9-й Международный симпозиум по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии

Подождите немного. Документ загружается.

В 2011 году исполняется 125 лет

старейшему электротехническому вузу России –

Санкт-Петербургскому государственному

электротехническому университету

9-й МЕЖДУНАРОДНЫЙ СИМПОЗИУМ

ПО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ

И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭКОЛОГИИ

ТРУДЫ СИМПОЗИУМА

13–16 сентября 2011 г.

Санкт-Петербург

2011

ОРГАНИЗАТОРЫ СИМПОЗИУМА:

• Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет «ЛЭТИ»

• Санкт-Петербургское научно-техническое общество

радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова

• ФГУП «Радиочастотный центр Северо-Западного федерального

округа»

• ООО «Экспериментально-исследовательский «Дискон»

ПОДДЕРЖКА СИМПОЗИУМА:

• Министерство образования и науки Российской

Федерации

• Российская академия наук

• С.-Петербургский государственный

политехнический университет

• С.-Петербургский государственный университет

телекоммуникаций имени проф. М. А. Бонч-Бруевича

• С.-Петербургский государственный морской

технический университет

• Московский технический университет

связи и информатики

• ФГУП НИИ Радио

• ФГУП «ВНИИ Автоматики им. Н. Л. Духова»

• Научно-исследовательский испытательный центр ЭМС

• Научно-производственное предприятие «Прорыв»

• ЗАО «Современные беспроводные технологии»

• ООО «Элемком»

• Amideon Systems Ltd.

• ЗАО «НПФ «Диполь»

Организаторы Симпозиума ЭМС-2011

благодарят за финансовую поддержку:

Генерального спонсора – Rohde&Schwarz

Спонсоров:

Международный союз радиоспециалистов (URSI)

ФГУП «ВНИИ Автоматики им. Н. Л. Духова»

ЗАО «Современные беспроводные технологии»

ЗАО “НПФ «Диполь»

Научно-производственное предприятие «Прорыв»

Президент – проф. В. М Кутузов, Россия, ректор СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

Вице-президент – prof. Michel Ianoz, Швейцария

Организационный комитет

Программный комитет

Председатель – проф. В. Н. Малышев, Россия

декан, зав. каф., СПб гос. Электротехнический

университет «ЛЭТИ»

Зам. председателя – А. Ю. Абрамов, Россия

ген. директор ФГУП «Радиочастотный центр

Северо-Западного федерального округа» (СПб)

Зам. председателя – к.т.н. С. Б. Шостакович, Россия

ген. директор ООО «Дискон-Центр» (СПб)

чл.-корр. РАН П. А. Бутырин, Россия

зав. каф., Московский энергетический институт

к.т.н. В. Я. Архипкин, Россия

ген. директор ООО «Кедах Электроникс Инжиниринг»

(Москва, Зеленоград)

д.т.н. В. В. Бутенко, Россия

ген. директор ФГУП «НИИ Радио» (Москва)

проф. А. А. Воршевский, Россия

СПб гос. морской технический университет

д.т.н. В. И. Бутин, Россия

начальник отдела, ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова»

М. Ю. Ермаков, Россия

комм. директор, ЗАО «Энергопромимпорт» (Москва)

проф. Л. М. Мартынов, России

руководитель Российского отделения

«Инжиниринг-менеджмент» IEEE (Москва)

к.т.н. В. И. Мордачев, Беларусь

зав. лаб., Белорусский гос. университет

информатики и радиоэлектроники (Минск)

Dr. Risto Pirjola, Финляндия

Финский Метеорологический институт (Хельсинки)

Dr. Larisa Trichtchenko, Канада

научн. сотр., Геомагнитная лаб. природных ресурсов

проф. В. А. Тухас, Россия

директор НПП «Прорыв» (Петрозаводск)

prof. Masashi Hayakawa, Япония

зав. каф., Университет электрокоммуникаций (Токио)

