7. Излучения передающих устройств: классификация излучений.

С точки зрения взаимных помех радиопередатчики являются РЭС, излучающими высокочастотные электромагнитные колебания, которые могут воздействовать на радиоприемные устройства и мешать приему полезных радиосигналов. Как правило, основными источниками мощного электромагнитного излучения любых РЭС является антенна, направленно или ненаправленно излучающая поток электромагнитной энергии в окружающее пространство.

Все компоненты энергетического спектра высокочастотных колебаний, излучаемых передатчиком, можно классифицировать следующим образом:

1. Основное радиоизлучение;

2. Нежелательное радиоизлучение:

2.1. Внеполосное;

2.2. Шумовое.

2.3 Побочное:

2.3.1 интермодуляционное;

2.3.2 радиоизлучение на гармонике;

2.3.3. радиоизлучение на субгармонике;

2.3.4. комбинационное радиоизлучение;

2.3.5. паразитное радиоизлучение;

Рисунок 1 – Компоненты энергетического спектра высокочастотных колебаний, излучаемых передатчиком

Основное радиоизлучение – радиоизлучение радиопередающего устройства в необходимой полосе частот, предназначенное для передачи радиосигнала. Необходимой полосой частот радиоизлучения является минимальная полоса частот данного класса радиоизлучения, достаточная для передачи сигнала с требуемыми скоростью и качеством.

Основными параметрами радиопередающих устройств, характеризующими основное радиоизлучение, являются: излучаемая мощность, ширина спектра основного излучения, несущая частота, нестабильность частоты радиопередатчика – отклонение частоты колебаний на выходе радиопередатчика за определенный промежуток времени относительно установленной частоты; контрольная ширина полосы частот излучения – ширина полосы частот, за нижним и верхним пределами которой любая спектральная составляющая имеет ослабление на 30 дБ и более относительно уровня излучения, приравненного 0 дБ.

Нежелательное излучение – радиоизлучение радиоэлектронного средства или его составных частей, не предназначенное для передачи информации.

Внеполосное радиоизлучение – нежелательное радиоизлучение через антенну радиопередающего устройства в полосе частот, примыкающей к необходимой полосе частот, являющееся результатом модуляции радиосигнала.

Шумовое радиоизлучение – нежелательное радиоизлучение через антенну, обусловленное собственными шумами элементов радиопередатчика и модуляцией этими шумами генерируемых колебаний.

Побочное радиоизлучение – нежелательное радиоизлучение через антенну радиопередающего устройства, возникающее в результате любых нелинейных процессов в радиопередающем устройстве, кроме процесса модуляции.

Интермодуляционное радиоизлучение - Побочное радиоизлучение, возникающее в результате воздействия на нелинейные элементы радиопередающего устройства генерируемых радиоколебаний и внешнего электромагнитного поля или радиоколебания.

Радиоизлучение на гармонике – побочное радиоизлучение на частотах, в целое число раз больших частот основного радиоизлучения.

Радиоизлучение на субгармонике – побочное радиоизлучение на частотах, в целое число раз меньших частот основного радиоизлучения.

Комбинационное радиоизлучение – побочное радиоизлучение на частотах, формирующих несущую, их гармониках и различных комбинациях этих частот, возникающее в результате взаимодействия колебаний на нелинейных элементах радиопередающего устройства.

Паразитное радиоизлучение – побочное радиоизлучение, возникающее в результате самовозбуждения радиопередатчика из-за паразитных связей в генераторных и усилительных приборах радиопередатчика или в его каскадах.

8. Гармоники, их ослабление.

Согласно ГОСТ 23611-79, радиоизлучение на гармонике есть побочное радиоизлучение на частотах, в целое число раз больших частот основного радиоизлучения.

Одна из причин возникновения их в передатчике – наличие высокочастотных каскадов, работающих с углом отсечки <180. В недонапряженном режиме таких каскадов при косинусоидальной форме импульса тока амплитуда n-ой гармоники вычисляется через амплитуду импульса I_m и коэффициент разложения _n().

I_n=I_m _n().

В результате выходное немодулированное колебание имеет форму, отличающуюся от гармонической, и следовательно, представляет собой сумму колебаний основной частоты и ее гармоник:

,

где U_m – коэффициент разложения U(t) в ряд Фурье

Уменьшения уровня излучения гармоник антенной передающего устройства достигается фильтрацией гармоник промежуточным и антенным контурами. Одним из способов борьбы с излучениями на четных гармониках является применение в каскадах передатчика двухтактных схем. Теоретически при двухтактной схеме и угле отсечки  =90 должны отсутствовать вторая и четвертая гармоники, а также третья, т.к. при указанной отсечке коэффициент разложения ₃ =0.

На высоких частотах для ослабления излучения на гармониках применяют и различные виды волноводных и коаксиальных фильтров. Так, поглощающий фильтр можно выполнить на намагниченном феррите. При определенных соотношениях между величиной постоянного магнитного поля, в котором находится феррит, и частотой электромагнитного поля возникает значительное поглощение энергии. Можно так подобрать величину постоянного магнитного поля, что особенно активно будет поглощаться энергия определенной гармоники.

Одним из распространенных способов уменьшения уровня колебаний на гармониках является применение ФНЧ, включенных, как правило, между промежуточным контуром и антенной.

17. Перекрестные искажения при приеме

Перекрестные искажения при приеме – изменение спектрального состава полезного радиосигнала на выходе радиоприемного устройства при наличии на его входе модулированной радиопомехи, частота которой не совпадает с частотами основного и побочных каналов приема. Относятся к непреднамеренным электромагнитным помехам.

Явления обусловлены нелинейными свойствами активных элементов. При наличии интенсивной помехи суммарный уровень сигнала и помехи не соответствует линейному участку характеристики усилителя или квадратурному участку характеристики смесителя. Сигнал на выходе смесителя или усилителя при совместном действии сигнала и помехи не равен сумме выходных сигналов соответствующих действию помехи и сигнала по отдельности:

Коэффициент перекрестных искажений – отношение отклика, возникающего в результате перекрестных искажений, к заданному отклику на полезный радиосигнал:

- для тракта УВЧ

- для смесителя

Уровень восприимчивости к перекрестным искажениям – минимальный уровень радиопомех на входе радиоприемного устройства, при котором коэффициент перекрестных искажений равен заданному значению

Динамический диапазон по перекрестным искажениям – отношение уровня восприимчивости к перекрестным искажениям к чувствительности радиоприемного устройства:

Характеристика частотной избирательности по перекрестным искажениям – Зависимость уровня восприимчивости к перекрестным искажениям от частоты испытательного сигнала.