Xây dựng mô hình đánh giá tương tác nhiễu điện từ mạnh với các phương tiện vô tuyến điện

Để đảm bảo các yêu cầu của tương thích điện từ và độ bền của các phương tiện vô tuyến điện đối với tác động của xung điện từ mạnh, thì các nguồn nhiễu được các nhà chế tạo quan tâm trước hết, vì chúng tạo ra các vùng bất lợi cho hoạt động của thiết bị vô tuyến điện. Bài báo đề cập đến một mô hình tương tác của nhiễu điện từ mạnh sẽ ảnh hưởng như thế nào đối với các phương tiện vô tuyến trong các điều kiện khác nhau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng mô hình đánh giá tương tác nhiễu điện từ mạnh với các phương tiện vô tuyến điện Nghiên cứu khoa học công nghệ XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ TƯƠNG TÁC NHIỄU ĐIỆN TỪ MẠNH VỚI CÁC PHƯƠNG TIỆN VÔ TUYẾN ĐIỆN Nguyễn Đức Trường1, Lê Kỳ Biên2, Nguyễn Huy Hoàng 3* Tóm tắt: Các phương tiện vô tuyến điện hoạt động trong điều kiện chịu ảnh hưởng của rất nhiều các yếu tố, trong đó các nguồn gây ra xung điện từ sẽ tác động trực tiếp đến khả năng hoạt động của thiết bị vô tuyến. Các xung điện từ này được hình thành từ các nguồn từ bên ngoài như: các trạm thu phát vô tuyến truyền hình, thông tin, sét, đường dây truyền tải điện cao thế, nguồn bên trong như:các biến áp, cuộn dây, các thiết bị ngắt điện và chuyển mạch… Để đảm bảo các yêu cầu của tương thích điện từ và độ bền của các phương tiện vô tuyến điện đối với tác động của xung điện từ mạnh, thì các nguồn nhiễu được các nhà chế tạo quan tâm trước hết, vì chúng tạo ra các vùng bất lợi cho hoạt động của thiết bị vô tuyến điện. Bài báo đề cập đến một mô hình tương tác của nhiễu điện từ mạnh sẽ ảnh hưởng như thế nào đối với các phương tiện vô tuyến trong các điều kiện khác nhau. Từ khóa: Tương tác; Nhiễu điện từ; Xung điện từ; Tương thích điện từ. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Các phần tử và mạch kỹ thuật điện được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị vô tuyến. Chúng đóng vai trò rất lớn trong các hệ thống vô tuyến: các nguồn điện, bộ chuyển mạch, bộ làm nóng, bộ làm lạnh, bộ chiếu sáng v.v. Các phần tử và mạch kỹ thuật điện này khuếch tán ra công suất tương đối lớn, sinh ra các xung điện từ mạnh làm ảnh hưởng tới các mạch điện tử. Các nguồn xung nhiễu này thường được tạo ra từ các phần tử kỹ thuật điện như sau: Biến áp và các cuộn dây. Trong các mạch kỹ thuật điện thì biến áp và các cuộn dây là những nguồn sinh ra từ trường và điện trường tương đối mạnh, có thể gây nhiễu lên các phần tử và mạch vô tuyến. Việc cách ly những loại trường này đối với thiết bị vô tuyến bằng cách che chắn là biện pháp chính để đảm bảo EMC [2]. Thiết bị ngắt điện và chuyển mạch. Khi đóng và mở nguồn bằng các tiếp điểm cơ học sẽ gây ra việc thay đổi dòng và điện áp, điều này sẽ dẫn đến tạo ra nhiễu điện trường mạnh. Đôi khi sự đóng mở xảy ra không cố ý do bị rung lắc hoặc quá tải[2,3]. Sự đánh lửa hoặc hồ quang điện giữa các mặt tiếp xúc sẽ làm hỏng tiếp điểm và tạo ra nhiễu không cố ý. Mức nhiễu có thể tăng nhanh theo quá trình phá huỷ tiếp điểm. Sự nhảy dòng lớn thường xảy ra trong các mạch có tải mang tính chất điện dung; sự nhảy điện áp lớn thì hay xảy ra trong các mạch có tải mang tính chất điện cảm; đối với tải thuần tích cực thì dòng và điện áp không vượt quá mức thiết lập.Việc sử dụng các dụng cụ bán dẫn làm bộ chuyển mạch sẽ hạn chế được hồ quang điện và sự đánh lửa tuy nhiên lại xảy ra quá trình quá độ và sự đột biến lớn của dòng và điện áp sẽ sinh ra nhiễu xung mạnh. Rơ le điện từ. Các bộ chuyển mạch và các cuộn cảm có điều khiển là những vật gây nên nhiễu từ trường mạnh. Việc đóng và ngắt các tiếp điểm sẽ kéo theo quá trình tạo nhiễu, thời gian tồn tại có thể kéo dài đến vài ms. Cũng có các loại nhiễu sinh ra do sự rung lắc và va đập cơ học [2,3]. Rơle gây ra nhiễu lên các mạch khác. Cũng có thể tạo ra nhiễu lên các rơle khác trong các bộ chuyển mạch nhiều vị trí - đó gọi là nhiễu xuyên. Chổi quét của các máy điện. Các cặp tiếp xúc trượt của máy điện là nguồn gây nhiễu không cố ý, do có sự nhảy dòng và điện áp ở đó mà sinh ra hiện tượng đánh lửa và tăng điện trở tiếp xúc do sự oxy hóa, bụi bẩn và ăn mòn cơ học. Áp lực của chỗi quét lên cổ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san FEE, 08 - 2018 117  Kỹ thuật Điện tử – Thông tin góp và do đó mật độ dòng qua mặt trượt tạo ra nhiễu xung điện từ mạnh. Các động cơ điện và máy phát điện một chiều sinh ra nhiễu do sự chuyển mạch của các cuộn dây phần ứng. Sự đột biến dòng ở phần ứng và sự đánh lửa của chổi điện là nguyên nhân chính gây ra nhiễu. Mức nhiễu của máy điện một chiều rất cao và đa dạng theo thành phần phổ [2]. Các nguồn phát sáng. Các đèn huỳnh quang là nguồn nhiễu mạnh với phổ rộng đến 10 MHz hoặc trong một số trường hợp có thể lên đến 100 MHz. Nguồn nhiễu là do cột khí ion hóa, sinh ra và mất đi 100 lần trong một giây với nguồn điện có tần số 50 Hz. Sự nhảy dòng trong các mạch nguồn cũng gây nên nhiễu xung điện từ mạnh [3]. Các phương tiện vô tuyến điện hoạt động trong điều kiện chịu sự tác động, ảnh hưởng từ các nguồn nhiễu trên nên việc khảo sát xây dựng mô hình đánh giá sự tác động của nhiễu xung điện từ mạnh lên sự hoạt động của các phương tiện vô tuyến điện là hết sức cần thiết, nhất là trong môi trường quân sự. 2. KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA MÁY THU PHÁT VÔ TUYẾN TRONG ĐIỀU KIỆN TÁC ĐỘNG CỦA NHIỄU ĐIỆN TỪ MẠNH Khi triển khai đánh giá tính toán- thực nghiệm về độ b ...