Председатель – проф. Н. В. Коровкин, Россия

СПб гос. политехнический университет

Зам. председателя – к.т.н. В. С. Гутин, Россия

зам. председателя СПбНТОРЭС им. А.С. Попова

Зам. председателя – проф. Л. Н. Кечиев, Россия

зав. каф., Московский институт электроники и математики

акад. РАН К. С. Демирчян, Россия

чл.-корр. РАН Ю. Б. Зубарев, Россия

советник директора Московского

научно-исследовательского телевизионного института

чл.-корр. РАН М. П. Федоров, Россия

СПб гос. политехнический университет, научный руководитель

научно-исследовательского университета «СПбГПУ»

чл.-корр. РАН А. М. Финкельштейн, Россия

директор Гос. инст.. прикладной астрономии РАН

проф. М. А. Быховский, Россия

зам. директора Центра анализа ЭМС (Москва)

проф. А. Г. Вострецов, Россия

проректор Новосибирского гос. технического университета

проф. В. П. Ипатов, Россия

СПб гос. электротехнический университет «ЛЭТИ»

проф. А. М. Костроминов, Россия

Петербургский гос. университет путей сообщения

проф. С. Б. Макаров, Россия

зав. каф., СПб гос. политехнический университет

проф. В. Н. Никитина, Россия

зав. НИЛ электромагнитной безопасности,

СПб гос. морской технический университет

проф. Е. Б. Соловьева, Россия

зав. каф., СПб гос. электротехнический университет «ЛЭТИ»

проф. Ю. М. Сподобаев, Россия

зав. каф., Поволжская государственная академия

телекоммуникаций и информатики (Самара)

проф. Г. Г. Чавка, Россия

Белостокский технический университет (Польша)

проф. С. Ф. Чермошенцев, Россия

зав. каф., Казанский гос. тех. университет им. А.Н. Туполева

ПЛЕНАРНОЕ ЗАСЕДАНИЕ

PLENARY SESSION

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ: СОДЕРЖАНИЕ

ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ЕЁ РЕШЕНИЯ НА РАННИХ ЭТАПАХ

РАЗВИТИЯ РАДИОТЕХНИКИ (РОССИЙСКИЙ ОПЫТ)

М. А. Партала, Россия

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

Аннотация. Рассмотрено содержание проблемы электромагнитной совместимости на ранних этапах

развития радиотехники. Описаны методы решения проблемы на основе российского опыта. Показа-

но, что основной вклад в решение проблемы в рассматриваемый период вносили организационные

методы.

Abstract. The problem of electromagnetic compatibility at the early stages of radio engineering develop-

ment has been considered. The methods of solving this problem based of Russian experience have been de-

scribed. It is shown that the main contribution to the solution of the problem during the period under consid-

eration has been made by organizational methods.

Проблема электромагнитной совместимости

(ЭМС) является одной из старейших и, одновре-

менно, одной из наиболее актуальных проблем со-

временной радиоэлектроники. В последние десяти-

летия значительно возрос интерес к историческим

аспектам проблемы ЭМС. При этом особое внима-

ние уделяется ранним этапам её становления и раз-

вития.

Исследования, выполненные отечественными

историками радиотехники в 1990-е – 2000-е гг. по-

казывают, что основные вопросы, составляющие

содержание проблемы ЭМС в современном ее по-

нимании, были вполне осознаны ведущими спе-

циалистами в области радио уже к началу 20-го

века [1, 2, 3]. Этому в значительной мере способст-

вовало применение в радиосвязи в 1895–1900 гг.

простейших схем передатчиков и приемников, из-

лучавших и принимавших сигнал в широком спек-

тре и на близких частотах.

Остроту проблемы удалось частично снять к

1900 г. благодаря работам Брауна, Лоджа, Марко-

ни, Слаби, позволившим повысить частотную из-

бирательность средств радиосвязи. Однако, как

подчеркивается в [1], реальные успехи научно-

технической и инженерно-конструкторской мысли

в начале 20-го столетия позволили получить реше-

ния наиболее актуальных для своего времени во-

просов ЭМС только для простейших конфликтных

ситуаций дуэльного типа. Вместе с тем, насущные

потребности практики уже в тот период потребова-

ли решения более сложных задач.

