- •Анализ электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств
- •Оглавление
- •10. Описание антенных устройств в задачах эмс 198
- •11. Оценка потерь на трассах распространения 223
- •12. Критерии оценки эмс 261
- •13. Организационные методы обеспечения эмс 289
- •Список использованных сокращений
- •Введение
- •1. Проблема эмс и причины ее появления
- •Основные понятия и определения
- •Причины появления проблемы эмс
- •Последствия отсутствия эмс и особенности изучения проблемы эмс рэс
- •2. Источники и рецепторы электромагнитных помех (эмп)
- •Классификация эмп по связям с источником помехи и некоторые их характеристики
- •2.1.1. Естественные эмп.
- •Чувствительность некоторых полупроводниковых приборов к электростатическому разряду
- •2.1.2. Искусственные эмп
- •Рецепторы эмп. Внутрисистемная и межсистемная эмс
- •Пути проникновения помех. Виды помех в электрических цепях
- •3. Измерение параметров эмс технических средств
- •Измерение кондуктивных помех и восприимчивости к ним
- •Измерение помех излучения и восприимчивости к ним
- •4. Технические методы подавления и защиты от помех
- •Экранирование
- •Фильтрация
- •Заземление
- •5. Радиочастотный спектр и его использование
- •Радиочастотный спектр и диапазоны частот
- •Диапазоны частот электромагнитных колебаний
- •Основные понятия, связанные с использованием рчс
- •Регулирование использования рчс в Российской Федерации
- •Стандартизация и международная кооперация в области эмс
- •6. Общий подход к анализу и обеспечению эмс
- •Требования к методам анализа эмс
- •Анализ параметров эмс систем на стадии разработки
- •Анализ внутрисистемной и межсистемной эмс рэс
- •Основные направления по решению проблемы эмс
- •7. Описание излучений радиопередатчиков в задачах эмс
- •Виды излучений радиопередатчиков
- •Основное и внеполосное сигнальное излучения
- •7.2.1. Класс излучения
- •7.2.2. Параметры и модели основного и внеполосных излучений
- •Границы областей внеполосных излучений относительно центральной частоты основного излучения в зависимости от диапазона рабочих частот передатчика и необходимой ширины полосы частот
- •Точки излома спектральной маски для рис. 7.2
- •Точки излома масок спектров, представленных на рис. 7.3
- •Параметры модели (7.1)
- •Побочные излучения радиопередатчиков
- •Параметры модели (7.9)
- •Предельные значения мощности побочных излучений в контрольной полосе
- •Шумовые излучения передатчика
- •Параметры эмпирической модели, представленной выражением (7.10)
- •8. Описание радиоприемных устройств в задачах эмс
- •Общие характеристики радиоприемных устройств, определяющие их совместимость с окружением
- •Основной канал приема радиоприемника и его описание
- •Побочные каналы приема и их описание
- •Параметры модели (8.9)
- •Оценка коэффициента частотной коррекции
- •Результаты расчета относительной расстройки частоты Δp
- •9. Нелинейные эффекты в приемопередающей аппаратуре и их оценка в задачах эмс
- •Анализ нелинейных явлений в каскадах радиоаппаратуры
- •Компрессия сигнала в радиоприемнике. Параметры, определяющие динамический диапазон приемника по основному каналу приема
- •Эффект блокирования радиоприемного устройства. Основные параметры, характеристики и методы их измерения
- •Перенос шумов гетеродина
- •9.4.1. Фазовый шум генератора
- •9.4.2.Перенос шумов гетеродина
- •Интермодуляция
- •9.5.1. Порядок интермодуляции. Наиболее опасные порядки интермодуляции
- •9.5.2. Интермодуляция в радиоприемных устройствах. Параметры, связанные с эффектом интермодуляции
- •9.5.3. Интермодуляция в радиопередатчиках
- •9.5.4. Точка пересечения и расчет уровней интермодуляционных продуктов на нелинейном элементе
- •9.5.5. Измерение и расчет точек пересечения
- •9.5.6. Динамический диапазон приемника по интермодуляции и связь параметров нелинейности
- •9.5.7. Оценка мощности интермодуляционных продуктов с использованием точки пересечения
- •Перекрестные искажения
- •Оценка нелинейных явлений в задачах эмс рэс
- •9.7.1. Оценка эффекта блокирования рпу
- •Представление функции Pb(X) при оценке эффекта блокирования
- •Характеристики блокирования приемников некоторых цифровых систем связи
- •9.7.2.Оценка уровней интермодуляционных продуктов в радиопередатчиках
- •Параметры эмпирической модели (9.66)
- •9.7.3. Оценка интермодуляции в радиоприемниках
- •Границы частотных интервалов для анализа нелинейных эффектов в приемнике
- •Эмпирические модели для оценки эффекта интермодуляции в радиоприемниках
- •9.7.4. Оценка перекрестных искажений
- •10. Описание антенных устройств в задачах эмс
- •Некоторые общие сведения о характеристиках антенн
- •Особенности описания антенных устройств в задачах эмс
- •Детерминированное описание диаграмм направленности антенн
- •10.3.1. Дна в области рабочих частот.
- •10.3.2. Дна на нерабочих частотах
- •Параметры диаграмм направленности за пределами диапазона рабочих частот антенн.
