УДК 621.3.095 Андреев П.Г., Жумабаева А.С. СОВРЕМЕННЫЕ

advertisement
УДК 621.3.095
Андреев П.Г., Жумабаева А.С.
СОВРЕМЕННЫЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ
СРЕДСТВ
ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»
Аннотация
Рассмотрены задачи и методы обеспечения электромагнитной совместимости
радиоэлектронных средств с учетом показателей качества проектных решений.
Ключевые слова: радиоэлектронное средство; электромагнитная совместимость;
задачи; методы.
Andreev P.G., Zhumabaeva A.S.
MODERN TASKS AND METHODS OF PROVIDING ELECTROMAGNETIC
COMPATIBILITY OF RADIO ELECTRONIC MEANS
FGBOU VPO «Penza state University»
Abstract
The problems and methods of electromagnetic compatibility of radio electronic means, taking
into account indicators of the quality of design solutions.
Keywords: Radio-electronic means; electromagnetic compatibility; tasks; methods.
В настоящее время быстрое развитие радиоэлектроники обуславливает
увеличение областей использования радиоэлектронных средств (РЭС) в деятельности
человечества [1, 2]. Жизнь современного человека связана с применением РЭС и в
какой-то степени зависит от них. Сказанное подтверждается постоянным ростом числа
продаж и видов гаджитов и другого высокотехнологичного оборудования различных
сфер деятельности людей. Поэтому обеспечение электромагнитной совместимости
(ЭМС) РЭС является актуальной задачей. Это требует постоянного совершенствования
существующих конструкторско-технологических решений c позиций обеспечения ЭМС
с учетом современного развития радиоэлектроники.
На сегодняшний день не существует единой универсальной методологии
обеспечения ЭМС радиоэлектронных средств в целом. Отчасти это объясняется
сложностью решаемой задачи и структурной иерархии современных РЭС.
Действительно, меры и методы обеспечения ЭМС на уровне электрорадиокомпонентов, на уровне печатных плат, на уровне блоков РЭС и их размещения в
помещении, будут иметь существенное отличие. С другой стороны опыт обеспечения
ЭМС как правило опирается на доказанные практическими экспериментами или
испытаниями рекомендации, использование которых ограничено из-за их узкой
применяемости.
В общем случае мероприятия по обеспечению ЭМС направлены на ослабление
непреднамеренных электромагнитных помех в источниках их возникновения, в среде
распространения, а также на защиту изделий от подобного влияния [3]. В результате
происходит оптимизация многих параметров радиоэлектронных средств, вносятся
изменения в конструкцию РЭС и их тактико-технические характеристики. Причем
каждое изменение вносит свой вклад в обеспечение ЭМС.
Конструкторские мероприятия связаны с решением проблем ЭМС в основном на
первых этапах жизненного цикла РЭС, когда ещё отсутствует прототип изделия, а в
проекте на него существует множество различных вариантов конструкции его
составных частей с различными недостатками и достоинствами. Выбор того, или иного
варианта конструкции, конструкторского или технологического решения должен
обеспечить функционирование РЭС с заданным качеством в определенных условиях
эксплуатации [2, 4].
В связи с этим, важное значение приобретает проблема развития
математического и программного обеспечения систем автоматизированного
проектирования, учитывающих ЭМС, на этапе конструкторского проектирования
печатных плат, узлов и блоков РЭС. А также, анализа и оптимального размещения
элементов и устройств РЭС в помещении с учетом ЭМС.
С учетом таких показателей качества проектных решений, как затраты
машинного времени и ресурсов памяти, возникают следующие задачи:
– прогнозирование ЭМС модулей РЭС;
– анализ и оптимизация межсоединений печатных плат с учетом ЭМС;
– анализ и оптимизация размещения элементов на печатной плате с учетом
ЭМС;
– анализ и оптимизация размещения элементов и устройств РЭС в помещении с
учетом ЭМС;
– разработка соответствующих алгоритмов и математических моделей,
учитывающих критерии ЭМС;
– решение перечисленных задач с учетом влияния тепловых, вибрационных и
ударных нагрузок;
– создание методологической основы решения перечисленных задач.
