7«Инновационные аспекты развития науки и техники» УДК: 658.51
Алёшкин Никита Андреевич Aleshkin Nikita Andreevich
К.т.н., доцент кафедры инноватики и интегрированных систем качества Ph. D., Associate Professor of the Department of Innovation and Integrated
Quality Systems Зидерер Юрий Дмитриевич Ziderer Yuri Dmitrievich Студент
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет
аэрокосмического приборостроения» Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation
ПРОЦЕДУРА ДОСТИЖЕНИЯ КРИТЕРИЕВ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ В ПРОЦЕССЕ ИСПЫТАНИЙ НА ЭМС
PROCEDURE FOR ACHIEVING PERFORMANCE CRITERIA IN THE PROCESS OF EMC TESTING
Аннотация: Стремительное развитие радиоэлектронной промышленности, необходимость разработки и изготовления конкурентоспособной продукции, а также модернизация радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) и радиоэлектронных систем (РЭС) невозможна без разработки соответствующих процедур проведения сертификационных испытаний, которые устанавливают ряд обязательных требований в сфере обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) РЭА и РЭС. На сегодняшний день разработка процедур для обеспечения ЭМС, является обязательным этапом в развитии успешного и конкурентоспособного производства РЭА. Направление исследований, связанное с разработкой и внедрением процедур обеспечения результативности процесса испытаний на ЭМС, затрагивает интересы различных организаций, занимающихся разработкой, производством, продажей и использованием РЭС.
Abstract: The rapid development of the radio-electronic industry, the need to develop and manufacture competitive products, as well as the modernization of radio-electronic equipment (REA) and radio-electronic systems (RES) is impossible without the development of appropriate certification test procedures that establish a number of mandatory requirements in the field of electromagnetic compatibility (EMC) REA and RES. To date, the development of procedures for ensuring EMC is an obligatory stage in
XIIIМеждународная научно-практическая конференция the development of a successful and competitive production of REA. The research area related to the development and implementation of procedures for ensuring the effectiveness of the EMC testing process affects the interests of various organizations involved in the development, production, sale and use of RES.
Ключевые слова. Радиопоглощающий материал, результативность, процедура обеспечения результативности, испытания на ЭМС.
Key words. Radio-absorbing material, effectiveness, performance assurance procedure, EMC tests.
В условиях постоянного повышения требований к радиоэлектронным средствам и процессам, обеспечивающим качество при производстве РЭС, актуальной является задача обеспечения результативности процесса испытаний на ЭМС РЭС. Данный вид испытаний позволяет обеспечить качество выпускаемой радиоэлектронной продукции. Сертификационные испытания проводятся в безэховой экранированной камере (БЭК), основным элементом которой является радиопоглощающий материал (РПМ).
Опираясь на ГОСТ Р ИСО 9001-2015, можно сказать, что «показатели результативности процессов - это количественные и/или качественные параметры, отражающие результаты процесса. Это характеристики, имеющие существенное влияние на получение выхода процесса и удовлетворенность потребителя».
Расчет и анализ результативности процесса испытаний на ЭМС может осуществляться с помощью определенных показателей. Показателями, в свою очередь, могут выступать заданные числовые величины, которые характеризуют течение процесса испытаний. Могут быть выражены в процентном соотношении, включающем фактические и запланированные результаты, полученные при оценке процесса.
Для оценки результативности процесса были выделены 3 основных показателя, представленных на рисунке 1.
«Инновационные аспекты развития науки и техники»
Непрерывность испытаний,
зависящая от скорости затухания волны внутри РПМ. Чем лучше этот
показатель, тем меньше затрачивается времени на простой испытательной баз
Коэффициент поглощения
электромагнитной волны, показывающий степень ослабления мощности сигнала при использовании РПМ
Рис. 1 - Показатели результативности испытаний на ЭМС
Коэффициент поглощения является одним из основных качественных показателей РПМ, так как это основной показателей, отвечающий за преобразование электромагнитных волн в тепловую энергию.
Количественно поглощение описывается показателем поглощения и определяется по формуле, согласно закону Бугера — Ламберта — Бера, в котором говорится, что интенсивность волн, распространяющихся в поглощающей среде, спадает с расстоянием:
/ = /0 * ехр(— к * х) ; (1)
Где, / и /0 - интенсивности излучения (в данной точке и в точке х = 0), к — показатель поглощения, ах — координата вдоль направления распространения излучения.
Основные этапы методики обеспечения результативности испытаний на ЭМС РЭА и РЭС рассмотрены на рисунке 2.
