5.1. Общие сведения о защитных отношениях

Защитным отношением по высокой частоте называется минимально допустимое отношение Q_{м доп} мощности полезного сигнала к мощности помехи на входе приемника, которое позволяет получить на его выходе заданное качество полезного сигнала:

(5.1)

где Р_{с вх} и Р_{п вх} - мощность полезного сигнала и помехи на входе приемника соответственно.

Этот параметр наиболее часто используется в качестве критерия ЭМС аналоговых и цифровых систем радиосвязи, поскольку качество сигнала на выходе приемника монотонно зависит от входного отношения сигнал/помеха Q_вх = Р_{с вх} /Р_{п вх} , а действие помехи приводит к ухудшению характеристик полезного сигнала на выходе приемника, например к увеличению коэффициента ошибок, ухудшению качества выходного изображения или разборчивости речи.

На величину защитного отношения влияют многие факторы, такие, как частотный разнос между несущими частотами полезного и помехового сигналов, вид и глубина их модуляции, способ обработки сигнала и метод его кодирования, характеристики приемника и другие. При этом заданное качество приема полезного сигнала в присутствии помехи обеспечивается, если выполняется критерий ЭМС в виде:

q_вх ≥ q_{м доп} , (5.2)

где q_вх и q_{м доп} - отношение сигнал/помеха на входе приемника и требуемое защитное отношение, дБ, соответственно.

В общем случае отношение сигнал/помеха на входе приемника Q_вх изменяется во времени случайным образом, вследствие чего условие ЭМС (5.2) в определенном проценте времени (Т %) работы канала связи может не выполняться и, соответственно, качество выходного полезного сигнала в некоторые временные интервалы (при q_вх ≤ q_{м доп}) будет хуже, чем заданное. Например, в цифровых системах связи это приведет к превышению коэффициента ошибок некоторого его допустимого значения в течение Т % времени. Поэтому этот процент времени нормируется. Например, в цифровых РРЛ прямой видимости при помехах со стороны фиксированной спутниковой службы допускается увеличение длительности периода времени, когда коэффициент ошибок превышает 10^-6, не более чем в 0,04% времени любого месяца года.

При передаче аудио- или видеоинформации определение защитного отношения для систем радиосвязи регламентируется рекомендациями МСЭ, а качество приема оценивается по пятибалльной шкале. В частности, в телевизионных каналах качество выходного сигнала с оценкой 4,5 балла соответствует появлению едва заметной помехи на изображении. Эти оценки дает группа квалифицированных экспертов, затем оценки подвергаются статистической обработке и представляются в виде таблицы или графика. На рис. 5.1 представлен пример такого графика.

Рис. 5.1. Зависимость защитного отношения от расстройки частот полезного и мешающего сигналов в системе аналогового телевидения СЕКАМ

1 – порог заметности влияния помехи на качество приема; 2 – хорошее качество приема; 3 – удовлетворительное качество приема.

Необходимое защитное отношение на входе приемника может быть определено и аналитическим путем, если известны максимально допустимые значения уровня помех на выходе приемника. Нормы на предельно допустимые уровни взаимных помех для обеспечения ЭМС различных радиослужб приведены в соответствующих рекомендациях МСЭ и других нормативных документах и ряде других международных документов.