WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 15 |
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В.В. ВИННИКОВ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭС.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭКРАНОВ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Санкт – Петербург 2006 Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 621.396.6 Винников В.В. Основы проектирования РЭС. Электромагнитная совместимость и конструирование экранов: Учеб. пособие - СПб.:

Изд-во СЗТУ, 2006.- 164 с.

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 654300 – «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» (специальность 210201 (200800) – «Проектирование и технология радиоэлектронных средств»).

В учебном пособии рассматриваются вопросы, связанные с электромагнитной совместимостью, внешней и внутренней электромагнитной обстановкой, а также принципы экранирования, эффективность экранирования, особенности конструирования электромагнитных экранов и методики расчета их эффективности.

Учебное пособие предназначено для студентов шестого курса, изучающих дисциплину «Основы проектирования РЭС».

Р е ц е н з е н т ы: В.И.Соколов – д-р физ.-мат. наук, проф., зав.

лабораторией физико-технического института РАН; А.Е.Калмыков – канд. физ.мат. наук, с.н.с. физико-технического института РАН С Северо–Западный государственный заочный технический университет, 2006 С Винников В.В., 2006 ПРЕДИСЛОВИЕ Дисциплина «Основы проектирования РЭС» является дисциплиной специализации, изучаемой на 5 курсе (II семестр) и 6 курсе (I семестр). Данное учебное пособие предназначено дополнить материал учебника по разделу «Электромагнитная совместимость и экранирование», изучаемому на 6 курсе.

Дисциплина связана, прежде всего, с дисциплиной стандарта «Основы проектирования ЭС», а также с дисциплинами «Основы конструирования и надежности ЭС», «Современные методы конструирования и технологии РЭС» и «Техническая электродинамика».

В процессе изучения дисциплины студент должен получить теоретические знания и практические умения по анализу конструкций РЭС с учетом электромагнитной совместимости и расчету параметров электромагнитных экранов, а также оценке их эффективности.

ВВЕДЕНИЕ Базой для изучения дисциплины (на 6-м курсе) являются:

учебник [1] и другие литературные источники, указанные в библиографическом списке методического комплекса по дисциплине.

Цель данного учебного пособия - дополнить учебник информацией, необходимой для более полного усвоения материала; упростить отчасти этот процесс и обеспечить каждого студента возможностью получить этот материал для подготовки.

Электромагнитное экранирование широко и разнообразно применяется в конструкциях радиоэлектронных средств (РЭС).

Экранирование рассматривается как комплекс мер, включающих собственно экранирование и фильтрацию сетей и коммуникаций.

Проектирование экранов является самостоятельной задачей, поэтому теоретические модели, расчетные зависимости и методы решения задач по проектированию таких изделий - необходимая часть подготовки инженера специальности 210201.

Последовательность изложения принята следующая. Сначала даются основные понятия и определения по электромагнитной совместимости РЭС и электромагнитной обстановке. Далее рассматривается электромагнитное экранирование: принципы экранирования электромагнитных полей и его составляющих;

конструкции крышек экранов; экранирование проводов;

рассматривается экран как объемный резонатор. Затем представлен материал по конструированию электромагнитных экранов, включающий рассмотрение: тракта переноса помех; назначения и основных характеристик экранов; особенностей проектирования экранов; материалов экранов; контактных устройств экранов; видов соединения листов обшивки экрана; экранирования отверстий в экранах и перфорированными материалами.

Отдельно рассматривается материал по методикам расчета электромагнитных экранов, приводятся примеры расчета.

Пособие содержит библиографический список и предметный указатель.

Основой для написания пособия явился цикл лекций, прочитанных автором-составителем в университете.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА Проблема обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств (РЭС) возникла из насущных нужд развивающейся радиоэлектроники. Первыми результатами решения проблемы ЭМС были частные успехи по ослаблению влияния не- преднамеренных электромагнитных помех (НЭМП) [3,4]. Затем проблема ЭМС распространилась на все виды радиоэлектронных и электронных средств. Стало очевидным, что нельзя проектировать, конструировать, производить и эксплуатировать упомянутые средства без учета обеспечения их ЭМС. Оказалось, что для дальнейшего развития радиоэлектроники задача обеспечения ЭМС имеет не меньшее значение, чем обеспечение аппаратурной надежности работы или миниатюризация тех же средств. Поэтому любой специалист в области радиоэлектроники должен знать принципы обеспечения ЭМС и применять свои знания в этой области при разработке, производстве и эксплуатации средств. Все это говорит о том, что проблема обеспечения ЭМС превратилась в новое самостоятельное научно-техническое направление современной радиоэлектроники.

Характерная особенность нового направления - его комплексность, заключающаяся в том, что проблема обеспечения ЭМС проникает почти во все существующие направления радиоэлектроники, устанавливает взаимосвязи между ними и даже объединяет их с позиций целостности радиоэлектроники как отрасли хозяйства.



