- •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
11.5.2. Дифракция на клине
П ервоначально в прямоугольной системе координат с помощью картографической базы данных строят топографический профиль трассы, используя информацию о высотах соответствующих точек местности над дугой земной поверхности (уровнем моря) (рис. 11.10). Уравнение для дуги земной поверхности соответствует уравнению параболы, которая между точками расположения передатчика и приемника имеет форму близкую к окружности и при нормальной рефракции атмосферы записывается в виде:
h0(x) = x (d x)/17,
где x и d выражены в километрах, а h0 – в метрах
Высота дуги, соответствующая x = d/2 (максимальная высота дуги)
H = d2/68
Здесь H выражена в метрах, а d в километрах.
Д алее препятствия заменяют телами в форме клина. Обычно выдвигается требование, что максимальная ширина препятствия не превышает d/20. Реальная трасса заменяется моделью (рис.11.11). При построении модели учитывают значение h0(x), а также требование, чтобы в модели при оценке дифракционных потерь на трассе между передатчиком (или приемником) и клиновидным препятствием (или между клиновидными препятствиями) первая зона Френеля не перерывалась.
Радиус первой зоны Френеля r(x) (рис.11.11) рассчитывают используя выражение:
для 0 x a
где r(x) – рассчитывается в метрах; x и a – расстояния, км; f – частота, МГц;.
Аналогичные выражения могут быть записаны для других участков трассы с заменой «а» на «b» или «с» соответственно.
В зависимости от числа клиновидных препятствий на трассе расчеты выполняют следующим образом.
Одно препятствие. Этот случай изображен на рис.11.12 а и б, где представлены возможные положения препятствия на трассе между передатчиком и приемником. Расчет выполняют в следующем порядке.
1. Определяют степень перекрытия трассы препятствием (приведенную высоту препятствия):
(11.14)
2 . Используя геометрические параметры, описывающие взаимное положение передатчика, приемника и препятствия на трассе, смысл которых ясен из рис.11.12, вычисляют безразмерный параметр по одной из следующих формул [53]:
(11.15а)
(11.15б)
( имеет знак h и θ) (11.15в)
( имеет знак α1 и α2) (11.15г)
3. Если полученное значение > 0.7, то приближенное значение потерь на дифракцию оценивают, используя выражение:
(11.16)
Если < 0.7, полагают Lдиф() = 0 дБ.
Д ва препятствия. Модели трассы с двумя клиновидными препятствиями представлены на рис. 11.13, а и б [53]. При оценке потерь на трассе с двумя препятствиями одно из препятствий может быть главным или доминантным, т. е. вносить вклад в потери на дифракцию значительно больше, чем второе. Для определения, является ли какое либо из препятствий главным, следует вычислить приведенные высоты клиновидных препятствий h1 и h2 (рис.11.13, а):
И далее определить главное препятствие, исходя из выполнения неравенств:
– если , то главное препятствие – первое;
– если , то главное препятствие – второе.
Если левая и правая части неравенств отличаются незначительно, доминантное препятствие отсутствует.
В связи с этим можно выделить две возможные ситуации.
1. Вклады в общие потери на дифракцию, вносимые каждым препятствием, различаются незначительно (примерно одинаковые) (рис.11.13, а).
В этом случае, используя методику оценки потерь для одиночного препятствия, рассмотренную выше, рассчитывают потери, вносимые каждым препятствием по отдельности. При этом вершина первого препятствия рассматривается как источник сигнала, который испытывает дифракцию на втором препятствии.
Первая трасса, для которой вычисляется параметр по одной из формул (11.15а) – (11.15г) и Lдиф1() по (11.16), определяется расстояниями a и b и высотой h1. Источник сигнала – начало трассы, приемник – вершина второго препятствия.
Вторая трасса, для которой по тем же формулам вычисляют и Lдиф2(), определяется расстояниями b и c и высотой h2. Источник сигнала – вершина первого препятствия, приемник – конечная точка трассы.
Если каждый из вкладов Lдиф1 и Lдиф2 превышает примерно 15 дБ, то чтобы учесть разнос по расстоянию между клиновидными препятствиями, нужно оценить корректирующий член Lc, используя формулу:
(11.16)
Полные потери на дифракцию определяются суммой:
Lдиф = Lдиф1 + Lдиф2 + Lc
2. Одно из препятствий является доминантным (главным) (первое на рис 11.13, б).
В этом случае оценивают только потери на дифракцию, вносимые каждым препятствием по отдельности. Однако трасса для преобладающего препятствия определяется расстояниями a и (b + c) и приведенной высотой h1, которая совпадает с реальной высотой главного препятствия (рис.11.13, б). Трасса для оценки дифракции на втором препятствии определяется расстояниями b и c и приведенной высотой h2, которую рассчитывают, используя (11.14). Потери, соответствующие этим трассам, суммируют. Эту сумму принимают за полные потери на дифракцию на трассе. Корректирующий член (11.16) не рассчитывают и не производят никакой дополнительной коррекции полученного результата.