Значения показателей результативности процесса, в рамках испытаний на ЭМС РЭА и РЭС, определяют специалисты в области ЭМС. Кроме того, устанавливается диапазон критериев, необходимый
Универсальность БЭК,
показывающая ширину диапазона испытуемых частот. То есть чем больший диапазон волн может поглощать РПМ, тем больше объектов можно испытать, не прибегая к замене оборудования и компонентов испытательной базы
XIIIМеждународная научно-практическая конференция для определения степени достижения результатов процесса и степени реализации его деятельности.
Рис. 2 - Методика обеспечения результативности
Для расчета результативности процесса применяется отношение фактического и планового показателей результативности:
Я =
Япл>
(2)
Где ДФ - фактическое значение для некоторого показателя результативности, Япл - значение, определенное технической документацией предприятия или комиссией, работающей в области обеспечения ЭМС в рамках радиоэлектронной промышленности.
Для того, чтобы рассчитать плановые и фактические значения показателей, используются следующие формулы:
п
ДФ =
(3)
1=1
Где к^ - фактическое значение одного из показателей
результативности; п - количество показателей процесса;
п
Дпл
¿=1
I ь
«Инновационные аспекты развития науки и техники» Где кпл - определенное заранее значение одного из выбранных показателей результативности процесса.
Для оценки результативности используется специальная шкала, представленная на таблице 1.
Таблица 1. Шкала оценки результативности процесса
Значение показателя, Я Оценка показателя результативности
0 < Я < 0,3 Процесс протекает безрезультатно. Требуется вмешательство руководства.
0,3 < Я <0,65 Низкий уровень результативности
0,65 < Я <0,75 Средний уровень. Требуется внести корректирующие меры для повышения одного или нескольких критериев результативности.
0,75 < Я <0,9 Приемлемая результативность. Необходимы мероприятия по предупреждению возникновения несоответствий выпускаемой продукции.
0,9 < Я <1 Высокий уровень результативности. Результаты процесса достигнуты в полной мере. Процесс протекает бесперебойно.
Рассмотрим процесс испытаний на ЭМС РЭА и РЭС с использованием наиболее популярного РПМ, который сейчас применяют более 90% отечественных производств в своих БЭК: модель под названием БЛ-300, разработанная в Китае. Популярность данной модели обусловлена дешевизной производства и транспортировки в совокупности с приемлемым качеством, но коротким сроком службы.
Данная модель обладает характеристиками, представленными в таблицах 2 -3.
Таблица 2. Геометрические характеристики модели 8А-300
Характеристика Значение
Размер основания, мм 500x500
Количество пирамид 5x5
Вес, кг/м3 9
Общая высота, мм 300
Высота основания, мм 60
Высота пирамиды, мм 240
Ширина пирамиды, мм 100
XIIIМеждународная научно-практическая конференция Таблица 3. Характеристика поглощения модели БЛ-300
Диапазон частоты Значение
1-2 ГГц -30 Дб
2-4 ГГц -38 Дб
4-8 ГГц -45 Дб
8-12 ГГц -48Дб
12-18 ГГц -50 Дб
18-40 ГГц -50 Дб
40- 57 ГГц Не поглощает
Исходя из данных характеристик представленной модели были
рассчитаны фактические значения показателей результативности:
з
Дф = 6 0,6 = 1,8
¿=1
Наиболее встречающийся плановый показатель результативности процесса варьируется от 2,4 до 2,6. От сюда можно рассчитать оценку результативности процесса испытаний на ЭМС с использованием модели РПМ китайского производства:
1,8
* = 25 = °,72
Данный результат говорит о том, что использование модели БЛ-3ОО приводит к среднему показателю результативности процесса. Следовательно, можно говорить о том, что отечественным производителям радиоэлектроники необходимо вносить корректирующие действия, направленные на достижение критериев результативности процесса испытаний на ЭМС, одним из которых является применение инновационной модели РПМ.
Библиографический список:
1. Газизов Т.Р. Преднамеренные электромагнитные помехи и авионика. - Успехи современной радиоэлектроники. - 2004. - № 2. - С. 37-51.
«Инновационные аспекты развития науки и техники»
2. Балюк Н.В., Кечиев Л.Н., Степанов П. В. Мощный
электромагнитный импульс: воздействие на электронные средства и методы защиты. - М.: ООО Группа ИДТ», 2008. - 478 с.
3. МЭК 61000-5-6. Электромагнитная совместимость (ЭМС). "Устойчивость к электромагнитному импульсу высотного ядерного взрыва (ЭМИ ВЯВ). Уменьшение уровней внешних электромагнитных воздействий", 2002.
4. ГОСТ Р МЭК 61508-7-2007. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 7. Методы и средства. - М.: Стандартинформ, 2008. - 73 с.
© Н.А. Алёшкин, Ю.Д. Зидерер, 2021