В каждом конкретном случае задача обеспечения ЭМС решается путем системного подхода, что также является особенностью нового направления. «Системность» различных технических средств, имеющих электромагнитные свойства, характеризуется «параметрами ЭМС». Их изучение и использование в практической деятельности обогащает теоретико-практическую базу радиоэлектроники.

Электромагнитная совместимость радиоэлектронного (электронного) средства - это его способность функционировать совместно и одновременно с другими средствами, имеющими электромагнитные свойства, при возможном действии непреднамеренных электромагнитных помех, не создавая при этом недопустимых помех другим радиоэлектронным и электронным средствам.

Задача борьбы с НЭМП возникла почти одновременно с радиотехникой, но в то время самостоятельного значения не имела и особых трудностей для своего решения не представляла. Трудности появились с увеличением количества радиосредств, усложнением их функций и созданием средств нового назначения.

Значительные трудности стали ощущаться после второй мировой войны, хотя в этот период активно осваивались новые высокочастотные диапазоны, на которых еще не было заметного уровня НЭМП. При этом практика показала, что даже при перспективности новых диапазонов процесс использования уже освоенных диапазонов не только не уменьшается, но еще более возрастает, что влечет за собой и возрастание уровня НЭМП.

Более полувека назад появились первые электронные средства (ЭС) самостоятельного функционального назначения, сначала вычисли-тельные, а затем для обработки сигналов (приведения их к заданному виду) и средства электронной автоматики.

Несколько позже были созданы средства нового вида - радиоэлектронные, представляющие собой совокупность радиосредств, действующих на принципах радиотехники, и электронных, действующих на принципах электроники. Такая совокупность, в которой радиосредства используются для передачи и приема сигналов посредством радиоволн, а электронные - для обработки сигналов и преобразования их в определенный вид сообщений, имеет единое функциональное назначение.

Радиоэлектронные средства значительно сложнее радиосредств, но эта сложность позволяет реализовать новые функции по сравнению с функциями радиосредств, чему способствуют и феноменальные успехи электроники в области полупроводниковой миниатюризации.

Вместе с совершенствованием РЭС развивалась и проблема обеспечения ЭМС РЭС. Рассматривая этапы развития этой проблемы, можно отметить их соответствие философским категориям. Процесс развития, в котором противоположности (противоречия) являются источником развития, отчетливо просматривается в сущности проблемы ЭМС РЭС. Непрерывное увеличение количества радиоэлектронных, электронных и электротехнических средств (что является следствием научно-технического прогресса) и непрерывное уменьшение возможности пользования ресурсом радиоканалов (что является следствием природной ограниченности этого ресурса) представляются противоречивыми факторами, т. е. источниками развития проблемы ЭМС РЭС. Несовершенство технических средств, проявляющееся: в нежелательных радиоизлучениях, непроизводительно загружающих ресурс радиоканалов, и в излишней восприимчивости к излучениям, отличающимся от полезных, - является непосредственной причиной их развития (совершенствования).

Непрерывное увеличение количества РЭС, ЭС и электротехнических средств привело к их новому качеству, т. е. к новому свойству, что еще раз подтверждает диалектический закон перехода количества в качество. Новое качество заключается в развитии необходимого свойства совместного функционирования с другими средствами. Без этого качества во многих случаях средства уже не могут существовать технически, т. е. находиться в эксплуатации.

Старые технические и организационные решения в области обеспечения совместной работы различных средств уступают дорогу более совершенным решениям на новых ступенях радиоэлектроники.

Примером может служить эволюция процесса пользования ресурсом радиоканалов. На ранних этапах этого процесса основной задачей являлось распределение радиочастот между регионами, странами и отдельными видами радиослужб. Когда же весь ресурс был распределен, возникла необходимость в более рациональных методах пользования радиочастотами, например путем применения однополосных систем в дециметровом диапазоне волн. В настоящее время задача более рационального пользования ресурсом радиоканалов переросла в задачу управления ресурсом, под которой понимают комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на совместное пользование ресурсом различными радиоэлектронными системами без неприемлемых помех от одной системы к другой.

Другой пример - развитие методов и расширение области борьбы с индустриальными помехами. До 40-х гг. эти методы применялись, главным образом, в системах радиовещания. После второй мировой войны они стали применяться в системах телевидения, подвижной радиосвязи и, радиоэлектронных комплексов, например самолетных и корабельных. В настоящее время методы борьбы с индустриальными помехами распространяются и на ЭС, например на ЭВМ и средства обработки сигналов, поскольку такие средства являются не только источниками НЭМП, но и сами восприимчивы к НЭМП.





Как отмечалось, проблема ЭМС РЭС и ЭС является следствием научно-технического прогресса, который характеризуется необычайным ростом количества информационных систем всех видов.