Следует отметить, что проблема ЭМС сразу в

наиболее острой форме проявилась в военно-

морском флоте. Такое положение было объективно

обусловлено особенностями размещения и функ-

ционирования корабельной радиоаппаратуры.

Большое количество различных электротехниче-

ских устройств, установленных на корабле, много-

численные металлические конструкции, дающие

эффект экранирования, отражения или переизлуче-

ния электромагнитных волн, – эти и другие факто-

ры существенным образом влияли на работу кора-

бельных радиоэлектронных средств (РЭС). Кроме

того, при решении кораблями боевых задач в со-

ставе эскадры (отряда) на относительно ограничен-

ной территории оказывалось сосредоточенным

большое число однотипных РЭС, выполняющих

общие задачи и работающих совместно. Следстви-

ем этого стала опережающая постановка и разра-

ботка вопросов ЭМС в Морском ведомстве по

сравнению с другими учреждениями и ведомства-

ми Российской империи.

Исходя из требований практики, в русском

флоте уже к 1905 г. обозначились следующие на-

правления обеспечения ЭМС [1]:

- обеспечение ЭМС РЭС с другими техниче-

скими средствами (ТС) корабля;

- обеспечение ЭМС РЭС одиночного кораб-

ля;

- обеспечение ЭМС РЭС корабельного со-

единения;

- обеспечение способности РЭС корабля ус-

пешно функционировать в бою одновременно с

РЭС кораблей противника.

Взаимное влияние аппаратуры беспроволочно-

го телеграфа и других ТС корабля друг на друга

было выявлено на самых ранних этапах развития

судовой радиотехники. Так, например, влияние

спирали Румкорфа отправительной станции на су-

довой магнитный компас было обнаружено и час-

тично исследовано еще в ходе опытов, проводив-

шихся под руководством А. С. Попова в Учебно-

минном отряде в кампанию 1898 г. Уже в апреле

1900 г. А. С. Попов включил указанные вопросы в

первую учебную программу по беспроволочной

телеграфии, разработанную им для Минного офи-

церского класса в Кронштадте [4].

Позднее, в кампаниях 1902, 1903 гг. на кораб-

лях Балтийского и Черноморского флотов было

выявлено отрицательное влияние беспроволочного

телеграфа на судовые динамо, электродвигатели и

другое электрооборудование корабля. При уста-

новке аппаратуры на корабль это влияние устраня-

лось организационно-техническими мерами (шун-

тированием, экранировкой, обеспечением про-

странственного разноса).

Первые опыты по радиосвязи в корабельных

условиях позволили выявить и обратный эффект –

отрицательное влияние корабельных электротехни-

ческих устройств на беспроволочный телеграф и, в

частности, на качество приема радиосигналов. Был

сделан важный вывод о нецелесообразности «пого-

ни» за максимальной чувствительностью при нали-

чии высокого уровня электромагнитных помех в

точке приема. Это, в частности, предопределило

использование А. С. Поповым в своих первых ко-

рабельных опытах «грубых» когереров в интересах

достижения требуемой надежности радиоприема.

В рассматриваемый период самое серьёзное

внимание уделялось на кораблях борьбе с контакт-

ными радиопомехами от верхнепалубных уст-

ройств: лееров, оттяжек антенн и другого металли-

ческого такелажа и рангоута. При этом правила

проводки воздушной (антенной) сети, размещения

и установки радиоаппаратуры, устройство изолято-

ров и уход за ними – также изучались с минными

офицерами в рамках составленной А. С. Поповым в

1900 г.учебной программы [4].

Решение вопросов обеспечения ЭМС РЭС оди-

ночного корабля, а также РЭС корабельного соеди-

нения осуществлялось проведением разнообразных

технических и организационных мероприятий. Сле-

дует, правда, отметить, что технические меры по

обеспечению ЭМС РЭС носили в силу своей недос-

таточной разработанности весьма ограниченный

характер. Фактически, они сводились к реализации

метода частотной фильтрации.

