Искусственные помехи

Искусственные помехи — это электромагнитные излучения, электрические сигналы или шумы, создаваемые техническими устройствами и системами, которые нарушают нормальную работу радиоэлектронных средств, линий связи, систем передачи данных и другого оборудования. В отличие от естественных помех (атмосферные разряды, космическое излучение), искусственные помехи имеют антропогенное происхождение и могут быть как непреднамеренными (побочное излучение работающих приборов), так и преднамеренными (создаваемыми специально для подавления или блокирования сигналов).

Классификация

Искусственные помехи подразделяются по нескольким признакам: по источнику, по характеру воздействия, по спектру частот и по цели создания.

По источнику происхождения

• Промышленные помехи — возникают при работе электрических машин, сварочных аппаратов, высоковольтных линий электропередачи, электродвигателей, преобразователей частоты, люминесцентных ламп, импульсных блоков питания. Эти помехи распространяются как по проводам (кондуктивные), так и через воздух (излучаемые).
• Транспортные помехи — создаются системами зажигания двигателей внутреннего сгорания, генераторами, электроникой автомобилей, поездов, самолётов и судов. Особенно интенсивны помехи от искровых разрядов в свечах зажигания.
• Бытовые помехи — исходят от микроволновых печей, Wi-Fi-роутеров, Bluetooth-устройств, компьютеров, телевизоров, зарядных устройств, светодиодных ламп и другой домашней электроники.
• Специальные (преднамеренные) помехи — создаются военными, разведывательными или правоохранительными системами для подавления радиосвязи, навигационных сигналов, радиолокационных станций или систем дистанционного управления. Включают средства радиоэлектронной борьбы (РЭБ).

По спектру и временной структуре

• Шумовые помехи — широкополосные сигналы, близкие по характеру к белому шуму, равномерно распределённые по частоте. Пример: помехи от дуговых разрядов или генераторов шума.
• Импульсные помехи — кратковременные всплески энергии большой амплитуды, вызванные, например, коммутацией электрических цепей, разрядами молний (хотя последние относятся к естественным), искрением контактов.
• Узкополосные (гармонические) помехи — сосредоточены в узком диапазоне частот, часто возникают как побочные излучения передатчиков или из-за нелинейных искажений в усилителях.
• Модулированные помехи — несут информационную составляющую (например, речь или цифровой код), но воспринимаются как помеха для других систем. Типичный пример — работа соседнего радиостанции на близкой частоте.

По способу распространения

• Кондуктивные помехи — передаются по проводам, кабелям, шинам электропитания, заземления. Влияют на работу приборов, подключённых к общей сети.
• Излучаемые помехи — распространяются в виде электромагнитных волн в пространстве, воздействуя на антенны и радиотракты.

Характеристики и параметры

Основные параметры искусственных помех, используемые для их оценки и нормирования:

• Уровень помехи — амплитуда напряжения или напряжённость поля, измеряемая в децибелах относительно опорного уровня (дБмкВ, дБмкВ/м).
• Спектральная плотность мощности — распределение мощности помехи по частоте, измеряется в Вт/Гц.
• Частота повторения импульсов — для импульсных помех: количество импульсов в секунду.
• Длительность импульса — время, в течение которого помеха превышает пороговый уровень.
• Коэффициент амплитудной модуляции — для модулированных помех.

Влияние на технику и здоровье

Искусственные помехи могут вызывать:

• Сбои в работе радиоэлектронной аппаратуры — потерю сигнала, ложные срабатывания, ухудшение отношения сигнал/шум, снижение дальности связи.
• Нарушение работы медицинского оборудования — например, электрокардиографов, аппаратов МРТ, дефибрилляторов, что может представлять угрозу для жизни пациентов.
• Помехи в системах навигации — GPS/ГЛОНАСС, что приводит к ошибкам позиционирования, особенно в городской застройке и вблизи мощных радиопередатчиков.
• Электромагнитную интерференцию — взаимное влияние устройств в одном частотном диапазоне, например, Wi-Fi и Bluetooth, радиотелефонов и микроволновых печей.

Влияние на здоровье человека от искусственных помех как таковых (в отличие от общего электромагнитного поля) не является доказанным, однако мощные преднамеренные помехи могут вызывать дискомфорт, головные боли и нарушения сна при длительном воздействии.