В работе [5] представлено предпочтительное практическое применение
различных методов анализа ЭМС с учетом длины волн. Однако в данной
классификации отсутствует сравнение используемых методов с конструктивами
радиоэлектронных средств. Такое сравнение было выполнено в СВЧ диапазоне,
результат которого представлен на рисунке 1.
Получены численные данные частотной зависимости геометрических размеров
наиболее распространенных современных конструктивов РЭС для СВЧ диапазона,
позволяющие уточнить границы применимости используемых методов (рисунок 2). На
рисунке 2 зависимости под номерами 1, 2 обуславливают электро-радио-компоненты в
микро и обычном исполнении, соответственно. Кривая номер 3 соответствует
печатным платам и микромодулям РЭС. Четвертая зависимость относится к блочным
конструкциям РЭС. Под номером 5 понимается область задач, связанных с
размещением РЭС и их компонентов в помещении или открытом пространстве, с целью
определения их взаимного влияния.
Рисунок 1 – Практическое применение методов анализа ЭМС с учетом длины волн и
конструктивов РЭС в СВЧ диапазоне
Рисунок 2 – Частотные зависимости геометрических размеров наиболее
распространенных современных конструктивов РЭС в СВЧ диапазоне
Предложенный подход позволяет облегчить задачу выбора методов анализа
ЭМС с учетом длины волн и наиболее распространенных современных конструктивов
РЭС в СВЧ диапазоне. А также уточнить границы применимости используемых
методов. Решение обозначенных задач в области обеспечения ЭМС современных РЭС
и компонент, обеспечит повышение их надежности и качества.
Библиографический список
1. Юрков Н.К. Системный подход к организации жизненного цикла сложных
технических систем // Надежность и качество сложных систем: Научно-практический
журнал. 2013, № 1. С. 27-35.
2. Андреев П.Г., Наумова И.Ю. Основы проектирования электронных средств.
// Учеб. пособие. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2010. – 124 с.
3. Андреев П.Г., Наумова И.Ю. Защита радиоэлектронных средств от внешних
воздействий. // Учеб. пособие. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2010. – 124 с.
4. Гришко А.К., Юрков Н.К., Кочегаров И.И. Методология управления
качеством сложных систем // Труды международного симпозиума «Надежность и
качество» – 2014. Т. 2. С. 377-379.
5. Ромащенко М.А. Методы оптимального проектирования конструкций
радиоэлектронных средств с учетом электромагнитной совместимости и
помехоустойчивости // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических
наук – Воронеж, 2013 – 392с.
6. Горячев Н.В. К вопросу реализации метода автоматизированного выбора
системы охлаждения / Н.В. Горячев, И.И. Кочегаров, Н.К. Юрков // Алгоритмы, методы
и системы обработки данных. 2013. № 3 (25). С. 16-20.
7. Бростилов С.А. Метрологический анализ измерительной подсистемы
информационно-измерительной системы для исследования средств воздушного
охлаждения / С.А Бростилов, Н.В. Горячев, Т.Ю. Бростилова // Труды международного
симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 127-129.
8. Grigor'ev A.V., Goryachev N.V., Yurkov N.K. Way of measurement of
parameters of vibrations of mirror antennas. 2015 International Siberian Conference on
Control and Communications (SIBCON). Proceedings. – Omsk: Omsk State Technical
University. Russia, Omsk, May 21−23, 2015. DOI:10.1109/SIBCON.2015.7147031
9. Михеев М.Ю. Развитие теории непрерывно-дискретных преобразователей и
ее применение для совершенствования средств измерений: Диссертация на соискание
ученой степени доктора технических наук / Пенза, 2001.
10. Михеев М.Ю., Щербань А.Б. Ситуационно-структурный подход к анализу
информационных объектов: Известия высших учебных заведений. Поволжский регион.
2006. № 6. С. 128.
11. Михеев М.Ю., Юрманов В.А., Куц А.В. Совершенствование алгоритмов и
структур интегрирующих аналого-цифровых преобразователей: Известия высших
учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2009. № 1. С. 86-99.
