих колебаний (спектр);
• мощность излучаемых колебаний;
• чувствительность
приёмных
устройств
характеризует
способность
радиоприёмника принимать слабый радиосигнал, при котором обеспечивается
его нормальная
работа при заданных показателях качества (например,
необходимый уровень разборчивости речи в системах связи, обнаружение целей с
заданной вероятностью по отметкам на индикаторе РЛС и т.д.);
• Полоса пропускания ПРМ.

9.

Электромагнитная
совместимость
радиоэлектронных систем
(РЭС)
Введение. Влияние электромагнитных полей на биосреду
и человека. Классификация помех, каналы
распространения помех

10.

Электромагнитная совместимость
радиоэлектронных систем (РЭС)
Большинство
электромагнитных
полей являются
помехами для других
подобных устройств,
ухудшая условия их
функционирования

11.

Проблема ЭМС:
Необходимо обеспечить
одновременную и
совместную работу
различного
радиотехнического,
электронного и электроннотехнического оборудования.
Отсек авионики современного ВС.

12.

Эффективность применения РЭС зависит от условий
функционирования. Это обусловлено следующими причинами:
их
совместного
- возрастает общее число одновременно действующих РЭС, устанавливаемых на
летательных аппаратах;
- повышается мощность радиопередатчиков;
- расширяются полосы частот, используемые многими РЭС;
- увеличивается загрузка диапазона радиочастот, хотя многие его участки в
настоящее время сильно перегружены;
- все шире внедряются электронные средства автоматического управления на
основе аналоговой и цифровой техники, которые становятся источниками
непреднамеренных помех и одновременно подвергаются их действию;
- ухудшаются условия функционирования бортовых радиосредств летательных
аппаратов, так как они оказываются в зоне действия электромагнитных полей все
большего числа наземных радиосредств.

13.

Особенности РЭС ГА, используемых в эксплуатационных
предприятиях Российской федерации.
- Большие мощности передатчиков (РЛС);
- Спектр РЭС ГА находится на границах поддиапазонов (особенно УКВ диапазон);
- Большая заселенность спектра абонентами;
-
Ограниченный объем ВС и общие цепи питания бортовых РЭС ГА;
- Влияние эффекта «ближний-дальний».

14.

Взаимосвязь проблемы ЭМС РЭС с обеспечением
безопасности полетов. Основные термины и определения.
Воздействие помех на РЭС приводит к снижению достоверности выдачи
информации и, как следствие, к снижению точности определения местоположения
ВС. При этом возможны ошибочные решения диспетчерами службы движения или
летным составом, что приводит к конфликтным ситуациям.

15.

Причинные факторы возникновения конфликтных ситуаций по вине РЭС (2006г.).
Группы
Причинные факторы
Отдельные факторы
Средства связи и РЛС
Неправильное опознавание
Ошибочное расшифрование изображения
на экране индикатора
Подача ошибочной команды
Искажение смысла радиотелефонных
переговоров
Ошибки пилотов
Средства авиационной связи
Ошибки диспетчера
Неисправности Систем
Средства РЛС и РНС
Общее число
инцидентов
9
12
8
10
Искажение информационных сигналов
12
Неправильное сообщение о
местоположение.
7
Неправильное сообщение о ситуации
8
Помехи
Отсутствие изображения на экране
Нечеткое изображение
18
11
2
Нечеткая яркость при отказе индикатора
26
Средства связи БРЭО
Наземные (н) РЛС и РНС
Погрешность РНС в оценке
местоположения
РЛС
РНС
БРЭО НРЭО
Неправильная техническая эксплуатация
9
15
8
15
18

16.

Радиоэлектронным средством называют техническое средство, состоящее из одного или
нескольких радиопередающих и (или) радиоприемных устройств и вспомогательного
оборудования. (Системы телевидения, системы радиовещания, радионавигационные
системы, независимое управление).
ПРД
ПРМ
или
ПРД
ПРМ
ПРМ
ПРМ
ПРД

17.

Радиоэлектронной
(радиотехнической)
системой
называется
функционально связанных между собой радиоэлектронных средств.
ПРД
ПРД
Радиоканал
Радиоканал
ПРМ
совокупность
ПРМ
ПРМ
ПРД
Система
управления

18.

