Линейные радиоволновые извещатели: анализ электромагнитной совместимости

По данным Роскомнадзора, в последние годы наблюдается неуклонный рост (в среднем от 5 до 7% в год) количества радиоэлектронных средств (РЭС) гражданского назначения, используемых на территории Российской Федерации. Данное обстоятельство серьезно усложняет электромагнитную обстановку в стране и, как следствие, приводит к росту количества обращений (на уровне от 15 до 30% в год), поступающих в надзорные органы, по вопросам устранения радиопомех.

Проведенный анализ электромагнитной обстановки показывает, что основными причинами роста количества радиопомех являются:

  • использование радиочастотного спектра без специального разрешения;
  • нарушения условий применения радиочастотного спектра или радиочастотных каналов, утвержденных решениями Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ);
  • нарушения норм на параметры радиочастотных излучений РЭС гражданского назначения, утвержденных решениями ГКРЧ.

Законодательная подоплека

Федеральный закон "О связи" устанавливает, что использование в Российской Федерации радиочастотного спектра осуществляется на принципах разрешительного порядка доступа пользователей к радиочастотному спектру и платности за его использование.

Средства связи, а также иные РЭС и высокочастотные устройства (ВЧУ), являющиеся источниками электромагнитного излучения, подлежат регистрации.

Перечень РЭС и ВЧУ, подлежащих регистрации, и порядок их регистрации определяются постановлением Правительства РФ.

Линейные радиоволновые извещатели, предназначенные для охраны периметров территорий, имеют в своем составе ВЧУ. Поэтому вопросы правильного выбора и применения ЛРВИ в аспекте соблюдения федерального законодательства в области электромагнитной совместимости РЭС являются достаточно серьезными и требуют специальных разъяснений организационно-технического и юридического характера.

Уловки производителей

В статье "Линейные радиоволновые извещатели для охраны периметра: как сделать правильный выбор?" говорится о том, что в рамках действующего законодательства, а именно выполнения требований постановления Правительства РФ и других нормативных документов, невозможно создать ЛРВИ с дальностью действия более 300 м, удовлетворяющие установленным требованиям и использующие принцип прямого детектирования сверхвысокочастотного сигнала.

Это приводит к тому, что производитель для увеличения дальности действия ЛРВИ вынужден устанавливать излучаемую мощность генератора передатчика (ПРД), превышающую указанные в нормативных документах ограничения.

В вышеназванной статье потребителям продукции предлагалось быть особо требовательными при выборе ЛРВИ, детально изучать их технические характеристики, запрашивать у производителей официальные документы, которые подтверждают возможность эксплуатации ЛРВИ без регистрации (оплаты за использование частотного ресурса) в Роскомнадзоре, а также проверять ЛРВИ на соответствие нормам СанПиН.

Типичные ошибки построения ЛРВИ

Некоторые производители ЛРВИ в погоне за увеличением излучаемой мощности допускают типичные ошибки, и это приводит к тому, что ЛРВИ становятся источниками радиопомех, а потребители – нарушителями законодательства о связи.

Прежде всего следует понимать, что наличие у производителя решения ГКРЧ о выделении частотного ресурса на разработку и производство РЭС не является основанием для их эксплуатации потребителем без регистрации.

Только в отдельных случаях можно использовать РЭС без регистрации, если излучение его ВЧУ не превышает допустимый уровень мощности, а частота соответствует разрешенному частотному диапазону, что было подробно рассмотрено в упомянутой статье.

Подмена значений параметров

Рассмотрим типичный пример. Для формального выполнения требований по ограничению излучаемой ВЧУ мощности некоторые производители ЛРВИ используют известный технический прием, суть которого заключается в подмене значений эквивалентной изотропно излучающей мощности (ЭИИМ) соответствующими значениями средней мощности излучения ВЧУ, которая зависит не только от амплитуды сигнала, но и от величины скважности (Q) импульсной последовательности (меандра или коротких импульсов).

Рассмотрим типичный пример. В технической документации на ЛРВИ указана некоторая средняя мощность излучения, равная ЭИИМ (формально соответствующая установленным нормам), а также скважность излучаемого сигнала Q = 2. Если подсчитать максимальную (пиковую) мощность этого ЛРВИ, то она окажется в два раза больше указанного ЭИИМ. На практике это выражается в том, что производители вместо допустимых 100 мВт (для широко распространенного частотного диапазона от 24 050 до 24 250 МГц) фактически излучают 200 мВт, то есть превышают норму в два раза.

Если рассмотреть другой, не менее популярный частотный диапазон, который разрешено использовать для устройств, предназначенных для обнаружения передвижения и радиосигнализации, работающих в полосе частот от 9200 до 9750 МГц, то здесь ограничение ЭИИМ по решению ГКРЧ8 составляет всего 20 мВт.

Таким образом, чтобы увеличить максимальную (пиковую) мощность импульса и сохранить при этом среднюю мощность излучения на уровне величины ЭИИМ, производители увеличивают скважность импульсов, пытаясь решать проблему недостаточности чувствительности приемника прямого детектирования в ЛРВИ.

К чему это приводит?