- •Статистическое описание диаграмм направленности антенн
- •Параметры функции f(g) для области бокового усиления
- •Потери в антенно-фидерном тракте и потери рассогласования
- •Учет поляризационных характеристик антенн и сигналов
- •Ослабление мешающих сигналов при несовпадении поляризации с приемной антенной
- •Ближняя зона
- •11. Оценка потерь на трассах распространения
- •Общие положения
- •Модели для оценки потерь на трассах распространения и цифровые карты местности
- •Графические модели
- •Аналитические модели
- •Расчетные соотношения, используемые в классической модели Хата
- •Расчетные соотношения, используемые в модели cost 231 Хата
- •Расчетные соотношения, используемые в модифицированной модели Хата
- •Среднеквадратическое отклонение (ско) потерь на трассах распространения
- •Оценка потерь на дифракцию
- •11.5.1. Зоны Френеля.
- •11.5.2. Дифракция на клине
- •11.5.3. Дифракция на цилиндре
- •12. Критерии оценки эмс
- •Рабочие характеристики и оценка качества работы рэс
- •12.2. Виды рабочих характеристик рэс различного назначения
- •12.3. Критерии эмс
- •Защитные отношения для систем тв (625 строк), работающих в соседнем канале
- •Защитные отношения для аналоговых каналов звукового сопровождения тв
- •Защитные отношения для цифровых каналов звукового сопровождения тв, дБ
- •Защитные отношения по совмещенному каналу для некоторых современных систем связи, дБ
- •Защитные отношения для некоторых современных систем связи в зависимости от расстройки помехи, дБ
- •12.4. Моделирование процессов управления мощностью передатчиков в сетях сухопутной подвижной связи
- •13. Организационные методы обеспечения эмс
- •13.1. Частотно-территориальное планирование
- •13.2. Управление параметрами радиосигналов
- •13.3. Радиоконтроль и его роль в управлении использованием радиочастотного спектра и обеспечения эмс
- •Заключение
- •Список литературы
- •Анализ электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств
- •197376, С.- Петербург, ул. Проф. Попова, 5
Точки излома спектральной маски для рис. 7.2
Частота относительно центральной частоты канала шириной 200 кГц, МГц |
Относительный уровень в полосе 1 кГц, dBc |
– 0.5 |
– 105 |
– 0.3 |
– 94 |
– 0.2 |
– 80 |
– 0.1 |
– 23 |
0.1 |
– 23 |
0.2 |
– 80 |
0.3 |
– 94 |
0.5 |
– 105 |
В данном случае область внеполосных излучений простирается от расстроек ±100 кГц (±0.5×200 кГц) до ±500 кГц (2.5×200 кГц). Относительный уровень спектральной плотности мощности, отображаемый маской, соответствует полосе частот 1 кГц. В качестве опорного уровня принят уровень средней мощности в полосе канала 200 кГц, что означает, что мощность в полосе канала, приходящаяся на полосу 1 кГц, составляет 10 lg (1 кГц/200 кГц) = –23 дБ относительно средней мощности, излучаемой передатчиком в этом канале.
На рис.7.3 изображены обобщенные спектральные маски излучений для цифровых фиксированных служб, работающих на частотах выше 30 МГц.
В табл. 7.3 представлены точки излома рассматриваемых масок.
Таблица 7.3
Точки излома масок спектров, представленных на рис. 7.3
Все системы (за исключением систем FDMA) |
Только системы FDMA | ||
Расстройка от частотного разделения каналов, % |
Ослабление, dBsd |
Расстройка от частотного разделения каналов, % |
Ослабление, dBsd |
0 |
0 |
0 |
0 |
55 |
0 |
50 |
0 |
120 |
25 |
65 |
25 |
180 |
40 |
150 |
25 |
250 |
40 |
150 |
40 |
|
|
250 |
40 |
Маски спектра описывают значения ослабления спектральной плотности мощности внеполосных излучений относительно максимального значения спектральной плотности мощности в занимаемой полосе частот, принятого в качестве опорного.
Хотя спектральная маска не рассматривает дискретных спектральных линий в области внеполосных излучений, на средний уровень мощности этих линий в Рекомендациях МСЭ [61], [62] установлены ограничения, снижающие общий уровень помех в полосах соседних каналов.
Маски спектров, рассмотренные выше, используют кусочно-линейное представление ограничительной линии спектра. Наряду с ним существуют математические модели, использующие кусочно-логарифмический вид представления маски в форме [16]
M(f) = M(fi) + Mi lg (f / fi), (7.1)
где M(f) – значение спектральной плотности мощности относительно максимума при расстройке f относительно центральной частоты спектра, дБ, а fi f fi+1, иi – номер участка, на котором описывается маска спектра; fi – расстройка, соответствующая границе i-го участка маски; Mi – скорость изменения спектральной маски на i-ом участке, дБ/дек.
При логарифмическом масштабе по оси абсцисс (осьf), маска, описываемая выражением (7.1), будет иметь вид, представленный на рис. 7.4. Внешне она похожа на маски, представленные на рис. 7.2 и 7.3. Однако при построении последних по оси частот использовалась линейная шкала, в то время как на рис. 7.4 шкала логарифмическая.
При построении маски согласно выражению (7.1) достаточно построить ее для значений f > 0. Для отрицательных расстроек (f < 0) маска спектра может быть получена зеркальным отображением маски при положительных расстройках (на рис. 7.4 обозначена пунктиром). Параметры математической модели вида (7.1) для некоторых видов сигналов приведены в табл. 7.4 [16].
Значения параметров модели, представляемой выражением (7.1), получают, либо на основании экспериментальных исследований спектров радиосигналов, либо посредством теоретического анализа спектров функций, которые описывают сигналы во временной области. При теоретических разработках спектральных масок могут использоваться некоторые свойства преобразования Фурье. В частности, так получены параметры маски спектра симметричного трапецеидального импульса, представленные в табл. 7.4.
Таблица 7.4