Электромагнитной помехой называется нежелательное воздействие электромагнитной
энергии, которое ухудшает (или может ухудшить) качество функционирования средств.
Электромагнитные помехи могут создаваться в различных частотных диапазонах.
Радиопомеха – электромагнитная помеха, соответствующая диапазону радиочастот
9 кГц…300 ГГц.
ПРД
Радиоканал
ПРД
Радиоканал
помехи
ПРМ
Устройства, подвергающиеся действию электромагнитных помех, называются рецепторами
помех.

19.

Определение ЭМС РЭС
Электромагнитной совместимостью радиоэлектронных систем называется
способность этих систем функционировать одновременно с другими
средствами и системами, имеющими электромагнитные свойства, в
реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством при воздействии
на них непреднамеренных помех, не создавая при этом недопустимых
помех другим радиоэлектронным, электротехническим и электронным
средствам и системам.

20.

Воздействие электромагнитных полей на биологические
объекты
Воздействие электромагнитных полей на организм человека связано с поляризацией
молекул (например, воды), из которых состоит человеческое тело. При этом они
ориентируются по силовым линиям ЭМП. В результате нормальное протекание физикохимических процессов и прохождение нервных импульсов нарушается. Излучение
переменного характера приводит также к нагреву тканей человеческого тела (при
определенной величине напряженности полей).

21.

Если нормы напряженности поля (при определенной частоте) превышены, то
механизм поляризации в первую очередь влияет на органы, содержащие наибольший
процент воды.
Поэтому действие ЭМП сказывается в той или иной степени на всех системах
организма:
- нервная система реагирует обычно первой появлением мигреней, быстрой
утомляемости, раздражительности, нарушениями памяти, сна, внимания, координации
движений, депрессией;
- иммунитет снижается, падает число лейкоцитов в крови, при этом обостряются
хронические заболевания, организм становится восприимчивым к респираторным
инфекциям;

22.

- повышается величина артериального давления, что со временем приводит к аритмии;
- уровень сахара в крови колеблется, нарушается работа всей кроветворной системы;
- хрусталик глаза мутнеет;
- ухудшается функционирование эндокринной системы: происходят сбои при
выработке основных гормонов (надпочечников, гипофиза, щитовидной железы);
- как мужчины, так и женщины могут стать бесплодными;
- во время беременности возрастает вероятность выкидыша, а также пороков
формирования плода;
- при продолжительном воздействии изменяется ДНК.

23.

Нормы по допустимым
напряженностям
электромагнитных полей
для персонала
эксплуатационных
предприятий и населения.

24.

25.

КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОПОМЕХ
По способу реализации:
-пассивные; -активные.
По признаку источника

26.

НЭМП:
По признаку среды :
- Излучаемые помехи (радиоэфир);
- Кондуктивные помехи (по проводам).
По частотному признаку :
-НЧ - помехи на частотах ниже 9 кГц;
-ВЧ - помехи на частотах от 9 кГц и выше
до оптического диапазона.
По энергетическому спектру :
- Гармонические (на частоте несущей);
- Импульсные (импульсы РЛС);
- Флуктуационные (шумы);
- модулированные помехи.
По отношению к рецептору помехи:
- Узкополосные помехи (соседний канал);
- Широкополосные помехи;
- Внешние;
- Внутренние;
- Межсистемные;
- Внутрисистемные;
- Аддитивные;
- Мультипликативная (замирания).
По отношению рецептора к помехе:
- Блокирующие (уменьшает коэф. усил.);
- Перекрестные (сигнал+модулир. помеха);
- Интермодуляционные;
- Допустимые;
- недопустимые;
- приемлемые помехи.

27.

По проявлению помехи во времени можно выделить:
непрерывные, уровень которых не уменьшается ниже определенного
порогового значения не менее 1 с;
длительные, время действия которых больше 1 с;
непродолжительные время действия которых меньше 1 с;
кратковременные, время действия которых меньше 0,2 с;
регулярные, появляющиеся и исчезающие через одинаковые (почти
одинаковые) промежутки времени;
нерегулярные, появление и исчезновение которых происходит через
различные промежутки времени;
случайные стационарные, имеют случайный характер, с характеристиками
существенно не меняющимися во времени, относятся к гауссовскому
типу;
случайные нестационарные, имеют случайный характер и протекают с
существенными изменениями во времени, не являются гауссовскими,
например, индустриальные помехи импульсного типа.