12. Мурашкина Е.Н., Михеев М.Ю., Исаков С.А. Разработка диаграммы
вариантов использования датчиков на пав: Современные информационные технологии.
2014. № 19. С. 57-60.
13. Северин В.А., Кузнецов А.А., Михеев М.Ю., Семочкина И.Ю.
Имитационное моделирование процедуры нейросетевой идентификации двумерного
радиолокационного сигнала: Вопросы радиоэлектроники. 2009. Т. 4. № 4. С. 114-120.
14. Михеев М.Ю., Щербань А.Б. Концепция реализации принципа структурной
идентификации: Обозрение прикладной и промышленной математики. 2005. Т. 12. № 2.
С. 15.
15. Михеев М.Ю., Щербань А.Б. Ситуационно-структурный подход к анализу
информационных объектов: Известия высших учебных заведений. Поволжский регион.
Технические науки. 2006. № 6. С. 128.
16. Дмитриенко А.Г., Михеев М.Ю., Юрманов В.А., Пискаев К.Ю. Повышение
точности средств измерения системы контроля показателей качества электроэнергии
стартового комплекса: Известия высших учебных заведений. Поволжский регион.
Технические науки. 2012. № 2. С. 69-80.
17. Дмитриенко А.Г., Коновалов А.В., Михеев М.Ю. Идентификация помех в
сетях переменного тока на базе интегро-дифференцирующих устройств: Труды
международного симпозиума Надежность и качество. 2007. Т. 1. С. 382-384.
18. Бабич А.М., Роганов В.Р. Использование монокулярной системы
технического зрения при оценке расстояния до препятствий: Вопросы
радиоэлектроники. 2008. Т. 2. № 5. С. 107-111.
19. Роганов В.Р. Анализ устройств индикации тренажеров операторовнаводчиков: Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. 2014.
№ 4 (124). С. 80-87.
20. Четвергова М.В., Роганов В.Р., Сёмочкин А.В. Использование оптикоаппаратно-программных комплексов для обучения управления подвижными
объектами: Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 174.
21. Роганов В.Р., Четвергова М.В., Сёмочкин А.В. Проектирование систем
виртуальной реальности с позиции системного подхода: Современные проблемы науки
и образования. 2014. № 6. С. 199.
22. Роганов В.Р., Роганова Э.В., Асмолова Е.А., Филиппенко В.О. Один из
вариантов реализации инновационных проектов в условиях современной России:
Вестник
Южно-Российского
государственного
технического
университета
(Новочеркасского политехнического института). Серия: Социально-экономические
науки. 2014. № 5. С. 58-62.
23. Роганов В.Р. К вопросу о выборе имитатора визуальной обстановки:
Современные информационные технологии. 2014. № 19. С. 159-162.
24. Роганов В.Р., Филиппенко В.О. Сравнительный анализ систем имитации
визуальной обстановки: Современные информационные технологии. 2014. № 19. С.
162-166.
25. Roganov V.R., Asmolova E.A., Seredkin A.N., Chetvergova M.V., Andreeva
N.B., Filippenko V.O. Problem of virtual space modelling in aviation simulators: Life Science
Journal. 2014. Т. 11. № 12s. С. 1097.
26. Roganov V.R., Miheev M.J., Seredkin A.N., Filippenko V.O., Semochkin A.V.
Capacity assessment of visual conditions imitators: Eastern European Scientific Journal.
2014. № 6. С. 321-326.
27. Филиппенко В.О., Сёмочкин А.В., Асмолова Е.А., Михеев А.М. К вопросу о
возможности использования отдельных имитаторов в оптико-программно-техническом
комплексе авиационного тренажёра: Труды международного симпозиума Надежность и
качество. 2015. Т. 1. С. 198-200.
28. Жашкова Т.В., Григорьев А.В., Шарунова О.М., Калашников В.С.
Обобщенная структура подсистемы нейросетевой идентификации для анализа
критических состояний сложных систем: XXI век: итоги прошлого и проблемы
настоящего плюс. 2015. № 4 (26). С. 232-240.
Скачать