Радиопомехи, которые излучают РЭС, определяются не средней, а максимальной (пиковой) мощностью. Данное нарушение требований постановления Правительства РФ не всегда оперативно выявляется на местах, поскольку для этого необходимо наличие специализированных средств измерения. На практике же, как правило, используются недорогие измерители плотности потока энергии сверхвысокочастотного поля типа ПЗ-ЗЗМ, П3-41 или аналогичные, применяемые для контроля требований СанПиН и измеряющие исключительно средние значения плотности потока энергии при длительных воздействиях.

Кроме того, производители не хотят замечать такой факт, что применение модуляции неизбежно приводит к расширению спектра излучаемых частот. Для случая с амплитудно-импульсной модуляцией излучаемого сигнала ширина спектра увеличивается с уменьшением времени длительности импульса. Для примера спектры непрерывного и импульсного сигналов показаны на рис. 1 и 2.

рис 1-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Спектр непрерывного сигнала

рис 2-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Спектр импульсного сигнала

Для ЛРВИ, который не имеет высокостабильного генератора в ПРД, сохраняется возможность выхода частоты излучения за полосу частот, разрешенную постановлением Правительства РФ, в большей степени за счет воздействий на него крайних значений рабочих температур и в меньшей – за счет применения амплитудной модуляции несущей частоты короткими импульсами, расширяющей спектр излучения.

Например, при длительности импульса, равной 1 мкс, ширина спектра сигнала составит 2 МГц (с сохранением 95% энергии), для импульсов длительностью 0,1 мкс – 20 МГц.

Необходимо отметить, что это относится и к ЛРВИ с частотами от 24 050 до 24 250 МГц, где уже изначально отклонение частот излучения ограничено величиной ±100 МГц от середины диапазона.

Прямой путь к нарушениям

Иногда производители ЛРВИ увеличивают максимальную мощность в импульсе (при использовании принципа прямого детектирования), не обращая внимание на необходимость выполнения требований постановления Правительства РФ (по мощности и частоте излучения), выпускают и реализуют такие ЛРВИ на территории Российской Федерации, указывая в документации, что они не подлежат регистрации. Такие действия могут привести к нарушению требований ст. 10 закона РФ "О защите прав потребителей" и квалифицироваться по ст. 14. Кодекса об административных правонарушениях как обман потребителей.

Для сравнения выполнения требований постановления Правительства РФ различными производителями в таблице 1 представлены параметры излучения некоторых ЛРВИ, наиболее широко применяемых на практике.

Таблица 1. Параметры излучения различных ЛРВИ

табл1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Примечание. Амплитудная модуляция сигнала в ЛРВИ FMW-3, "Тантал-200", "Радий-2", "Призма 3-24", РИФ РЛМ осуществляется меандром с частотой от 1 до 3 кГц.

Как определить реальные характеристики?

Из таблицы видно, что мощность излучения ЛРВИ "Тантал-200" составляет всего 3 мВт, но при этом в технической документации на данный ЛРВИ не конкретизировано, какая это мощность – пиковая, средняя или ЭИИМ. Если это значение соответствует средней мощности, то пиковая мощность будет в Q раз больше заявленной. Чтобы избежать нарушений по ЭИИМ для этого ЛРВИ, мощность на входе антенны при непрерывном излучении не должна превышать 0,1 мВт, так как КНД антенны составляет 1029, а при Q = 2 – уже не более 0,05 мВт.

Что касается ЛРВИ FMW-3, "Радий-2", "Призма 3-24" и РИФ РЛМ, то сделать какие-либо выводы о соблюдении ими установленных норм затруднительно по причине недостатка данных о параметрах излучения. Однако учитывая, что КНД антенн составляет несколько сотен единиц, можно предположить, что максимальная (пиковая) мощность этих ЛРВИ способна превысить ЭИИМ.

Особенностью ЛРВИ dHunt является то, что этот извещатель излучает непрерывный сигнал, который не расширяет спектр излучения, и указанное в документации значение излучаемой мощности,  равное 100 мВт,  ЭИИМ  обеспечивает соответствие данного ЛРВИ установленным нормам.

Производитель, будь внимательнее!

Производителям ЛРВИ в целях выполнения требований нормативных документов по электромагнитной совместимости ЛРВИ как РЭС, имеющих в составе ВЧУ8–12, рекомендуется более внимательно подходить к выбору структуры построения вновь разрабатываемых и модернизируемых ЛРВИ. Им следует также учитывать принципы формирования и параметры излучающих радиочастотных сигналов с учетом вышеописанных особенностей контроля излучаемой мощности.


Александр Климов, начальник отдела ФКУ «НИЦ «Охрана» Росгвардии, к.т.н.
Сергей Анохин, старший научный сотрудник ФКУ «НИЦ «Охрана» Росгвардии
Михаил Пермяков, научный сотрудник ФКУ «НИЦ «Охрана» Росгвардии

Источник:
https://www.secuteck.ru/articles/linejnye-radiovolnovye-izveshchateli-analiz-ehlektromagnitnoj-sovmestimosti

Яндек�.�е��ика