Организационные мероприятия получили в

начальный период более широкое распространение.

Они включали: назначение частот, управление вре-

менным режимом работы, управление мощностью

сигнала и скоростью передачи.

Назначение частот осуществлялось с целью

обеспечения частотного разноса. Возможности по

частотному разносу, однако, существенно ограни-

чивались техническими возможностями самой ап-

паратуры и характеристиками воздушной сети.

Лишь к 1910 г., с массовым переходом на «звуча-

щие» радиостанции, а затем и с внедрением техни-

ки незатухающих колебаний, это направление

обеспечения ЭМС стало одним из основных.

Управление временным режимом работы осу-

ществлялось по двум направлениям: обеспечение

временного разноса и сокращение времени работы

на передачу. На одиночном корабле временной

разнос обеспечивался поочередным (разновремен-

ным) подключением к воздушной сети приемной и

передающей аппаратуры. На группе кораблей или

береговых радиостанций временной разнос обеспе-

чивался строгой регламентацией порядка работы в

эфире, предполагавшей разработку расписаний

работы радиостанций и детальных процедур ра-

диообмена. Сокращение времени работы достига-

лось введением позывных, использованием услов-

ных сокращений, обязательных при радиоперего-

ворах, формализацией передаваемых сообщений с

помощью кодовых книг и др. методами.

Управление мощностью сигнала. В качестве

одного из основных правил для радиостанций было

зафиксировано – все радиостанции должны пользо-

ваться энергией, сообразуясь с заданным расстоя-

нием передачи. На радиостанциях Морского ве-

домства предписывалось вести "Таблицы телегра-

фирования для разных расстояний". В таблицах

надлежало фиксировать расстояния до корреспон-

дентов и требуемые (достаточные) для связи с ним

значения мощности передатчика. При необходимо-

сти установления радиосвязи с известным коррес-

пондентом, вызов надлежало производить сразу

той мощностью, которая была записана в "Табли-

це" для данного корреспондента или для данной

дистанции связи. И только в случае отсутствия от-

вета разрешалось при повторных вызовах посте-

пенно увеличивать мощность передатчика. Перед

началом работы полной мощностью предписыва-

лось передавать специальный сигнал "Берегите

когереры ", с получением которого на близкорас-

положенных радиостанциях принимались меры по

защите приёмников. Заслуживает внимания то об-

стоятельство, что в русском флоте мощность пере-

датчика очень скоро стала рассматриваться как па-

раметр, характеризующий некий пространственный

ресурс (по аналогии с частотным ресурсом), т.е.

определяющий размеры района, «занимаемого»

радиостанцией.

Изменение скорости передачи. При наличии

помехи рекомендовалось уменьшать скорость пе-

редачи с одновременным увеличением длительно-

сти передаваемых точек и тире. Примечательно,

что данный способ был впервые разработан для

приема радиограмм "на ленту" (на аппарат Морзе),

однако большого распространения в этом качестве

он не получил. И лишь с массовым внедрением так

называемых "станций со звучащей искрой", а затем

и передатчиков незатухающих волн, и повсемест-

ным переходом на "слуховой" прием, он вновь во-

шел в практику радиосвязи.

Характеризуя общий уровень понимания про-

блемы ЭМС специалистами русского флота, следу-

ет отметить, что уже в 1904 г. требования ЭМС

учитывались при задании технических условий на

корабельную радиоаппаратуру. В 1905 г. отмечен

важный прецедент, когда несоответствие требова-

ниям ЭМС явилось основанием для отказа от даль-

нейшего использования в русском флоте радио-

станций одной из иностранных фирм. Требования

ЭМС учитывались также и при размещении РЭС.