Проблема ЭМС РЭС и ЭС может решаться путем реализации комплекса технических и организационных мероприятий.

Технические мероприятия в общем случае направлены на ослабление (подавление) НЭМП в источниках их возникновения (среде распространения) и на защиту различных устройств от их влияния.

Реализация таких мероприятий приводит к совершенствованию технических параметров радиоэлектронных, электронных и электротехнических устройств, которые в той или иной степени влияют на обеспечение их ЭМС. Организационные мероприятия включают распределение радиочастот по соответствующим службам, выбор и назначение частот, установление частотно-пространственного разноса между РЭС, определение места размещения РЭС и другие мероприятия, в общем случае связанные с правильным учетом технических параметров различных средств, влияющих на обеспечение ЭМС.

Применение в хозяйстве страны технических устройств с неудовлетворительными характеристиками, влияющими на ЭМС, не только нарушает нормальную работу многих радиоэлектронных и электронных средств, что наносит экономический ущерб, но и затрудняет, а в ряде случаев исключает возможность пользования ресурсом радиоканалов новыми средствами, вводимыми в эксплуатацию. Наоборот, применение средств с более совершенными характеристиками ЭМС позволяет интенсивнее пользоваться имеющимся ресурсом радиоканалов и, следовательно, на одном и том же участке диапазона эксплуатировать увеличенное число средств без помех одного средства другому. В настоящее время во всех промышленно развитых странах проводится большая работа по обеспечению ЭМС радиоэлектронных и электронных средств. Современное состояние проблемы ЭМС характеризуется уже накопленным опытом ее решения для многих практических случаев.

Имеется обширная литература - зарубежная и отечественная, насчитывающая несколько тысяч публикаций, являющихся теоретическим и практическим вкладом в процесс формирования проблемы ЭМС РЭС как особого направления радиоэлектроники.

Ежегодно созываются международные и национальные конференции и симпозиумы, на которых рассматриваются научные аспекты проблемы. В этих материалах содержится множество новых фактов научного характера, существо которых, как правило, выходит за пределы установившихся представлений в области радиоэлектроники. При этом научные аспекты проблемы ЭМС непрерывно развиваются, поскольку в современных условиях не представляется возможным найти решения многих задач по обеспечению ЭМС РЭС и ЭС без достаточно глубоких исследований.

Рассматривая современное состояние проблемы обеспечения ЭМС радиоэлектронных и электронных средств, можно конкретно сформулировать абстрагированные направления, на которые расчленяется проблема, и вокруг которых концентрируются научные материалы нарастающего потока литературы, характеризующие поступательное развитие проблемы в целом. Графическая интерпретация таких направлений представлена на рис. 1, где показаны их связи с проблемой ЭМС в целом и с существующей практикой обеспечения ЭМС радиоэлектронных и электронных средств.

1. Радиочастотный ресурс (РЧР) - это совокупность возможных для использования радиочастотных электромагнитных полей, создаваемых с целью передачи (приема) информации.

Теоретические аспекты: изучение особенностей ресурса и разработка эффективных методов его использования, в том числе принципов управления ресурсом, включая экономические концепции; научные основы расширения международного и национального частотного планирования и совершенствования соответствующей нормативнотехнической документации (НТД); прогнозирование дальнейшего использования РЧР [3,4]. К практике относится контроль пользования радиоканалами в соответствии с принятыми правилами, сбор информации об использовании РЧР и реализация требований международной и национальной нормативно-технической документации (НТД) в области пользования РЧР.

2. Непреднамеренные электромагнитные помехи.

Выявление источников и определение параметров (характеристик) НЭМП - совместная задача и теоретического анализа, и практики.

Кроме того, к теории относятся: изучение и моделирование НЭМП, их классификация и статистический анализ; изучение источников и путей распространения НЭМП, а также особенностей их влияния на полезные сигналы; разработка методов измерений и принципов нормирования допустимых уровней НЭМП. К практике относится обнаружение источников и путей распространения НЭМП, разработка и реализация требований к их нормированию, сбор информации о типах и характеристиках НЭМП, проведение измерений и экспериментальные исследования НЭМП.

3. Параметры (характеристики) ЭМС различных технических средств выражают признак системного свойства радиоэлектронных, электронных и электротехнических средств, т. е.

возможности каждого такого средства функционировать одновременно и совместно с другими техническими средствами в системе (системах). Этим признаком параметры ЭМС любого из перечисленных средств отличаются от функциональных параметров того же средства, выражающих возмож-ность выполнения им своего назначения. К практике относятся экспериментальное изучение параметров ЭМС, включая их Рис. 1. К пояснению современного состояния проблемы обеспечения ЭМС радиоэлектронных средств количественные, в том числе статистические, значения, и реализация требований НТД к таким параметрам в процессе создания средств и их эксплуатации.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 15 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.