13.02.2009. Электромагнитная совместимость радиоканальных средств охраны

Согласно ГОСТ Р 50397-93 «Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения», электромагнитная совместимость (ЭМС) определяется как «способность технического средства функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам».

В решении ГКРЧ (№ 04-03-04-001, заседание ГКРЧ от 06.12.2004, протокол № 04-03) о выделении полосы радиочастот 433,075-434,750 МГц для маломощных радиостанций записано: «…Разрешить гражданам Российской Федерации и российским юридическим лицам использование на вторичной основе полосы радиочастот 433,075-434,750 МГц для разработки, производства, модернизации и эксплуатации на территории Российской Федерации маломощных (до 10 мВт) радиостанций, без оформления частных решений ГКРЧ на использование полосы радиочастот и разрешений Федерального агентства связи на использование номиналов радиочастот для каждого конкретного типа радиостанций…».

Данное решение позволило разработчикам технических средств охраны за очень короткий период времени создать целый ряд устройств и систем, которые сейчас называются «радиоканальные». Большинство отечественных и зарубежных радиоканальных систем охраны работает на частоте 433,92 МГц. Для этой частоты выпускаются десятки типов высококачественных приемопередающих электронных компонентов. Преимущество в удобствах при монтаже радиоканальных систем охраны очевидно и неоспоримо, и границы их применения все больше расширяются.

Поводом подробнее разобраться в проблемах ЭМС для радиоканальных систем охраны, работающих в диапазоне частот 433,075-434,750 МГц, послужила статья В.П. Панченко «ДИАПАЗОН 450 МГц: от бурных перемен к качественным преобразованиям». В статье очень подробно описана история освоения частотного диапазона 400-460 МГц различными гражданскими, правительственными и военными службами. Этот диапазон осваивался, начиная с 1960-х годов, и в настоящее время весь диапазон частот 450 МГц (390-470 МГц) интенсивно используется радиоэлектронными средствами (РЭС) различного применения на совместной основе и поэтому очень перегружен, особенно в экономически развитых регионах страны. В частности, сохранились и выделенные до 1995 года частотные диапазоны для высокочастотных установок (433,05-434,79 МГц) и любительских радиостанций (430-440 МГц), включая радиолюбительскую спутниковую службу (435-438 МГц).

Поскольку радиопередающие средства, подлежащие официальной регистрации для работы в диапазоне 400-460 МГц, имеют значительную мощность излучения передатчиков, естественно предположить, что излучение таких передатчиков вблизи места установки радиоканальной системы охраны типа «радиоканальный извещатель – приемно-контрольный прибор (ПКП)» может вызывать нестабильность работы последней. Ситуация усугубляется еще и тем, что владелец мощной зарегистрированной радиостанции не обязан уведомлять об этом никого, кроме специальной службы по надзору использования радиочастот.

Практически все радиоканальные системы охраны, поставляемые потребителям, имеют сертификаты соответствия стандартам. В том числе и ГОСТ Р 50009-2000 «Совместимость технических средств электромагнитная. Технические СРЕДСТВА ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ».

В перечне испытаний в рамках этого ГОСТа имеется ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК 61000-4-3-95) «Требование устойчивости к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными электромагнитными полями».

В этом документе установлены 4 степени жесткости испытаний.

Класс 1 – обстановка, характеризующаяся низким уровнем электромагнитных излучений. Соответствует случаю расположения маломощных радиовещательных и телевизионных передатчиков на расстоянии более 1 км от места эксплуатации технического средства (ТС).

Класс 2 – обстановка, характеризующаяся средним уровнем электромагнитных излучений. Соответствует случаю применения переносных радиостанций мощностью менее 1 Вт при ограничении их работы в непосредственной близости к ТС. Представляет собой типичную коммерческую обстановку.

Класс 3 – обстановка, характеризующаяся высоким уровнем электромагнитных излучений. Соответствует случаю применения переносных радиостанций мощностью более 1 Вт в непосредственной близости к ТС (но не менее 1 м), а также близкому расположению мощных радиовещательных и телевизионных передатчиков и промышленных, научных и медицинских высокочастотных установок. Представляет собой типичную промышленную обстановку.

Класс Х – особые условия электромагнитной обстановки при эксплуатации ТС, применительно к которым степень жесткости испытаний устанавливают в стандарте на ТС конкретного вида или в технической документации на ТС.

Та же классификация применяется и для характеристики воздействий электромагнитных помех через пространство.

Степень жесткости испытаний выбирается в зависимости от предполагаемых условий применения конкретного изделия и заявляется производителем этого изделия.

