- •Анализ электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств
- •Оглавление
- •10. Описание антенных устройств в задачах эмс 197
- •11. Оценка потерь на трассах распространения 222
- •12. Критерии оценки эмс 258
- •13. Организационные методы обеспечения эмс 286
- •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
- •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
- •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
- •Побочные излучения радиопередатчиков
- •Шумовые излучения передатчика
- •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
- •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
- •9.7.2.Оценка уровней интермодуляционных продуктов в радиопередатчиках
- •9.7.3. Оценка 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
- •Статистическое описание диаграмм направленности антенн
- •Потери в антенно-фидерном тракте и потери рассогласования
- •Учет поляризационных характеристик антенн и сигналов
- •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 модели cost 231 Хата
- •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 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
10.3.2. Дна на нерабочих частотах
В диапазоне частот, который для антенны рассматривается как диапазон ее рабочих частот, максимальное значение коэффициента усиления антенны считают постоянным. Его значение всегда указывают в спецификациях на антенну. Изменение усиления антенны на частотах, лежащих вне рабочего диапазона частот антенны, в спецификациях на антенну не приводят, и оно не регламентируется нормативными документами. В области частот, лежащих вне рабочего диапазона, диаграмма направленности антенны расширяется, и коэффициент усиления антенны падает. При анализе ЭМС нужно учитывать оба эти обстоятельства.
Математические модели, описывающие изменение коэффициента усиления антенны на нерабочих частотах, обычно получают на основе анализа и обработки результатов специально организованных измерений. Вид модели, который может быть использован для описания зависимости коэффициента усиления от частоты, может быть разным. Одно из используемых описаний коэффициента усиления по главному лепестку ДНА в общем случае имеет вид:
G(f) = G0 + Ci lg (f / fгрi) +Di, (10.6)
где G(f) – коэффициент усиления по главному лепестку на частоте f за пределами рабочего диапазона частот антенны, дБ; G0 – коэффициент усиления по главному лепестку в рабочем диапазоне частот антенны, дБ; fгрi – граничная (нижняя или верхняя) частота рабочего диапазона частот антенны, i = 1, 2; Ci – коэффициент, характеризующий скорость снижения коэффициента усиления антенны за пределами границы, определяемой частотой fгрi, дБ/дек; Di – постоянная, определяющая изменение коэффициента усиления антенны на границах ее рабочего диапазона частот, дБ.
Постоянные Ci и Di в уравнении (10.6) должны определяться для конкретного типа антенны на основе измерений ДНА на частотах, которые являются нерабочими для данного типа антенны. В качестве примера можно привести модели бортовых самолетных антенн: штыревой ножевидной антенны для системы связи с диапазоном рабочих частот 118…135 МГц и рамочной антенны для системы навигации с рабочей частотой 115.4 МГц [39]. По результатам измерений и анализа характеристик антенн в диапазоне ВЧ (2…30 МГц) для частот f < fгр1 были предложены следующие модели для коэффициентов усиления антенн:
- для штыревой антенны Gшт(f) = G0 + 25 lg (f / fгр1);
- для рамочной антенны Gрам(f) = G0 + 50 lg (f / fгр1).
Выражение (10.6) по существу является описанием частотной характеристики антенны за пределами рабочего диапазона частот антенны. При отсутствии экспериментальных данных реальную частотную характеристику антенны можно заменить характеристикой прямоугольной формы, полагая C1 = C2 = 0 и D1 = D2 = D. Значение D можно взять из таблицы 10.1, где указано также ожидаемое расширение диаграммы направленности в горизонтальной и в вертикальной плоскостях на нерабочих частотах в зависимости от усиления антенны в диапазоне ее рабочих частот.
Формула (10.6) и данные табл. 10.1 определяют параметры главного лепестка основных сечений ДНА в области нерабочих частот антенны. Построение трехмерной ДНА в этой области может быть выполнено так, как и в рабочей области, но с учетом новых значений коэффициента усиления и ширины ДНА в горизонтальной и вертикальной плоскости.
Таблица 10.1
Параметры диаграмм направленности за пределами диапазона рабочих частот антенн.
Коэффициент усиления антенны в диапазоне рабочих частот |
Параметры ДНА и модели (10.6) на нерабочих частотах |
||
Ширина ДНА в гор. плоскости |
Ширина ДНА в верт. плоскости |
D, дБ |
|
G0 > 25дБ |
4φ0 |
4θ0 |
13 |
10 дБ < G0 ≤ 25дБ |
3φ0 |
3θ0 |
10 |
G0 ≤ 10дБ |
360º |
180º |
G0 |
Примечание. φ0 и θ0 – соответственно, ширина ДНА в горизонтальной и в вертикальной плоскости на уровне 3дБ в диапазоне рабочих частот антенны
Что касается области боковых лепестков, то, как показывают многочисленные измерения антенн с высокой направленностью, основные характеристики усиления в этой области не изменяются, и модель ДНА в области боковых лепестков на нерабочих частотах может быть взята такой же, как и в области рабочих частот.