8. Описание радиоприемных устройств в задачах эмс

1. Общие характеристики радиоприемных устройств, определяющие их совместимость с окружением

ЭМС совокупности РЭС, содержащей радиопередатчики (РПД) и радиоприемные устройства определяется не только электромагнитной обстановкой (ЭМО) в точках размещения антенных устройств РПУ, но и восприимчивостью РПУ к помехам.

Восприимчивость РПУ – это свойство устройства реагировать на помехи, воздействующие через антенну и помимо нее (в том числе через экран) по цепям питания и коммутации. Кроме того, приемники сами могут создавать помехи по цепям питания, коммутации и заземления, а наиболее употребительный вид приемника – супергетеродинный приемник – может создавать помехи посредством излучения сигналов гетеродинов через антенну или по другим каналам.

Можно выделить четыре группы характеристик, определяющих ЭМС РПУ с его окружением. К ним относятся [69]:

1. Характеристики частотной избирательности, определяемые односигнальными методами:

 избирательность по основному каналу приема (ОКП);

 избирательность по побочным каналам приема (ПКП).

2. Характеристики частотной избирательности, определяемые многосигнальными методами:

 избирательность по блокированию, интермодуляции, перекрестным искажениям;

 избирательность по побочным каналам приема.

3. Характеристики восприимчивости к помехам:

 к излучаемым помехам;

 к помехам по цепям питания, управления, коммутации и заземления.

4. Характеристики создаваемых индустриальных помех:

 помех излучения;

 помех по цепям питания, управления, коммутации и заземления.

Математическое описание перечисленных характеристик РПУ образует математическую модель радиоприемника, которая может использоваться при решении разнообразных задач. В задачах ЭМС эти характеристики должны быть представлены в широкой полосе частот. Для анализа влияния помех, попадающих на вход РПУ через антенну, интерес представляют характеристики двух первых групп. Характеристики избирательности по блокированию, интермодуляции и перекрестным искажениям будут рассмотрены в разделе, связанном с анализом нелинейных эффектов в приемопередающей аппаратуре (гл. 9). Заметим, что хотя указанные группы характеристик во многом определяют совместимость РПУ с окружением, их недостаточно для оценки совместимости, поскольку нужна информация еще о ряде параметров приемника.

На рис. 8.1 представлена упрощенная структурная схема супергетеродинного приемника с однократным преобразованием частоты, где обозначены: УВЧ – усилитель высокой частоты; Гет. – гетеродин; УПЧ – усилитель промежуточной частоты; Дет. – детектор; УНЧ – усилитель низкой частоты; ТПИУ – тракт предварительной избирательности и усиления; ТОИУ – тракт основной избирательности и усиления.

Преселектор или тракт предварительной избирательности и усиления (ТПИУ) предназначен для предварительного выделения полезного сигнала из множества сигналов, присутствующих на входе приемника, его усиления и переноса на промежуточную частотуf_пр. Преселектор обеспечивает необходимую чувствительность приемника и подавляет помехи, которые поступают по другим каналам приема, присущим супергетеродинным приемникам. Полоса пропускания тракта ТПИУ значительно шире полосы пропускания последующих трактов приемника. Поэтому мощные помехи могут вызывать в этом тракте нелинейные эффекты.

Тракт основной избирательности и усиления (ТОИУ или тракт промежуточной частоты (ПЧ)) выполняет функцию окончательного выделения полезного сигнала, подавляя помехи, находящиеся за пределами полосы пропускания тракта, и усиливает сигнал до уровня, необходимого для нормальной работы детектора приемника.

Детектор приемника выделяет информационный сигнал.

Усилитель низкой частоты или видеоусилитель усиливают информационный сигнал до уровня, необходимого для нормальной работы выходного устройства, на которое поступает сигнал и в качестве которого могут выступать динамик, телевизионная трубка, буквопечатающий аппарат или другие технические устройства.

В приемнике может использоваться многократное преобразование частоты.

Способность приемника выделять полезный сигнал из совокупности составляющих напряженности электромагнитного поля, в котором находится антенна, называетсяизбирательностью. В общем случае приемник с антенной может обладать различными видами избирательности: пространственной (которую выполняет антенна), временной, амплитудной, фазовой, частотной (эти виды избирательности осуществляет сам приемник). Частотная избирательность, в отличие от других видов избирательности, которые относятся к специальным приемникам, характерна для любого приемника. Характеристику частотной избирательности измеряют, используя один сигнал на входе приемника с уровнем, не вызывающем нелинейных эффектов в тракте приема. Перестраивая частоту входного сигнала, на каждой частоте измерения фиксируют значение уровня сигнала на входе приемника при постоянном значении сигнала на выходе приемника.

Общий вид характеристики избирательности приемника, снятой односигнальным методом, представлен на рис.8.2, где обозначены: P_R – уровень сигнала на входе приемника; B_R – полоса пропускания по основному каналу приема; f_0R – частота настройки приемника; f_г – частота гетеродина; f_пч – промежуточная частота; f_зк – частота зеркального канала.

На характеристике можно выделить основной канал приема, центральная частота которого соответствует частоте настройки приемника, f_0R. Основным каналом приема (ОКП) называют полосу частот, находящуюся в полосе пропускания приемника, предназначенную для приема сигнала.

Кроме основного канала приема в приемнике имеются неосновные каналы приема, которые делят на соседние и побочные. Если для радиослужбы определена сетка частот и ширина канала в этой сетке, то соседними называют каналы, которые непосредственно примыкают к верхней и нижней границе канала, на частоту которого настроен приемник. При отсутствии сетки частот за ширину канала принимают ширину необходимой полосы частот полезного сигнала приемника. В зависимости от расстояния до основного канала приема различают первый, второй, третий и т. д. соседние каналы приема. Появление соседних каналов приема связано с отклонением амплитудно-частотной характеристики тракта основной избирательности и усиления (тракта ПЧ) от идеальной прямоугольной формы. Поскольку полоса пропускания преселектора значительно превышает полосу тракта ПЧ, то ослабление помех по соседним каналам приема во входной цепи РПУ относительно невелико, особенно, если каналы расположены недалеко от ОКП. Мощные помехи, поступающие по этим каналам, являются основной причиной нелинейных эффектов в РПУ, в связи с чем эти эффекты часто называют эффектами по соседнему каналу.

Характеристика частотной избирательности, приведенная на рис. 8.2, показывает, что в супергетеродинном приемнике присутствуют отклики на сигналы, частоты которых находятся далеко от ОКП и не попадают в соседние каналы приема.

Полосы частот, находящиеся за пределами основного канала приема, в которых сигнал проходит на выход приемника, называют побочными каналами приема (ПКП). Излучения радиопередатчиков, особенно основные излучения, обладающие наибольшей мощностью, могут по ПКП создавать помехи приему полезных сигналов. Для оценки влияния помех по основному и побочным каналам приема нужно знать параметры этих каналов и иметь информацию о характеристиках частотной избирательности каналов.