Р.В. Герцен1

1 Омский государственный технический университет (г. Омск, Россия)

1 АО «Омский научно-исследовательский институт приборостроения» (г. Омск, Россия)

1 v1007478@mail.ru

Постановка проблемы. В условиях роста функциональной сложности беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с кабельным питанием остро стоит проблема обеспечения их электромагнитной совместимости (ЭМС). Питающий кабель, являясь одновременно средством энергоснабжения и потенциальным проводником электромагнитных помех (ЭМП), значительно усложняет обеспечение помехоустойчивости бортовых систем. Существующие стандарты ЭМС в недостаточной мере учитывают специфику кабельного питания, что требует комплексного анализа источников, путей распространения и воздействия помех в таких системах.

Цель. Выполнить анализ проблем обеспечения ЭМС в БПЛА с кабельным питанием, выявить основные источники и механизмы воздействия ЭМП, а также разработать и практически проверить комплекс мер по повышению помехоустойчивости бортовых систем.

Результаты. Проведен анализ особенностей кабельных систем питания и выявлены основные внутренние (силовые преобразователи, электродвигатели, цифровые схемы) и внешние (промышленное оборудование, радиосвязь) источники помех. Исследованы механизмы распространения помех по кондуктивным и излучаемым каналам, в том числе роль кабеля как антенны и эффекты паразитных индуктивных и емкостных связей. На экспериментальном образце БПЛА с кабелем длиной 100 м проведены измерения уровня помех: до применения мер по ЭМС в цепи питания зафиксированы помехи до 120 мВ (10–50 МГц), а излучаемые помехи превышали нормы IEC 61000-6-3 на 6–8 дБ. После внедрения комплекса мер (экранирование кабеля, LC-фильтры, оптимизация трассировки, дифференциальные сигналы) уровень помех в цепи питания снизился до 20–30 мВ, а излучаемые помехи были снижены на 10–12 дБ, что привело к устранению сбоев в системе управления и улучшению качества видеосигнала.

Практическая значимость. Результаты исследования позволяют повысить надежность и отказоустойчивость БПЛА с кабельным питанием. Разработанные рекомендации по применению экранирования, фильтрации и конструктивно-схемотехни­ческим решениям могут быть использованы при проектировании, модернизации и сертификации стационарных и длительного действия беспилотных систем.

Герцен Р.В. Проблемы обеспечения электромагнитной совместимости беспилотных летательных аппаратах с кабельным питанием // Успехи современной радиоэлектроники. 2025. T. 79. № 10. С. 100–108. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202510-12

1. Sharma R., Singh M. EMC challenges in UAVs: A review and analysis // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2021. V. 63. № 2. P. 401–410.
2. Paul C.R. Introduction to electromagnetic compatibility. 2nd Ed. Wiley. 2006.
3. Hubing T. Electromagnetic compatibility: Principles and applications. CRC Press. 2018.
4. Gupta T.K., Singh S.P., Chaudhary R. Conductive polymer nanocomposites for electromagnetic interference shielding: A review // Materials Today: Proceedings. 2022. V. 63. P. 1200–1207.
5. Журавлев А.С. Электромагнитная совместимость технических средств. М.: Горячая линия – Телеком. 2017.
6. Власов В.А., Смирнов А.Н. Электромагнитная совместимость в системах авионики. М.: МАИ. 2010.
7. Ott H.W. Electromagnetic compatibility engineering. Wiley. 2009.
8. Петров А.А., Иванов Д.Н. Особенности влияния кабельных систем на уровень электромагнитных помех в БПЛА // Вестник авиационных технологий. 2020. № 2. С. 112–120.
9. RTCA DO-160G. Environmental conditions and test procedures for airborne equipment.
10. Datsyuk V. et al. Electromagnetic interference shielding with 3D-printed graphene-based composites: A review // Advanced Materials Technologies. 2023. V. 8. № 1. P. 2201045.
11. Singh S.K., Choudhary P., Kaur H. Additive manufacturing of electromagnetic shielding materials: Recent progress and future prospects // Progress in Materials Science. 2022. V. 125. P. 100863.
12. Mäkinen R. et al. Integrated EMI shielding in UAV structures using 3D-printed conductive polymers // Aerospace. 2021. V. 8. № 6. P. 158.
13. IEC 61000-6-3:2020. Electromagnetic compatibility (EMC). Part 6-3: Generic standards – Emission standard for residential, commercial and light-industrial environments.
14. GOST R 51317.6.3-2014. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых в жилых, общественных и производственных зданиях и на промышленных объектах. Нормы и методы испытаний.
15. MIL-STD-461G. Requirements for the control of electromagnetic interference characteristics of subsystems and equipment.
16. Balanis C.A. Antenna theory: Analysis and design. 4th Ed. Wiley. 2016.
17. Keiser G. Optical fiber communications. 5th Ed. McGraw-Hill. 2018.
18. Bogatin E. Signal and power integrity – simplified. 3rd Ed. Prentice Hall. 2018.