Аналогично полная энергия, выделившаяся в нагрузке антенны, связана с плотностью энергии

w: E{t)dt=-f (О dt. (1.7)

следующим соотношением:

==8,ф.,и. (1.8)

При создании ЭМО группой независимых источников энергия, выделившаяся в нагрузке антенны, суммируется.

Вероятностный подход широко используют при определении характеристик надежности радиоэлектронных средств, их отдельных блоков и узлов, имеющих рецепто/ры энергии МЭМП.

При этом количественно оценивают ЭМО сравнением между собой вероятности превышения наперед заданных, по условиям сохранения работоспособности РЭС, уровней сигналов с входными сигналами помех.

Приведенные подходы для описания характеристик ЭМО применяют в зависимости от конкретных условий или требований, вытекающих из выбранных способов количественной оценки и обеспечения стойкости РЭС к воздействию МЭМП.

1.2. МОЩНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОМЕХИ И ИХ ИСТОЧНИКИ

Проблема ЭМС и стойкости РЭС к воздействию МЭМП тесно связана с существованием непреднамеренных (паразитных) электромагнитных связей и помех, наличие которых ухудшает эффективность работы РЭС. При этом особое значение в обеспечении требований ЭМС и повышении стойкости РЭС к воздействию МЭМП, особенно на ранних стадиях их разработки, приобретает знание ЭМО, создаваемой источниками мощных электромагнитных помех.

Помеха - это нежелательное электрическое и (или) магнитное воздействие на РЭС, которое может привести к ухудшению качестваих функционирования [4].

Мощные электромагнитные помехи - это помехи, которые могут привести к необратимым процессам в элементной базе РЭС, отказу и выходу из строя радиоэлектронного средства.

Определить точно количественную границу термина мощные помехи по сравнению с помехой трудно. Так, например, как отмечено в [5], степень воздействия на кристаллические смесители и детекторы радиолокационных приемников зависит от полной энергии импульсов помех длительностью менее 10 не. Энергия помехи 0,1 ... 1 мкДж вызывает выгорание полупроводниковых приборов, используемых в диапазоне частот 1... 10 ГГц. Для полупроводниковых приборов, применяемых на более высоких частотах, уровни выгорания варьируются в пределах 0,01... 0,1 мкДж. Воздействие одиночных импульсов длительностью более 10 не зависит от мощности. Выход из строя приборов, используемых на

частотах ниже 10 ГГц, происходит обычно при уровнях максимальной (импульсной) мощности выше 5 Вт. Приборы, рассчитанные на работу при более высоких частотах, выходят из строя при уровнях импульсной мощности свыше 0,5 Вт. Ухудшение свойств, возникающее под действием последовательности импульсов, происходит при существенно более низких уровнях мощности, чем в случае одиночного импульса. Типичный уровень такой мощности для последовательности импульсов составляет 17о от .мощности одиночного импульса.

По форме помехи разделяют на импульсные и регулярные [4]. Импульсные помехи - это одиночные импульсы или их последовательность, произвольные по форме и различные по амплитуде, которые появляются в случайные моменты времени, причем для последовательности импульсов интервалы между ними, как правило, больше длительности самих импульсов.

Регулярные помехи определяются как гармонические. В промышленных условиях это помехи с частотой сети и (или) ее гармоник.

В зависимости от вида и характера источников излучения МЭМП, как показано на рис. l.il, подразделяются на два боль-

Мощные электромагнитные помехи и их источнини - I

Естественного происхождения

искусственного происхождения

Организованные

ГрозоВь/е разряды

Мощные радиопередающие средства

Непреднамеренные

(/н01/сп7риау7ьные

Контан-тная сеть железных dopes

Высоковольтные

линии эле/<тропередачи

Высоковольтные установги

Рис. 1.1. Виды мощных электромагнитных помех и их источники

ших класса: помехи естественного .и искусственного происхождения.

Помехи искусственного происхождения возникают в процессе человеческой деятельности. Помехи естественного происхождения ,не связаны с процессами жизнедеятельности человека и существуют не зависимо от них.

Помехи искусственного происхождения, в свою очередь, делятся на непреднамеренные и организованные.

Непреднамеренные помехи возникают в процессе использования человеком различного рода устройств, генерация помех которыми является естественным следствием их функционирования.

Организованные помехи создаются искусственно с целью ухудшения функционирования или вывода из строя РЭС. Организованные помехи в теории обеспечения требования ЭМС РЭС не рассматриваются. Тем не менее на практике они имеют место, и по характеру своего воздействия на элементы РЭС во многом идентичны мощным непреднамеренным электромагнитным помехам, особенно с точки зрения влияния на нормальное функционирование РЭС предполагаемой неблагоприятной ЭМО, в которой могут оказаться эти средства. Поэтому, чтобы выдержать основные, сложившиеся -в практике обеспечения требований ЭМС РЭС аспекты, в классификации они объединены в единую группу с непреднамеренными помехами.

Основными источниками мощных электромагнитных помех являются: грозовые разряды; радиоэлектронные средства (мощные радиопередающие средства и радиолокационные станции); высоковольтные линии электропередачи; контактная сеть железных дорог, а также высоковольтные установки для научных исследований и технологических целей.

1.2.1 ГРОЗОВЫЕ РАЗРЯДЫ

Грозовые разряды (молнии) - это наиболее распространенный источник мощных электромагнитных помех естественного происхождения. По приближенным подсчетам в земную поверхность ежесекундно ударяют около ста молний. На. окружающие предметы, электротехнические сооружения, средства связи, РЭС, живую природу молнии оказывают неблагоприятные воздействия: электростатическое, электромагнитное, динамическое, термическое, биологическое. Удары молнии нередко приводят к гибели людей и наносят большой материальный ущерб.

Молния представляет собой разновидность газового разряда при очень большой длине искры. Общая длина канала молнии достигает нескольких километров. Источником молнии является грозовое облако, несущее в- себе скопление объемных положительных и отрицательных зарядов. Образование таких объемных зарядов различной полярности в облаке (поляризация облака) связано с конденсацией вследствие охлаждения водяных паров восходящих потоков теплого воздуха на положительных и отри-