В рассматриваемый период в постановочном

плане обозначились многие вопросы обеспечения

ЭМС, само возникновение которых и разработка

путей их решения в современной литературе по

проблематике ЭМС относят к гораздо более позд-

ним годам. Так, например, уже первые случаи ве-

дения радиоэлектронной борьбы в ходе русско-

японской войны (1904–1905) поставили перед рус-

скими моряками необходимость решения задачи по

обеспечению ЭМС средств радиопомех со своими

средствами радиосвязи и радиоразведки. Эта задача

была решена организационными мерами: обеспе-

чением пространственного (средства радиопомех –

средства радиоразведки) и временного (средства

радиопомех – средства радиосвязи) разносов. Тогда

же впервые «проявился» вопрос о необходимости

обеспечения одновременной работы корабельных

РЭС с однотипными РЭС противника в ходе мор-

ского боя (сражения).

Накопленный к 1905 г. в Морском ведомстве

опыт, четкое понимание причин возникновения и

путей решения вопросов ЭМС, позволили флот-

ским специалистам выступить с идеей о необходи-

мости государственной регламентации в сфере ра-

дио. Инициатором постановки данного вопроса

явился заведующий делом беспроволочного теле-

графирования в Морском ведомстве капитан 2 ран-

га А. А. Реммерт, который 13 апреля 1905 г. напра-

вил руководству МТК соответствующий рапорт. На

основе данного рапорта был подготовлен и 3 мая

представлен Управляющему Морским министер-

ством доклад, в котором, в частности, говорилось:

«В виду полного отсутствия точных указаний и

каких бы то ни было правил, в законодательном

порядке установленных, относительно права част-

ных лиц и учреждений иметь станции беспрово-

лочного телеграфа, и отсутствия правительственно-

го контроля над ними, станции ... взаимно мешают

правильному действию одна другой, чем отчасти

парализуется их назначение. Посему необходимо

классифицировать станции, разграничить районы

их действия, назначить каждой паре определенную

длину волны, высоту мачт и мощность и вырабо-

тать правила пользования такими станциями раз-

личными ведомствами и частными лицами, на осо-

бых условиях в мирное и военное время, и подчи-

нить контролю правительства, признав их за сред-

ство обороны государства» [5]. Для проведения

необходимой подготовительной работы предлага-

лось образовать специальную «междуведомствен-

ную комиссию» из представителей всех заинтере-

сованных министерств и ведомств России. Доклад

получил одобрение Управляющего Морским мини-

стерством. Однако по целому ряду объективных и

субъективных причин эта комиссия, созванная в

декабре 1905 г., не смогла разрешить всех постав-

ленных перед ней проблем. В 1909 г. Морское ве-

домство вновь инициирует вопрос создания специ-

ального органа для решения накопившихся в об-

ласти радио вопросов. Такой орган появился в Рос-

сии в 1910 г. Первоначально он был организован в

форме временного совещания. Спустя два года, в

июне 1912 г., был учрежден Междуведомственный

радиотелеграфный комитет (МРК), просущество-

вавший до 1918 г. и сыгравший заметную роль в

развитии отечественной радиотехники. Председа-

телем временного Междуведомственного совеща-

ния, а затем МРК был назначен помощник началь-

ника Главного управления почт и телеграфов (ГУ-

ПиТ) профессор Электротехнического института П.

С. Осадчий (1910–1915). В последующие годы ко-

митет возглавляли Н. Н. Менделеев (1915–1917), А.

Н. Эйлер (1917), Н. А. Яблоновский-Снадзский.

Организационно МРК состоял при ГУПиТ и вклю-

чал представителей от 9 министерств и ведомств.

Современные историки оценивают статус МРК как

весьма высокий. С деятельностью МРК связаны

имена таких известных российских специалистов в

области радиотехники, как Д. М. Сокольцов, А. М.

Щастный, Н. А. Скрицкий, И. Г. Фрейман и др. [2, 3].

Одним из важных результатов создания МРК

явилась возможность объединения лучших науч-

ных и инженерных сил страны для решения акту-

альных вопросов радиотехники, включая и пробле-

матику ЭМС. Для участия в заседаниях МРК при-

глашались такие видные специалисты в области

теории и практики радиотехники, как профессоры

А. А. Петровский, Н. А. Булгаков, инженеры С. М.