28.

Характеристики РПД влияющих на ЭМС
ПРД характеризуются:
• функциональными параметрами: мощность (напряжение), поверхностная плотность
мощности (напряженность электрического поля), отклонение частоты, занимаемая
ширина полосы и т. д.
•техническими характеристиками РЭС, влияющих на ЭМС:
-рабочие частоты ;
-основное радиоизлучение через антенну;
-временной режим работы на излучение.
Основные и нежелательные излучения
Минимальная полоса BН для заданного класса сообщений, обеспечивающая передачу
сигналов с требуемыми скоростью и качеством, называется необходимой полосой
радиочастот.

29.

РПД с
умножением
частоты
В синтезаторах
Нелинейность характеристик
частот
Самовозбужд
активных элементов
(воздействие
ение ПРДна
нелинейные
(паразитные
элементы
РПД,
связи)
на f0 fкомб)
Влияние
др. ПРД на
нелин.
элементы
Излучения в пределах необходимой полосы частот называют основными, а вне
необходимой полосы — нежелательными (побочными, внеполосные, шумовые).

30.

ХАРАКТЕРИСТИКИ
РАДИОПРИЁМНЫХ УСТРОЙСТВ
ПРМ характеризуется:
• функциональными параметрами основного канала приёма — чувствительность
(пороговая чувствительность), коэффициент шума, полоса пропускания и т. д.
• технические характеристики РЭС, влияющих на ЭМС:
-рабочие частоты;
-характеристика частотной избирательности (ХЧИ) по основному каналу приема ;
-главный лепесток ДНА при приеме на рабочих частотах ;
-временной режим работы на прием;
Свойство приемника реагировать на электромагнитные помехи, воздействующие
через антенну или помимо ее, в том числе через корпус, экран, по цепям питания и
управления, характеризуется восприимчивостью.

31.

Основным каналом приема называется полоса частот, находящаяся в полосе
пропускания приемника и предназначенная для приема полезных сигналов.
Побочным каналом приема радиоприемника называется полоса частот, находящаяся за
пределами основного канала приема, в которой сигнал проходит на выход
радиоприемника. (Помеха по зеркальному каналу, помеха прямого прохождения, помеха
по соседнему каналу).
Ч
fск
Частотной избирательностью называется способность радиоприемника выделить
заданную полосу частот из спектра электромагнитных колебаний, поступающих на его
вход

32.

Обеспечение ЭМС на основе пространственных
и временных факторов
К числу мер, основанных на использовании пространственных факторов, относятся:
• разнос в пространстве собственно РЭС и направлений их преимущественного
излучения;
• способы ограничения излучений в определенных телесных углах;
• приема сигналов с некоторых направлений (бланкирование приемника прерывание приемного тракта на время действия помех например в РЛС);
• использования различий в поляризационной структуре сигналов.

33.

Обеспечение ЭМС на основе временных факторов
Использование временного фактора в основном сводится к
• сокращению времени излучения;
• временному бланкированию;
• временной синхронизации работы РЭС;
• временной регламентации. В соответствии с установленными правилами
эксплуатации в определенные моменты времени прекращается работа части средств,
если их ЭМС с другими средствами не может быть обеспечена. .

34.

Обеспечение ЭМС на основе частотных факторов
Использование частотного фактора сводится к выбору рабочих частот и
установлению такого разноса между частотами РЭС, при котором непреднамеренные
помехи исключаются или ослабляются до приемлемых значений.
Рабочие частоты выбирают в строгом соответствии со следующими положениями:
• выделение полос частот зонам, странам, распределение полос частот между
службами осуществляется в соответствии с международными соглашениями (Таблица
распределения радиочастот) и документами национального характера;
• присвоение
значений
централизованном
масштабе.
радиочастот
порядке
конкретным
компетентными
станциям
органами
в
производится
в
общегосударственном