3.2. Общая классификация источников электромагнитных полей

Источники электромагнитной энергии классифицируются, в ос­новном, по их проявлению в диапазоне частот, иными словами, по излучаемому ими высокочастотному спектру.

Разли­чают узкополосные и широкополосные источники полей (помех), как показано на рис. 3.1.

Сигнал счи­тается узкополосным, если его спектр (ширина спектральной линии) меньше ширины полосы прием­ника.

Источники узкополосных помех являются искусственно со­зданными человеком. Это, например радиопередатчики, кото­рые на предоставленных им частотах излучают больше мощнос­ти, чем допустимо, любительские радиопередатчики, устройства, излучающие высшие гармоники, возникающие вследствие нели­нейности элементов передатчиков, медицинские и промышлен­ные высокочастотные генераторы или просто электросеть часто­той 50 Гц.

Такие источники характеризуются амплитудой или действующим значением помехи при соответствующей частоте (линейчатый спектр).

Р и с. 3.1. Разделение передатчиков электромагнитной энергии на узкополосные и широкополосные источники

Сигнал счи­тается широкополосным, если его спектр простирается на ши­рину полосы, большую чем ширина полосы определенной при­емной системы. Источники широкополосных помех характеризуются спектром с очень плотно или даже бесконечно близко расположенными друг к другу спек­тральными линиями (непрерывный спектр, плотность распреде­ления амплитуд). Типичные представители широкополосных помех – это естественные помехи (например, космический шум), а также все непериодические переходные процессы.

Источники широкополосных помех целесообразно подразде­лить также на источники шумовых и переходных помех. Шумо­вые помехи состоят из многих, вплотную соседствующих или пе­рекрывающихся импульсов различной амплитуды, которые нельзя разделить. Переходные помехи четко различимы одна от другой и обладают сравнительно малой степенью повторяемости, проявляются в виде импульсов. Переходные помехи могут быть распределе­ны статистически, например, при короне на воздушной линии, быть периодическими, например, в цепях фазовой отсечки тиристорных устройств или непериодическими, например, при вык­лючении катушек реле.

Классическая электромагнитная совмес­тимость, главной целью которой был контроль радиопомех, и современная интерпретация электромагнитной совместимости существенно различаются [2]. Согласно первой, вполне могут быть допущены отдельные переходные импульсные помехи, т. е. од­норазовые или редко повторяющиеся помехи в виде импульсов, в то время как при определенных обстоятельствах од­нократный импульс помехи в устройствах управления электро­станцией может привести к дорогостоящим простоям, а в авиа­ционных и космических устройствах – к тяжелым последствиям.

Источники периодических несинусоидальных помех, напри­мер сети вентильных преобразователей тока с линейчатым спек­тром высших гармоник, являются в зависимости от ширины по­лосы приемника узкополосными или широкополосными источ­никами, так как одна или несколько линий спектра могут быть расположены внутри полосы приемника. Широкополосные сиг­налы следует различать и по когерентности. При когерентных широкополосных сигналах реакция приемника пропорциональ­на ширине его полосы. Для некогерентных сигналов, спектраль­ные составляющие которых соотносятся произвольно, реакция приемника пропорциональна квадратному корню ширины его полосы.

Для узкополосных сигналов вышеприведенные различия ста­новятся излишними. До тех пор, пока спектр сигнала четко рас­положен внутри полосы приемника, реакция приемника остает­ся постоянной. Ранее широкополосные помехи представлялись только как временные функции (например, в виде осциллограм­мы), которые не позволяют непосредственно определить действие помехи в диапазоне частот. Однако при помощи преобразования Фурье функции могут быть переведены из временной в частот­ную область. На практике для этого чаще всего пользуются ЭМС-номограммой.

Шумовые помехи (например, рябь на экране телевизора, кос­мические шумы) нельзя определенно описать аналитическими временными функциями. Они проявляют себя как результат мно­гих, не поддающихся индивидуальному анализу отдельных по­мех. В совокупности шумовые помехи следуют определенным ста­тистическим закономерностям.