Айзенштейн, И. Д. Тыкоцинер, Л. Д. Исаков, М. В.

Шулейкин, военные радиоинженеры И. А. Леонть-

ев, И. И. Ренгартен и др. Это в свою очередь позво-

лило в 1910-е гг. перевести проблему ЭМС из об-

ласти интуитивных и эмпирических решений в об-

ласть строгих количественных оценок и научных

рекомендаций. Так, уже в 1912–1913 гг. Л. Д. Иса-

ковым, А. А. Петровским, Н. А. Скрицким были

созданы первые расчетные методики по ЭМС, по-

зволяющие определять параметры частотно-

территориального разноса РЭС [6]. Основу их со-

ставили оригинальные теоретические разработки и

публикации авторов, базирующиеся на современ-

ных достижениях теории радиоприема и распро-

странения электромагнитных волн. Указанные ме-

тодики были использованы, в частности, при раз-

работке Правил пользования иностранными судами

радиотелеграфом при нахождении их у берегов или

во внутренних водах Российской империи, а также

при решении других практических задач.

Важность организационных мер и их удельный

вес в решении проблемы ЭМС в рассматриваемый

период обусловили весьма раннюю постановку

вопроса о контроле за соблюдением установленных

правил работы радиостанций. Такой контроль в

инициативном порядке осуществлялся Морским

ведомством, где велся учет всех правонарушений,

как своих радиостанций, так и радиостанций дру-

гих ведомств. Прорабатывался вопрос о создании

специальной приемной радиостанции для контроля

за радиоэфиром, а также о введении особой долж-

ности, на которую возлагались бы функции кон-

троля и пресечения правонарушений со стороны

различных ведомств (обер-полицмейстер по радио-

телеграфной части).

Таким образом, исследования по истории раз-

вития радиотехники в России показывают, что про-

блема ЭМС уже на этапе её зарождения носила

системный характер. Решение проблемы осуществ-

лялось на основе комплексного подхода, включав-

шего, в том числе:

1. Выработку и реализацию технической поли-

тики в области ЭМС.

2. Разработку руководящих документов и ор-

ганизационно-технического обеспечения ЭМС ТС.

3. Обучение специалистов.

4. Создание и производство РЭС, отвечающих

требованиям ЭМС.

5. Организацию эксплуатации РЭС в реальной

электромагнитной обстановке

6. Контроль за выполнением установленных

правил обеспечения ЭМС и др.

При этом основной вклад в решение вопросов

ЭМС в начальный период развития радиотехники

вносили преимущественно организационные мето-

ды. По мере совершенствования радиоаппаратуры

и повышения её возможностей происходило пере-

распределение роли и места технических и органи-

зационных методов обеспечения ЭМС и их вклада

в решение проблемы.

Литература:

1. Азаров Б. В., Партала М. А. Вопросы обес-

печения электромагнитной совместимости и поиск

путей их решения в русском флоте (1895 – 1905 гг.)

// Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Сер. История нау-

ки, образования и техники. – 2003, № 1. – С. 24-27.

2. Золотинкина Л. И. История зарождения про-

блемы электромагнитной совместимости и форми-

рования путей ее решения в отечественном Военно-

морском флоте. В сб.: Институт истории естество-

знания и техники им. С. И. Вавилова. Годичная

конференция, 2004.- М: Диполь-Т.-788с. С.665-668.

3. Глущенко А. А. Место и роль радиосвязи в

модернизации России (1900-1917 гг.) – СПб.:

ВМИРЭ, 2005.

4. Золотинкина Л. И., Партала М. А., Урвалов

В. А. Летопись жизни и деятельности Александра

Степановича Попова. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ

«ЛЭТИ», 2008.

5. Российский государственный архив Военно-

Морского Флота. Ф. 421. Оп. 4. Д. 872. Л. 344.

6. Там же. Ф. 418. Оп. 1. Д. 1815. Л. 44-50, 61-

64, 65-66.