Методы борьбы и защиты

Для снижения влияния искусственных помех применяются следующие методы:

• Экранирование — размещение чувствительных узлов в металлических корпусах, использование ферритовых колец, токопроводящих прокладок.
• Фильтрация — установка сетевых фильтров, помехоподавляющих конденсаторов, дросселей, синфазных фильтров.
• Заземление — правильное выполнение заземляющих контуров, снижающее кондуктивные помехи.
• Развязка — гальваническая развязка цепей (трансформаторы, оптроны), разделение силовых и сигнальных линий.
• Схемотехнические решения — использование дифференциальных усилителей, подавление синфазной помехи, применение помехоустойчивых кодов (например, код Хэмминга).
• Частотное планирование — распределение частотных диапазонов между разными службами, исключающее взаимные помехи.
• Нормирование и сертификация — в России действуют ГОСТы и СанПиНы, устанавливающие допустимые уровни помех для бытовой и промышленной техники. Например, ГОСТ Р 51318.14.1-2006 (CISPR 14-1) регламентирует помехи от электробытовых приборов.

Правовое регулирование в России

В Российской Федерации создание и распространение искусственных помех регулируется рядом нормативных актов:

• Федеральный закон «О связи» (№ 126-ФЗ) — запрещает создание помех, нарушающих работу сетей связи.
• Постановление Правительства РФ № 539 (2006) — утверждает правила регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств.
• Кодекс об административных правонарушениях (КоАП РФ) — статья 13.4 предусматривает штрафы за нарушение правил эксплуатации радиоэлектронных средств, создающих помехи.
• Уголовный кодекс РФ — статья 273 («Создание, использование и распространение вредоносных программ») может применяться в случае преднамеренного создания помех с использованием программных средств.

Преднамеренное создание помех (например, с помощью глушилок сотовой связи или GPS-джаммеров) является незаконным и влечёт административную или уголовную ответственность. Исключение составляют случаи, предусмотренные законодательством о радиоэлектронной борьбе в интересах обороны и безопасности государства.

Применение в военной и специальной сферах

Преднамеренные искусственные помехи активно используются в системах радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Задачи РЭБ включают:

• Подавление радиосвязи противника — создание шумовых или имитирующих помех на частотах работы вражеских радиостанций.
• Блокирование навигационных систем — глушение сигналов GPS, ГЛОНАСС, Galileo для дезориентации беспилотников, ракет и наземных средств.
• Защита собственных объектов — постановка помех для радиолокационных станций противника, затрудняющая обнаружение целей.
• Радиоэлектронная маскировка — имитация ложных целей, создание помех, затрудняющих идентификацию.

В России разработкой и производством средств РЭБ занимаются предприятия, входящие в концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) и другие структуры. Известные комплексы: «Красуха», «Москва-1», «Ртуть-БМ», «Леер-3», «Силок».

Интересные факты

• Первые случаи искусственных помех были зафиксированы ещё в начале XX века, когда искровые радиопередатчики создавали помехи друг другу.
• Во время Холодной войны США и СССР активно использовали глушилки для подавления «вражеских голосов» — радиостанций «Свобода» (организация признана нежелательной в РФ) и «Голос Америки».
• В быту наиболее частым источником помех являются импульсные блоки питания, которые стоят в большинстве современных электронных устройств — от зарядок телефонов до светодиодных ламп.
• В 2020-х годах получили распространение портативные глушилки дронов, которые создают помехи на частотах управления и видеопередачи, что привело к ужесточению контроля за их оборотом.

Источники

• ГОСТ Р 51318.14.1-2006 (CISPR 14-1) «Совместимость технических средств электромагнитная. Электробытовые приборы и электрические инструменты. Радиопомехи индустриальные. Нормы и методы измерений».
• Федеральный закон от 07.07.2003 № 126-ФЗ «О связи».
• Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях (ст. 13.4).
• Учебник «Радиоэлектронная борьба» под ред. В. И. Борисова, 2018.
• Материалы концерна «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) о средствах РЭБ.
• Справочник по электромагнитной совместимости, изд. «Радио и связь», 2005.