В соответствии с европейской классификацией существует три класса пожарных и охранных проводных и радиоканальных систем, отличающихся между собой, прежде всего, по степени риска технически подготовленного взлома (ЕМ 50131-1):

* класс А: низкая степень риска – объекты частного пользования (загородные дома, квартиры);

* класс В: средняя степень риска – объекты общественного пользования (магазины, учебные заведения);

* класс С: высокая степень риска – объекты государственной важности (музеи, исторические памятники).

Таким образом, наиболее надежные радиоканальные системы охраны должны соответствовать классам степени риска В, С и пройти испытания, как минимум, по 2-му, а лучше по 3-му классу степени жесткости. Возникает вопрос: как можно определить степень устойчивости охранной системы к помехам? Подходит ли выбранное устройство для установки на конкретном объекте?

В сертификатах на радиоканальные системы охраны бывает указан только ГОСТ Р 50009-2000 и нет данных о выборе степени жесткости проведенных испытаний на воздействие сторонних помех. Разумеется, что опосредованно эту информацию можно получить, изучая техническую документацию, где указаны сферы применения изделия. Но информация об испытаниях по степени жесткости воздействия является более важной в том случае, если уже известно, какие радиопередающие средства находятся рядом с объектом, где предполагается установка радиоканальной системы охраны. Так, например, если радиоканальная система охраны не прошла испытаний по 3-му классу жесткости, нет гарантий, что она будет стабильно работать вблизи мощных радиовещательных и телевизионных передатчиков, промышленных, научных и медицинских высокочастотных установок.

Простейшие радиоканальные системы охраны постепенно уходят в прошлое. Современные радиоканальные системы с двусторонним протоколом обмена информацией между извещателями и ПКП имеют лучшую помехоустойчивость. Для улучшения помехоустойчивости в таких системах используются несколько каналов связи, автоматический выбор рабочей частоты при наличии помех, автоматическая регулировка мощности передатчика тревоги, индикация уровня помех. Однако все производители в руководствах по эксплуатации отражают тот факт, что при наличии сильных электромагнитных помех возможность надежного функционирования радиоканальной системы нужно проводить экспериментально.

Из вышесказанного можно сделать вывод о том, что во всех конкретных случаях обязательно требуется предварительное изучение электромагнитной обстановки на том объекте, где предполагается установка радиоканальной системы охраны.

К основному методу изучения ЭМС на объекте относится измерение напряженности мешающего электромагнитного поля. В нашем случае эти измерения должны проводиться вблизи основной несущей частоты (433,05-434,79 МГц). Для этой цели используются измерительные приемники или селективные вольтметры. В частности, можно использовать измерительный приемник «РИАП 1.8», производства ФГУП «СКБ РИАП». Приемник «РИАП 1.8» предназначен для мобильного использования в автономных условиях. В сочетании с малогабаритной антенной ЛПА-1 (логопериодическая) данный приемник предназначен для измерения напряженности поля и амплитудной пеленгации источников излучения в диапазоне частот 300-1800 МГц. Приемник имеет самодиагностику и автокалибровку; индикацию пиковых, квазипиковых и средних значений; графический дисплей.

Имеет 2 режима работы:

1. Режим измерительного приемника.

2. Режим сканера радиопомех.

Имеет индикацию результатов измерения в единицах дБ/мкВ (дБ/mВт).

Согласно таблице 1, приведенной в ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК 61000-4-3-95), 2 и 3 степеням жесткости воздействия помех соответствуют напряженности электромагнитного поля 130 и 140 дБ (относительно 1 мкВ/м). Эти цифры служат ориентиром для максимально допустимых уровней помех на объекте. Измерения на объекте проводятся преимущественно в местах предполагаемой установки радиоканальных ПКП и ретрансляторов. При измерениях следует учитывать интерференционные эффекты, которые могут проявляться в помещениях, а также влияние объектов, расположенных рядом с антенной. Стоимость приемника «РИАП 1.8» около 300 тыс. руб. Несмотря на это, увеличение популярности радиоканальных систем охраны оправдает такие затраты на измерительное оборудование.

Что делать, если нет измерительного оборудования? Можно воспользоваться услугами фирм, которые предлагают исследование ЭМС объектов. Затраты на предпроектные исследования всегда можно включить в смету проекта. Часть информации о наличии близко расположенных радиостанций может быть получена визуально, по наружным антенным устройствам. Консультация в местном комитете по радиочастотам также может быть полезна. Кроме этого, обязательно доскональное изучение границ применяемости конкретного изделия. При неоднозначных рекомендациях, приведенных в технической документации, следует запросить дополнительную информацию у производителя – протоколы испытаний по ЭМС, отзывы клиентов, примеры использования на конкретных объектах и т.п.

И уж точно ничто не заменит «опытную эксплуатацию», которая позволяет убедиться в работоспособности выбранной системы охраны. Заказчик всегда поймет необходимость предварительных работ до начала установки дорогостоящего оборудования.